EP1515002A1 - Arrêt en rotation des secteurs d'aubes de redresseurs dans les plans de joint du carter - Google Patents

Arrêt en rotation des secteurs d'aubes de redresseurs dans les plans de joint du carter Download PDF

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EP1515002A1
EP1515002A1 EP04292079A EP04292079A EP1515002A1 EP 1515002 A1 EP1515002 A1 EP 1515002A1 EP 04292079 A EP04292079 A EP 04292079A EP 04292079 A EP04292079 A EP 04292079A EP 1515002 A1 EP1515002 A1 EP 1515002A1
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EP
European Patent Office
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sector
housing
bar
groove
blade
Prior art date
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Granted
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EP04292079A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1515002B1 (fr
Inventor
Jean-Louis Bertrand
Léopold Jean-Marie De-Verduzan
Jean-François Laurent Chabot
Francis Dome
Stéphanie Pariset
Julien Girardot
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
SNECMA Moteurs SA
SNECMA SAS
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Publication date
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Publication of EP1515002A1 publication Critical patent/EP1515002A1/fr
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Publication of EP1515002B1 publication Critical patent/EP1515002B1/fr
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    • 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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246—Fastening of diaphragms or stator-rings

Definitions

  • the invention relates to the field of high-pressure turbojet compressors, and more particularly that of the connection between sectors of straightener vanes.
  • a high-pressure compressor of a turbomachine comprises a stator consisting of a carter, which can be in several sectors, for example in two half-shells, in which are housed the ferrules of the rectifiers. These ferrules are not formed on 360 ° but include several sectors of blades. The ends of the blade sectors of rectifier are arranged vis-à-vis to form a ring of stator vanes.
  • aerodynamic forces due to the differences in pressures between the lower and upper surfaces of the straightener vanes and the forces due to friction of the blades on the abradable sectors of the blades of the rectifiers are applied to the sectors of straightener vanes.
  • the invention presents various embodiments that make it possible in particular to these disadvantages.
  • the invention relates to a device for stopping the rotation of at least one blade sector of rectifier mounted in a sector of the turbomachine casing, each blade sector of rectifier comprising a blade support base, the housing area comprising at least one minus two grooves extending in planes perpendicular to the crankcase rotation axis turbomachine and each receiving an edge of the base of the stator blade sector.
  • the device for stopping in rotation comprises an abutment positioned to extend axially, fitting on one side into the housing one of the throats and on the other side in the housing of the other gorge and, after the establishment of the complementary crankcase sector and during the operation of the turbomachine, coming into contact with the axial surface of each housing under the thrust of at least one sector of complementary straightener vanes in order to stop in rotating at least one blade sector, the abutment being either integral with the blade sector, or a bar comprising at least one end with a longitudinal slot for a elastic mounting and a hold in housing.
  • the bar comprises two ends of radial dimensions greater than those of the corresponding housing, said bar comprising a longitudinal slot at each of its ends.
  • the bar extends from the housing from a first groove to the housing of a second non-adjacent groove axially, the bar bearing against at least two intermediate grooves and forming a stop for at least two sectors of blades adjacent axially.
  • the bar bears against four intermediate grooves and abutment shape for three axially adjacent blade sectors.
  • the bar comprises a plurality of axially extending portions.
  • the abutment integral with the sector blade comprises a stop made in one block with the base of the blade sector and positioned at the end of the blade sector.
  • the abutment integral with the blade sector comprises an abutment reported by brazing at the base of the blade sector and positioned at the end of the blade sector.
  • the abutment comprises a first abutment element corresponding to the housing a first groove and a second stop member corresponding to the housing a second throat.
  • each housing comprises a groove of a determined width extending axially and delimited, on the side of the groove, by the axial surface of dimensions greater than the dimensions of the section of the throat and, on the side of the end of the crankcase sector, by an axial surface adapted to retain the bar once in place in the housing.
  • FIG. 1 shows a sector 1 of the casing of a turbo-machine capable of being fixed to a complementary sector to form the complete housing.
  • This sector of semi-cylindrical shape, called half-shell and whose axis is the axis of rotation of the turbomachine, comprises two ends E1 and E2 each provided with a flange 9 adapted to return to contact with a flange of the complementary sector.
  • These flanges 9 are provided with holes 10 positioned opposite the holes of the flange of the complementary sector so as to fix the two complementary sectors between them.
  • Each ferrule sector includes also a semicircular flange 8 provided with holes.
  • each housing sector 1 has several grooves semi-circular 7 open towards the inside of the housing, each being adapted to receive a rectifier blade sector.
  • a crown of straightener vanes is constituted by at least two sectors of vanes of rectifier each positioned in one of the two crankcase sectors, the ends of the sectors of blades being opposite.
  • a rectifier blade sector comprises a base 3 of cylindrical and radially outer shape, called outer platform. This base cylindrical 3 supports the vanes 5 of the stator fixed to each other by a cylindrical base 4 radially inner, called inner platform.
  • Each groove 7 of the sector of casing 1 is provided with two circular grooves 6 so that each receives one of the two edges of the outer deck of the stator vanes area.
  • the invention presents various embodiments that will notably make it possible to remedy to at least some of these disadvantages.
  • Figures 2 to 7 show a first embodiment according to the invention.
  • FIG. 2 represents a longitudinal bar 16 able to be positioned axially at the end of the ferrule sector.
  • this bar 16 comprises a first end 13 longitudinal followed by a step 14 and a second longitudinal end.
  • the first and second ends are each equipped a longitudinal slot 12.
  • the slot 12 of the end 13 of the bar defines a first end arm 23 and a second end arm 22 on either side of the slot 12.
  • a the end 15 of the bar, a first end arm 20 and a second arm end 21 are defined on either side of the slot 12.
  • the width of each end of the bar in the relaxed state is denoted L1.
  • This bar 16 is adapted to be put in place once a blade sector of rectifier disposed in a ferrule sector of the turbomachine housing.
  • FIG. 3 illustrates an end E1 of a ferrule sector of the casing of the turbomachine.
  • Each groove 7-1, 7-2 of the end of the ferrule sector comprises two semicircular grooves 6-1 and 6-2, 6-3 and 6-4 positioned opposite.
  • the depth of each throat extends axially.
  • Each of the two throats receives a semicircular edge of a platform Stator Blades Sector Outside.
  • Each semicircular gorge ends at least at one of its ends by a housing 17-1, 17-2, 17-3, 17-4 of dimensions greater than those of the corresponding throat.
  • the ends 13 and 15 of the bar 16 are adapted to be placed respectively in the housings 17-1 and 17-2.
  • FIG. 4 illustrates the respective dimensions of the groove 6-1 and the housing 17-1 corresponding.
  • Figure 5 is a right view of Figure 4.
  • the semi-circular groove 6-1 has a radial dimension, that is to say a groove height L3 and leads to its end on a housing 17-1 of radial dimension L2 greater than L3. So, the housing 17-1 defines an axially extending axial contact surface 18-1 and radially beyond the depth and height of the groove.
  • FIG. 6 shows the end D35 of the semi-circular groove 6-2 facing the throat semicircular 6-1.
  • This semicircular groove 6-2 of radial dimension L3 ends with a housing 17-2 of radial dimension L2 greater than L3.
  • This housing 17-2 defines a axial contact surface 18-2 extending axially and radially beyond the depth and height of the throat.
  • grooves opposite may have different dimensions, one of the other.
  • Figure 7 shows the left view of Figure 6.
  • the arms ends 23, 22 respectively 20, 21 of the bar are pressed together.
  • the ends 13 and 15 are respectively placed in the housings 17-1 and 17-2 of so that the end arms 23, 22 and 20, 21 respectively come into contact with each other. with the contact surface 18-1, respectively 18-2.
  • the end arms can then to be released.
  • the dimension L1 corresponding to the width of one end of the bar released must be equal to or greater than the dimension L2 corresponding to the dimension radial (or width) of the corresponding housing.
  • the bar 16 is held elastically by each of its ends in the corresponding housing.
  • each end of the bar must have a width L less than the dimension L2 of the corresponding housing so as to insert the end into the housing, which is called mounting elastic.
  • housings 17-1 and 17-2 may have radial dimensions and different axial, it is the same for the ends 13 and 15 of the bar 16 put in place in these dwellings.
  • Figure 13 shows three rectifier blade sectors set up in one sector.
  • crankcase rotatably stopped by rotation devices comprising the housings end of the semi-circular grooves and the bars 16 whose ends are set place in these dwellings, abut against the contact surface of these dwellings and are held elastically by the pressure of the end arms against the surfaces perpendicular to the contact surface of these dwellings.
  • the bars 16 comprise a portion of recess longitudinal dimension more or less big. In general, the greater the radial distance between two dwellings opposite is important, the longer the longitudinal dimension of the step part. is tall.
  • the bar 16-1 has a relatively big.
  • the slots 12 of this bar extend along the ends of the bar up to part of the step portion.
  • FIG. 12 represents a partial section in a transverse plane of the assembly of a casing sector 1 to a casing sector 2 at the stop device in rotation of rectifier blade sectors.
  • the bar 16 is pushed against the axial contact surface 18-2 by the base 3 of the stator blade sector which exerts a pressing force F against the axial surface of the bar 16 parallel to the axial surface of the bar placed in contact with axial contact surface 18-2.
  • FIG. 14 represents a second embodiment according to the invention.
  • the rotational stop device comprises the housings disposed at the end of the grooves semi-circular turbomachine housing shell and a stop disposed in end of the straightener blade sector. As illustrated in FIG. 14, this stop can be carried out in a single block with the outer platform of the blade sector of rectifier or can be welded by soldering to this same platform.
  • FIG. 14 illustrates an abutment comprising an abutment disposed on an edge cross section of the outer platform of the stator vane sector, this abutment comprising a first portion 41 disposed at one end of the transverse edge and a second portion 42 disposed at the other end of the transverse edge.
  • first and second portions 41 and 42 have a radial dimension (or height) less than or equal to radial dimension L2 of the housing illustrated in FIGS. 4 to 7 and greater than or equal to radial dimension L3 of the corresponding semicircular groove.
  • the stop is integrated in the sector of stator vanes, which avoids losing it during a maintenance operation including disassembling the crankcase sectors. This realization also makes it possible to have no leakage of fluid between the stages of the turbine engine.
  • Figures 8 and 9 illustrate a third embodiment of the invention.
  • Figure 8 shows a relief view of the end of a crankcase sector. This end comprises the flanges 9 and 8 described above. A sector of blades of rectifier is shown slid in the grooves opposite 6-1 and 6-2. This sector includes the blades 5 and an inner platform 4.
  • the device for stopping rotation of the sector of straightener vanes comprises a bar 26 arranged in suitable housings. This device is more particularly detailed in Figure 9.
  • the outer platform 3 of the stator vane sector is provided with axially on its edges of semicircular hooks 34-1 and 34-2 of radial dimensions (or height) and axial less than the dimensions (height and depth) of grooves 6-1 and 6-2 so that these hooks can slide in the corresponding grooves.
  • the groove 6-1, 6-2 is terminated by a housing 30-1, 30-2.
  • Housing 30-1 defines a groove extending in an axial plane (plane passing through the axis of rotation), the groove comprising a bottom surface 33-1 framed on the side of the semicircular groove by a axial surface 32-1 and, facing this surface, by an axial surface 31-1.
  • the housing 30-2 is made in an equivalent manner axially opposite the housing 30-1.
  • These axial surfaces 31-1, respectively 31-2, and 32-1 have dimensions greater than the section of the corresponding throat.
  • the bar 26 comprises a first end 23 and a second end 25, this last end comprising a longitudinal slot opening. On both sides of this slot, are defined a first end arm 28 and a second end arm 29.
  • the end 23 of the bar 26 has a thickness greater than the width of the bottom of the groove 33-1.
  • this end 23 is provided on its periphery with a shoulder defined by a surface axial 24 adapted to come into contact with the axial surface 31-1 of the groove of the housing 30-1 to serve as a stop.
  • the end arms 28 and 29 are provided with on their outer periphery a shoulder defined in particular by an axial surface 28-1, respectively 29-1 adapted to contact the surface 31-2 of the groove of the housing 30-2 to serve as a stop.
  • the arms ends 28 and 29 are brought together by pinching, the end 23 is slid into the groove of the housing 30-1, the end 25 is inserted into the groove of the housing 30-2.
  • a inserted in the housing 30-2, the two end arms 28 and 29 are released from in such a way that the axial surfaces 28-1 and 29-1 are in contact with the axial surface 31-2 of the groove of housing 30-2.
  • the dwellings 30-1 and 30-2 thus define the contact surfaces 32-1 and 31-1, 31-2, with the bar 26, the latter being in abutment in one direction of rotation and in the other direction of rotation against these contact surfaces.
  • the radial dimension of the end 25 of the bar when the arms 28 and 29 are brought into contact by pinching, is smaller than the radial dimension of the opening of the housing 30-1, 30-2.
  • the end 25 of the bar can be inserted in the groove of the housing 30-2 after pinching the end arms 28 and 29.
  • This embodiment makes it possible to maintain the bar in the housings.
  • Figures 10 and 11 illustrate a fourth embodiment of the invention.
  • the bar 46 comprises two ends 47 and 48 as defined in the first embodiment.
  • each end 47, 48 comprises a slot longitudinally adapted to be placed in a housing according to the realization of the FIG. 3.
  • This bar 46 has a length such that it extends from a first housing corresponding to a first rectifier blade sector, to a second opposite housing corresponding to a third sector of stator vanes.
  • only one bar is used in correspondence with the appropriate housing, as a stopping device in rotation of several sectors of stator vanes.
  • the intermediate gorges between the first housing receiving one end of the bar and the second receiving housing the second end of the bar do not have housing but a groove in which is housed the bar.
  • the bar 46 is configured in several connected parts between them by connecting parts so that the ends of the grooves semicirculars arranged in different radial positions lead to a part 46. These parts are configured to be in contact with elements of the housing at certain points of the bar 46, for example at the contact points 50, 52, 54, 56. However, games remain between the bar and the housing, for example games J, J1 to J8, leaving room for fluid leaks between the stages of the compressor rectifiers.
  • FIG. 11 shows schematically the bar 46 represented by a continuous line when it is in a T1 state, that is, when it is inserted into the slots correspondents.
  • the triangles symbolize the points of contact of the bar with the housing.
  • the stop (bar or abutment fixed to the blade sector) of the rectifier sector rotation stop device has the advantage of not getting lost during disassembly of the ferrule sectors of the turbomachine.
  • the invention is not limited either to the embodiments of the stop device in described above, only as an example, but encompasses all variants that may be considered by those skilled in the art.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'arrêt en rotation d'un secteur d'aubes de redresseur (5) monté dans un secteur de carter de turbomachine. Un secteur d'aubes comprend une base (3) support. Un secteur du carter comprend deux gorges perpendiculaires à l'axe du carter recevant chacune un bord (34-1, 34-2) de la base support. A une même extrémité axiale du secteur du carter, chaque gorge débouche sur un logement (30-1, 30-2) délimitant une surface axiale (32-1). Le dispositif comprend une butée (26) axiale s'adaptant de chaque côté dans les logements (30-1;30-2) des deux gorges, et, une fois en place le secteur complémentaire du carter et en fonctionnement la turbomachine, s'appuyant contre les surfaces axiales (32-1) sous la poussée du secteur d'aubes de redresseur complémentaire pour l'arrêter en rotation. <IMAGE>

Description

L'invention concerne le domaine des compresseurs haute-pression de turboréacteur, et plus particulièrement celui de la liaison entre des secteurs d'aubes de redresseurs.
Un compresseur haute-pression d'une turbomachine comprend un stator constitué d'un carter, qui peut être en plusieurs secteurs, par exemple en deux demi-coquilles, dans lesquelles viennent se loger les viroles des redresseurs. Ces viroles ne sont pas formées sur 360° mais comprennent plusieurs secteurs d'aubes. Les extrémités des secteurs d'aubes de redresseur sont disposées en vis-à-vis pour former une couronne d'aubes de redresseur. Lors du fonctionnement du turboréacteur, des efforts aérodynamiques dus aux écarts de pressions entre l'intrados et l'extrados des aubes de redresseurs et des efforts dus aux frottements des aubes mobiles sur les abradables des secteurs d'aubes des redresseurs, sont appliqués sur les secteurs d'aubes de redresseurs. Ces efforts entraínent la rotation des secteurs d'aubes dans leur logement qui peuvent venir chevaucher le plan de joint des deux demi-coquilles du carter, ce qui empêche le démontage de ces dernières lors d'une opération de maintenance.
Pour remédier à la rotation de ces secteurs d'aubes, il est connu de disposer une tige à une extrémité de chacune des demi-coquilles, plus particulièrement placée sur toute la longueur axiale du secteur et contre les extrémités des secteurs d'aubes, puis d'assembler fixement les deux demi-coquilles par une liaison boulonnée. Cette tige sert de dispositif d'arrêt en rotation des secteurs d'aubes de redresseur. Toutefois, ce dispositif présente comme inconvénient que cette tige est susceptible d'être perdue lors d'une opération de maintenance.
Il est également connu de US 5 318 402 des cales brasées disposées contre les extrémités des secteurs d'aubes de redresseur. Cette réalisation présente l'inconvénient de ne pas permettre le démontage des cales lors d'une opération de maintenance.
Ainsi, l'invention présente différentes réalisations qui permettent notamment de palier à ces inconvénients.
L'invention concerne un dispositif d'arrêt en rotation d'au moins un secteur d'aubes de redresseur monté dans un secteur du carter de turbomachine, chaque secteur d'aubes de redresseur comprenant une base de support des aubes, le secteur du carter comprenant au moins deux gorges s'étendant dans des plans perpendiculaires à l'axe de rotation du carter de turbomachine et recevant chacune un bord de la base du secteur d'aubes de redresseur.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, à une même extrémité du secteur du carter dans un plan axial, au moins les deux gorges comprennent chacune un logement délimitant, avec la gorge correspondante, une surface axiale de dimensions supérieures aux dimensions de la section de la gorge.
Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, le dispositif d'arrêt en rotation comprend une butée positionnée pour s'étendre axialement, s'adaptant d'un côté dans le logement de l'une des gorges et de l'autre côté dans le logement de l'autre gorge et, après la mise en place du secteur du carter complémentaire et lors du fonctionnement de la turbomachine, venant en contact contre la surface axiale de chaque logement sous la poussée d'au moins un secteur d'aubes de redresseur complémentaire afin d'arrêter en rotation au moins un secteur d'aubes, la butée étant soit solidaire du secteur d'aubes, soit une barrette comprenant au moins une extrémité avec une fente longitudinale pour un montage élastique et un maintien dans les logements.
Selon une première réalisation de l'invention, la barrette comprend deux extrémités de dimensions radiales supérieures à celles des logements correspondants, ladite barrette comprenant une fente longitudinale à chacune de ses extrémités.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la barrette s'étend du logement d'une première gorge au logement d'une seconde gorge non adjacente axialement, la barrette étant en appui contre au moins deux gorges intermédiaires et formant butée pour au moins deux secteurs d'aubes adjacents axialement.
Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, la barrette est en appui contre quatre gorges intermédiaires et forme butée pour trois secteurs d'aubes adjacents axialement.
Avantageusement, la barrette comprend plusieurs parties s'étendant axialement.
Selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, la butée solidaire du secteur d'aubes comprend une butée réalisée en un bloc avec la base du secteur d'aubes et positionnée en extrémité du secteur d'aubes.
En variante, la butée solidaire du secteur d'aubes comprend une butée rapportée par brasage à la base du secteur d'aubes et positionnée en extrémité du secteur d'aubes.
Préférentiellement, la butée comprend un premier élément de butée correspondant au logement d'une première gorge et un second élément de butée correspondant au logement d'une seconde gorge.
Selon un cinquième mode de réalisation selon l'invention, chaque logement comprend une rainure d'une largeur déterminée s'étendant axialement et délimitée, du côté de la gorge, par la surface axiale de dimensions supérieures aux dimensions de la section de la gorge et, du côté de l'extrémité du secteur du carter, par une surface axiale propre à retenir la barrette une fois mise en place dans le logement.
Ces différents mode de réalisation ont pour avantage notamment de permettre à la butée d'être maintenue en place en toutes circonstances: lors du fonctionnement de la turbomachine, lors d'une opération de démontage par exemple.
De plus, la plupart de ces réalisations permettent d'éviter les fuites de fluide entre les étages de redresseurs.
Les figures ci-après illustrent de manière non limitative des modes de réalisation de l'invention :
  • la figure 1 représente une vue en relief d'une demi-coquille d'un secteur du carter d'une turbo-machine muni d'un secteur d'aubes de redresseur,
  • la figure 2 représente une coupe axiale, dans le plan de joint des demi-coquilles, d'une barrette constituant une partie du dispositif d'arrêt en rotation selon l'invention,
  • la figure 3 représente une coupe axiale, dans le plan de joint des demi-coquilles, d'une extrémité du secteur de virole du carter de la turbomachine comprenant une partie du dispositif d'arrêt en rotation selon une première réalisation de l'invention,
  • la figure 4 représente une vue du détail D34 du dispositif d'arrêt en rotation de la figure 3,
  • la figure 5 représente un détail de la vue de droite de la figure 4,
  • la figure 6 représente une vue du détail du dispositif d'arrêt en rotation de la figure 3,
  • la figure 7 représente un détail de la vue de gauche de la figure 6,
  • la figure 8 représente une vue en trois dimensions d'une demi-coquille du carter de la turbomachine comprenant le dispositif d'arrêt en rotation selon une deuxième réalisation de l'invention, notamment la barrette selon la troisième réalisation du dispositif d'arrêt en rotation,
  • la figure 9 représente une vue en trois dimensions détaillée de la barrette selon la deuxième réalisation de l'invention avant sa mise en place sur l'extrémité du secteur de virole du carter de la turbomachine comprenant une partie du dispositif d'arrêt en rotation selon la deuxième réalisation de l'invention,
  • la figure 10 représente une vue plan d'une extrémité d'une demi-coquille du carter de la turbomachine comprenant le dispositif d'arrêt en rotation selon la troisième réalisation de l'invention, notamment la barrette selon la troisième réalisation du dispositif d'arrêt en rotation,
  • la figure 11 représente une vue schématique de la barrette illustrant les points d'appui de celle-ci avec l'extrémité du secteur de virole du carter de la turbomachine selon la troisième réalisation de l'invention,
  • la figure 12 représente une coupe transversale partielle du dispositif d'arrêt en rotation du secteur d'aubes en fonctionnement,
  • la figure 13 représente une vue plan d'une extrémité d'une demi-coquille du carter de la turbomachine comprenant des dispositifs d'arrêt en rotation selon la première réalisation de l'invention, notamment les barrettes selon la première réalisation du dispositif d'arrêt en rotation,
  • la figure 14 représente une vue en trois dimensions d'un secteur d'aubes de redresseur comprenant une partie du dispositif d'arrêt en rotation selon une quatrième réalisation de l'invention.
Les dessins contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la description, mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant.
La figure 1 représente un secteur 1 du carter d'une turbo-machine propre à être fixé à un secteur complémentaire pour former le carter complet. Ce secteur de forme semi-cylindrique, appelée demi-coquille et ayant pour axe l'axe de rotation de la turbomachine, comprend deux extrémités E1 et E2 munies chacune d'une bride 9 adaptée pour rentrer en contact avec une bride du secteur complémentaire. Ces brides 9 sont munies de trous 10 positionnés en vis à vis des trous de la bride du secteur complémentaire de manière à fixer les deux secteurs complémentaires entre eux. Chaque secteur de virole comprend également une bride semi-circulaire 8 munie de trous. Une fois rassemblés les deux secteurs formant un carter complet, les brides 8 des deux secteurs sont mises en contact avec les brides complémentaires d'un autre carter de la turbo machine. Les carters sont assemblés entre eux par des moyens de fixation traversant les trous des brides mises en contact, par exemple des boulons. Chaque secteur de carter 1 comprend plusieurs rainures semi-circulaires 7 ouvertes vers l'intérieur du carter, chacune étant adaptée pour recevoir un secteur d'aubes de redresseur.
Une couronne d'aubes de redresseur est constituée d'au moins deux secteurs d'aubes de redresseur positionnés chacun dans un des deux secteurs de carter, les extrémités des secteurs d'aubes étant en vis à vis. Un secteur d'aubes de redresseur comprend une base 3 de forme cylindrique et radialement extérieure, appelée plate-forme extérieure. Cette base cylindrique 3 supporte les aubes 5 de redresseur fixées entre-elles par une base cylindrique 4 radialement intérieure, appelée plate-forme intérieure. Chaque rainure 7 du secteur de carter 1 est munie de deux gorges circulaires 6 de façon à ce que chacune reçoive un des deux bords de la plate-forme extérieure du secteur d'aubes de redresseur.
Lors du fonctionnement du turboréacteur, des efforts aérodynamiques sont appliqués sur ces secteurs d'aubes de redresseurs et sont dûs aux frottements des aubes mobiles du rotor sur les plate-formes intérieures 4 des secteurs d'aubes des redresseurs formées de matériaux abradables. La rotation des secteurs d'aubes entraíne l'impossibilité de démonter les secteurs de carter lors d'une opération de maintenance.
Pour remédier à la rotation de ces secteurs d'aubes, il est connu de disposer une tige à une des extrémités E1 ou E2 contre les brides 9, plus particulièrement placée sur toute la longueur axiale des brides 9 et contre les extrémités des plates-formes extérieures des secteurs d'aubes, puis d'assembler fixement les deux secteurs du carter 1. Cette barrette fait alors office de dispositif d'arrêt en rotation des secteurs d'aubes de redresseur. Toutefois, ce dispositif a pour inconvénient que cette barrette est susceptible de se perdre lors d'une opération de maintenance. De plus, du fluide peut passer entre plusieurs étages du compresseur.
Ainsi, l'invention présente différentes réalisations qui permettront notamment de remédier à aux moins certains de ces inconvénients.
Les figures 2 à 7 représentent un premier mode de réalisation selon l'invention.
La figure 2 représente une barrette longitudinale 16 propre à être positionnée axialement à l'extrémité du secteur de virole. De façon plus détaillée, cette barrette 16 comprend une première extrémité 13 longitudinale suivie d'un décrochement 14 puis d'une deuxième extrémité 15 longitudinale. La première et la deuxième extrémité sont munies chacune d'une fente 12 longitudinale. La fente 12 de l'extrémité 13 de la barrette définit un premier bras d'extrémité 23 et un second bras d'extrémité 22 de part et d'autre de la fente 12. A l'extrémité 15 de la barrette, un premier bras d'extrémité 20 et un deuxième bras d'extrémité 21 sont définis de part et d'autre de la fente 12. La largeur de chaque extrémité de la barrette à l'état relâché est notée L1.
Cette barrette 16 est adaptée pour être mise en place une fois un secteur d'aubes de redresseur disposé dans un secteur de virole du carter de la turbomachine.
La figure 3 illustre une extrémité E1 d'un secteur de virole du carter de la turbomachine. Chaque rainure 7-1, 7-2, de l'extrémité du secteur de virole comprend deux gorges semi-circulaires 6-1 et 6-2, 6-3 et 6-4 positionnées en vis à vis. La profondeur de chaque gorge s'étend axialement. Chacune des deux gorges reçoit un bord semi-circulaire d'une plate-forme extérieure de secteur d'aubes de redresseur. Chaque gorge semi-circulaire se termine au moins à une de ses extrémités par un logement 17-1, 17-2, 17-3, 17-4 de dimensions supérieures à celles de la gorge correspondante. Les extrémités 13 et 15 de la barrette 16 sont adaptées pour être mises en place respectivement dans les logements 17-1 et 17-2.
Les extrémités D34 de la gorge 6-1 et D35 de la gorge 6-2 sont plus spécifiquement détaillées respectivement sur les figures 4 et 5, figures 6 et 7.
La figure 4 illustre les dimensions respectives de la gorge 6-1 et du logement 17-1 correspondant. La figure 5 est une vue de droite de la figure 4. La gorge semi-circulaire 6-1 présente une dimension radiale, c'est-à-dire une hauteur de gorge L3 et débouche à son extrémité sur un logement 17-1 de dimension radiale L2 supérieure à L3. Ainsi, le logement 17-1 définit une surface axiale de contact 18-1 s'étendant axialement et radialement au-delà de la profondeur et de la hauteur de la gorge.
La figure 6 présente l'extrémité D35 de la gorge semi-circulaire 6-2 en vis à vis de la gorge semi-circulaire 6-1. Cette gorge semi-circulaire 6-2 de dimension radiale L3 se termine par un logement 17-2 de dimension radiale L2 supérieure à L3. Ce logement 17-2 définit une surface axiale de contact 18-2 s'étendant axialement et radialement au-delà de la profondeur et de la hauteur de la gorge.
Il est évident que les gorges en vis à vis peuvent avoir des dimensions différentes l'une de l'autre.
La figure 7 représente la vue de gauche de la figure 6.
Une fois un secteur d'aubes de redresseur mis en place dans les gorges 6-1 et 6-2, les bras d'extrémités 23, 22 respectivement 20, 21 de la barrette sont rapprochés par pincement. Les extrémités 13 et 15 sont respectivement mises en place dans les logements 17-1 et 17-2 de manière à ce que les bras d'extrémités 23, 22 et respectivement 20, 21 viennent en contact avec la surface de contact 18-1, respectivement 18-2. Les bras d'extrémités peuvent alors être relâchés. La dimension L1 correspondant à la largeur d'une extrémité de la barrette relâchée doit être égale ou supérieure à la dimension L2 correspondant à la dimension radiale (ou largeur) du logement correspondant. De cette manière, la barrette 16 est maintenue élastiquement par chacune de ses extrémités dans les logements correspondants. Lorsque les bras d'extrémité sont rapprochés par pincement, chaque extrémité de la barrette doit avoir une largeur L inférieure à la dimension L2 du logement correspondant de manière à pouvoir insérer l'extrémité dans le logement, ce qui est appelé montage élastique.
Bien évidemment, les logements 17-1 et 17-2 peuvent avoir des dimensions radiales et axiales différentes, il en va de même pour les extrémités 13 et 15 de la barrette 16 mises en place dans ces logements.
La figure 13 représente trois secteurs d'aubes de redresseur mis en place dans un secteur de carter, arrêtés en rotation par des dispositifs de rotation comprenant les logements en extrémité des gorges semi-circulaires et les barrettes 16 dont les extrémités sont mises en place dans ces logements, viennent en butée contre la surface de contact de ces logements et sont maintenues élastiquement par la pression des bras d'extrémité contre les surfaces perpendiculaires à la surface de contact de ces logements. Il est à remarquer qu'en fonction de la position radiale des gorges semi-circulaires et des logements d'extrémités correspondants, les barrettes 16 comprennent une partie de décrochement de dimension longitudinale plus ou moins grande. De manière générale, plus la distance radiale entre deux logements en vis à vis est importante, plus la dimension longitudinale de la partie de décrochement est grande. Il est à remarquer que la barrette 16-1 a une partie de décrochement relativement grande. Les fentes 12 de cette barrette s'étendent le long des extrémités de la barrette jusqu'à une partie de la partie de décrochement.
La figure 12 représente une coupe partielle dans un plan transversal de l'assemblage d'un secteur de carter 1 à un secteur de carter 2 au niveau du dispositif d'arrêt en rotation des secteurs d'aubes de redresseur.
En fonctionnement, la barrette 16 est poussée contre la surface axiale de contact 18-2 par la base 3 du secteur d'aubes de redresseur qui exerce une force de pression F contre la surface axiale de la barrette 16 parallèle à la surface axiale de la barrette mise en contact avec la surface axiale de contact 18-2.
La figure 14 représente un deuxième mode de réalisation selon l'invention.
Le dispositif d'arrêt en rotation comprend les logements disposés en extrémité des gorges semi-circulaires du secteur de virole du carter de turbomachine et une butée disposée en extrémité du secteur d'aubes de redresseur. Comme illustré sur la figure 14, cette butée peut être réalisée en un seul bloc avec la plate-forme extérieure du secteur d'aubes de redresseur ou peut être soudée par brasage à cette même plate-forme. A titre d'exemple uniquement, la figure 14 illustre une butée comprenant une butée disposée sur un bord transversal de la plate-forme extérieure du secteur d'aubes de redresseur, cette butée comprenant une première partie 41 disposée à une extrémité du bord transversal et une deuxième partie 42 disposée à l'autre extrémité du bord transversal. Ces première et deuxième parties 41 et 42 ont une dimension radiale (ou hauteur) inférieure ou égale à la dimension radiale L2 du logement illustré sur les figures 4 à 7 et supérieure ou égale à la dimension radiale L3 de la gorge semi-circulaire correspondante. Dans cette réalisation, la butée est intégrée au secteur d'aubes de redresseur, ce qui évite de la perdre lors d'une opération de maintenance comprenant le désassemblage des secteurs de carter. Cette réalisation permet également de ne pas avoir de fuite de fluide entre les étages de la turbomachine.
Les figures 8 et 9 illustrent un troisième exemple de réalisation selon l'invention.
La figure 8 représente une vue en relief de l'extrémité d'un secteur de carter. Cette extrémité comprend les brides 9 et 8 décrites précédemment. Un secteur d'aubes de redresseur est représenté glissé dans les gorges en vis à vis 6-1 et 6-2. Ce secteur comprend les aubes 5 et une plate-forme intérieure 4. Le dispositif d'arrêt en rotation du secteur d'aubes de redresseur comprend un barrette 26 disposée dans des logements adaptés. Ce dispositif est plus particulièrement détaillé sur la figure 9.
Sur la figure 9, la plate-forme extérieure 3 du secteur d'aubes de redresseur est munie axialement sur ses bords de crochets semi-circulaires 34-1 et 34-2 de dimensions radiale (ou hauteur) et axiale inférieures aux dimensions (hauteur et profondeur) des gorges 6-1 et 6-2 de manière à ce que ces crochets puissent coulisser dans les gorges correspondantes.
La gorge 6-1, 6-2 est terminée par un logement 30-1, 30-2. Le logement 30-1 définit une rainure s'étendant dans un plan axial (plan passant par l'axe de rotation), la rainure comprenant une surface de fond 33-1 encadrée du côté de la gorge semi-circulaire par une surface axiale 32-1 et, en vis à vis de cette surface, par une surface axiale 31-1. Le logement 30-2 est réalisé de façon équivalente en vis à vis axial du logement 30-1. Ces surfaces axiales 31-1, respectivement 31-2, et 32-1, ont des dimensions supérieures à la section de la gorge correspondante.
La barrette 26 comprend une première extrémité 23 et une deuxième extrémité 25, cette dernière extrémité comprenant une fente longitudinale débouchante. De part et d'autre de cette fente, sont définis un premier bras d'extrémité 28 et un deuxième bras d'extrémité 29.
L'extrémité 23 de la barrette 26 a une épaisseur supérieure à la largeur du fond de la rainure 33-1. De manière à pouvoir glisser l'extrémité 23 de la barrette dans la rainure du logement 30-1, cette extrémité 23 est munie sur sa périphérie d'un épaulement défini par une surface axiale 24 propre à entrer en contact avec la surface axiale 31-1 de la rainure du logement 30-1 pour servir de butée. De la même manière, les bras d'extrémités 28 et 29 sont munis sur leur périphérie extérieure d'un épaulement défini notamment par une surface axiale 28-1, respectivement 29-1 adaptée pour entrer en contact avec la surface 31-2 de la rainure du logement 30-2 pour servir de butée. Pour la mise en place de la barrette, les bras d'extrémités 28 et 29 sont rapprochés par pincement, l'extrémité 23 est glissée dans la rainure du logement 30-1, l'extrémité 25 est insérée dans la rainure du logement 30-2. Une fois insérés dans le logement 30-2, les deux bras d'extrémités 28 et 29 sont relâchés de manière à ce que les surfaces axiales 28-1 et 29-1 soient en contact avec la surface axiale 31-2 de la rainure du logement 30-2. Les logements 30-1 et 30-2 définissent ainsi les surfaces de contact 32-1 et 31-1, 31-2, avec la barrette 26, cette dernière étant en butée dans un sens de rotation et dans l'autre sens de rotation contre ces surfaces de contact. Il est à remarquer que la dimension radiale de l'extrémité 25 de la barrette, lorsque les bras d'extrémité 28 et 29 sont mis en contact par pincement, est inférieure à la dimension radiale de l'ouverture du logement 30-1, 30-2. Ainsi, l'extrémité 25 de la barrette peut être insérée dans la rainure du logement 30-2 après pincement des bras d'extrémités 28 et 29.
Ce mode de réalisation permet de maintenir la barrette dans les logements.
Il est également possible d'effectuer un rainure de largeur suffisante pour recevoir l'épaisseur de l'extrémité de la barrette sans avoir à pratiquer d'épaulement sur celle-ci.
Les figures 10 et 11 illustrent un quatrième mode de réalisation selon l'invention.
Dans cette réalisation, la barrette 46 comprend deux extrémités 47 et 48 telles que définies dans le premier mode de réalisation. Ainsi, chaque extrémité 47, 48 comprend une fente longitudinale adaptée pour être mise en place dans un logement selon la réalisation de la figure 3. Cette barrette 46 a une longueur telle qu'elle s'étend d'un premier logement correspondant à un premier secteur d'aubes de redresseur, à un deuxième logement opposé correspondant à un troisième secteur d'aubes de redresseur. Ainsi, une seule barrette est utilisée en correspondance avec les logements adéquats, comme dispositif d'arrêt en rotation de plusieurs secteur d'aubes de redresseur. Les gorges intermédiaires entre le premier logement recevant une extrémité de la barrette et le deuxième logement recevant la deuxième extrémité de la barrette ne comportent pas de logement mais une rainure dans laquelle vient se loger la barrette. La barrette 46 est configurée en plusieurs parties reliées entre elles par des parties de raccordement de manière à ce que les extrémités des gorges semi-circulaires disposées dans des positions radiales différentes débouchent sur une partie de la barrette 46. Ces parties sont configurées pour être en contact avec des éléments du carter en certains points de la barrette 46, par exemple aux points de contact 50, 52, 54, 56. Toutefois, des jeux subsistent entre la barrette et le carter, par exemple les jeux J, J1 à J8, laissant la place à des fuites de fluide entre les étages des redresseurs du compresseur.
La figure 11 montre schématiquement la barrette 46 représentée par une ligne continue lorsqu'elle est dans un état T1, c'est-à-dire lorsqu'elle est insérée dans les logements correspondants. Les triangles symbolisent les points de contact de la barrette avec le carter. Lorsque la barrette 46 est enlevée des logements correspondants, elle est en état libre à l'état T2.
Dans toutes les réalisations, la butée (barrette ou butée fixée au secteur d'aubes) du dispositif d'arrêt en rotation de secteur de redresseur a l'avantage de ne pas se perdre lors d'un démontage des secteurs de viroles de la turbomachine.
L'invention ne se limite pas non plus aux modes de réalisation du dispositif d'arrêt en rotation décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art.

Claims (10)

  1. Dispositif d'arrêt en rotation d'au moins un secteur d'aubes de redresseur (5) monté dans un secteur du carter (1) de turbomachine, chaque secteur d'aubes de redresseur comprenant une base (3) de support des aubes, le secteur du carter (1) comprenant au moins deux gorges (6-1, 6-2) s'étendant dans des plans perpendiculaires à l'axe de rotation du carter de turbomachine et recevant chacune un bord (34-1, 34-2) de la base du secteur d'aubes de redresseur,
    caractérisé en ce qu'à une même extrémité du secteur du carter (1) dans un plan axial, au moins les deux gorges (6-1, 6-2) comprennent chacune un logement (17-1, 17-2; 30-1, 30-2) délimitant, avec la gorge correspondante (6-1, 6-2), une surface axiale (18-1,18-2; 32-1) de dimensions supérieures aux dimensions de la section de la gorge et en ce que le dispositif d'arrêt en rotation comprend une butée (16, 26, 46, 41 et 42) positionnée pour s'étendre axialement, s'adaptant d'un côté dans le logement (17-1; 30-1) de l'une des gorges et de l'autre côté dans le logement (17-2; 30-2) de l'autre gorge et, après la mise en place du secteur du carter complémentaire et lors du fonctionnement de la turbomachine, venant en contact contre la surface axiale (18-1, 18-2; 32-1) de chaque logement sous la poussée d'au moins un secteur d'aubes de redresseur complémentaire afin d'arrêter en rotation au moins un secteur d'aubes, la butée étant soit solidaire du secteur d'aubes (41 et 42) , soit une barrette (16, 26, 46) comprenant au moins une extrémité avec une fente longitudinale pour un montage élastique et un maintien dans les logements.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la barrette (16) comprend deux extrémités de dimensions radiales supérieures à celles des logements correspondants (17-1, 17-2), ladite barrette (16) comprenant une fente longitudinale (12) à chacune de ses extrémités.
  3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la barrette (46) s'étend du logement d'une première gorge au logement d'une seconde gorge non adjacente axialement, la barrette étant en appui contre au moins deux gorges intermédiaires et formant butée pour au moins deux secteurs d'aubes adjacents axialement.
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la barrette (46) est en appui contre quatre gorges intermédiaires et forme butée pour trois secteurs d'aubes adjacents axialement.
  5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barrette (46) comprend plusieurs parties s'étendant axialement.
  6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée solidaire du secteur d'aubes (41, 42) comprend une butée réalisée en un bloc avec la base (3) du secteur d'aubes et positionnée en extrémité du secteur d'aubes.
  7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée solidaire du secteur d'aubes (41, 42) comprend une butée rapportée par brasage à la base du secteur d'aubes et positionnée en extrémité du secteur d'aubes.
  8. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la butée comprend un premier élément de butée (41) correspondant au logement d'une première gorge et un second élément de butée (42) correspondant au logement d'une seconde gorge.
  9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque logement (30-1, 30-2) comprend une rainure d'une largeur déterminée s'étendant axialement et délimitée, du côté de la gorge, par la surface axiale (32-1) de dimensions supérieures aux dimensions de la section de la gorge et, du côté de l'extrémité du secteur du carter, par une surface axiale (31-1, 31-2) propre à retenir la barrette une fois mise en place dans le logement.
  10. Turbomachine comprenant le dispositif d'arrêt en rotation selon l'une des revendications 1 à 9.
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