BE1026063B1 - Aube motrice de systeme a calage variable de compresseur pour turbomachine - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet une aube motrice ( 38) de système (34) d'aubes à calage variable pour compresseur de turboréacteur, également appelé booster. L'aube motrice commande des aubes entraînées via une bague de syncronisation. Elle comporte une pale (58) traversant le flux primaire, une tige d'actionnement (60), un moteur hydraulique tournant. Le moteur comporte un stator (84), et un rotor (82) qui est monté dans le stator et qui est lié à la tige d'actionnement de l'aube motrice afin de l'entraîner en rotation suivant son axe de pivotement (62). L'invention a également pour objet un procédé d'actionnement d'un système d'aubes à calage variable de turbomachine, également appelées aubes VSV.
Description
Description
AUBE MOTRICE DE SYSTEME A CALAGE VARIABLE DE COMPRESSEUR
POUR TURBOMACHINE
Domaine technique
L’invention se rapporte au domaine des aubes à calage variable de turbomachine. Plus précisément, l’invention concerne l’entraînement d’aubes à orientation pilotable de compresseur de turbomachine. L’invention a également trait à une turbomachine axiale, notamment un turboréacteur d’avion ou un turbopropulseur d’aéronef. En outre, l’invention traite d’un procédé d’actionnement d’aubes pilotables pour turbomachines.
Technique antérieure
Les systèmes d’aubes à calage variable comprennent généralement une bague de synchronisation entraînée par deux vérins. Or, les efforts de ces derniers tendent à ovaliser la bague. Des patins disposés sous la bague répondent à ce problème, cependant un réglage au montage reste indispensable et la dilatation perturbe la précision. Une alternative consiste à répartir des actionneurs autour de la bague.
Le document WO2014205816 A1 divulgue un actionneur d'aube directrice d'un compresseur, ledit actionneur comprenant une pluralité de tourillons, une pluralité de leviers d'actionnement, une bague de réglage et un ensemble d'entraînement magnétique. Le tourillon peut correspondre à l'aube directrice du compresseur, et chaque tourillon comprend une extrémité d'aube reliée à l'aube directrice et une extrémité d'actionnement. Le levier d'actionnement correspond au tourillon, et chaque levier d'actionnement comprend une partie de liaison de tourillon reliée à l'extrémité d'actionnement du tourillon et une partie de liaison de bague. L'ensemble d'entraînement magnétique entraîne en rotation la bague de réglage par rapport au carter. Le système d’actionnement devient simple et économe, cependant les sources magnétiques perturbent les dispositifs de mesure en raison du champ magnétique généré. Par ailleurs, la masse de l’actionneur est élevée en raison des parties ferromagnétiques dont
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BE2018/5126 les performances diminuent avec la température. La compacité reste également perfectible.
Résumé de l'invention
Problème technique
L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif d’améliorer la compacité d’un système d’aubes à calage variable. L’invention a également pour objectif d’augmenter la précision d’un tel système. L’invention a également pour objectif de proposer une solution simple, résistante, légère, économique, fiable, facile à produire, commode d’entretien, d’inspection aisée, et améliorant le rendement.
Solution technique
L’invention a pour objet une aube motrice système d’aubes à calage variable pour turbomachine, notamment pour compresseur de turbomachine, l’aube motrice comportant : une pale destinée à s’étendre radialement au travers d’un flux annulaire de la turbomachine, notamment un flux primaire, et une tige d’actionnement avec un axe de pivotement suivant lequel l’aube motrice peut pivoter, remarquable en ce qu’elle comporte en outre un moteur hydraulique tournant avec un stator, et un rotor qui est monté dans le stator et qui est lié à la tige d’actionnement de l’aube motrice afin de l’entraîner en rotation suivant son axe de pivotement, préférentiellement la tige est fixée à l’intérieur du rotor.
Selon des modes avantageux de l’invention, l’aube peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :
- Le stator comprend au moins une chambre, et le rotor comprend une palette divisant de manière étanche la chambre en deux compartiments.
- Le rotor comprend une portion tubulaire emmanchée sur la tige d’actionnement, éventuellement la palette s’étend depuis ladite portion tubulaire.
- Le stator comprend un espace interne et une pluralité de cloisons, éventuellement trois cloisons, divisant angulairement l’espace interne, les cloisons étant éventuellement en contact du rotor.
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- Le stator comprend une paroi étanche masquant l’extrémité radiale externe de la tige d’actionnement, la paroi comprenant éventuellement un ou plusieurs ports hydrauliques afin d’actionner le rotor via une différence de pression.
- Le stator comprend deux butées angulaires opposées coopérant avec le rotor, l’amplitude de pivotement de la pale de l’aube par rapport au stator étant comprise entre : 20° et 60°, ou 35° et 40°.
- L’aube comprend un levier d’actionnement disposé radialement entre le rotor et la pale.
- L’aube comprend une plateforme entre la tige et la pale, la plateforme comprenant un rayon maximal inférieur ou égal au rayon maximal du rotor.
- La tige comprend un premier tronçon formant un palier pivotant, un tronçon de moindre diamètre sur lequel le rotor est fixé, et un épaulement à la jonction entre le premier tronçon et le tronçon de moindre diamètre, le rotor étant éventuellement en buté contre ledit épaulement.
- La tige, notamment le tronçon de moindre diamètre, est logé(e), préférentiellement fixé(e), dans le rotor.
- La palette est une première palette, le rotor comprenant en outre deux autre palettes, les palettes et les cloisons formant une alternance autour de l’axe de pivotement ; et les cloisons formant entre elles les chambres dans lesquelles les palettes oscillent.
- La paroi comprend un fond radialement en regard de la tige d’actionnement.
- Le stator comprend au moins une butée angulaire apte à bloquer en rotation la pale de l’aube par rapport au stator.
- La tige et le rotor sont venus de matière.
- La pale de l’aube est pleine, préférentiellement totalement pleine.
- Au moins un ou chaque port est angulairement au niveau d’une butée associée. L’aspect angulaire est considéré autour de l’axe de pivotement de l’aube motrice.
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- L’aube comprend en outre un joint tubulaire disposé dans l’épaississement, radialement entre la pale et le moteur hydraulique.
L’invention a également pour objet un système d’aubes à calage variable de turbomachine, le système comprenant un support, une rangée annulaire d’aubes à calage variable montées pivotantes par rapport au support, les aubes à calage variable présentant plusieurs aubes motrices et plusieurs aubes entraînées en rotation par les aubes motrices via une transmission, remarquable en ce qu’au moins une ou chaque aube motrice est conforme à l’invention, préférentiellement le système comprend en outre un circuit hydraulique pressurisé connecté à au moins un ou à chaque moteur hydraulique d’aube motrice.
Selon des modes avantageux de l’invention, le système peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :
- La rangée annulaire comprend au moins huit fois plus d’aubes entraînées que d’aubes motrices, et/ou la transmission comprend une bague de synchronisation couplée à chaque aube à calage variable de la rangée annulaire.
- Le système comprend une coquille annulaire externe destinée à guider un flux secondaire de turbomachine, le ou chaque moteur étant disposé radialement entre la paroi annulaire externe et la pale associée.
- Le support comprend une paroi annulaire avec au moins un épaississement radial qui comporte éventuellement un orifice traversant dans lequel est monté au moins un des moteurs hydrauliques.
- Le au moins un épaississement comprend une découpe qui est face à au moins des moteurs hydrauliques et dans laquelle est disposée radialement un levier d’actionnement associé.
- Le système comprend une pièce de liaison qui est fixée au support et à laquelle au moins un des moteurs hydrauliques est monté, le support comprend éventuellement une bride annulaire de fixation sur laquelle la pièce de liaison est fixée.
- La pièce de liaison comprend au moins une surface de montage axiale contre laquelle un des moteurs hydrauliques est monté, et/ou au moins
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BE2018/5126 une surface de montage radiale qui est radialement en contact dudit moteur hydraulique.
- Le circuit hydraulique comprend des moyens de dégivrage apte à réchauffer le système afin d’y limiter la formation de givre, notamment en amont des aubes motrices.
- La rangée annulaire comprend au moins : 50, ou 80, ou 120 aubes à calage variable.
- Les moyens de dégivrage sont circulaires et/ou entourent l’axe de rotation.
L’invention a également pour objet une turbomachine, notamment un turboréacteur d’aéronef, la turbomachine comprenant un système d’aubes à calage variable avec une aube motrice, remarquable en ce que l’aube motrice est conforme à l’invention, et/ou le système est conforme à l’invention, préférentiellement la turbomachine comprend un compresseur basse-pression dans lequel est agencé le système d’aubes à calage variable.
L’invention a également pour objet un procédé d’actionnement d’un système d’aubes à calage variable de turbomachine, le système comprenant au moins une aube motrice mobile en rotation afin de modifier l’inclinaison de sa corde par rapport à l’axe de rotation de la turbomachine ; l’aube motrice présentant une tige avec un axe de pivotement, et une pale traversant radialement un flux annulaire de la turbomachine ; le procédé comprenant les étapes suivantes :(a) première orientation de l’aube motrice ; (b) actionnement de l’aube motrice ;(c) deuxième orientation de l’aube ; remarquable en ce que l’aube motrice comprend un moteur hydraulique avec un rotor couplé à la tige d’actionnement, et en ce que lors de l’étape (b) actionnement une différence de pression d’huile est appliquée au moteur hydraulique, éventuellement l’aube motrice est conforme à l’invention, et/ou le système est conforme à l’invention.
Selon un mode avantageux de l’invention, lors de l’étape (b) actionnement, une quantité prédéfinie d’huile pressurisée est injectée dans le moteur hydraulique de manière à ce que l’aube motrice atteigne la deuxième orientation lors de l’étape (c) deuxième orientation.
De manière générale, les modes avantageux de chaque objet de l’invention sont également applicables aux autres objets de l’invention. Chaque objet de
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BE2018/5126 l’invention est combinable aux autres objets, et les objets de l’invention sont également combinables aux modes de réalisation de la description, qui en plus sont combinables entre eux, selon toutes les combinaisons techniques possibles, à moins que le contraire ne soit explicitement mentionné.
Avantages apportés
L’invention apporte un système compact grâce au moteur hydraulique. Son rotor logeant la tige de l’aube contribue au gain de place, et facilite l’intégration dans un compresseur, notamment basse-pression ; et ce malgré la proximité du flux secondaire.
La répartition angulaire des aubes motrices limite les pics d’efforts sur la bague de synchronisation, si bien que cette dernière peut être affinée et que d’éventuels moyens de maintien deviennent superflus.
Par ailleurs, la présence des moyens de dégivrage facilite l’alimentation des moteurs hydraulique. En effet, les moyens de dégivrage disposent déjà d’une arrivée d’huile pressurisée. Coupler le dégivrage aux moteurs hydrauliques améliore le dégivrage tout comme le refroidissement de l’huile.
Brève description des dessins
La figure 1 représente une turbomachine axiale selon l’invention.
La figure 2 est un schéma d’un compresseur de turbomachine selon l’invention.
La figure 3 esquisse un système d’aubes à calage variable selon l’invention.
La figure 4 montre une coupe de pompe hydraulique selon l’invention.
La figure 5 est un diagramme d’un procédé d’actionnement du système d’aubes à calage variable selon l’invention.
Description des modes de réalisation
Dans la description qui va suivre, les termes « interne » et « externe » renvoient à un positionnement par rapport à l’axe de rotation d’une turbomachine axiale. La direction axiale correspond à la direction le long de l’axe de rotation de la turbomachine. La direction radiale est perpendiculaire à l’axe de rotation. L’amont et l’aval sont en référence au sens d’écoulement principal du flux dans la turbomachine.
La figure 1 représente de manière simplifiée une turbomachine axiale. Il s’agit
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BE2018/5126 7 dans ce cas précis d’un turboréacteur double-flux. Le turboréacteur 2 comprend un premier niveau de compression, dit compresseur basse-pression 5, un deuxième niveau de compression, dit compresseur haute-pression 6, une chambre de combustion 8 et un ou plusieurs niveaux de turbines 10. En fonctionnement, la puissance mécanique de la turbine 10 transmise via l’arbre central jusqu’au rotor 12 met en mouvement les deux compresseurs 5 et 6. Ces derniers comportent plusieurs rangées d’aubes de rotor associées à des rangées d’aubes de stator. La rotation du rotor autour de son axe de rotation 14 permet ainsi de générer un débit d’air et de comprimer progressivement ce dernier jusqu’à l’entrée de la chambre de combustion 8.
Un ventilateur d’entrée communément désigné fan ou soufflante 16 est couplé au rotor 12 et génère un flux d’air qui se divise en un flux primaire 18 traversant les différents niveaux susmentionnés de la turbomachine, et en un flux secondaire 20 traversant un conduit annulaire (partiellement représenté) le long de la machine pour ensuite rejoindre le flux primaire 18 en sortie de turbine.
Des moyens de démultiplication 17, tel un réducteur épicycloïdal, peut réduire la vitesse de rotation de la soufflante et/ou du compresseur basse-pression 5 par rapport à la turbine associée. Le flux secondaire 20 peut être accéléré de sorte à générer une réaction de poussée nécessaire au vol d’un avion. Les flux primaire 18 et secondaire 20 sont des flux annulaires coaxiaux et emmanchés l’un dans l’autre.
La figure 2 est une vue en coupe d’un compresseur d’une turbomachine axiale telle que celle de la figure 1. Le compresseur peut être un compresseur bassepression 5. On peut y observer le bec de séparation 22 du flux primaire 18 et du flux secondaire 20. Le rotor 12 comprend plusieurs rangées d’aubes rotoriques 24, en l’occurrence trois.
Le compresseur basse-pression 4 comprend plusieurs redresseurs, en l’occurrence quatre, qui contiennent chacun une rangée d’aubes statoriques 26. Les redresseurs sont associés au fan ou à une rangée d’aubes rotoriques pour redresser le flux d’air, de sorte à convertir la vitesse du flux en pression.
Les aubes statoriques 26 s’étendent essentiellement radialement depuis un carter extérieur 28. Le carter 28 peut être formé de plusieurs anneaux, ou de demi-coquilles. Il peut présenter une paroi annulaire 30 et une ou plusieurs
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BE2018/5126 brides de fixation 32. Ces brides 32 peuvent être annulaire et faire saillie par rapport à la paroi 30. Le bec de séparation 22 peut être fixé à la bride de fixation 32 placée en amont.
Le compresseur 5 est à géométrie variable. A cet effet, il comporte un système 34 d’aubes à calage variable (36 ; 38). Par exemple, le système 34 peut comprendre une ou plusieurs rangées annulaire d’aubes statoriques à calage variable, et optionnellement au moins une rangée annulaire d’aubes fixes 40, c’est-à-dire dont la corde est immobile par rapport au carter 28.
Une aube à calage variable est entendue comme une aube pouvant pivoter sur elle-même, et/ou dont la corde moyenne peut être inclinée progressivement par rapport à l’axe de rotation 14. Ainsi, une aube à calage variable, également appelée aube orientable, peut intercepter plus ou moins de flux primaire 18 afin d’en ajuster la composante circonférentielle.
Dans une même rangée annulaire, les aubes à calage variable peuvent comprendre des aubes entraînées 36 et des aubes motrices 38. Dans la rangée annulaire amont, une aube motrice 38 est apparente, tandis que dans la rangée aval il s’agit d’une aube entraînée 36. Une transmission 42, telle une bague de synchronisation, ou des pignons ou des câbles, peut communiquer le mouvement moteur des aubes motrices 38 aux aubes entraînées 36. La transmission 42 peut agir via des leviers d’actionnement 44, ou leviers de commandes, des aubes à calage variable.
Chaque rangée d’aubes à calage variable peut comprendre plus d’aubes entraînées 36 que d’aubes motrices 38, par exemple deux ou huit fois plus. Les aubes motrices 38 sont régulièrement réparties parmi les aubes entraînées 36. L’aube motrice 38 présente avantageusement un moteur hydraulique 46, par exemple alimenté par un circuit hydraulique 48 de la turbomachine.
Ce circuit hydraulique 48 peut également être connecté à des moyens de dégivrage 50 du compresseur, par exemple dans le bec de dégivrage 22. Ces moyens 50 peuvent comprendre un échangeur de chaleur. Ainsi, la même huile peut servir à la fois au dégivrage et à l’actionnement des aubes motrices 38. L’huile peut non seulement dégivrer le système 34 par conduction thermique, mais également y être refroidie. Selon une approche, le moteur 46 peut faire partie des moyens de dégivrage.
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La paroi 30 peut présenter un épaississement 52, également appelé bossage, formant une surépaisseur radiale sur ladite paroi 30. Le moteur hydraulique 46 peut être monté dans ou contre l’épaississement 52. Ce montage peut être complété ou remplacé par la présence d’une pièce de liaison 54. Cette dernière peut être directement fixée à la paroi 30, éventuellement sur l’épaississement 52, et/ou sur la bride de fixation 32.
Le moteur hydraulique 46 peut être entouré par une coquille annulaire externe délimitant l’intérieur du flux secondaire 20. La coquille 56 peut former le bec de séparation 22. Elle peut entourer le moteur 46, et le protéger du flux secondaire 20.
La figure 3 esquisse une aube motrice 38 de système 34 d’aubes à calage variable. Le système peut correspondre à celui de la figure 2.
L’aube motrice 38 présente une pale 58 traversant radialement le flux primaire 18, et une tige d’actionnement 60 cylindrique formant une liaison pivot d’axe 62 autour duquel l’aube motrice 38 pivote dans son ensemble. L’aube 38 peut comprendre une plateforme 64 d’où s’étendent radialement la pale 58 et la tige 60. La plateforme 64 pivote dans poche 66 ménagée dans la paroi 30, et délimite radialement le flux 18.
La paroi 30 peut présenter un orifice 68 traversé radialement par la tige 60. L’orifice peut prolonger la poche. Un joint 70 de forme tubulaire peut permettre le guidage en rotation de la tige 60 dans l’orifice 68. L’orifice 68 peut être formé dans l’épaississement radial 52. Le moteur 46 peut être monté dans l’épaississement 52. Par exemple l’orifice 68 peut comprendre un élargissement 72 pour recevoir le moteur 46.
En complément, une découpe 74 dans l’épaississement 52 peut former un espace pour le levier 44 (partiellement représenté), éventuellement entre le moteur 46 le joint 70 ou la plateforme 64.
La tige 60 peut être à section variable. La tige 60 peut présenter un premier tronçon 76, ou tronçon interne, et un deuxième tronçon, ou tronçon de moindre diamètre 78. Un épaulement 80 peut former leur interface.
La pompe 46 peut comprendre un rotor 82 qui est monté de manière étanche dans le stator 84. Le stator 84 peut être en contact de la paroi 30, notamment de l’épaississement 52.
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Le premier tronçon 76 touche la plateforme 64, peut traverser l’orifice 68 et être en contact avec le joint 70 afin former la liaison pivot. Le tronçon de moindre diamètre 78 peut être inséré dans le moteur 46, et être fixé dans le rotor 82. Le tronçon 78 peut former l’extrémité externe 86 de l’aube motrice 38. L’extrémité 86 peut être radialement à distance du stator 84, et notamment d’une paroi étanche 88 la recouvrant.
Le circuit hydraulique 48 peut comprendre des ports 90 permettant une distribution d’huile pressurisée dans le moteur 46. Les ports 90 peuvent traverser la paroi 88. Ils peuvent également traverser la pièce de liaison 54.
La pièce de liaison 54 peut comprendre au moins une surface de montage axiale 92 et/ou une surface de montage radiale 94. Ces surfaces de montage (92 ; 94) peuvent former des butées coopérant avec le moteur hydraulique 46 afin de le maintenir en position. Les surfaces de montage (92 ; 94) peuvent définir un évidement 96 recevant au moins partiellement la pompe 46. L’évidement 96 peut être tourné vers l’orifice 68. Une barre de fixation 55 peut relier la pièce 54 à la bride 32, et peut être fixée à une autre partie tel le bec de dégivrage.
Selon une variante de l’invention, la fixation du moteur est assurée uniquement via la pièce de liaison ; ou uniquement via l’épaississement, notamment dans l’orifice, respectivement dans son élargissement.
Bien qu’une seule aube motrice ne soit représentée, le présent enseignement peut être appliqué à toute une rangée annulaire d’aubes motrices 38 identiques. Il en est de même pour une rangée annulaire de pièces de liaison 54 identiques, et/ou pour une rangée annulaire d’épaississements 52 identiques.
La figure 4 représente une coupe de moteur hydraulique 46, la coupe étant effectuée selon l’axe 4-4 tracé sur la figure 3, par exemple perpendiculairement à l’axe de pivotement 62. La paroi 88 est visible en arrière-plan avec ses ports 90.
La pompe hydraulique 46 présente un espace interne 98, de forme annulaire, et délimité entre le stator 84 et le rotor 82. L’espace interne 98 est divisé en chambres 100, en l’occurrence en trois chambres 100, par des cloisons internes 102 du stator 84. Bien que trois chambres 100 soient représentées, tout autre nombre peut être choisi. Toutefois la configuration à trois chambres
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BE2018/5126 reste un optimal au regard du cahier des charges d’un compresseur. A leur tour, ces chambres 100 sont partagées en compartiments 104 variables par les palettes 106 mobiles.
Le rotor 82 peut comprendre une portion tubulaire 108 emmanchée sur la tige d’actionnement, notamment sur le tronçon de moindre diamètre 78. Chaque palette 106 peut s’étendre depuis ladite portion tubulaire 108. Les cloisons 102 peuvent être en contact étanche de la portion tubulaire 108.
Les palettes 106 peuvent osciller dans les chambres 100 et forment des séparations étanches entre les compartiments 104 d’une même chambre 100. Les palettes 106 et les cloisons 102 forment une alternance.
Chaque chambre 100, préférentiellement chaque compartiment 104 peut communiquer avec un port 90 afin d’y injecter de l’huile pressurisée. La différence de pression entre les faces des palettes 106 provoque un pivotement du rotor 82 dont les positions extrêmes sont représentées en pointillées. Ces positions peuvent être écartées angulairement de 60°.
Le moteur hydraulique 46 peut comprendre au moins une, préférentiellement plusieurs butées angulaires 110, notamment agencées en paires de butées angulaires 110 opposées deux à deux. Chaque paire de butées opposées 110 coopère avec une même palette 106, et en limite le débattement dans les positions extrêmes. Cela permet un positionnement précis de l’aube motrice en fin de course. Les butées 110 peuvent être formées sur les cloisons 102. Elles peuvent faire saillie par rapport à la cloison 102 correspondante. Alternativement, les butées peuvent être formées sur les palettes et/ou sur la paroi 88.
Le contour de la plateforme 64 de l’aube motrice est représenté. Sa taille peut être inférieure à celle du rotor 82. Son rayon maximal RMP peut être inférieur au rayon maximal RMR du rotor 82. Les rayons étant mesurés depuis l’axe de pivotement. Cette géométrie permet d’améliorer la capacité du moteur à surmonter les efforts freinant la plateforme 64. La plateforme 64 peut présenter des méplats latéraux 112. Alternativement, elle peut être circulaire, ce qui évite la création de ressauts dans la poche. Par ailleurs, son rayon maximal RMP peut être mesuré contre une portion arquée 114, notamment de rayon constant.
La figure 5 est un diagramme du procédé d’actionnement d’un système d’aubes
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BE2018/5126 à calage variable de turbomachine. Le système peut correspondre à celui décrit en relation avec les figures 2 à 4.
Le procédé peut comprendre les étapes suivantes, notamment réalisées dans l’ordre qui suit :
(a) première orientation 200 d’une aube motrice ;
(b) actionnement 202 de l’aube motrice grâce à son moteur hydraulique;
(c) deuxième orientation 204 de l’aube.
Lors de l’étape (b) actionnement 202 une différence de pression d’huile est générée dans le moteur hydraulique. La différence de pression peut agir sur chaque palette, dans chaque chambre. La différence de pression peut être générée en aspirant de l’huile d’un compartiment, et en injectant de l’huile pressurisée dans le compartiment associé.
Lors de l’étape (b) actionnement 202, un volume prédéfini d’huile pressurisée est injecté dans le moteur hydraulique de manière à ce que l’aube motrice atteigne la deuxième orientation lors de l’étape (c) deuxième orientation 204. Parallèlement, le même volume d’huile est aspiré dans le compartiment associé. Cela garanti une rotation d’un angle donné puisque les géométries des compartiments sont connues.
Claims (20)
1. Aube motrice (38) de système (34) d’aubes à calage variable pour turbomachine (2), notamment pour compresseur (5 ; 6) de turbomachine, l’aube motrice (38) comportant :
- une pale (58) destinée à s’étendre radialement au travers d’un flux annulaire de la turbomachine, notamment un flux primaire (18), et
- une tige d’actionnement (60) avec un axe de pivotement (62) suivant lequel l’aube motrice (38) peut pivoter, caractérisé en ce qu’elle comporte en outre un moteur hydraulique tournant (46) avec un stator (84), et un rotor (82) qui est monté dans le stator (84) et qui est lié à la tige d’actionnement (60) de l’aube motrice (38) afin de l’entraîner en rotation suivant son axe de pivotement (62), préférentiellement la tige (60) est fixée à l’intérieur du rotor (82).
2. Aube motrice (38) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le stator (84) comprend au moins une chambre (100), et le rotor (82) comprend une palette (106) divisant de manière étanche la chambre (100) en deux compartiments (104).
3. Aube motrice (38) selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que le rotor (82) comprend une portion tubulaire (108) emmanchée sur la tige d’actionnement (60), la palette (106) s’étend depuis ladite portion tubulaire.
4. Aube motrice (38) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le stator (84) comprend un espace interne (98) et une pluralité de cloisons (102), éventuellement trois cloisons (102), divisant angulairement l’espace interne (98), les cloisons (102) étant en contact du rotor (82).
5. Aube motrice (38) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le stator (84) comprend une paroi étanche (88) masquant l’extrémité radiale externe (86) de la tige d’actionnement (60), la paroi (88) comprenant
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BE2018/5126 un ou plusieurs ports hydrauliques (90) afin d’actionner le rotor (82) via une différence de pression.
6. Aube motrice (38) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le stator (84) comprend deux butées angulaires opposées (110) coopérant avec le rotor (82), l’amplitude de pivotement de la pale (58) de l’aube par rapport au stator (84) étant comprise entre : 20° et 60°, ou 35° et 40°.
7. Aube motrice (38) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’elle comprend un levier d’actionnement (44) disposé radialement entre le rotor (82) et la pale (58).
8. Aube motrice (38) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu’elle comprend une plateforme (64) entre la tige (60) et la pale (58), la plateforme (64) comprenant un rayon maximal (RMP) inférieur au rayon maximal (RMR) du rotor (82).
9. Aube motrice (38) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la tige (60) comprend un premier tronçon (76) formant un palier pivotant, un tronçon de moindre diamètre (78) sur lequel le rotor (82) est fixé, et un épaulement (80) à la jonction entre le premier tronçon et le tronçon de moindre diamètre, le rotor (82) étant en buté contre ledit épaulement (80).
10. Système (34) d’aubes à calage variable de turbomachine, le système (34) comprenant un support, une rangée annulaire d’aubes à calage variable montées pivotantes par rapport au support, les aubes à calage variable présentant plusieurs aubes motrices (38) et plusieurs aubes entraînées (36) en rotation par les aubes motrices (38) via une transmission, caractérisé en ce qu’au moins une ou chaque aube motrice (38) est conforme à l’une des revendications 1 à 9, préférentiellement le système (34) comprend en outre un circuit hydraulique pressurisé (48) connecté à au moins un ou à chaque moteur hydraulique (46) d’aube motrice (38).
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11. Système (34) selon la revendication 10, caractérisé en ce que la rangée annulaire comprend au moins huit fois plus d’aubes entraînées (36) que d’aubes motrices (38), et la transmission comprend une bague de synchronisation (42) couplée à chaque aube à calage variable de la rangée annulaire.
12. Système (34) selon l’une des revendications 10 à 11, caractérisé en ce qu’il comprend une coquille annulaire externe (56) destinée à guider un flux secondaire (20) de turbomachine (2), le ou chaque moteur (46) étant disposé radialement entre la paroi annulaire externe (56) et la pale (58) associée.
13. Système (34) selon l’une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le support comprend une paroi annulaire (30) avec au moins un épaississement radial (52) qui comporte un orifice (68) traversant dans lequel est monté au moins un des moteurs hydrauliques (46).
14. Système (34) selon la revendication 13, caractérisé en ce que le au moins un épaississement radial (52) comprend une découpe (74) qui est face à au moins des moteurs hydrauliques (46) et dans laquelle est disposée radialement un levier d’actionnement (44) associé.
15. Système (34) selon l’une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu’il comprend une pièce de liaison (54) qui est fixée au support et à laquelle au moins un des moteurs hydrauliques (46) est monté, le support comprend une bride annulaire de fixation (32) sur laquelle la pièce de liaison (54) est fixée.
16. Système (34) selon la revendication 15, caractérisé en ce que la pièce de liaison (54) comprend au moins une surface de montage axiale (92) contre laquelle un des moteurs hydrauliques (46) est monté, et au moins une surface de montage radiale (94) qui est radialement en contact dudit moteur hydraulique (46).
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17. Système (34) selon l’une des revendications 10 à 16, caractérisé en ce que le circuit hydraulique (48) comprend des moyens de dégivrage (50) apte à réchauffer le système (34) afin d’y limiter la formation de givre, notamment en amont des aubes motrices (38).
18. Turbomachine (2), notamment un turboréacteur d’aéronef, la turbomachine (2) comprenant un système (34) d’aubes à calage variable avec une aube motrice (38), caractérisée en ce que l’aube motrice (38) est conforme à l’une des revendications 1 à 9, et/ou le système (34) est conforme à l’une des revendications 10 à 17, préférentiellement la turbomachine (2) comprend un compresseur basse-pression (5) dans lequel est agencé le système (34) d’aubes à calage variable.
19. Procédé d’actionnement d’un système (34) d’aubes à calage variable de turbomachine, le système (34) comprenant au moins une aube motrice (38) mobile en rotation afin de modifier l’inclinaison de sa corde par rapport à l’axe de rotation (14) de la turbomachine (2) ; l’aube motrice (38) présentant une tige d’actionnement (60) avec un axe de pivotement (62), et une pale (58) traversant radialement un flux annulaire de la turbomachine ; le procédé comprenant les étapes suivantes :
(a) première orientation (200) de l’aube motrice (38);
(b) actionnement (202) de l’aube motrice (38);
(c) deuxième orientation (204) de l’aube ;
caractérisé en ce que l’aube motrice (38) comprend un moteur hydraulique (46) avec un rotor (82) couplé à la tige d’actionnement (60), et en ce que lors de l’étape (b) actionnement (202) une différence de pression d’huile est appliquée au moteur hydraulique (46), éventuellement l’aube motrice (38) est conforme à l’une des revendications 1 à 9, et/ou le système (34) est conforme à l’une des revendications 10 à 17.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que lors de l’étape (b) actionnement (202), une quantité prédéfinie d’huile pressurisée est injectée dans le moteur hydraulique (46) de manière à ce que l’aube motrice (38)
2018/5126 atteigne la deuxième orientation lors de l’étape (c) deuxième (204).
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| EP1953346A1 (fr) * | 2007-01-23 | 2008-08-06 | Snecma | Turbopropulseur comportant une hélice formée de pales à orientation réglable |
| EP2261466A1 (fr) * | 2009-06-09 | 2010-12-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Dispositif de réglage et aubes directrices d'une turbine |
| EP2362070A1 (fr) * | 2010-02-19 | 2011-08-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Dispositif d'entraînement pour le pivotement d'aubes réglables d'une turbomachine |
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2018
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|---|---|---|---|---|
| EP1953346A1 (fr) * | 2007-01-23 | 2008-08-06 | Snecma | Turbopropulseur comportant une hélice formée de pales à orientation réglable |
| EP2261466A1 (fr) * | 2009-06-09 | 2010-12-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Dispositif de réglage et aubes directrices d'une turbine |
| EP2362070A1 (fr) * | 2010-02-19 | 2011-08-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Dispositif d'entraînement pour le pivotement d'aubes réglables d'une turbomachine |
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