CA2794825C

CA2794825C - Method for adapting the air flow of a turbine engine having a centrifugal compressor and diffuser for implementing same

Info

Publication number: CA2794825C
Application number: CA2794825A
Authority: CA
Inventors: Pierre Biscay; Patrick Marconi; Hubert Hippolyte Vignau
Original assignee: Turbomeca SA
Current assignee: Safran Helicopter Engines SAS
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2018-06-12
Anticipated expiration: 2031-04-13
Also published as: WO2011128587A1; FR2958967A1; US20130034425A1; CN102834622B; EP2558728A1; FR2958967B1; RU2564158C2; EP2558728B2; RU2012148378A; KR20130079326A; CA2794825A1; EP2558728B1; JP6483074B2; CN102834622A; JP2013524099A; PL2558728T3; PL2558728T5; JP2017061936A

Abstract

L'invention vise à maintenir le rendement et le taux d'un compresseur de turbomachine pour diminuer sensiblement la consommation spécifique Cs, tout en garantissant une marge au pompage suffisante à charge partielle. Pour ce faire, il est proposé un procédé optimisé d'adaptation du flux d'air à une demande variable de débit ou de puissance mécanique ou électrique dans un compresseur centrifuge de turbomachines. Le procédé prévoit une diffusion du flux d'air (F) à travers un premier aubage annulaire (G1) de pales à calage variable (24) bordé radialement d'un deuxième aubage annulaire (G2) de même nombre de pales à calage fixe (28) d'extension équivalente, orientant la diffusion en extension radiale par couplage des pales (24, 28) des deux aubages. Selon ce procédé, chaque pale (24) du premier aubage (G1) est entraînée en rotation propre hors d'axe.The invention aims to maintain the efficiency and the rate of a turbomachine compressor to significantly reduce the specific consumption Cs, while ensuring a sufficient pumping margin at partial load. To do this, it is proposed an optimized method of adapting the air flow to a variable demand for flow or mechanical or electrical power in a centrifugal compressor of turbomachines. The method provides for diffusion of the air flow (F) through a first annular blading (G1) of variable-pitch blades (24) radially flanked by a second annular blading (G2) of the same number of fixed-pitch blades ( 28) of equivalent extension, directing the diffusion in radial extension by coupling the blades (24, 28) of the two blades. According to this method, each blade (24) of the first blade (G1) is driven in own rotation out of axis.

Description

PROCÉDÉ D'ADAPTATION DE DEBIT D'AIR DE TURBOMACHINE A
COMPRESSEUR CENTRIFUGE ET DIFFUSEUR DE MISE EN OEUVRE
[0001] L'invention concerne un procédé d'adaptation du débit d'air d'une turbomachine comprenant un compresseur centrifuge, en particulier de moteurs de turbomoteur d'hélicoptères ou d'unités de puissance auxiliaires (en abrégé
APU) à une demande variable de débit ou de puissance mécanique ou électrique.
L'invention se rapporte également à un diffuseur équipé de pales à calage variable apte à mettre en oeuvre ce procédé. METHOD FOR ADAPTING TURBOMACHINE AIR FLOW RATE
CENTRIFUGAL COMPRESSOR AND DIFFUSER FOR IMPLEMENTATION
The invention relates to a method of adapting the air flow of a turbomachine comprising a centrifugal compressor, in particular engines Helicopter or Auxiliary Power Unit Turbos (in abbreviated form) APU) to a variable demand for flow or mechanical or electrical power.
The invention also relates to a diffuser equipped with paddle blades variable capable of implementing this method.

[0002] Le domaine de l'invention est la compression des gaz dans les moteurs de turbomachines et, plus particulièrement, l'adaptation du flux d'air comprimé
pour respecter les performances des moteurs, que ce soient des turbomoteurs ou des APU, en particulier sa consommation spécifique (en abrégé Cs) à charge partielle. The field of the invention is the compression of gases in the engines of turbomachines and, more particularly, the adaptation of the compressed air flow for respect the performance of engines, be they turboshaft engines or APU, in particular its specific consumption (abbreviated Cs) dependent partial.

[0003] Dans ce contexte, un problème général est de répondre aux besoins de marge au pompage et de pallier aux baisses de taux de compression aux régimes intermédiaires des turbomoteurs, ainsi qu'aux variations de demande de débit d'air comprimé et de puissance électrique dans le cas des APU. [0003] In this context, a general problem is to meet the needs of pumping margin and to compensate for reductions in the rate of compression intermediaries of turbine engines, as well as to variations in the demand for compressed air and electrical power in the case of APU.

[0004] Il est connu qu'une marge au pompage suffisante peut être obtenue en abaissant la ligne de fonctionnement des turbomoteurs. Cependant, un abaissement du taux de cycle moteur entraîne une dégradation du rendement et cette solution nécessite alors de faire fonctionner le compresseur en-dessous de son rendement maximum, notamment à haut régime. [0004] It is known that a sufficient pumping margin can be obtained by lowering the operating line of the turboshaft engines. However, a lowering the motor cycle rate leads to a deterioration of the efficiency and this solution then requires running the compressor below of its maximum yield, especially at high speed.

[0005] Il est également connu d'introduire, à l'entrée du compresseur, une grille de pré-rotation, formée d'ailettes de guidage d'entrée (en abrégé IGV, initiales de Inlet Guide Vanes en langue anglaise). Mais, dans ce cas, le taux de compression est sensiblement abaissé pour un régime de rotation donné. It is also known to introduce, at the compressor inlet, a wire rack pre-rotation, formed of inlet guide vanes (abbreviated IGV, initials of Inlet Guide Vanes in English). But in this case, the rate of compression is substantially lowered for a given rotation regime.

[0006] Il convient dans ces conditions de chercher à faire fonctionner un compresseur avec un taux de compression quasi constant tout en restant près de son rendement maximum, quelle que soit la variation de la charge. It is appropriate in these conditions to seek to operate a compressor with a nearly constant compression ratio while staying close to its maximum efficiency, whatever the variation of the load.

[0007] Dans le domaine des compresseurs mono-étages, il existe des diffuseurs radiaux présentant des assemblages de pales à calage variable. De tels diffuseurs sont décrits par exemple dans les documents de brevet US 5 207 559 ou EP 0 589 745, ce dernier déposé au nom de la demanderesse. Ces diffuseurs permettent de décaler vers de plus faibles débits les caractéristiques des taux débit/pression du compresseur en régime intermédiaire, sans dégrader significativement le taux de compression ni le rendement. In the field of single-stage compressors, there are diffusers Radials with variable pitch blade assemblies. Such diffusers are described for example in US patent documents 5,207,559 or EP 0 589 745, the latter filed in the name of the plaintiff. These broadcasters allow to shift to lower flow rates the characteristics of the rate compressor flow / pressure in intermediate mode, without degrading significantly the compression ratio and the yield.

[0008]Le calage variable est réalisé par des commandes appropriées en liaison avec une unité de commande en fonction des paramètres physiques en jeu (régime de rotation, pressions, températures). Cependant les plages d'angles de calage que doit couvrir le système de commande nécessitent un vérin de commande d'une puissance élevée, entraînent des variations importantes des diamètres d'entrée et de sortie du diffuseur, ce qui peut générer des sollicitations mécaniques élevées entre parties tournantes (rouet) et statiques (diffuseur radial à calage variable) et diminue le rendement à charge partielle (régime intermédiaire).

EXPOSE DE L'INVENTION [0008] Variable setting is carried out by appropriate commands in connection with a control unit based on the physical parameters involved (rotational speed, pressures, temperatures). However the ranges of angles of calibration that must cover the control system require a cylinder of high power, cause significant variations in inlet and outlet diameters of the diffuser, which can generate stresses mechanical forces between rotating parts (wheel) and static (diffuser radial Variable Valve) and decreases the efficiency at partial load intermediate).

SUMMARY OF THE INVENTION

[0009] L'invention vise à pallier ces inconvénients, en particulier en maintenant le rendement du compresseur pour diminuer sensiblement la Cs tout en garantissant une marge au pompage suffisante avec un meilleur rendement du cycle moteur à
charge partielle. Pour ce faire, elle propose un procédé optimisé de diffusion variable du flux d'air dans un compresseur centrifuge de turbomachines. The invention aims to overcome these disadvantages, in particular in now the compressor efficiency to significantly decrease the Cs while ensuring a sufficient pumping margin with a better efficiency of the engine cycle at partial load. To do this, it proposes an optimized method of diffusion variable airflow in a centrifugal compressor of turbomachines.

[0010] Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de diffusion de flux d'air variable dans un compresseur centrifuge de moteurs de turbomachine, consistant à prévoir une diffusion de l'air à travers une première grille annulaire de pales à calage variable bordé radialement d'une deuxième grille annulaire de même nombre de pales à calage fixe d'extension équivalente, orientant la diffusion dans la direction radiale par couplage des pales des deux aubages, chaque pale du premier aubage étant entraînée en rotation à distance de la pale.
Par turbomachines, il convient de comprendre les turbomoteurs, en particulier les turbomoteurs d'hélicoptères avec compresseur centrifuge mono-étage ou bi-étages, et les APU équipées de compresseur centrifuge de puissance mono- ou bi-étages. More specifically, the subject of the invention is a method for broadcasting flux of variable air in a centrifugal compressor of turbomachine engines, of providing an air diffusion through a first grid annular of variable pitch blades radially edged with a second annular grid of same number of fixed-pitch blades of equivalent extension, directing the diffusion in the radial direction by coupling the blades of the two blades, each blade of the first vane being driven in rotation at a distance from the blade.
Turbomachines should be understood as turbine engines, in particular the helicopter turboshaft engines with single-stage or twin-stage centrifugal stages, and the APUs equipped with centrifugal compressor of mono- or two-storey.

[0011] Dans ces conditions, d'une part, l'extension radiale des pales à calage variable est sensiblement diminuée par la présence de l'aubage fixe comprenant de véritables pales, ce qui permet de limiter les efforts pour faire varier leur calage ainsi que les jeux entre l'aubage mobile et le flasque support et donc les recirculations amont/aval, ce qui a pour effet de diminuer les détériorations de la ligne de pompage et les pertes de charge. D'autre part, l'implantation décentrée de l'axe de rotation des pales à calage variable réduit sensiblement les variations d'extension radiale de ces pales à iso-diffusion : l'augmentation à la fermeture est moindre, favorisant ainsi le rendement, à charge partielle et la diminution à
l'ouverture moindre également, ce qui limite les sollicitations mécaniques du fait des fluctuations aérodynamiques instationnaires par interaction rouet /
diffuseur. Under these conditions, on the one hand, the radial extension of the wedge blades variable is significantly diminished by the presence of the fixed blade comprising true blades, which limits the efforts to vary their wedging as well as the games between the mobile blading and the flange support and therefore the upstream / downstream recirculation, which has the effect of reducing deterioration of the pumping line and pressure drops. On the other hand, decentered of the axis of rotation of the variable pitch blades substantially reduces the variations radial expansion of these iso-diffusion blades: the increase in the closing is less, thus favoring efficiency, partial load and less opening also, which limits the mechanical stresses of the made unsteady aerodynamic fluctuations by spinning interaction /
diffuser.

[0012] Une marge au pompage suffisante permet alors à la turbomachine de fonctionner sans apparition de pompage - offrant une grande capacité
d'accélération -, et à l'APU de faire face à des variations de charge importantes, sans faire appel à une vanne de décharge, tout en maintenant la vitesse de rotation de la turbomachine et son taux de pression à des niveaux proches de leurs valeurs nominales et en fournissant un niveau de rendement suffisant. A sufficient pumping margin then allows the turbomachine to operate without pumping - offering great capacity acceleration -, and to the APU to deal with load variations important without using a discharge valve, while maintaining the speed of rotation of the turbomachine and its pressure rate to levels close to their nominal values and by providing a sufficient level of efficiency.

[0013]Selon des modes particuliers, le procédé s'appliquant à des turbomachines équipées de turbine de puissance, la diffusion radiale à calage variable sur compresseur centrifuge, telle que définie ci-dessus, est couplée à un distributeur de turbine de puissance à calage variable. La production de puissance peut être réalisée selon plusieurs configurations : turbine de puissance libre - ou liée, de type axiale ou centripète, avec ou sans échange thermique aval. According to particular embodiments, the method applying to turbomachinery equipped with power turbine, the radial diffusion variable timing on centrifugal compressor, as defined above, is coupled to a distributor Variable valve power turbine. Power generation can to be realized in several configurations: free power turbine - or bound, of axial or centripetal type, with or without downstream heat exchange.

[0014] Le couplage entre le diffuseur et le distributeur à calage variable permet d'adapter la ligne de fonctionnement à la diminution de débit, ce qui améliore le rendement du cycle moteur (par un meilleur taux de pression) et donc la Cs des turbomoteurs d'hélicoptères et des APU. The coupling between the diffuser and the variable valve distributor allows to adapt the operating line to the decrease in flow, which improves the efficiency of the engine cycle (by a better pressure rate) and therefore the Cs of helicopter turboshaft engines and APUs.

[0015] L'invention a également pour objet un diffuseur de turbomachine à
calage variable apte à mettre en oeuvre le procédé défini ci-dessus, ainsi que la turbomachine équipée d'un tel diffuseur. Le diffuseur comporte une première grille annulaire de pales à calage variable radialement bordée par une deuxième grille annulaire de pales à calage fixe d'extension équivalente, formant des canaux de diffusion successifs par couplage des pales des deux grilles en extension radiales. De plus, chaque pale de la première grille est entraînée par des moyens de commande aptes à exercer une rotation propre de chaque pale décentrée par rapport à son axe de rotation. The invention also relates to a turbomachine diffuser to timing variable capable of implementing the method defined above, as well as the turbomachine equipped with such a diffuser. The diffuser has a first wire rack ring of variable pitch blades radially bordered by a second wire rack ring of fixed pitch blades of equivalent extension forming channels of successive diffusion by coupling the blades of the two grids in extension radials. In addition, each blade of the first grid is driven by means of control capable of exerting a proper rotation of each off-center blade by relative to its axis of rotation.

[0016]Selon des modes de réalisation particuliers :

- chaque pale à calage variable s'étend entre deux coupelles en regard et de manière parallèle et décentrée par rapport à l'axe commun des coupelles coïncidant avec l'axe de rotation;

- chaque pale est couplée à une tige d'entraînement qui présente au moins un orifice dans lequel est introduite une goupille de blocage d'une rondelle de réglage de la position axiale des coupelles ;

- la tige est solidarisé à un levier présentant une rotule sphérique logée dans un logement cylindrique (38) d'une couronne de commande apte à
entraîner en rotation autour de l'axe moteur le levier apte à coulisser dans le logement cylindrique , - les logements cylindriques présente une profondeur qui est fonction de la course des leviers, elle-même fonction de l'intervalle de rotation prédéterminé des pales ;

- le bord d'attaque de chaque pale à calage variable se trouve à
proximité des périphéries des coupelles, la distance de la pale à l'axe de rotation étant supérieure ou égale à un demi-rayon , - le diffuseur en amont est un diffuseur lisse, c'est-à-dire non aubé ;
5 - la veine d'air d'entrée du diffuseur située entre le rouet et la grille à
calage variable est convergente, ce qui améliore les performances ;

- les pales fixes de la deuxième grille présentent un profil de bord d'attaque plus épais que celles de la première grille afin d'absorber les variations d'incidence;

- les pales à calage fixe présentent une épaisseur suffisante pour être traversées par des vis permettant le passage des efforts structuraux ;

- les pales fixes présentent une loi évolutive d'angle squelette entre les bords d'attaque et de fuite, ce qui permet de contrôler la diffusion dans la grille fixe et d'optimiser son efficacité aérodynamique ;

- les pales fixes sont calées en azimut par rapport aux pales de la première grille mobile de sorte à reprendre le sillage sur l'extrados des pales de cette première grille pour limiter les pertes de charge du diffuseur ;

- les angles de calage des pales variables sont compris entre +12 et - 5 par rapport au calage nominal, qui serait celui d'un diffuseur fixe.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES According to particular embodiments:

each variable-pitch blade extends between two cups look and parallel and off-center with respect to the common axis of cups coinciding with the axis of rotation;

each blade is coupled to a driving rod which presents minus one opening in which is inserted a locking pin of a washer adjusting the axial position of the cups;

- The rod is secured to a lever having a spherical ball joint housed in a cylindrical housing (38) of a control ring adapted to rotate in rotation about the motor axis the lever capable of sliding in the cylindrical housing, - The cylindrical housing has a depth that is function of the stroke of the levers, itself according to the interval of rotation predetermined blades;

- the leading edge of each variable-pitch blade is located at proximity of the peripheries of the cups, the distance from the blade to the axis of rotation being greater than or equal to half a radius, - The diffuser upstream is a smooth diffuser, that is to say, not aubé;
5 - the air inlet duct of the diffuser located between the impeller and the grill Variable setting is convergent, which improves performance;

the fixed blades of the second grid have an edge profile thicker than those of the first grid in order to absorb the variations impact;

the fixed-pitch blades have a thickness sufficient to be traversed by screws allowing the passage of structural forces;

the fixed blades present an evolutionary law of skeleton angle between the leading and trailing edges, which allows controlling the diffusion in the fixed grid and optimize its aerodynamic efficiency;

the fixed blades are wedged in azimuth with respect to the blades of the first movable grid so as to resume the wake on the extrados of blades of this first grid to limit the pressure drops of the diffuser;

the angles of setting of the variable blades are between +12 and - 5 compared to the nominal setting, which would be that of a fixed diffuser.

BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0017] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement :

- la figure 1, une demi-vue en coupe axiale partielle d'un diffuseur selon l'invention , - les figures 2a et 2b, deux vues en perspective d'une pale à calage variable couplée à sa tige de commande en rotation;

- la figure 3, une vue globale frontale du flasque annulaire amont du diffuseur équipé des grilles de pales selon l'invention, - les figures 4a à 4c, une vue schématique partielle dans le diffuseur pour trois calages de pales mobiles, les deux calages extrêmes autour du calage nominal, et - la figure 5, les jeux entre une pale mobile et les flasques annulaires du diffuseur.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION Other features and advantages of the invention will emerge from the reading of the description which follows, with reference to the appended figures which represent, respectively:

- Figure 1, a half-view in partial axial section of a diffuser according to the invention, FIGS. 2a and 2b, two perspective views of a wedging blade variable coupled to its rotating control rod;

FIG. 3, an overall frontal view of the upstream annular flange of the diffuser equipped with blade grids according to the invention, FIGS. 4a to 4c, a partial schematic view in the diffuser for three wedges of moving blades, the two extreme wedges around the timing nominal, and - Figure 5, the games between a movable blade and the annular flanges of the broadcaster.

DETAILED DESCRIPTION OF AN EXEMPLARY EMBODIMENT

[0018] Les termes amont et aval se rapportent au sens d'écoulement du flux d'air dans un turbomoteur. The terms upstream and downstream relate to the direction of flow of the air flow in a turbine engine.

[0019] En référence à la vue axiale en coupe partielle de la figure 1, le compresseur centrifuge 10 d'une turbomachine, telle qu'un turbomoteur, turboréacteur, turbopropulseur ou un APU, comporte un carter 12 couplé à un couvercle 14 de recouvrement radial du rouet 16, dernier étage centrifuge du compresseur, monté en rotation sur l'arbre moteur 18 selon l'axe Y'Y. Le flux d'air F circule du rouet 16 vers le diffuseur annulaire 19, dans une veine d'entrée convergente par rétrécissement radial. Le diffuseur 19 est défini entre deux flasques amont et aval 20 et 22. Le couvercle 14 est maintenu par une attache fixée au carter et au flasque amont 20. With reference to the axial view in partial section of FIG.
centrifugal compressor 10 of a turbomachine, such as a turbine engine, turbojet engine, turboprop engine or an APU, comprises a housing 12 coupled to a cover 14 of radial overlap of the wheel 16, the last centrifugal stage of the compressor, rotatably mounted on the motor shaft 18 along the axis Y'Y. The flow air F flows from the impeller 16 to the annular diffuser 19, in an inlet vein convergent by radial shrinkage. The diffuser 19 is defined between two upstream and downstream flanges 20 and 22. The cover 14 is held by a fastener attached to the casing and upstream flange 20.

[0020] Les pales 24, formant une première grille annulaire, sont montées dans le diffuseur 19. Des centrages 25 et 26, formées en regard dans les flasques 20 et 22, accueillent les coupelles 17 et 27 sur lesquelles les pales 24 sont montées de manière décentrée. Les coupelles sont centrées dans les flasques 20 et 22 avec des jeux adaptés, de 0,03 à 0,05 mm dans l'exemple illustré, sur une rondelle insérée dans le centrage 25 (voir ci-dessous en référence à la figure 5). The blades 24, forming a first annular grid, are mounted in the Diffuser 19. Centerings 25 and 26, formed opposite in the flanges 20 and 22, accommodate the cups 17 and 27 on which the blades 24 are climbs off-center way. The cups are centered in the flanges 20 and 22 with adapted games, from 0.03 to 0.05 mm in the illustrated example, on a washer inserted in the centering 25 (see below with reference to Figure 5).

[0021]Des pales 28 solidaires du flasque 22, formant une deuxième grille annulaire bordant extérieurement la première grille, sont montées sur le flasque annulaire 20 par des vis traversantes 29 logées dans des trous 29t. Ces vis permettent également le passage des efforts structuraux. Blades 28 integral with the flange 22, forming a second gate annular edge externally the first grid, are mounted on the flabby annular 20 by through screws 29 housed in holes 29t. These screws also allow the passage of structural efforts.

[0022] La commande des pales variables 24 est réalisée par l'intermédiaire de tiges 30 prolongeant solidairement la coupelle amont 17. Ces tiges 30 d'axe X'X
sont montées dans un alésage cylindrique 32 du flasque amont 20 et centrées avec un jeu quasi-nul par des joints 30j montés dans des gorges 30g. En extrémité, chaque tige 30 présente une partie plate 31 articulée sur un levier d'entraînement 33 pincé par deux vis 35 sur cette partie plate 31. Les positions des extrémités 31 des tiges 30 sont ajustées avec des tolérances de jeux adaptées. La tige 30 présente également un orifice 30t dans lequel est introduite une goupille 36 qui permet de bloquer une rondelle 30u - de réglage de la position axiale des coupelles 17 et 27 - dans un anneau de blocage 12a formé
dans le carter 12. Dans ce but, la goupille 36 solidarise la tige 30 et l'anneau de blocage 12a. The control of the variable blades 24 is carried out via rods 30 integrally extending the upstream cup 17. These rods 30 axis X'X
are mounted in a cylindrical bore 32 of the upstream flange 20 and centered with a game almost zero by 30j joints mounted in 30g throats. In end, each rod 30 has a flat portion 31 articulated on a lever 33 clamped by two screws 35 on this flat portion 31. The positions ends 31 of the rods 30 are adjusted with game tolerances adapted. The rod 30 also has a hole 30t in which is introduced a pin 36 which locks a washer 30u - adjusting the axial position of the cups 17 and 27 - in a locking ring 12a formed in the housing 12. For this purpose, the pin 36 secures the rod 30 and the ring of blocking 12a.

[0023] En fonctionnement, le levier 33 est entraîné par une couronne de commande 34 formant un trou cylindrique 38 de logement de la rotule sphérique 37 du levier 33 avec une tolérance de position axiale adaptée et un contact sur une génératrice de la rotule. Pour ce faire, la couronne de commande 34 est centrée sur des secteurs présentant des roulements à aiguilles 39. La couronne de commande 34, mise en rotation autour de l'axe moteur Y'Y par une biellette (non représentée), entraîne en rotation les leviers 33 qui coulissent dans les logements cylindriques 38 grâce à leur rotule 37. La profondeur des logements est fonction de la course des leviers 33, elle-même fonction de l'intervalle de rotation des pales 24. Cette architecture est particulièrement adaptée à une rotation des pales pouvant aller jusqu'à +12 avec une fermeture de 50% de section, et jusqu'à -5 avec une ouverture de section de 20%. Les angles de position des tiges et donc des pales 24 en fonction des régimes de puissance pour fournir la compression d'air appropriée à ces régimes. In operation, the lever 33 is driven by a ring of control 34 forming a cylindrical hole 38 for housing the spherical ball 37 of the lever 33 with a suitable axial position tolerance and a contact sure a generatrix of the patella. To do this, the control ring 34 is centered on sectors having needle bearings 39. The crown 34, rotating around the motor axis Y'Y by a connecting rod (not shown), rotates the levers 33 which slide in the cylindrical housings 38 thanks to their patella 37. The depth of housing is a function of the stroke of the levers 33, itself a function of the interval of rotation of the blades 24. This architecture is particularly suitable for blade rotation up to +12 with 50% closing section, and up to -5 with a section opening of 20%. The angles of position of the rods and therefore of the blades 24 as a function of the power regimes to provide the proper air compression for these diets.

[0024] En référence aux figures 2a et 2b, une pale mobile 24 est représentée entre les coupelles parallèles 17, 27 et solidarisée par soudage 21 à celles-ci, de sorte que la pale s'étend parallèlement à l'axe X'X des coupelles en regard.
Le bord d'attaque 24c de la pale 24 affleure les circonférences externes 17c et 27c des coupelles, l'épaisseur de la pale 24 étant relativement fine, de 2 mm dans l'exemple illustré. Par ailleurs, la distance entre la pale 24 et l'axe X'X de la tige 30 est égale à environ 80% du rayon des coupelles dans l'exemple illustré.
Ceci confère à la pale 24 un fort décentrage par rapport à l'axe X'X de la tige qui coïncide avec l'axe de rotation de l'ensemble. La tige 30 présente également les gorges cylindriques 30g de centrage et l'orifice 30t de blocage de la rondelle de réglage de la position axiale des coupelles 17 et 27. Sa partie plate 31 est traversée par des trous 30a de réception des vis 35 de montage au levier de commande. Referring to Figures 2a and 2b, a movable blade 24 is shown between the parallel cups 17, 27 and secured by welding 21 to those ci, of so that the blade extends parallel to the axis X'X cups opposite.
The leading edge 24c of the blade 24 is flush with the outer circumferences 17c and 27c cups, the thickness of the blade 24 being relatively thin, of 2 mm in the illustrated example. Moreover, the distance between the blade 24 and the axis X'X of the stem 30 is about 80% of the cup radius in the illustrated example.
This confers on the blade 24 a strong off-centering with respect to the axis X'X of the rod which coincides with the axis of rotation of the assembly. Rod 30 also presents the 30g centering grooves for centering and the 30t hole for locking the washer of adjusting the axial position of the cups 17 and 27. Its flat portion 31 is through holes 30a for receiving the mounting screws 35 to the lever of ordered.

[0025] La vue globale de la figure 3 illustre le flasque annulaire amont 20 équipé
des grilles annulaires G1 et G2, montées respectivement mobile et fixe et composées des pales 24 et 28. The overall view of FIG. 3 illustrates the upstream annular flange 20 team annular grids G1 and G2, mounted respectively mobile and fixed and composed of blades 24 and 28.

[0026] Les pales 28 présentent un profil sensiblement plus épais en bord d'attaque Ba que celui des pales 24, respectivement 0.5 et 2.5 mm, afin de préserver une bonne tenue aux variations d'incidence lors de la rotation des pales mobiles 24. De plus, la loi d'angle squelette des pales 28 entre les bords d'attaque BA et de fuite BF est évolutive, permettant d'optimiser l'efficacité
aérodynamique de la grille fixe par une récupération maximale de pression statique. The blades 28 have a substantially thicker profile in edge of attack Ba that that of the blades 24, respectively 0.5 and 2.5 mm, in order to to preserve a good resistance to the variations of incidence during the rotation of blades 24. In addition, the skeleton angle law of the blades 28 between the edges BA attack and BF leakage is scalable, optimizing efficiency aerodynamic of the fixed grid by a maximum pressure recovery static.

[0027] En outre, les pales 28 de la grille fixe présentent une épaisseur maximale, de 7 mm dans l'exemple illustré, permettant de fixer le flasque 20 du diffuseur par des vis se logeant dans les trous 29t, tout en permettant le passage des efforts structuraux. In addition, the blades 28 of the fixed grid have a thickness maximum, 7 mm in the illustrated example, for fixing the flange 20 of the broadcaster screws staying in the holes 29t, while allowing the passage of efforts structural.

[0028] Le flux d'air F circule le long d'une pale fixe 28 en extension radiale d'une pale mobile 24 et entre deux pales adjacentes de même nature, mobile ou fixe.
Grâce au décentrage des pales mobiles 24 par rapport aux axes de rotation X'X

de leurs coupelles 17, les variations des extensions radiales formées par ces pales mobiles 24 sont limitées par rapport à des variations d'extensions que devraient réaliser des pales centrées. Cette limitation permet d'améliorer les performances d'un compresseur centrifuge : elle permet d'éloigner la ligne de fonctionnement de la ligne de pompage, par décalage vers des débits plus bas, et d'élever cette ligne de fonctionnement près des maximas de rendement aux régimes plus élevés. The flow of air F flows along a fixed blade 28 in radial extension a movable blade 24 and between two adjacent blades of the same kind, mobile or fixed.
Thanks to the off-centering of the mobile blades 24 with respect to the axes of rotation X'X

of their cups 17, the variations of the radial extensions formed by these mobile blades 24 are limited compared to variations of extensions that should make blades centered. This limitation improves the performance of a centrifugal compressor: it allows to distance the line of operation of the pumping line, by shifting to lower flow rates, and to raise that operating line near the yield maxima to higher diets.

[0029] Les extensions radiales des pales mobiles 24 au regard des pales fixes sont illustrées par les schémas des figures 4a à 4c, sur lesquelles apparaissent également, en lignes pointillées, les coupelles 17, 27 des pales. En référence à la figure 4b, le calage nominal de 00 correspond à un écoulement du flux d'air F
de référence pour lequel le réglage des pales mobiles 24 par rapport aux pales fixes 28 est adapté aux régimes intermédiaires stables. The radial extensions of the mobile blades 24 with respect to the fixed blades are illustrated by the diagrams of FIGS. 4a to 4c, on which appear also in dotted lines, the cups 17, 27 of the blades. In reference to the 4b, the nominal setting of 00 corresponds to a flow of the air flow F
of reference for which the setting of the movable blades 24 with respect to the blades fixed 28 is suitable for stable intermediate regimes.

[0030]Aux faibles demandes de charge, le calage des pales mobiles 24 peut monter jusqu'à +12 , ce calage correspondant à une section de passage à
l'entrée du col Sa, entre les pales 24 et 28, fermée de 50% par rapport au calage nominal correspondant à une section au col Sb. La figure 4a illustre le cas d'une fermeture de 25% associée à un calage de 6 , la section au col valant alors 75%
de la section Sb. Aux fortes demandes de charge, le réglage du calage peut également descendre jusqu'à -5 . La figure 4c illustre le cas d'une ouverture de 2,5 , la section au col Sc présentant alors une valeur relative de 110%. At low load demands, the wedging of the mobile blades 24 can up to +12, this calibration corresponding to a section of passage to the entrance to Col Sa, between blades 24 and 28, closed by 50% of timing nominal corresponding to a section at the neck Sb. Figure 4a illustrates the case a 25% closure associated with a wedge of 6, the collar section then being 75%
of section Sb. At high load demands, calibration adjustment can also go down to -5. Figure 4c illustrates the case of an opening of 2.5, the section at the neck Sc then having a relative value of 110%.

[0031]les pales fixes 28 sont calées en azimut par rapport aux pales 24 de la première grille mobile G1 de sorte à reprendre le sillage sur l'extrados Ex des pales de cette première grille G1. The fixed blades 28 are wedged in azimuth with respect to the blades 24 of the first mobile grid G1 so as to resume the wake on the extrados Ex of the blades of this first grid G1.

[0032] Les extensions radiales des pales 24, limitées par la présence des pales fixes 28, permettent de conserver une maîtrise des jeux entre les coupelles 17 et 27 des pales 24 et les flasques 20 et 22, comme illustré par la figure 5.
Ainsi, dans cet exemple, les valeurs des jeux restent inférieures ou égales respectivement à 0,02 mm (pour J1 ou J2), à 0,10 mm (pour J3) et 0,25 mm (pour J4). Le jeu (ensemble J1 et J2) de la pale 24 sur la rondelle 9 reste donc d'environ 0,03 mm ou légèrement supérieur. The radial extensions of the blades 24, limited by the presence of the blades 28, allow to maintain control of the games between the cups 17 and 27 of the blades 24 and the flanges 20 and 22, as shown in FIG. 5.
So, in this example, the game values remain lower or the same respectively at 0.02 mm (for J1 or J2), at 0.10 mm (for J3) and 0.25 mm (for J4). The game (set J1 and J2) of the blade 24 on the washer 9 remains about 0.03 mm or slightly higher.

[0033] L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. Il est par exemple possible d'effectuer le calage des pales mobiles par réglage uniquement 5 mécanique, individuel ou centralisé, ou par commande électrique, électronique avec ou sans régulation numérique. The invention is not limited to the examples described and shown. he is by possible example to make the setting of the movable blades by adjustment only 5 mechanical, individual or centralized, or by electric control, electronic with or without digital regulation.

Claims

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1. Variable valve turbomachine diffuser, comprising:
a first annular grid of variable pitch blades radially bordered by a second annular grid of wedge blades of equivalent extension and the same number of blades, forming successive diffusion channels by coupling the blades of the first and the second grids in radial extension;
in which each blade of the first gate comprises an axis of rotation and is driven by a drive rod capable of exerting a own rotation of the blade off-center with respect to its axis of rotation;
in which the drive rod is secured to a lever having a spherical ball joint housed in a cylindrical housing a control ring, said ring being rotated around an engine axis of the turbomachine, said cylindrical housing comprising an orifice having an axis perpendicular to the axis of rotation, and the sliding lever in the cylindrical housing along the axis of said orifice of the cylindrical housing so as to drive the blade in rotation;
wherein the control crown comprises a housing cylindrical for each variable pitch blade; and in which the lever presents the spherical ball joint to a first end and is pinched by screws on a flat part of the rod to a second end opposite the first end.

2. Diffuser according to claim 1, wherein each blade to Variable setting extends between two cups opposite and parallel and decentered with respect to a common axis of the cups coinciding with the axis of rotation.

3. Diffuser according to any one of claims 1 and 2, in which each blade is coupled to the drive rod which has the minus one opening in which is inserted a locking pin of a washer adjusting an axial position of the cups.

4. Diffuser according to any one of claims 1 to 3, in which the depth of the cylindrical housings is a function of a race of levers, itself a function of a predetermined rotation interval of the blades.

5. Diffuser according to claim 2, wherein a leading edge of each variable-pitch blade is located near peripheries of cups, a distance from the blade to the axis of rotation being at least equal to a half the radius.

6. Diffuser according to any one of claims 1 to 5, in which the fixed blades of the second grid have an edge profile attack thicker than a leading edge profile of the blades of the first grid.