EP0636766A1 - Stator de turbomachine à aubes pivotantes et anneau de commande - Google Patents

Stator de turbomachine à aubes pivotantes et anneau de commande Download PDF

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EP0636766A1
EP0636766A1 EP94401719A EP94401719A EP0636766A1 EP 0636766 A1 EP0636766 A1 EP 0636766A1 EP 94401719 A EP94401719 A EP 94401719A EP 94401719 A EP94401719 A EP 94401719A EP 0636766 A1 EP0636766 A1 EP 0636766A1
Authority
EP
European Patent Office
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casing
rings
control
vanes
control ring
Prior art date
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Granted
Application number
EP94401719A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0636766B1 (fr
Inventor
Jean-Louis Charbonnel
Philippe Guerout
Jacques Lucien Happey
Frédéric Mainfroy
Jacky Naudet
Jean-Claude Porcher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
SNECMA SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA, SNECMA SAS filed Critical Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
Publication of EP0636766A1 publication Critical patent/EP0636766A1/fr
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Publication of EP0636766B1 publication Critical patent/EP0636766B1/fr
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/162—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line

Definitions

  • the invention relates to a turbomachine stator with pivoting vanes and a control ring.
  • turbomachines include, in particular for the high pressure stages of the compressors, stator vanes which are not fixed but pivoting in order to modify the characteristics of the rectification of the gases which pass through the vein in which these vanes extend.
  • Such vanes called variable pitch, therefore include pivots which extend through an envelope which delimits the flow stream and out of it, and these pivots are connected to rods which are normally joined together by a control ring disposed around the stream and that a control mechanism moves in translation along the axis of the turbomachine or in rotation about this axis. In both cases, the links rotate and drive the pivots of the blades.
  • a disadvantage of this system is due to the thrust of the gases which produces significant forces on the blades. These forces are transmitted to the pivots and to the bearings of the envelope which support them. They are in the preferred direction. The friction exerted by the pivots when they rotate is responsible for concentrated wear of the bearings which results in an ovalization of their shape. The vein then enters into communication with other volumes of the turbomachine, the efficiency of which drops due to gas leaks which appear. These drawbacks are even more marked if the compression ratio sought for the gases is high, because the thrust is greater and faster wear. These circumstances explain that, in the currently known embodiments, the envelope which carries the bearings of the pivots and which delimits the vein has great rigidity and is constructed of steel, which makes it very heavy. The classically sought-after substitution of titanium for steel to lighten the structure is not possible here because of the temperature of the gases in the vein and of the resulting fire risks of titanium.
  • the essential object of the invention is to dissociate the envelope, bearing pivot bearings of pivoting vanes and undergoing the forces due to the pressure of the gases, from the casing, which undergoes the structural forces, without compromising the seal between pivots and bearings.
  • the fundamental advantage obtained is that the envelope can now be constructed of composite material and therefore significantly lightened.
  • the solution adopted for this consists, briefly explained, of supporting the forces of the gases by a bearing constructed on a casing separate from the envelope and which is occupied by a rotary axis belonging to the control mechanism. The forces undergone by the blades are therefore transmitted by the pivots, the rods, the control ring and a part of the control mechanism up to the axis in question, then are diffused in the casing of the machine which is perfectly capable to undergo them.
  • the envelope is advantageously formed of rings juxtaposed axially by assembly means allowing relative axial displacements of the rings, each of these rings being preferably associated with a single stage of pivoting vanes; it is even better that the crowns are made up of angular sectors separated by clearances that seal off the joints. All these arrangements for dividing the envelope, the elements of which are above all retained by a few places of attachment to the casing, make it possible to greatly reduce the stresses therein and in particular those which result from thermal expansions. It is then that it becomes really easy to construct the envelope of composite material of relatively low resistance to forces.
  • FIG. 1 represents a portion of a turbomachine and more specifically a compressor essentially constituted by a portion of rotor 1 flaring downstream, a casing 2 made of titanium and cylindrical and an envelope 3 made of composite material and supported by the casing 2, which surrounds it and constitutes with it the framework of a stator whose other elements will soon be described.
  • the rotor 1 and the casing 3 delimit a flow vein 4 occupied by several stages of movable blades 5 fixed to the rotor 1 and by several stages of stator blades which alternate with the preceding ones and the first of which (towards the upstream) are composed of fixed vanes 6 and the last two (downstream) of pivoting vanes 7.
  • the casing 2 is cylindrical to facilitate its manufacture
  • the casing 3 is conical and of reduced diameter towards the downstream where it is therefore increasingly spaced from the casing 2. It follows from this arrangement that the fixed blades 6 are held by fixed pins 8 engaged in support rings 9 rigidly connected to the casing 2 or in one piece with it , but that the pivoting vanes 7 have rotary axes or pivots 10 movable in rotation in bearing bearings 11 situated through thickened regions 12 of the casing 3.
  • the pivots 10 protrude outside these thickened zones 12 and are joined to this place has links 13 respective by a screwing, a snap-fastening or another known system ensuring a rigid connection in rotation, and the connecting rods 13 of each stage of pivoting vanes 7 are articulated by their opposite end to a common control ring 14 and more precisely to axes 27 of this ring, axes clearly visible in Figure 2 and which therefore allow full transmission of linear forces.
  • the control rings 14 extend over an entire circumference in FIG.
  • a control mechanism 15 composed of a lever 16 of substantially axial extension (see also Figure 3) and one end 17 of which is pivotally mounted on an arm 19 outside the casing 2 and the opposite end 18 of which is fixed to a radial axis 20 of which it controls the pivoting.
  • the axis 20 is terminated by a lever 21 whose displacement causes that of the control ring 14, to which it is united according to the arrangements which will be detailed later.
  • the arm 19 rotates with an output shaft of a motor 29 around an axis of axial rotation.
  • the motor 29 is linked to a support structure 22.
  • the support structure 22 is composed of at least one clamping segment 23 bolted to a ring 24 of the casing 2, or of several of these segments joined by an axial spacer.
  • the situation is slightly different in FIG. 2 where we find in particular the radial axis 20, but where this axis is single as well as the jack 16 and the support 22 and where the lever 21 is replaced by a double lever 121 connected to the two control rings, referenced here by 114, by its two opposite ends: unlike the previous embodiment, the axis 20 is connected to the center of the double lever 121.
  • control rings 114 There is no or practically no difference in structure between the control rings 114 and those above, but their arrangement is a little different because they are brought together so that they can be controlled by the double lever 121 and located between the two stages of pivoting vanes 7.
  • the rods 113 of the two stages instead of being oriented substantially parallel as in the previous embodiment, are therefore oriented in opposite directions.
  • the control mechanism is then generally designated by 115, and the rest of the preceding description remains valid.
  • Another solution consists in providing two diametrically opposite control mechanisms 115, as in FIG. 1, each of which controls half of the control rings 114, which would have the advantage of dividing the force produced on the axis 20 and of make it symmetrical on the casing 2.
  • the control mechanism 15 or 115 between the axis 20 and the control rings 14 or 114 is generally too bulky to fit in the space between the cylindrical casing 2 and the casing 3, and it this is why the casing 2 is hollowed out at this location and provided with a removable boss projecting outwards in the shape of a bell 28, bell clamped by a flat outer rim 29 to a crown 30 of the casing 2 by bolts 31 and the center is provided with an opening carrying a bearing constituting a bearing 32 for the axis 20.
  • the control lever 21 or 121 extends under the bell 28.
  • sealing rings 60 in the form of rings are arranged around the bases. 61 of the pivoting vanes 7 and housed in counterbores 62 of the casing 3 which contain these counterbores 62.
  • the sealing segments 60 are made of composite material such as Avimide and are approximately one millimeter thick. Their function is to prevent impurities contained in the gases of the flow stream 4 from sliding up to the bearings 11, which are made of relatively soft material with a low coefficient of friction, and do not deteriorate them. The performance of the machine is therefore saved.
  • a similar arrangement is possible with other types of mounting of the pivoting vanes 7 on the casing 3.
  • FIG. 4 Reference is now also made to FIG. 4 and to FIGS. 5A and 5B to continue the description of the embodiment of FIG. 2, but this description could be transposed to the embodiment of FIG. 1.
  • the control rings 114 are provided with a spar 33 from which a console 34 protrudes and which carries a rod 35 oriented in the radial direction, that is to say parallel to the axis 20.
  • An externally spherical bush 36 shown in the figures 2 and 5 is engaged around the rod 35. It constitutes a ball joint with a crown 38 which can tilt on it and therefore has a spherical internal edge and a cylindrical external edge.
  • the rod 35 is composed of an exposed portion 35a which comes out of the console 34 and which receives the bush 36 and of a root portion 35b engaged in a drilling of the console 34.
  • the two portions of the rod 35 are cylindrical but their axes are not confused: the rod 35 forms an eccentric thanks to which the console 34, the side member 33, and the control ring 14 can be moved somewhat to finely adjust the setting of the pivoting vanes 7 without moving the double lever 121 This operation is made during periodic machine maintenance adjustments.
  • the visible portion 35a is therefore provided with opposite flats 39 (FIG. 4) which can be grasped by a key to turn the rod 35.
  • a bolt 50 which passes entirely through the rod 35 is mounted to block it rotating against the console 34 while retaining the socket 36 by a washer or a screw head.
  • the double lever 121 is provided with two elongated slots 37 in each of which one of the rings 38 slides.
  • FIGS. 5A and 5B represent two states corresponding to the two extreme strokes of the double lever 121 for which the crowns 38 arrive at the respective ends of the elongated slots 37. These positions correspond to the extreme stallings allowed for the pivoting vanes 7, whose angular movement is similar to that of the rods 13.
  • the casing 3 is made up of ferrules and terminated by tenon 40 and mortise 41 systems which make it possible to join the crowns to one another by juxtaposing them in the axial direction.
  • Each ring is associated with a stage of stator vanes and therefore comprises a thickened region 12 in which the axes 8 or the pivots 10 pass.
  • these thickened regions 12 sometimes widen to form tapped bosses 42 in which bolts 43 are clearly visible in FIG. 1 which join the crowns to the casing 2.
  • the bosses 42 can moreover be replaced by structures equivalents such as ribs with clamping flange 44 for some of the blade stages.
  • the crowns of the envelope 3 are advantageously divided into sectors each extending over a portion of the circumference and which are therefore terminated by transverse edges 45 separated by games 46.
  • This arrangement which is beneficial for relieving the envelope 3 of differential stresses thermal expansion, involves re-establishing the tightness at these places thanks to lamellar seals 47, conventionally used in this technical field, which cover the clearances 46 by spanning over consecutive sectors of crowns and penetrating into slots 48 leading to the transverse edges 45.
  • Other seals which may consist of wavy leaf springs that the pins 40 compress at the bottom of the mortises 41, make it possible to complete the seal. These other seals are however optional and have therefore not been illustrated, especially since they are well known.
  • the invention makes it possible to eliminate all of a sudden all the leaks due to the widening of tens or hundreds of bearings 11.
  • the wear is concentrated on the bearings 32, which are few in number on the turbomachine and which do not open out in the flow stream 4, so that their wear is not responsible for leaks. If however the replacement of a bearing 32 is decided, it is quickly carried out thanks to their small number and their presence on the casing 2, in an external location of the turbomachine more accessible than the casing 3.
  • the residual forces on the bearings 11 of the pivots 10 are compensated by small displacements of the crown sectors which have the freedom to play axially and angularly thanks to the tenon systems and mortise 40 and 41 and games 46, without leaks or stresses being produced.
  • the bearings 11 are therefore not loaded.
  • the direction of the levers 21 and 121 is chosen so that the thrust received by the pivoting vanes 7 is effectively transmitted by the crowns 36 to said levers, that is to say is substantially perpendicular to the axis of the elongated lights 37 .
  • control mechanisms 15 or 115 which are located outside the bells 28 can take very different forms from that which has been illustrated and are in reality independent of the invention itself.

Landscapes

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Abstract

Stator de turbomachine composé d'un carter (2) métallique entourant une enveloppe (3) porteuse de paliers (11) de pivots (10) d'aubes pivotantes (7). Le mécanisme de commande (15) du calage des aubes (7) comprend en particulier un axe radial (20) auquel sont transmis les efforts de poussée des gaz, l'enveloppe (3) étant avantageusement formée de secteurs angulaires de couronnes juxtaposées axialement et qui ne sont pas chargés. Les paliers (11) ne subissent donc pas d'usure génératrice de fuite de gaz et de pertes de rendement. Avantageusement, l'enveloppe est en matériau composite. <IMAGE>

Description

  • L'invention concerne un stator de turbomachine à aubes pivotantes et à anneau de commande.
  • De nombreuses turbomachines comprennent, notamment pour les étages à haute pression des compresseurs, des aubes de stator qui ne sont pas fixes mais pivotantes afin de modifier les caractéristiques du redressement des gaz qui parcourent la veine dans laquelle ces aubes s'étendent. De telles aubes, dites à calage variable, comprennent donc des pivots qui s'étendent à travers une enveloppe qui délimite la veine d'écoulement et hors d'elle, et ces pivots sont raccordés à des biellettes qui sont normalement jointes entre elles par un anneau de commande disposé autour de la veine et qu'un mécanisme de commande déplace en translation selon l'axe de la turbomachine ou en rotation autour de cet axe. Dans les deux cas, les biellettes tournent et entraînent les pivots des aubes.
  • Un inconvénient de ce système est dû à la poussée des gaz qui produit des efforts importants sur les aubes. Ces efforts sont transmis aux pivots et aux paliers de l'enveloppe qui les soutiennent. Ils sont de direction préférentielle. Le frottement exercé par les pivots quand ils tournent est responsable d'une usure concentrée des paliers qui se traduit par une ovalisation de leur forme. La veine entre alors en communication avec d'autres volumes de la turbomachine, dont le rendement baisse à cause des fuites de gaz qui apparaissent. Ces inconvénients sont encore plus marqués si le taux de compression recherché pour les gaz est élevé, car la poussée est plus grande et l'usure plus rapide. Ces circonstances expliquent que, dans les réalisations actuellement connues, l'enveloppe qui porte les paliers des pivots et qui délimite la veine a une grande rigidité et est construite en acier, ce qui la rend très pesante. La substitution classiquement recherchée du titane à l'acier pour alléger la structure n'est pas possible ici à cause de la température des gaz de la veine et des risques d'incendie du titane qui en résultent.
  • L'objet essentiel de l'invention est de dissocier l'enveloppe, porteuse de paliers de pivots d'aubes pivotantes et subissant les efforts dus à la pression des gaz, du carter, qui subit les efforts structuraux, sans compromettre l'étanchéité entre les pivots et les paliers. L'avantage fondamental obtenu est que l'enveloppe pourra désormais être construite en matériau composite et donc sensiblement allégée. La solution retenue pour cela consiste, brièvement exposée, à faire supporter les efforts des gaz par un palier construit sur un carter distinct de l'enveloppe et qui est occupé par un axe tournant appartenant au mécanisme de commande. Les efforts subis par les aubes sont donc transmis par les pivots, les biellettes, l'anneau de commande et une partie du mécanisme de commande jusqu'à l'axe en question, puis sont diffusés dans le carter de la machine qui est parfaitement capable de les subir.
  • Il faut remarquer qu'il existe déjà des agencements où le mécanisme de commande est partiellement soutenu par un carter entourant l'enveloppe de délimitation de la veine, dont celui qui est illustré par le brevet britannique 2 254 381. Mais les efforts de la poussée des gaz sont tout de même repris par les paliers de l'enveloppe et les biellettes ne sont pas unies à l'anneau de commande de façon à transmettre des efforts, car leurs extrémités sont en forme de pistons qui coulissent dans des trous de l'anneau.
  • L'enveloppe est avantageusement formée de couronnes juxtaposées axialement par des moyens d'assemblage autorisant des déplacements axiaux relatifs des couronnes, chacune de ces couronnes étant de préférence associée à un étage unique d'aubes pivotantes ; il est encore meilleur que les couronnes soient composées de secteur angulaires séparés par des jeux que colmatent des joints. Toutes ces dispositions de division de l'enveloppe, dont les éléments sont surtout retenus par quelques endroits de fixation au carter, permettent d'y réduire fortement les contraintes et notamment celles qui résultent des dilatations thermiques. C'est alors qu'il devient vraiment facile de construire l'enveloppe en matériau composite de relativement faible résistance aux efforts.
  • On va maintenant passer à la description des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif :
    • la figure 1 est une représentation générale d'une première réalisation de l'invention,
    • la figure 2 est une vue d'une deuxième réalisation de l'invention,
    • la figure 3 est une vue en coupe transversale de la réalisation de la figure 1 ou de la figure 2,
    • la figure 4 représente principalement l'anneau de commande, son moyen d'attache au reste du mécanisme de commande et les biellettes qui le relient aux pivots d'aubes,
    • les figures 5A et 5B représentent en outre le mécanisme de commande entre l'axe de support des efforts et l'anneau de commande,
    • et la figure 6 représente l'enveloppe et les aubes.
  • La figure 1 représente une portion d'une turbomachine et plus spécialement un compresseur constitué essentiellement par une portion de rotor 1 s'évasant vers l'aval, un carter 2 en titane et cylindrique et une enveloppe 3 en matériau composite et soutenue par le carter 2, qui l'entoure et constitue avec elle l'ossature d'un stator dont les autres éléments vont bientôt être décrits. Le rotor 1 et l'enveloppe 3 délimitent une veine d'écoulement 4 occupée par plusieurs étages d'aubes mobiles 5 fixés au rotor 1 et par plusieurs étages d'aubes de stator qui alternent avec les précédents et dont les premiers (vers l'amont) sont composés d'aubes fixes 6 et les deux derniers (vers l'aval) d'aubes pivotantes 7. Alors que le carter 2 est cylindrique pour faciliter sa fabrication, l'enveloppe 3 est conique et de diamètre réduit vers l'aval où elle est donc de plus en plus écartée du carter 2. Il résulte de cette disposition que les aubes fixes 6 sont maintenues par des axes fixes 8 engagés dans des bagues de support 9 rigidement reliées au carter 2 ou d'une pièce avec lui, mais que les aubes pivotantes 7 ont des axes tournants ou pivots 10 mobiles en rotation dans des coussinets de paliers 11 situés à travers des régions épaissies 12 de l'enveloppe 3. Les pivots 10 dépassent hors de ces zones épaissies 12 et sont unis à cet endroit à des biellettes 13 respectives par un vissage, un encliquetage ou un autre système connu assurant une liaison rigide en rotation, et les biellettes 13 de chaque étage d'aubes pivotantes 7 sont articulées par leur extrémité opposée à un anneau de commande 14 commun et plus précisément à des axes 27 de cet anneau, axes bien visibles à la figure 2 et qui autorisent donc une pleine transmission de forces linéaires. Les anneaux de commande 14 s'étendent sur une circonférence entière sur la figure 1, entre le carter 2 et l'enveloppe 3, et sont chacun mus par un mécanisme de commande 15 composé d'un levier 16 d'extension sensiblement axiale (voir aussi la figure 3) et dont une extrémité 17 est montée pivotante sur un bras 19 à l'extérieur du carter 2 et dont l'extrémité opposée 18 est fixée à un axe 20 radial dont elle commande le pivotement. L'axe 20 est terminé par un levier 21 dont le déplacement provoque celui de l'anneau de commande 14, auquel il est uni suivant les dispositions qui seront détaillées plus loin. Le bras 19 tourne avec un arbre de sortie d'un moteur 29 autour d'un axe de rotation axial. Le moteur 29 est lié à une structure de support 22.
  • La structure de support 22 est composée d'au moins un segment de bridage 23 boulonné à une couronne 24 du carter 2, ou de plusieurs de ces segments réunis par une entretoise axiale. Dans cette réalisation, on trouve deux structures de support 22, diamétralement opposées sur la turbomachine et dont chacune est associée à un des mécanismes de commande 15 et un des anneaux de commande 14. La situation est un peu différente sur la figure 2 où on retrouve en particulier l'axe 20 radial, mais où cet axe est unique ainsi que le vérin 16 et le support 22 et où le levier 21 est remplacé par un levier double 121 relié aux deux anneaux de commande, référencés ici par 114, par ses deux extrémités opposées : contrairement à la réalisation précédente, l'axe 20 est relié au centre du levier double 121. Il n'y a pas ou pratiquement pas de différence de structure entre les anneaux de commande 114 et ceux 14 qui précèdent, mais leur disposition est un peu différente car ils sont rapprochés pour pouvoir être commandé par le levier double 121 et situés entre les deux étages d'aubes pivotantes 7. Les biellettes 113 des deux étages, au lieu d'être orientées sensiblement parallèlement comme dans la réalisation précédente, sont donc orientées dans des directions opposées. Le mécanisme de commande est alors globalement désigné par 115, et le reste de la description précédente reste valable. Une autre solution consiste à prévoir deux mécanismes de commande 115 diamétralement opposés, comme sur la figure 1, et dont chacun commanderait une moitié des anneaux de commande 114, ce qui aurait comme avantage de diviser l'effort produit sur l'axe 20 et de le rendre symétrique sur le carter 2. La commande de demi-anneaux ou plus généralement de secteurs d'anneaux ne diffère pas de celle d'anneaux entiers. Il faut simplement veiller à synchroniser les mécanismes de commande. Cette solution n'est pas spécifiquement représentée, mais on a figuré et référencé par 214 les extrémités qu'aurait un des demi-anneaux sur la figure 3 : les mécanismes de réglage 115 seraient au centre des demi-anneaux.
  • Dans tous les cas, le mécanisme de commande 15 ou 115 entre l'axe 20 et les anneaux de commande 14 ou 114 est généralement trop encombrant pour tenir dans l'espace compris entre le carter 2 cylindrique et l'enveloppe 3, et c'est pourquoi le carter 2 est évidé à cet endroit et muni d'un bossage amovible saillant vers l'extérieur en forme de cloche 28, cloche bridée par un rebord extérieur plat 29 à une couronne 30 du carter 2 par des boulons 31 et dont le centre est muni d'une ouverture portant un coussinet constituant un palier 32 pour l'axe 20. Le levier de commande 21 ou 121 s'étend sous la cloche 28.
  • On remarque que des segments d'étanchéité 60 en forme d'anneaux sont disposés autour des embases 61 des aubes pivotantes 7 et logés dans des lamages 62 de l'enveloppe 3 qui contiennent ces lamages 62. Les segments d'étanchéité 60 sont en matériau composite tel que de l'Avimide et ont un millimètre d'épaisseur environ. Leur fonction est d'empêcher que des impuretés contenues dans les gaz de la veine d'écoulement 4 ne se glissent jusqu'aux coussinets 11, qui sont en matériau relativement tendre à faible coefficient de frottement, et ne les détériorent. Les performances de la machine sont donc sauvegardées. Une disposition semblable est possible avec d'autres genres de montage des aubes pivotantes 7 sur l'enveloppe 3.
  • On se reporte maintenant également à la figure 4 et aux figures 5A et 5B pour continuer la description de la réalisation de la figure 2, mais cette description pourrait être transposée à la réalisation de la figure 1.
  • Les anneaux de commande 114 sont munis d'un longeron 33 duquel dépasse une console 34 et qui porte une tige 35 orientée en direction radiale, c'est-à-dire parallèlement à l'axe 20. Une douille 36 extérieurement sphérique représentée aux figures 2 et 5 est engagée autour de la tige 35. Elle constitue un joint à rotule avec une couronne 38 qui peut basculer sur elle et comporte donc un bord interne sphérique et un bord externe cylindrique. La tige 35 est composée d'une portion apparente 35a qui sort de la console 34 et qui reçoit la douille 36 et d'une portion de racine 35b engagée dans un perçage de la console 34. Les deux portions de la tige 35 sont cylindriques mais leurs axes ne sont pas confondus : la tige 35 forme un excentrique grâce auquel on peut quelque peu déplacer la console 34, le longeron 33, et l'anneau de commande 14 pour régler finement le calage des aubes pivotantes 7 sans bouger le levier double 121. Cette opération est faite au cours de réglages périodiques d'entretien de la machine. La portion apparente 35a est pour cela munie de méplats opposés 39 (figure 4) qu'on peut saisir par une clé pour tourner la tige 35. Quand le réglage est fini, un boulon 50 qui traverse entièrement la tige 35 est monté pour la bloquer en rotation contre la console 34 tout en retenant la douille 36 par une rondelle ou une tête de vis.
  • Le levier double 121 est muni de deux lumières allongées 37 dans chacune desquelles une des couronnes 38 coulisse. Les figures 5A et 5B représentent deux états correspondant aux deux courses extrêmes du levier double 121 pour lesquelles les couronnes 38 arrivent aux extrémités respectives des lumières allongées 37. Ces positions correspondent aux calages extrêmes permis pour les aubes pivotantes 7, dont le débattement angulaire est semblable à celui des biellettes 13.
  • Un tel système à excentriques et lumières allongées existe aussi sur les leviers simples 21 de l'autre réalisation.
  • On voit sur la figure 6 que l'enveloppe 3 est composée de viroles et terminées par des systèmes à tenon 40 et mortaise 41 qui permettent d'unir les couronnes les unes aux autres en les juxtaposant en direction axiale. Chaque couronne est associée à un étage d'aubes de stator et comprend donc une région épaissie 12 dans laquelle les axes 8 ou les pivots 10 passent. On voit que ces régions épaissies 12 s'élargissent parfois pour former des bossages 42 taraudés dans lesquels on engage des boulons 43 bien visibles à la figure 1 qui unissent les couronnes au carter 2. Les bossages 42 peuvent d'ailleurs être remplacés par des structures équivalentes telles que des nervures à rebord de bridage 44 pour certains des étages d'aubes.
  • Les couronnes de l'enveloppe 3 sont avantageusement divisées en secteurs s'étendant chacun sur une portion de circonférence et qui sont donc terminés par des bords transversaux 45 séparés par des jeux 46. Cette disposition, bénéfique pour soulager l'enveloppe 3 des contraintes différentielles de dilatation thermique, implique de rétablir l'étanchéité à ces endroits grâce à des joints à lamelles 47, classiquement employés dans ce domaine technique, qui recouvrent les jeux 46 en enjambant sur des secteurs consécutifs de couronnes et en pénétrant dans des fentes 48 débouchant sur les bords transversaux 45. D'autres garnitures d'étanchéité, qui peuvent consister en des ressorts à lame ondulée que les tenons 40 compriment au fond des mortaises 41, permettent de compléter l'étanchéité. Ces autres garnitures sont cependant optionnelles et n'ont donc pas été illustrées, d'autant moins qu'elles sont bien connues.
  • L'invention permet de supprimer d'un coup toutes les fuites dues à l'élargissement de dizaines ou de centaines de paliers 11. L'usure est concentrée sur les paliers 32, qui sont en petit nombre sur la turbomachine et qui ne débouchent pas dans la veine 4 d'écoulement, de sorte que leur usure n'est pas responsable de fuites. Si toutefois le remplacement d'un palier 32 est décidé, il est rapidement mené grâce à leur petit nombre et à leur présence sur le carter 2, en un endroit externe de la turbomachine plus accessible que l'enveloppe 3.
  • Les efforts résiduels sur les paliers 11 des pivots 10 sont compensés par de petits déplacements des secteurs de couronnes qui ont la liberté de jouer axialement et angulairement grâce aux systèmes à tenon et mortaise 40 et 41 et aux jeux 46, sans que des fuites ou des contraintes ne soient produites. Les paliers 11 ne sont donc pas chargés. Bien entendu, la direction des leviers 21 et 121 est choisie pour que la poussée reçue par les aubes pivotantes 7 soit effectivement transmise par les couronnes 36 auxdits leviers, c'est-à-dire soit sensiblement perpendiculaire à l'axe des lumières allongées 37.
  • Les parties des mécanismes de commande 15 ou 115 qui sont situées hors des cloches 28 peuvent prendre des formes très différentes de celle qui a été illustrée et sont en réalité indépendantes de l'invention elle-même.

Claims (7)

  1. Stator de turbomachine muni d'aubes pivotantes (7) autour de pivots (10) engagés dans des paliers (11) d'une enveloppe (3), formée de couronnes juxtaposées axialement par des moyens d'assemblage (40, 41) autorisant des déplacements axiaux relatifs des couronnes, délimitant une veine d'écoulement (4) de gaz dans laquelle les aubes (7) s'étendent, un carter (2) entourant l'enveloppe, les pivots étant unis par des biellettes (13, 113) à un anneau ou un secteur d'anneau de commande (14) hors de l'enveloppe (3) et l'anneau de commande (14, 114) étant déplacé par un mécanisme de commande (15, 115), comprenant un axe (20) engagé dans un palier (32) du carter (2), caractérisé en ce que les couronnes sont composées de secteurs angulaires séparés par des jeux (46) que colmatent des joints (47).
  2. Stator suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'enveloppe est en matériau composite et le carter en titane.
  3. Stator suivant l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le mécanisme de commande comprend un levier (21, 121) lié à l'axe (20), le levier étant percé d'une lumière allongée (37) dans laquelle coulisse un organe lié à l'anneau de commande (14, 114).
  4. Stator suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe est formé avec une excentrique (35) de réglage de l'anneau de commande par rapport au levier.
  5. Stator suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les aubes pivotantes (7) sont réparties en deux étages commandés chacun par un anneau de commande particulier (114), le mécanisme de commande (115) étant constitué de façon à commander les deux anneaux avec l'axe (20).
  6. Stator suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les aubes pivotantes (7) sont réparties en deux étages commandés chacun par un anneau de commande particulier (14), et en ce qu'il comprend deux mécanismes de commande (15), qui sont associés à un anneau de commande respectif et situés sur des côtés diamétralement opposés du stator.
  7. Stator suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les aubes pivotantes (7) sont réparties en deux étages commandés chacun par une paire de demi-anneaux de commande particuliers (214), et en ce qu'il comprend deux mécanismes de commande (115), situés sur des côtés diamétralement opposés du stator et associés chacun à une paire de demi-anneaux d'étages différents.
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