Brevet FR3141206A1 — publié le 20240426

Module de compresseur pour une turbomachine d’aéronef, ce module ayant un premier axe (A) et comportant : - au moins une grille de redresseurs formée d’une rangée annulaire d’aubes (10) à calage variable s’étendant autour dudit premier axe (A), chacune de ces aubes (10) comportant une pale (16) s’étendant radialement par rapport audit premier axe (A) et comportant une extrémité radialement externe reliée par une platine (17) à un pivot cylindrique externe (18), et - un carter annulaire (14) qui s’étend autour dudit premier axe (A) et de la grille de redresseurs et qui comprend des lamages (42) de logement des platines (17) des aubes (10), et - des rondelles d’étanchéité (40) montées entre des surfaces (17a) des platines (17) et des surfaces (42a) des lamages (42), caractérisé en ce qu’au moins certaines de ces surfaces (17a, 42a) comprennent des gorges circulaires (46) recouvertes par les rondelles (40). Figure pour l'abrégé : Figure 5 MODULE DE COMPRESSEUR POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un module de compresseur pour une turbomachine d’aéronef Arrière-plan technique L’arrière-plan technique comprend notamment les documents FR-A1-2 933 149, FR-A1-2 935 624 et FR-A1-3 105 290. De manière classique, un module de compresseur de turbomachine d’aéronef comprend plusieurs étages de compression comportant chacun une grille d’aubes fixes ou de redresseurs et une grille d’aubes mobiles. Une grille est une rangée annulaire d’aubes, les aubes fixes étant des aubes de stator et les aubes mobiles étant des aubes de rotor. Les grilles d’aubes mobiles sont reliées entre elles et forment le rotor du compresseur qui est relié à un arbre du compresseur, cet arbre étant mobile autour d’un axe qui est en général l’axe longitudinal de la turbomachine. Les aubes d’une grille de redresseurs sont avantageusement à calage variable pour permettre d’optimiser les conditions d’alimentation des grilles d’aubes mobiles dans l’ensemble de la plage des régimes de fonctionnement de la turbomachine. Une aube à calage variable comporte une pale dont une extrémité radialement externe est reliée par une première platine à un pivot cylindrique externe qui définit l’axe de calage angulaire de l’aube. La pale peut comprendre une extrémité radialement interne reliée par une seconde platine à un pivot cylindrique interne. Les pivots de l’aube sont en général alignés sur l’axe de calage. Les étages du compresseur sont entourés par un carter annulaire externe qui comprend des orifices traversés par les pivots externes des aubes à calage variable. Les aubes à calage variable sont centrées et guidées dans ces orifices. D’une part, le carter peut comprendre des cheminées radiales qui sont en saillie sur la surface externe du carter, au niveau des orifices, et qui forment des logements pour les pivots externes des aubes. Des douilles antifriction peuvent être montées autour des pivots externes et dans ces logements pour guider les pivots des aubes autour de leurs axes de calage. D’autre part, le carter peut comprendre des lamages sur sa surface interne qui sont destinés à accueillir les premières platines des aubes. Des rondelles antifriction peuvent être montées autour des pivots externes, entre les platines et les fonds des lamages. Un montage similaire peut être prévu aux extrémités radialement internes des aubes, au niveau de leurs pivots internes. Les platines des aubes assurent d’une part une fonction d’appui par rapport au carter et permettent d’autre part la reconstitution de la veine du compresseur au niveau des extrémités radialement externes des pales des aubes. Dans la technique actuelle, il a déjà été constaté un défaut d’étanchéité entre la veine du compresseur et l’extérieur du carter. En fonctionnement, il existe un écart de pression significatif entre ces deux zones qui conduit à l’apparition d’un débit de fuite depuis la veine jusqu’à l’extérieur du carter, à travers les orifices du carter. Ce débit de fuite, intervient comme un prélèvement sur le débit dans la veine du compresseur, et est de nature à pénaliser le rendement du compresseur et donc de la turbomachine. L’invention a pour but d’apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème de la technique actuelle. L'invention propose un module de compresseur pour une turbomachine d’aéronef, ce module ayant un premier axe et comportant : - au moins une grille de redresseurs formée d’une rangée annulaire d’aubes à calage variable s’étendant autour dudit premier axe, chacune de ces aubes comportant une pale s’étendant radialement par rapport audit premier axe et comportant une extrémité radialement externe reliée par une platine à un pivot cylindrique externe qui définit un second axe de calage angulaire de l’aube, ladite platine ayant un contour circulaire et comportant une surface annulaire qui s’étend autour du pivot externe et qui est orientée radialement vers l’extérieur, et - un carter annulaire qui s’étend autour dudit premier axe et de la grille de redresseurs et qui comprend des orifices radiaux traversés par les pivots externes des aubes, les platines des aubes étant logées dans des lamages d’une surface interne du carter annulaire, chacun de ces lamages comportant une surface annulaire qui s’étend autour d’un des orifices et qui est orientée radialement vers l’intérieur, et - des rondelles d’étanchéité montées entre les surfaces des platines et les surfaces des lamages, caractérisé en ce que les surfaces des platines comprennent des gorges circulaires concentriques aux axes de calage, qui sont recouvertes par les rondelles, et/ou les surfaces des lamages comprennent des gorges circulaires concentriques aux axes de calage, qui sont recouvertes par les rondelles. L’invention propose ainsi de ménager des gorges annulaires concentriques sur au moins une partie des surfaces qui sont au contact des rondelles antifriction. Selon une première configuration, les surfaces des platines qui sont au contact de ces rondelles sont pourvues de gorges annulaires concentriques. Selon une seconde configuration, les surfaces des lamages qui sont au contact de ces rondelles sont pourvues de gorges annulaires concentriques. Selon une troisième configuration, les surfaces des platines et des lamages qui sont au contact des rondelles sont pourvues de gorges annulaires concentriques. L’invention vise ainsi à atténuer les fuites d’air provenant de la veine du compresseur vers l’extérieur du carter, en créant une perturbation de leur écoulement au moyen des gorges concentriques aux axes de calage des aubes. Le module de compresseur selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - les surfaces des platines comprennent entre deux et six gorges, et/ou les surfaces des lamages comprennent entre deux et six gorges ; - les gorges d’une même platine ou d’un même lamage sont identiques ; - les gorges d’une même platine ou d’un même lamage sont différentes les unes des autres ; - les gorges d’une même platine ou d’un même lamage ont des formes et/ou des dimensions différentes ; - les gorges des lamages sont identiques aux gorges des platines ; - les rondelles comprennent des surfaces annulaires externes destinées à être appliquées contre les surfaces des lamages, et des surfaces annulaires internes destinées à être appliquées contre les surfaces des platines, les surfaces externes et internes des rondelles étant lisses ; - les rondelles comprennent des surfaces annulaires externes destinées à être appliquées contre les surfaces des lamages, et des surfaces annulaires internes destinées à être appliquées contre les surfaces des platines, les surfaces externes des rondelles comportant des nervures annulaires engagées dans les gorges des surfaces des lamages, et/ou les surfaces internes des rondelles comportant des nervures annulaires engagées dans les gorges des surfaces des platines ; - les nervures et les gorges ont des formes complémentaires ; L’invention concerne également une turbomachine d’aéronef, comportant un module de compresseur tel que décrit ci-dessus. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : La est une demi vue schématique en coupe axiale d’un module de compresseur d’une turbomachine d’aéronef, située au niveau d’un redresseur à calage variable, La est une vue schématique en perspective d’une aube à calage variable d’un étage de redresseurs, La est une vue schématique partielle d’un module de compresseur et illustre des fuites d’air de la veine de compresseur, La est une vue de détail de la et illustre une fuite d’air au niveau d’une rondelle antifriction, La est une vue schématique partielle d’un module de compresseur selon un mode de réalisation de l’invention, La est une vue schématique partielle en perspective de l’aube à calage variable du module de la , Ls figures 7a à 7f sont des vues schématiques partielles en coupe axiale d’une platine d’aube à calage variable, et illustrent des variantes de réalisation de l’invention, La est une vue similaire à celle de la et illustre une autre variante de réalisation de l’invention, La est une vue similaire à celle de la et illustre une autre variante de réalisation de l’invention, La est une vue similaire à celle de la et illustre une autre variante de réalisation de l’invention, La est une vue schématique en coupe axiale de la rondelle antifriction de la variante de la , La est une vue similaire à celle de la et illustre une autre variante de réalisation de l’invention, La est une vue schématique en coupe axiale de la rondelle antifriction de la variante de la , La est une vue similaire à celle de la et illustre une autre variante de réalisation de l’invention, La est une vue schématique en coupe axiale de la rondelle antifriction de la variante de la . Description détaillée de l'invention On se réfère d'abord à la qui représente un module de compresseur, par exemple haute pression, d’une turbomachine d’aéronef, et plus particulièrement une grille de redresseurs de ce module. La grille de redresseurs comprend une rangée annulaire d'aubes 10 à calage variable, ces aubes 10 étant régulièrement réparties autour d’un axe longitudinal ou principal A de la turbomachine et s'étendant sensiblement radialement entre un anneau interne 12 et un carter externe 14 du compresseur. Chaque aube 10 comprend une pale 16 reliée à son extrémité radialement externe par une première platine 17 à un pivot cylindrique radial 18, et à son extrémité radialement interne par une seconde platine 19 à un pivot cylindrique radial 20, les pivots interne 20 et externe 18 définissant l'axe 22 de calage de l'aube 10. Le pivot externe 18 traverse un orifice du carter externe 14 et est engagé dans une cheminée cylindrique 24 qui est en saillie sur la surface externe du carter externe 14. Le pivot cylindrique interne 20 est engagé dans un logement cylindrique de l’anneau interne 12. La pale 16 de chaque aube 10 comprend un intrados 30 et un extrados 32 reliés entre eux en amont par un bord 34 d'attaque et en aval par un bord 36 de fuite (figures 1 et 2). Les platines interne 19 et externe 17 ont chacune un contour sensiblement circulaire et sont logées dans des lamages 42 de formes complémentaires de l’anneau interne 12 et du carter externe 14, respectivement. Les aubes 10 sont déplaçables en rotation autour de leurs axes de calage 22 entre une position de fermeture ou de quasi-fermeture, et une position d'ouverture ou de pleine ouverture, permettant ainsi d’obtenir une déviation de l’écoulement du flux d’air 38 dans la veine. La mise en rotation des aubes 10 est réalisée par un système d’actionnement montré à la et qui comprend de manière connue un anneau 2 qui s’étend autour de l’axe A et du carter 14 et qui est relié par des leviers 4 du type biellettes aux extrémités radialement externes des pivots 18 des aubes 10. Un actionneur du type vérin par exemple déplace en rotation l’anneau 2 autour de l’axe A, ce qui entraîne la rotation des leviers 4 autour des axes de calage 22 et provoque la rotation des aubes 10 autour de ces mêmes axes 22. Lors de ces déplacements, les pivots 18, 20 des aubes sont centrés et guidés en rotation par des organes antifriction. Le pivot interne 20 est guidé en rotation dans l’orifice de l’anneau 12 par au moins une douille ou bague antifriction 28. Le pivot externe 18 est guidé en rotation dans la cheminée 24 par au moins une douille ou bague antifriction 26. De plus, la platine externe 17 est en appui dans le lamage 42 par l’intermédiaire d’une rondelle antifriction 40. Comme illustré aux figures 3 et 4, dans la technique actuelle, il a déjà été constaté un défaut d’étanchéité entre la veine du compresseur et l’extérieur du carter 14. L’écart de pression entre ces deux zones conduit en fonctionnement à l’apparition d’un débit de fuite depuis la veine jusqu’à l’extérieur du carter 14, à travers les orifices du carter 14. La montre que de l’air peut circuler entre la rondelle 40 et la surface annulaire 17a en regard de la platine, et/ou entre la rondelle 40 et la surface annulaire 42a en regard du lamage 42. Les figures 5 et 6 montrent un premier mode de réalisation d’un module de compresseur selon l’invention. Ce module de compresseur comprend toutes les caractéristiques décrites dans ce qui précède en relation avec les figures 1 et 2. Le module de compresseur de ce premier mode de réalisation diffère de celui de la technique antérieure en ce que les surfaces 17a des platines 17 comprennent des gorges circulaires 44 concentriques aux axes de calage 22, qui sont recouvertes par les rondelles 40. Le nombre de gorges 44 est de préférence compris entre deux et six et est de trois dans l’exemple représenté. Dans cet exemple, les gorges 44 sont identiques et ont en section une forme générale incurvée en U. Les figures 7a à 7f illustrent des variantes de réalisation de ces gorges 44. Dans la figure 7a, les gorges 44 sont différentes et diffèrent les unes des autres par leurs dimensions et en particulier leur profondeur. Les profondeurs des gorges 44 augmentent à mesure que l’on se rapproche de l’axe de calage 22 de l’aube. Dans la figure 7b, c’est l’inverse, les profondeurs des gorges 44 diminuent à mesure que l’on se rapproche de l’axe de calage 22 de l’aube. Dans la figure 7c, les gorges 44 sont identiques et ont en section des parois latérales qui ne sont pas parallèles ni symétriques. Dans la figure 7d, les gorges 44 ont en section une forme générale carré ou rectangulaire. Dans la figure 7e, les gorges 44 ont en section une forme triangulaire. Dans la figure 7f, les gorges 44 ont en section une forme en portion d’ellipse. Les gorges 44 sont de manière générale creusées dans la surface externe 17a de la platine 17 de chacune des aubes 10 à calage variable. Les gorges 44 sont séparées les unes des autres par une distance D radiale (mesurée depuis l’axe 22). Dans le cas de la , cette distance D est supérieure à la largeur L d’une gorge 44. Dans le cas des figures 7a à 7f, cette distance est inférieure à la largeur L d’une gorge 44. La montre une autre variante de réalisation d’un module de compresseur selon l’invention. Ce module de compresseur diffère du premier mode de réalisation en ce que les gorges circulaires 46 concentriques aux axes de calage 22 sont ici situées sur les surfaces 42a des lamages 42, et sont recouvertes par les rondelles 40. Le nombre de gorges 46 est de préférence compris entre deux et six et est de trois dans l’exemple représenté. Dans cet exemple, les gorges 46 sont identiques et ont en section une forme générale incurvée en U. Les figures 7a à 7f pourraient illustrer des variantes de formes et de dimensions de ces gorges 46. La montre une autre variante de réalisation d’un module de compresseur selon l’invention. Ce module de compresseur diffère du premier mode de réalisation en ce qu’il comprend à la fois des gorges 44 sur les surfaces 17a des platines, et des gorges 46 sur les surfaces 42a des lamages 42. La description qui précède en relation avec les figures 5 à 8 s’applique à cette variante. Les figures 10a et 10b montrent le premier mode de réalisation des figures 5 et 6 et illustrent en outre une rondelle 40 qui comprend sur sa surface annulaire interne des nervures annulaires 48 concentriques à l’axe de calage 22. Ces nervures 48 sont engagées dans les gorges 44 et sont avantageusement complémentaires à ces gorges 44. Les figures 11a et 11b montrent la variante de réalisation de la et illustrent en outre une rondelle 40 qui comprend sur sa surface annulaire externe des nervures annulaires 50 concentriques à l’axe de calage 22. Ces nervures 50 sont engagées dans les gorges 46 et sont avantageusement complémentaires à ces gorges 46. Les figures 12a et 12b montrent la variante de réalisation de la et illustrent en outre une rondelle 40 qui comprend sur ses deux surfaces annulaires, interne et externe, des nervures annulaires 48, 50 concentriques à l’axe de calage 22. Ces nervures 48, 50 sont respectivement engagées dans les gorges 44, 46 et sont avantageusement complémentaires à ces gorges 44, 46. Module de compresseur pour une turbomachine d’aéronef, ce module ayant un premier axe (A) et comportant : - au moins une grille de redresseurs formée d’une rangée annulaire d’aubes (10) à calage variable s’étendant autour dudit premier axe (A), chacune de ces aubes (10) comportant une pale (16) s’étendant radialement par rapport audit premier axe (A) et comportant une extrémité radialement externe reliée par une platine (17) à un pivot cylindrique externe (18) qui définit un second axe (22) de calage angulaire de l’aube (10), ladite platine (17) ayant un contour circulaire et comportant une surface annulaire (17a) qui s’étend autour du pivot externe (18) et qui est orientée radialement vers l’extérieur, et - un carter annulaire (14) qui s’étend autour dudit premier axe (A) et de la grille de redresseurs et qui comprend des orifices radiaux traversés par les pivots externes (18) des aubes (10), les platines (17) des aubes (10) étant logées dans des lamages (42) d’une surface interne du carter annulaire (14), chacun de ces lamages (42) comportant une surface annulaire (42a) qui s’étend autour d’un des orifices et qui est orientée radialement vers l’intérieur, et - des rondelles d’étanchéité (40) montées entre les surfaces (17a) des platines (17) et les surfaces (42a) des lamages (42), caractérisé en ce que les surfaces (17a) des platines (17) comprennent des gorges circulaires (44) concentriques aux axes de calage (22), qui sont recouvertes par les rondelles (40), et/ou les surfaces (42a) des lamages (42) comprennent des gorges circulaires (46) concentriques aux axes de calage (22), qui sont recouvertes par les rondelles (40). Module selon la revendication précédente, dans lequel les surfaces (17a) des platines (17) comprennent entre deux et six gorges (44), et/ou les surfaces (42a) des lamages (42) comprennent entre deux et six gorges (46). Module selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les gorges (44, 46) d’une même platine (17) ou d’un même lamage (42) sont identiques. Module selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les gorges (44, 46) d’une même platine (17) ou d’un même lamage (42) sont différentes les unes des autres. Module selon la revendication 4, dans lequel les gorges (44, 46) d’une même platine (17) ou d’un même lamage (42) ont des formes et/ou des dimensions différentes. Module selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel les gorges (44) des lamages (42) sont identiques aux gorges (46) des platines (17). Module selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les rondelles (40) comprennent des surfaces annulaires externes destinées à être appliquées contre les surfaces (42a) des lamages (42), et des surfaces annulaires internes destinées à être appliquées contre les surfaces (17a) des platines (17), les surfaces externes et internes des rondelles (40) étant lisses. Module selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les rondelles (40) comprennent des surfaces annulaires externes destinées à être appliquées contre les surfaces (42a) des lamages (42), et des surfaces annulaires internes destinées à être appliquées contre les surfaces (17a) des platines (17), les surfaces externes des rondelles (40) comportant des nervures annulaires (50) engagées dans les gorges (46) des surfaces (42a) des lamages (42), et/ou les surfaces internes des rondelles (40) comportant des nervures annulaires (48) engagées dans les gorges (44) des surfaces (17a) des platines (17). Module selon la revendication 8, dans lequel les nervures (48, 50) sont et les gorges (44, 46) ont des formes complémentaires. Turbomachine d’aéronef, comportant au moins un module selon l’une des revendications précédentes.