EP4060165A1 - Carter pour compresseur de turbomachine - Google Patents

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EP4060165A1
EP4060165A1 EP22159615.8A EP22159615A EP4060165A1 EP 4060165 A1 EP4060165 A1 EP 4060165A1 EP 22159615 A EP22159615 A EP 22159615A EP 4060165 A1 EP4060165 A1 EP 4060165A1
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EP
European Patent Office
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ring
platforms
housing
casing
platform
Prior art date
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EP22159615.8A
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German (de)
English (en)
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EP4060165B1 (fr
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Théo Robin Thomas BOUR
Mathieu Renaud
Sébastien José François Ghislain VACCA
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Safran Aero Boosters SA
Original Assignee
Safran Aero Boosters SA
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Publication date
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Publication of EP4060165A1 publication Critical patent/EP4060165A1/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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/164—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/526—Details of the casing section radially opposing blade tips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/64—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps
    • F04D29/644—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F05D2230/64—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins
    • F05D2230/642—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins using maintaining alignment while permitting differential dilatation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2240/00—Components
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    • F05D2240/11—Shroud seal segments
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/36—Retaining components in desired mutual position by a form fit connection, e.g. by interlocking

Definitions

  • the invention relates to the design of a turbomachine, in particular an aircraft turbojet or an aircraft turboprop.
  • the invention relates in particular to the casing of a high-speed compressor.
  • the air flow is compressed by alternating rotor blades and stator blades.
  • the stator vanes extend radially inwards from an outer shroud which delimits the passageway of the air flow.
  • the document EP 1 426 559 A1 describes an example of compressor architecture of such a turbomachine.
  • the shroud which holds the stator vanes has flanges upstream and downstream in order to fix it to the upstream casing and to the downstream inter-compressor casing.
  • the shroud forms on the one hand a vector transmitting the axial forces and the torque between the various casings to which it is fixed, and on the other hand it supports the forces undergone by the stator vanes inside the compressor.
  • These two sources of forces generate zones of stress concentration in particular at the level of the anchoring of the blades in the shroud.
  • the usual response to ensure the mechanical strength in these stress zones is to provide additional thicknesses or reinforcement parts and therefore additional weight.
  • the object of the invention is to overcome the drawbacks set out above and in particular to propose a compressor and a lighter/lighter turbomachine without compromising their mechanical strength.
  • the subject of the invention is a compressor casing for an aircraft turbojet equipped with a fan driven by a reduction gear, the casing comprising: an outer shroud made of composite material and possibly formed of several angular shroud segments; and an annular row of platforms fixed to the shroud, each platform supporting one or more stator vane(s); the casing being remarkable in that it comprises a ring, optionally formed of several angular ring segments, and having a layer of abradable material, the ring resting radially on bearing surfaces of the platforms so that no axial force can be transmitted between the ring and the platforms.
  • the ferrule may be one-piece annular, in particular having a taper compatible with the assembly of the various elements to be attached to it.
  • the ferrule can be made up of two half-shells.
  • the composite material can be optimized with denser plies in areas subject to greater mechanical stress.
  • the composite material can be of the unidirectional thermosetting or thermoplastic prepreg type deposited by placement of automatic fibers (“automated fiber placement”, AFP) and consolidated in an autoclave or in a closed mold or alternatively 2D or 3D interlock fabrics consolidated by compression molding -resin transfer (“Resin transfer molding”, RTM).
  • the platforms and the blades can form angular blade sectors with several blades.
  • the layer of abradable material is intended to come face to face with the rotor blade tips of a rotor.
  • the design of the contact interface between the platforms and the ring makes it possible to avoid transmission of an axial force and thus avoids the concentration of stresses at the periphery of the platforms.
  • the platforms of the blades can be welded together or welded to the shell and to the rings.
  • the weld beads generate mechanically heterogeneous zones with a higher stress concentration coefficient (Kt).
  • Kt stress concentration coefficient
  • additional thicknesses or reinforcements are therefore usually provided. welds then lead to the double disadvantage of a surface that is not completely controlled geometrically for guiding the flow of air and of excess weight due to the reinforcement of the structure.
  • the drawbacks associated with the presence of weld beads disappear.
  • this function can be achieved by different designs, in particular rounded, wavy surfaces, having an "S" profile, or being chamfered, or by the interposition of a flexible joint, for example made of silicone .
  • the invention also relates to a platform for fixing one or more stator vane(s) to a turbomachine compressor casing, the platform comprising a housing capable of receiving a fixing element intended for its fixing to a composite shroud, and an upstream bearing surface and/or on a downstream bearing surface, provided with a surface capable of coming into contact with a ring so that no axial force can be transmitted between the ring and the platform.
  • This design has the advantage of “pooling” the fastening elements of the different platforms and therefore of reducing the weight of a turbomachine.
  • the platform comprises two opposite circumferential ends each having a housing portion, such that when two adjacent platforms provided with such housing portions are abutted, the housing portions together form a housing intended to receive a fastening element of the platforms to the shell.
  • the platform comprises a lug arranged on at least the upstream bearing surface and/or the downstream bearing surface, intended to serve as a circumferential stop for a ring.
  • the platform comprises several upstream spans and/or several downstream spans, including one or more external spans and one or more internal spans, preferably arranged in staggered rows seen axially.
  • the invention also relates to a turbomachine comprising a fan driven by a reduction gear, a low-pressure compressor, a high-pressure compressor and an intermediate casing, arranged between the low-pressure compressor and the high-pressure compressor, the turbomachine being remarkable in that the low-pressure compressor has a casing according to one of the embodiments described above.
  • the shroud comprises an upstream flange and a downstream flange, respectively to fix it - directly or not - to an upstream casing and to the intermediate casing, the casing comprising an upstream flange and a downstream flange, fixed to the flanges respective and ensuring continuity of the airflow guiding surface with an upstream ring and a downstream platform.
  • the invention finally relates to a method for assembling a casing according to one of the embodiments set out above or of a turbomachine according to one of the embodiments set out above, the method comprising a step of placing compressor stages in the shroud, optionally by stacking alternately an annular row of platforms and a ring.
  • the method comprises a step of assembling platforms to a first shell half-shell, a step of positioning bladed discs axially between two neighboring annular rows of platforms, a step of assembling platforms to a second half ferrule shell, and finally a step of assembling the second half-shell to the first half-shell.
  • the shell made of composite material and the absence of welding and above all of the reinforcements that it requires saves weight.
  • the rings preferably metallic, can allow passive control by thermal expansion of the clearance between the blade heads and the abradable.
  • An abradable is more easily deposited (or redeposited during maintenance) on these rings.
  • These rings also give rise to a limitation of the carcass deformations of the booster under the thrust of the engine.
  • Another advantage of providing different parts is that it is possible to replace only one of the parts involved in the event of a manufacturing or usage failure rather than scrapping the entire housing.
  • the fact of providing the layer of abradable material on a ring facilitates its deposition in comparison with a deposition of abradable material on a ferrule, which is more restrictive and more cumbersome to handle.
  • the design in two half-shells allows the mounting of a rotor composed of a bladed drum (“blum”) and a one-piece annular shroud can receive one-piece moving wheels (blisks) assembled in a non-permanent manner.
  • the terms “internal” (or “inner”) and “external” (or “outer”) refer to a radial positioning with respect to the axis of rotation of a turbomachine.
  • the axial direction corresponds to the direction along the axis of rotation of the turbomachine.
  • the radial direction is perpendicular to the axis of rotation. Upstream and downstream refer to the main flow direction of the stream in the turbomachine.
  • integral is understood as integral in rotation, and in particular rigidly linked.
  • the term “one-piece” is equivalent to "made from material” and designates different elements made from the same block of material, as opposed to "attached” which means that an element is attached, after its manufacture, to another element.
  • the figures represent the elements schematically, in particular without all of the assembly or sealing elements. Certain dimensions, and in particular the radial thickness of the various parts, are exaggerated in order to facilitate understanding of the figures.
  • the figure 1 schematically represents a turbomachine 2 which comprises a low-pressure compressor 4 and a high-pressure compressor 6, a combustion chamber 8 and two turbines 10.
  • the mechanical power of the turbines 10 sets in motion the two compressors 4 and 6 by means of respective shafts 12, 13.
  • the compressors 4, 6 comprise several rows of rotor blades (or rotor blades) associated with rows of stator blades (or stator blades).
  • the rotation of the rotor 15 around its axis of rotation 14 thus makes it possible to generate an air flow and to gradually compress the latter until it enters the combustion chamber 8.
  • a fan 16 is coupled to the shaft 12 and generates an air flow which is divided into a primary flow 18 and a secondary flow 20 passing through an annular duct (partially shown) along the machine to then join the primary flow at the turbine outlet.
  • Reduction means such as a reducer 17, for example epicyclic, can reduce the speed of rotation of the fan 16 with respect to the associated turbine.
  • An upstream casing 22 provided with support arms (or “struts”) holds the reducer 17 and supports the upstream part of the turbomachine.
  • a compressor casing 24 supports the compressor 4.
  • An inter-compressor casing 5 comprising support arms is arranged between the low-pressure compressor 4 and the high-pressure compressor 6.
  • the various casings are required to support heavy loads.
  • the fan tends to pull the whole plane forward.
  • the casings are mechanical parts which must therefore each support at least part of the thrust generated by the fan.
  • the outer shroud participates in the rigidity of the structure and undergoes a part of these efforts, materialized schematically by the deflection noted F on the figure 1 . Points of stress concentration are also illustrated, in particular in line with the downstream structural arms. By attaching the blades directly to the shroud, these also undergo part of the mechanical stresses of the shroud.
  • the idea of the invention as described below is to dissociate the blades from the efforts of the shroud and thus separate the functions of guiding the flow, attaching the abradable, integrating the casing treatment thereof. .
  • the picture 2 is a sectional view of the compressor 4 in a known turbomachine. A part of the fan 16 can be observed there as well as the nozzle 28 separating the primary 18 and secondary 20 flows.
  • the rotor 15 can comprise several rows of rotor blades 30.
  • the low-pressure compressor 4 comprises at least one straightener which contains an annular row of stator vanes 32 whose purpose is to straighten the flow of air deflected by the rotating vanes.
  • the low-pressure compressor 4 comprises a casing 34.
  • the casing 34 has a generally axisymmetric shape that can incorporate reinforcements, splines or stiffening ribs.
  • the casing 34 comprises a shroud 35 whose axial ends have fixing flanges 36, for example annular fixing flanges 36 for fixing the separation nose 28 and/or for fixing to an intermediate casing 5 of the turbine engine.
  • the stator vanes 32 extend essentially radially from the casing 34 as far as internal shrouds 38.
  • One of the rows of stator vanes 32 can be of variable orientation around its axis 40.
  • the stator vanes 32 are fixed to the casing 34 at the means of platforms 42.
  • a layer of abradable material 44 is generally provided opposite the rotor blades 30.
  • the anchoring zones of the stator blades - the housings (counterbore, "bathtubs") accommodating the platforms 42 - form zones of stress concentrations because they concentrate both the forces collected by the stator vanes induced by the straightening of the air flow 18 and the forces transmitted from the fan 16 or the reducer 17. These zones are therefore generally reinforced with excess thicknesses of material. To that add the weld beads of the platforms 42 to the shell 35. All this has a significant weight.
  • the picture 3 describes a housing 34 according to the invention.
  • the shroud 35 is of generally tubular shape and can be made up of several angular sections such as for example two half-shells, joined in a plane comprising the axis 14.
  • the shroud comprises two flanges 36 for its attachment to an upstream casing (22 on the figure 1 and partially represented on the picture 3 ), and an intermediate casing (5 on the picture 2 ).
  • the ferrule 35 has an outer surface 35.1 and an inner surface 35.2.
  • the stator vanes 32 extend radially inward from the shroud 35.
  • the vanes 32 are fixed to the shroud 35 by means of platforms 42.
  • the platforms 42 can be integral with the vanes 32.
  • the platforms 42 are fixed to the ferrule 35 with means which are described below extending along the axis A.
  • the rotor blades 30 are partially shown. They can come opposite a layer of abradable material 44. The latter is carried by a ring 46.
  • the inner ends of the blades 32 are supported by an inner shroud 38 under which can be attached a layer of abradable material 48 which can cooperate with wipers of a rotor (15 on the figure 2 ).
  • the picture 3 illustrates three compression stages, each formed of a pair of rows of rotor 30 and stator 32 blades. It should be noted that the invention is not limited to this number of compression stages.
  • Flanges 50, 52 can ensure the continuity of the air stream upstream and downstream of these three stages.
  • An enlarged portion of the picture 3 shows in detail the contact between a ring 46 and a platform 42.
  • the platform 42 comprises an outer surface 42.1 which is in contact with the ferrule 35. Sealing can be achieved there by means of a seal such as by example the one illustrated in the document WO 2019/105610 A1 .
  • the internal surface 42.2 of the platform is an air guiding surface.
  • the ring 46 for its part comprises an outer surface 46.1 which can be supported on the ferrule 35 and an inner surface 46.2 which defines an inner groove receiving the layer of abradable material 44.
  • a surface 42.3, 46.3 having an "S" profile provided on the platform 42 as well as on the ring 46 ensures the line contact between the platform 42 and the ring 46.
  • the surface 42.3 is provided on a or several spans 42.4 of the platform 42.
  • the surface 46.3 is provided on a lip 46.4 of the ring 46.
  • the point of contact between the outer surface 46.1 of the ring 46 and the inner surface 35.2 of the ferrule 35 can move, the ring 46 being mounted floating in the ferrule 35.
  • the design of the various surfaces (profiles and clearances ) is suitably chosen to allow expansion of the ring even under the maximum temperature conditions generally admissible in operation.
  • the ring 46 finally has an external groove 46.5 allowing its free deformation without stresses of contact with the ferrule 35.
  • This groove 46.5 also forms a plenum which can be used to integrate a casing treatment.
  • the figure 4 shows a first example of a platform 42, with, at the top an isometric view, in the middle a front view (seen circumferentially) and at the bottom a top view (seen radially).
  • the platform 42 comprises an outer surface 42.1 substantially matching the inner surface 35.2 of the shroud 35, and an inner surface 42.2 from which the blade 32 extends.
  • the platform 42 can be made in one piece with the blade 32.
  • the platform comprises a single bearing surface 42.4 on each axial side, presenting a contact surface 42.3 with the rings 46.
  • the bearing surface is radially on the inside of the platform 42.
  • the ring is thus “stuck” radially between the ferrule and the platform, which makes any means of assembling the ring to the platforms or to the ferrule optional.
  • the span 42.4 is here presented as extending circumferentially over the entirety of the platform 42, alternatively, the span 42.4 can be only on a part of the platform and can therefore present circumferential stop surfaces with the ring (see figure 5 ).
  • a lug 42.4' can be arranged on one and/or the other of the surfaces 42.4, so as to cooperate with a notch of a ring and thus limit or even prevent the circumferential movement of the ring.
  • the ring 46 and its notch 46.6 are partially shown in dotted lines.
  • the platform has two faces at its circumferential ends 42.5, 42.6 which can be partially or completely curved.
  • the continuity of the surface for guiding the air flow is ensured by the continuity of the surfaces of the platforms arranged end-to-end.
  • a housing 42.10 that can receive a lock (or screw) is arranged on the outer face 42.1. It is in this example made of two parts 42.7, 42.8 each at one of the ends 42.5, 42.6 of the platform. These two parts can be substantially cylindrical. One of the parts, preferably on the convex side 42.5, comprises an outer portion with a flat 42.9 which forms a radial stop for the lock. Alternatively, the radial stop can be a cover, attached to the outer face 42.1. By assembling the platforms against each other, the parts 42.7, 42.8 form a substantially cylindrical housing 42.10.
  • Additional housings can also be provided on the platform to receive additional assembly elements.
  • platform 42 may remain as cast.
  • the figure 5 shows a variant for the geometry of the platform 42.
  • several spans 42.4 are arranged on each side of the platform 42.
  • the number of spans 42.4 can be different between one side and the other. Their positions too. In this example, they are arranged in staggered rows, which can facilitate the positioning of the platforms 42 on the ring 46 or vice versa.
  • Two circumferentially adjacent platforms 42 can be identical or different.
  • the surface denoted 42.3' can serve as a circumferential stop for the ring 46, having corresponding indentations to fit into the bearing surfaces 42.4 of the platform 42.
  • the variant of the figure 5 is therefore certainly a platform 42 that is more complex to manufacture, but it can have advantages on the indexing in position of the ring 46.
  • the figure 6 shows two examples of a fastening element 54 whose head 54.1 can penetrate into the housing and the rod 54.2, possibly threaded, can extend through and beyond the ferrule 35.
  • the example on the left shows a screw 54.
  • the head 54.1 is inserted into a half-housing of a platform 42 then an adjacent platform encloses the head 54.1 under the flat 42.9.
  • a nut is then screwed onto the threaded rod 54.2 from the outside.
  • This technique can be repeated for each platform, on two ferrule half-shells 35 (180°), then the half-shells are assembled to one another.
  • the ferrule is annular in one piece, all the platforms of the same annular row are assembled to the ferrule before a ring is stacked on the platforms.
  • the example on the right shows a lock 54.
  • This comprises a head 54.1 which is a radial protrusion of the rod 54.2.
  • the assembly is identical to that carried out with the screw.
  • the lock has a lower weight than the screw although it requires precise angular positioning around the axis A so that the head 54.1 remains well in the housing.
  • the number of compression stages can be adapted to requirements and thus be 1, 2, 3 or 4, or even more.
  • One of the stages may include a row of blades with variable pitch.
  • this row of variable-pitch vanes can come upstream of the casing 34 ( picture 3 of the document WO 2019/105610 A1 ).
  • the invention is not limited thereto.
  • the ring When the ring is formed of several angular segments, these may be in floating contact with each other circumferentially, or be assembled by snap-fastening (tenon/mortise, dovetail, etc.).
  • the assembly of platforms can also be applied to ring segments. This technique can come in addition or as an alternative to the seats and lugs on the platforms now circumferentially and radially the (segments of) rings.

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Abstract

Carter (34) de compresseur pour turbomachine et notamment pour turboréacteur d'aéronef, le carter (34) comprenant : une virole externe (35) faite de matériau composite et éventuellement formée de plusieurs segments angulaires de virole ; une rangée annulaire de plateformes (42) fixées à la virole (35), chaque plateforme (42) supportant une ou plusieurs aube(s) statoriques (32) ; et un anneau (46), éventuellement formé de plusieurs segments angulaires d'anneau, et présentant une couche de matériau abradable (44). L'interface entre les plate-formes et l'anneau est telle qu'aucun effort axial n'est transmis entre ces éléments.

Description

  • L'invention concerne la conception d'une turbomachine, notamment un turboréacteur d'avion ou un turbopropulseur d'aéronef. L'invention a en particulier trait au carter d'un compresseur haute vitesse.
    • Technique antérieure
  • Dans une turbomachine, et en particulier dans son ou ses compresseur(s), le flux d'air est comprimé par une alternance d'aubes rotoriques et d'aubes statoriques. Les aubes statoriques s'étendent radialement vers l'intérieur depuis une virole externe qui délimite la veine de passage du flux d'air. Le document EP 1 426 559 A1 décrit un exemple d'architecture de compresseur d'une telle turbomachine. La virole qui maintient les aubes statoriques dispose de brides en amont et aval afin de la fixer au carter amont et au carter inter-compresseur en aval. Ainsi, la virole forme d'une part un vecteur transmettant les efforts axiaux et le couple entre les différents carters auxquels elle est fixée, et d'autre part celle-ci supporte les efforts subis par les aubes statoriques à l'intérieur du compresseur. Ces deux sources d'efforts génèrent des zones de concentration de contraintes en particulier au niveau de l'ancrage des aubes dans la virole. La réponse usuelle pour assurer la tenue mécanique dans ces zones de contraintes est de prévoir des surépaisseurs ou des pièces de renfort et donc du poids supplémentaire.
  • Le document US 2,994,508 décrit un agencement dans lequel des éléments de virole sont maintenus à l'aide de pattes en « Y » qui enserrent radielement extérieurement et intérieurement des flasques de carter. Ce montage et complexe et onéreux.
    • Résumé de l'invention Problème technique
  • L'invention a pour objectif de pallier les inconvénients exposés ci-dessus et en particulier de proposer un compresseur et une turbomachine plus léger/légère sans compromission de leur tenue mécanique.
    • Solution technique
  • L'invention a pour objet un carter de compresseur pour turboréacteur d'aéronef muni d'une soufflante entraînée par un réducteur, le carter comprenant : une virole externe faite de matériau composite et éventuellement formée de plusieurs segments angulaires de virole ; et une rangée annulaire de plateformes fixées à la virole, chaque plateforme supportant une ou plusieurs aube(s) statoriques ; le carter étant remarquable en ce qu'il comprend un anneau, éventuellement formé de plusieurs segments angulaires d'anneau, et présentant une couche de matériau abradable, l'anneau reposant radialement sur des portées des plateformes de sorte qu'aucun effort axial ne puisse être transmis entre l'anneau et les plateformes.
  • La virole peut être annulaire monobloc, présentant notamment une conicité compatible avec le montage des différents éléments devant s'y rattacher. Alternativement, la virole peut être composée de deux demi-coquilles. Le matériau composite peut être optimisé avec des plis plus denses dans les zones soumises à des plus grandes contraintes mécaniques. Le matériau composite peut être du type pré-imprégnés unidirectionnels thermodurcissables ou thermoplastiques déposés par placement des fibres automatiques (« automated fiber placement », AFP) et consolidés en autoclave ou en moule fermé ou alternativement des tissus 2D ou 3D interlock consolidés par moulage par compression-transfert de résine (« Resin transfer moulding », RTM).
  • Les plateformes et les aubes peuvent former des secteurs angulaires d'aubage avec plusieurs aubes. La couche de matériau abradable est destinée à venir en vis-à-vis des têtes d'aubes rotoriques d'un rotor.
  • La conception de l'interface de contact entre les plateformes et l'anneau permet d'éviter une transmission d'un effort axial et évite ainsi la concentration de contraintes à la périphérie des plateformes. Dans les assemblages usuels, les plateformes des aubes peuvent être soudées entre elles ou soudées à la virole et aux anneaux. Les cordons de soudure génèrent des zones mécaniquement hétérogènes avec un coefficient de concentration de contraintes (Kt) plus important. Pour assurer la tenue mécanique, notamment en fatigue, des surépaisseurs ou des renforts sont donc usuellement prévus. Les soudures entraînent alors le double inconvénient d'une surface non totalement maîtrisée géométriquement pour le guidage du flux d'air et d'un surpoids dû au renforcement de la structure. Avec la conception de l'invention, les inconvénients liés à la présence de cordons de soudure disparaissent.
  • L'homme du métier reconnaîtra que cette fonction peut être réalisée par différentes conceptions, notamment des surfaces arrondies, ondulées, ayant un profil en « S », ou étant chanfreinées, ou par l'interposition d'un joint souple, par exemple en silicone.
  • Selon des modes avantageux de l'invention, le carter peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • l'anneau est maintenu radialement extérieurement par la virole et intérieurement par les plateformes. Préférentiellement, une surface uniquement radialement intérieure de l'anneau est au contact avec la plateforme, et vice-versa, le contact entre la plateforme et l'anneau se fait sur une surface uniquement radialement extérieure de la plateforme ;
    • chaque plateforme comprend une extrémité circonférentielle aboutée à une extrémité circonférentielle d'une plateforme circonférentiellement adjacente, et les extrémités en regard des deux plateformes circonférentiellement adjacentes comprennent chacune une portion de logement, les deux portions de logement formant ensemble un logement recevant un élément de fixation des plateformes à la virole. Cette conception présente l'avantage de « mutualiser » les éléments de fixation des différentes plateformes et donc de réduire le poids de l'ensemble ;
    • l'élément de fixation est une vis ou un verrou, muni(e) d'une tête reçue dans le logement et d'une tige, éventuellement filetée, s'étendant radialement au travers et à l'extérieur de la virole. Un écrou et une rondelle peuvent venir serrer la vis ou le verrou à l'extérieur de la virole. L'orifice de la virole au travers duquel passe la vis peut être sensiblement plus grand que la tête de la vis ou du verrou afin qu'aucun effort axial ou circonférentiel ne soit transmis entre la plateforme et la virole via la vis ;
    • l'anneau est fait d'un matériau métallique, comprenant une gorge interne remplie de la couche de matériau abradable et une gorge externe formant un dégagement radial entre l'anneau et la virole. Cette géométrie permet que l'anneau se déforme notamment radialement, sous l'effet de la dilatation thermique (la sienne ou celle du disque aubagé agencé radialement intérieurement à l'anneau), sans que des contraintes mécaniques n'apparaissent sur les plateformes. L'anneau peut être muni de rainures axiales, réparties angulairement régulièrement ou non, pour y prévoir un traitement (comme l'exemple divulgué dans EP 2 202 385 A1 ) ;
    • les surfaces de l'anneau au contact des plateformes et les surfaces des plateformes au contact de l'anneau sont des surfaces chanfreinées ou présentant un profil arrondi. Ce type d'agencement permet que l'anneau se déforme ou glisse axialement par rapport à la plateforme, les déformations ou le glissement permettant de maintenir le contact entre les plateformes et l'anneau, et donc la continuité de la surface de guidage de l'air, sans générer de contrainte mécanique à l'interface entre les plateformes et l'anneau ;
    • chaque plateforme comprend une portée amont et/ou une portée aval qui présente(nt) des surfaces de contact radial et/ou circonférentiel avec l'anneau ;
    • l'anneau dispose d'une lèvre amont et/ou d'une lèvre aval, coopérant avec la plateforme ;
    • un joint souple, notamment en silicone, est disposé axialement entre les plateformes et l'anneau de sorte qu'aucun effort axial puisse être transmis entre les plateformes et l'anneau ;
    • l'anneau est monté flottant dans la virole. Il est ainsi libre de se déformer sous l'action de la dilatation thermique sans générer de contraintes mécaniques sur la plateforme ou sur la virole ;
    • la rangée de plateformes est une première rangée et le carter comprend une deuxième et éventuellement une troisième rangée de plateformes, et l'anneau est un premier anneau et le carter comprend un deuxième anneau et éventuellement un troisième anneau, chacun des anneaux étant disposé en amont d'une rangée de plateformes respectives.
    • chaque anneau reçoit une couche de matériau abradable disposée en amont d'une ou de chaque rangée d'aubes statoriques et agencée sur la surface interne de l'anneau. Le matériau abradable est apte à coopérer avec les extrémités radiales externes d'une roue mobile d'un rotor ;
    • les aubes sont monobloc avec leur plateforme respective, l'ensemble étant fait de métal ou de matériau composite ;
    • les aubes sont faites en matériau composite et/ou les plateformes sont faites en matériau composite, éventuellement monobloc avec la virole ;
    • le carter comprend une rangée d'aube à calage variable.
  • L'invention a également pour objet une plateforme de fixation d'une ou de plusieurs aube(s) statorique(s) à un carter de compresseur de turbomachine, la plateforme comprenant un logement apte à recevoir un élément de fixation destiné à sa fixation à une virole composite, et une portée amont et/ou sur une portée aval, munie(s) d'une surface apte à venir au contact d'un anneau de sorte qu'aucun effort axial ne puisse être transmis entre l'anneau et la plateforme. Cette conception présente l'avantage de « mutualiser » les éléments de fixation des différentes plateformes et donc de réduire le poids d'une turbomachine.
  • Selon un mode avantageux de l'invention, la plateforme comprend deux extrémités circonférentielles opposées présentant chacune une portion de logement, tels que lorsque deux plateformes adjacentes munies de telles portions de logements sont aboutées, les portions de logement forment ensemble un logement destiné à recevoir un élément de fixation des plateformes à la virole.
  • Selon un mode avantageux de l'invention, la plateforme comprend un ergot agencé sur au moins la portée amont et/ou la portée aval, destiné à servir de butée circonférentielle à un anneau.
  • Selon un mode avantageux de l'invention, la plateforme comprend plusieurs portées amont et/ou plusieurs portées aval, dont une ou plusieurs portées externes et une ou plusieurs portées internes, préférentiellement agencées en quinconce vu axialement.
  • L'invention a également pour objet une turbomachine comprenant une soufflante entraînée par un réducteur, un compresseur basse-pression, un compresseur haute-pression et un carter intermédiaire, disposé entre le compresseur basse-pression et le compresseur haute-pression, la turbomachine étant remarquable en ce que le compresseur basse-pression dispose d'un carter selon l'un des modes de réalisation exposés ci-dessus.
  • Selon un mode de réalisation avantageux, la virole comprend une bride amont et une bride aval, pour respectivement la fixer - directement ou non - à un carter amont et au carter intermédiaire, le carter comprenant un flasque amont et un flasque aval, fixés aux brides respectives et assurant une continuité de la surface de guidage du flux d'air avec un anneau amont et une plateforme aval.
  • L'invention a enfin pour objet un procédé d'assemblage d'un carter selon l'un des modes de réalisations exposés ci-dessus ou d'une turbomachine selon l'un des modes de réalisations exposés ci-dessus, le procédé comprenant une étape de mise en place d'étages de compresseur dans la virole, éventuellement en empilant alternativement une rangée annulaire de plateformes et un anneau.
  • Alternativement, le procédé comprend une étape d'assemblage de plateformes à une première demi-coquille de virole, une étape de mise en position de disques aubagés axialement entre deux rangées annulaires voisines de plateformes, une étape d'assemblage de plateformes à une deuxième demi-coquille de virole, et enfin une étape d'assemblage de la deuxième demi-coquille à la première demi-coquille.
  • De manière générale, les divers objets et modes de réalisation de l'invention peuvent être combinées entre eux selon toutes les combinaisons techniques possibles, à moins que le contraire ne soit explicitement mentionné.
    • Avantages additionnels
  • La virole en matériau composite et l'absence de soudure et surtout des renforts qu'elle nécessite permet un gain de poids.
  • Les anneaux, préférentiellement métalliques, peuvent permettre un contrôle passif par dilatation thermique du jeu entre les têtes d'aubes et l'abradable. Un abradable est plus facilement déposé (ou redéposé lors de la maintenance) sur ces anneaux. Ces anneaux donnent également lieu à une limitation des déformations de carcasse du booster sous la poussée du moteur.
  • Un autre avantage en prévoyant différentes pièces (virole, plateforme, anneau) est qu'il est possible de ne remplacer qu'une des pièces en jeu en cas de défaillance à la fabrication ou à l'usage plutôt que de mettre au rebut l'intégralité du carter.
  • Aussi, le fait de prévoir la couche d'abradable sur un anneau facilite son dépôt en comparaison d'un dépôt d'abradable sur une virole, plus contraignante et plus encombrante à manipuler.
  • La conception en deux demi-coquilles permet le montage d'un rotor composé d'un tambour aubagé (« blum ») et une virole annulaire monobloc peut recevoir des roues mobile monoblocs (blisks) assemblées de manière non permanente.
    • Brève description des dessins
    • La figure 1 représente une turbomachine selon l'invention ;
    • La figure 2 représente une vue en coupe schématique d'une partie d'un compresseur de l'état de l'art ;
    • La figure 3 représente une vue en coupe d'un carter de compresseur selon l'invention ;
    • Les figures 4 et 5 illustrent deux exemples de conception pour une plateforme de fixation d'aubes selon l'invention ;
    • La figure 6 montre deux exemples d'un élément de fixation utilisé pour fixer la plateforme à la virole.
    Description des modes de réalisation
  • Dans la description qui va suivre, les termes « interne » (ou « intérieur ») et « externe » (ou « extérieur ») renvoient à un positionnement radial par rapport à l'axe de rotation d'une turbomachine. La direction axiale correspond à la direction le long de l'axe de rotation de la turbomachine. La direction radiale est perpendiculaire à l'axe de rotation. L'amont et l'aval sont en référence au sens d'écoulement principal du flux dans la turbomachine. Le terme « solidaire » est compris comme solidaire en rotation, et notamment rigidement lié. Le terme « monobloc » est équivalent à « venu de matière » et désigne différents éléments réalisés dans un même bloc de matière, par opposition à « rapporté » qui signifie qu'un élément est rattaché, après sa fabrication, à un autre élément. Les figures représentent les éléments de manière schématique, notamment sans l'intégralité des éléments d'assemblage ou d'étanchéité. Certaines dimensions et notamment l'épaisseur radiale des différentes pièces, sont exagérées afin de faciliter la compréhension des figures.
  • La figure 1 représente de manière simplifiée une turbomachine 2 qui comprend un compresseur basse-pression 4 et un compresseur haute-pression 6, une chambre de combustion 8 et deux turbines 10. En fonctionnement, la puissance mécanique des turbines 10 met en mouvement les deux compresseurs 4 et 6 au moyen d'arbres respectifs 12, 13. Les compresseurs 4, 6 comportent plusieurs rangées d'aubes de rotor (ou rotoriques) associées à des rangées d'aubes de stator (ou statoriques). La rotation du rotor 15 autour de son axe de rotation 14 permet ainsi de générer un débit d'air et de comprimer progressivement ce dernier jusqu'à l'entrée de la chambre de combustion 8.
  • Une soufflante 16 est couplée à l'arbre 12 et génère un flux d'air qui se divise en un flux primaire 18 et en un flux secondaire 20 traversant un conduit annulaire (partiellement représenté) le long de la machine pour ensuite rejoindre le flux primaire en sortie de turbine.
  • Des moyens de démultiplication, tel un réducteur 17, par exemple épicycloïdal, peuvent réduire la vitesse de rotation de la soufflante 16 par rapport à la turbine associée.
  • Un carter amont 22 muni de bras de support (ou « struts ») maintient le réducteur 17 et soutient la partie amont de la turbomachine. Un carter de compresseur 24 supporte le compresseur 4. Un carter inter-compresseur 5 comprenant des bras de support est disposé entre le compresseur basse-pression 4 et le compresseur haute-pression 6.
  • En fonctionnement, les différents carters sont amenés à supporter des charges importantes. La soufflante tend à tirer l'ensemble de l'avion vers l'avant. Les carter sont des pièces mécaniques qui doivent donc supporter chacun au moins une partie de la poussée générée par la soufflante. La virole externe participe à la rigidité de la structure et subit une partie de ces efforts, matérialisés schématiquement par la flèche notée F sur la figure 1. Des points de concentration des contraintes sont également illustrés, notamment au droit des bras structuraux aval. En rattachant les aubes directement à la virole, celles-ci subissent également une partie des contraintes mécaniques de la virole. L'idée de l'invention telle que décrite plus loin est de dissocier les aubes des efforts de la virole et ainsi séparer les fonctions de guidage du flux, d'attache d'abradable, d'intégration de traitement de carter de celle-ci.
  • La figure 2 est une vue en coupe du compresseur 4 dans une turbomachine connue. On peut y observer une partie de la soufflante 16 ainsi que le bec de séparation 28 des flux primaire 18 et secondaire 20. Le rotor 15 peut comprendre plusieurs rangées d'aubes rotoriques 30.
  • Le compresseur basse-pression 4 comprend au moins un redresseur qui contient une rangée annulaire d'aubes statoriques 32 ayant pour but de redresser le flux d'air dévié par les aubes tournantes.
  • Le compresseur basse-pression 4 comprend un carter 34. Le carter 34 présente une forme généralement axisymétrique pouvant intégrer des renforts, des cannelures ou des nervures de rigidification. Le carter 34 comprend une virole 35 dont les extrémités axiales présentent des brides de fixation 36, par exemple des brides annulaires de fixation 36 pour la fixation du bec de séparation 28 et/ou pour se fixer à un carter intermédiaire 5 de la turbomachine.
  • Les aubes statoriques 32 s'étendent essentiellement radialement depuis le carter 34 jusqu'à des viroles internes 38. Une des rangées d'aubes statoriques 32 peut être à orientation variable autour de son axe 40. Les aubes statoriques 32 sont fixées au carter 34 au moyen de plateformes 42. Une couche de matériau abradable 44 est généralement prévue en regard des aubes rotoriques 30. Dans une telle configuration, les zones d'ancrages des aubes statoriques - les logements (lamage, « baignoires ») accueillant les plateformes 42 - forment des zones de concentrations de contraintes car elles concentrent à la fois les efforts encaissés par les aubes statoriques induits par le redressement du flux d'air 18 et les efforts transmis depuis la soufflante 16 ou le réducteur 17. Ces zones sont donc généralement renforcées avec des surépaisseurs de matière. À cela s'ajoute les cordons de soudure des plateformes 42 à la virole 35. Tout ceci présente un poids non négligeable.
  • La figure 3 décrit un carter 34 selon l'invention. La virole 35 est de forme généralement tubulaire et peut être constituée de plusieurs sections angulaires comme par exemple deux demi-coquilles, jointes dans un plan comprenant l'axe 14. La virole comprend deux brides 36 pour sa fixation à un carter amont (22 sur la figure 1 et partiellement représenté sur la figure 3), et à un carter intermédiaire (5 sur la figure 2).
  • La virole 35 dispose d'une surface extérieure 35.1 et d'une surface intérieure 35.2.
  • Les aubes statoriques 32 s'étendent radialement vers l'intérieur depuis la virole 35. Les aubes 32 sont fixées à la virole 35 au moyen de plateformes 42. Les plateformes 42 peuvent être monobloc avec les aubes 32. Les plateformes 42 sont fixées à la virole 35 avec des moyens qui sont décrits ci-après s'étendant selon l'axe A.
  • Les aubes rotoriques 30 sont partiellement représentées. Elles peuvent venir en vis-à-vis d'une couche de matériau abradable 44. Cette dernière est portée par un anneau 46.
  • Les extrémités internes des aubes 32 sont supportées par une virole interne 38 sous laquelle peut être rapportée une couche de matériau abradable 48 qui peut coopérer avec des léchettes d'un rotor (15 sur la figure 2).
  • La figure 3 illustre trois étages de compression, formés chacun d'une paire de rangées d'aubes rotoriques 30 et statoriques 32. Il est à noter que l'invention n'est pas limitée à ce nombre d'étages de compression.
  • Des flasques 50, 52 peuvent venir assurer la continuité de la veine d'air en amont et en aval de ces trois étages.
  • Une portion agrandie de la figure 3 montre en détail le contact entre un anneau 46 et une plateforme 42.
  • La plateforme 42 comprend une surface externe 42.1 qui est au contact de la virole 35. L'étanchéité peut y être réalisée au moyen d'un joint comme par exemple celui illustré dans le document WO 2019/105610 A1 . La surface interne 42.2 de la plateforme est une surface de guidage de l'air.
  • L'anneau 46 quant à lui comprend une surface externe 46.1 qui peut être en appui sur la virole 35 et une surface interne 46.2 qui définit une gorge interne accueillant la couche de matériau abradable 44.
  • Dans cet exemple, une surface 42.3, 46.3 ayant un profil en « S » prévue sur la plateforme 42 ainsi que sur l'anneau 46 vient assurer le contact linéique entre la plateforme 42 et l'anneau 46. La surface 42.3 est prévue sur une ou plusieurs portées 42.4 de la plateforme 42. La surface 46.3 est prévue sur une lèvre 46.4 de l'anneau 46.
  • Lorsque l'anneau 46 - préférentiellement métallique - se déforme en fonctionnement sous l'action de la dilatation thermique (la sienne ou celle du rotor), le point de contact entre l'anneau 46 et la plateforme 42 peut se déplacer car la lèvre 46.4 se déforme.
  • De même le point de contact entre la surface externe 46.1 de l'anneau 46 et la surface interne 35.2 de la virole 35 peut se déplacer, l'anneau 46 étant monté flottant dans la virole 35. La conception des différentes surfaces (profils et jeux) est adéquatement choisie pour permettre une dilatation de l'anneau même dans les conditions de températures maximales généralement admissibles en fonctionnement.
  • L'anneau 46 dispose enfin d'une gorge externe 46.5 permettant sa libre déformation sans contraintes de contact avec la virole 35. Cette gorge 46.5 forme également un plénum qui peut être utilisé pour intégrer un traitement de carter.
  • La figure 4 montre un premier exemple d'une plateforme 42, avec, en haut une vue isométrique, au milieu une vue de face (vu circonférentiellement) et en bas une vue de dessus (vue radialement).
  • La plateforme 42 comprend une surface externe 42.1 épousant sensiblement la surface interne 35.2 de la virole 35, et une surface interne 42.2 depuis laquelle s'étend l'aube 32. La plateforme 42 peut être monobloc avec l'aube 32.
  • Sur cet exemple, la plateforme comprend une portée 42.4 unique de chaque côté axial, présentant une surface 42.3 de contact avec les anneaux 46. La portée est radialement du côté intérieur de la plateforme 42. L'anneau est ainsi « coincé » radialement entre la virole et la plateforme, ce qui rend optionnel tout moyen d'assemblage de l'anneau aux plateformes ou à la virole. Si la portée 42.4 est ici présentée comme s'étendant circonférentiellement sur l'intégralité de la plateforme 42, de façon alternative, la portée 42.4 peut être uniquement sur une partie de la plateforme et peut donc présenter des surfaces d'arrêt circonférentiel avec l'anneau (voir figure 5). Un ergot 42.4' peut être agencé sur l'une et/ou l'autre des portées 42.4, de sorte à coopérer avec une encoche d'un anneau et ainsi limiter voire empêcher le débattement circonférentiel de l'anneau. L'anneau 46 et son encoche 46.6 sont partiellement représentés en pointillés.
  • La plateforme a deux faces à ses extrémités circonférentielles 42.5, 42.6 qui peuvent être incurvées en partie ou en intégralité. La continuité de la surface de guidage du flux d'air est assurée par la continuité des surfaces des plateformes agencées bout-à-bout.
  • Un logement 42.10 pouvant recevoir un verrou (ou vis) est agencé sur la face externe 42.1. Il est dans cet exemple fait de deux parties 42.7, 42.8 chacune à une des extrémités 42.5, 42.6 de la plateforme. Ces deux parties peuvent être sensiblement cylindrique. L'une des parties, préférentiellement du côté convexe 42.5, comprend une portion externe avec un méplat 42.9 qui forme un arrêt radial pour le verrou. Alternativement, l'arrêt radial peut être un cache, rapporté sur la face externe 42.1. En assemblant les plateformes les unes contre les autres, les parties 42.7, 42.8 forment un logement 42.10 sensiblement cylindrique.
  • Des logements additionnels (non représentés) peuvent également être prévus sur la plateforme pour recevoir des éléments d'assemblage additionnels.
  • Certaines surfaces ou toutes les surfaces de la plateforme 42 peuvent demeurer brutes de fonderie.
  • La figure 5 montre une variante pour la géométrie de la plateforme 42. Dans cet exemple, plusieurs portées 42.4 sont agencées de chaque côté de la plateforme 42. Le nombre de portées 42.4 peut être différent entre un côté et l'autre. Leurs positions également. Dans cet exemple, elles sont agencées en quinconce, ce qui peut faciliter la mise en place des plateformes 42 sur l'anneau 46 ou vice versa.
  • Deux plateformes 42 circonférentiellement adjacentes peuvent être identiques ou différentes.
  • La surface notée 42.3' peut servir de butée circonférentielle à l'anneau 46, ayant des échancrures correspondantes pour s'emboiter dans les portées 42.4 de la plateforme 42.
  • La variante de la figure 5 est donc certes une plateforme 42 plus complexe à fabriquer mais elle peut présenter des avantages sur l'indexation en position de l'anneau 46.
  • La figure 6 montre deux exemples d'un élément de fixation 54 dont la tête 54.1 peut pénétrer dans le logement et la tige 54.2, éventuellement filetée, peut s'étendre au travers et au-delà de la virole 35.
  • Sur l'exemple de gauche figure une vis 54. Dans une étape de montage du carter, la tête 54.1 est insérée dans un demi-logement d'une plateforme 42 puis une plateforme adjacente vient renfermer la tête 54.1 sous le méplat 42.9. Un écrou est ensuite vissé sur la tige filetée 54.2 depuis l'extérieur. Cette technique peut être répétée pour chaque plateforme, sur deux demi-coquilles de virole 35 (180°), puis les demi-coquilles sont assemblées l'une à l'autre. Alternativement, lorsque la virole est annulaire monobloc, toutes les plateformes d'une même rangée annulaire sont assemblées à la virole avant qu'un anneau ne soit empilé sur les plateformes.
  • Sur l'exemple de droite figure un verrou 54. Celui-ci comprend une tête 54.1 qui est une protrusion radiale de la tige 54.2. L'assemblage est identique à celui effectué avec la vis. Le verrou présente un poids plus faible que la vis bien qu'il nécessite un positionnement angulaire précis autour de l'axe A pour que la tête 54.1 demeure bien dans le logement.
  • L'invention a été décrite au moyen d'exemples de modes de réalisation mais n'y est pas limitée. Des éléments de chaque mode de réalisation sont combinables avec des éléments d'autres modes de réalisation.
  • Le nombre d'étages de compression peut être adapté aux besoins et être ainsi de 1, 2, 3 ou 4, voire plus. L'un des étages peut comprendre une rangée d'aubes à calage variable. Alternativement, cette rangée d'aubes à calage variable peut venir en amont du carter 34 (figure 3 du document WO 2019/105610 A1 ).
  • Si le domaine d'application privilégié du carter selon l'invention concerne les architectures dans lesquelles la virole extérieure reprend des efforts importants, comme sur la figure 2, où le carter est interposé entre deux carters structuraux (5 et 22), l'invention n'y est pas limitée.
  • Lorsque l'anneau est formé de plusieurs segments angulaires, ceux-ci peuvent être en contact flottant les uns des autres circonférentiellement, ou être assemblés par encliquetage (tenon/mortaise, queue d'aronde, etc.). L'assemblage des plateformes (avec verrou ou vis) peut également s'appliquer aux segments d'anneaux. Cette technique peut venir en complément ou en alternative des portées et ergots sur les plateformes maintenant circonférentiellement et radialement les (segments d') anneaux.

Claims (15)

  1. Carter (34) de compresseur pour turboréacteur (2) d'aéronef muni d'une soufflante entraînée par un réducteur, le carter (34) comprenant :
    - une virole externe (35) faite de matériau composite et éventuellement formée de plusieurs segments angulaires de virole ; et
    - une rangée annulaire de plateformes (42) fixées à la virole (35), chaque plateforme (42) supportant une ou plusieurs aube(s) statoriques (32) ;
    le carter (34) étant caractérisé en ce qu'il comprend :
    - un anneau (46), éventuellement formé de plusieurs segments angulaires d'anneau, et présentant une couche de matériau abradable (44), l'anneau (46) reposant radialement sur des portées (42.4) des plateformes (42) de sorte qu'aucun effort axial ne puisse être transmis entre l'anneau (46) et les plateformes (42),
    les surfaces (46.3) de l'anneau (46) au contact des plateformes (42) et les surfaces (42.3) des plateformes (42) au contact de l'anneau (46) étant des surfaces (42.3, 46.3) chanfreinées ou présentant un profil arrondi..
  2. Carter (34) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau (46) est maintenu radialement extérieurement, préférentiellement uniquement, par la virole (35) et intérieurement, préférentiellement uniquement, par les plateformes (42).
  3. Carter (34) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque plateforme (42) comprend une extrémité circonférentielle (42.5) aboutée à une extrémité circonférentielle (42.6) d'une plateforme (42) circonférentiellement adjacente, et les extrémités (42.5, 42.6) en regard des deux plateformes (42) circonférentiellement adjacentes comprennent chacune une portion de logement (42.7, 42.8), les deux portions de logement (42.7, 42.8) formant ensemble un logement (42.10) recevant un élément de fixation (54) des plateformes (42) à la virole (35).
  4. Carter (34) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de fixation (54) est une vis ou un verrou, muni(e) d'une tête (54.1) reçue dans le logement (42.10) et d'une tige (54.2), éventuellement filetée, s'étendant radialement au travers et à l'extérieur de la virole (35).
  5. Carter (34) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau (46) est fait d'un matériau métallique, comprenant une gorge interne (46.2) remplie de la couche de matériau abradable (44) et une gorge externe (46.5) formant un dégagement radial entre l'anneau (46) et la virole (35).
  6. Carter (34) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque plateforme (42) comprend une portée amont et/ou une portée aval (42.4) qui présente(nt) les surfaces (42.3) de contact radial et/ou circonférentiel avec l'anneau.
  7. Carter (34) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau (46) dispose d'une lèvre amont et/ou d'une lèvre aval (46.4), coopérant avec la plateforme (42).
  8. Carter (34) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau (46) est monté flottant dans la virole (35).
  9. Carter (34) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rangée de plateformes (42) est une première rangée et le carter (34) comprend une deuxième et éventuellement une troisième rangée de plateformes (42), et en ce que l'anneau (46) est un premier anneau et le carter (34) comprend un deuxième anneau et éventuellement un troisième anneau, chacun des anneaux (46) étant disposé en amont d'une rangée de plateformes (42) respectives.
  10. Plateforme (42) de fixation d'une ou de plusieurs aube(s) statorique(s) à un carter (34) de compresseur de turbomachine, la plateforme (42) comprenant un logement (42.7, 42.8, 42.10) apte à recevoir un élément de fixation (54) destiné à sa fixation à une virole composite (35), et une portée amont et/ou sur une portée aval (42.4), munie(s) d'une surface (42.3, 42.3') chanfreinée ou arrondie apte à venir au contact d'un anneau (46) de sorte qu'aucun effort axial ne puisse être transmis entre l'anneau (46) et la plateforme (42).
  11. Plateforme (42) selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend deux extrémités circonférentielles opposées (42.5, 42.6) présentant chacune une portion de logement (42.7, 42.8), telles que lorsque deux plateformes (42) adjacentes munies de telles portions de logements (42.7, 42.8) sont aboutées, les portions de logement (42.7, 42.8) forment ensemble un logement (42.10) destiné à recevoir l'élément de fixation (54) de telles plateformes (42) à la virole (35) ; et/ou caractérisée en ce qu'elle comprend un ergot (42.4') agencé sur au moins la portée amont et/ou la portée aval (42.4), destiné à servir de butée circonférentielle à un anneau (46)..
  12. Plateforme (42) selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs portées amont et/ou plusieurs portées aval (42.4), dont une ou plusieurs portées externes et une ou plusieurs portées internes, préférentiellement agencées en quinconce vu axialement.
  13. Turbomachine (2) comprenant une soufflante (16) entraînée par un réducteur (17), un compresseur basse-pression (4), un compresseur haute-pression (6) et un carter intermédiaire (5), disposé entre le compresseur basse-pression (4) et le compresseur haute-pression (6), la turbomachine étant caractérisée en ce que le compresseur basse-pression (4) dispose d'un carter (34) selon l'une des revendications 1 à 9.
  14. Turbomachine (2) selon la revendication 13, caractérisée en ce que la virole (35) comprend une bride amont (36) et une bride aval (36), pour respectivement la fixer - directement ou non - à un carter amont (22) et au carter intermédiaire (5), le carter (34) comprenant un flasque amont (50) et un flasque aval (52), fixés aux brides respectives (36) et assurant une continuité de la surface de guidage du flux d'air avec un anneau (46) amont et une plateforme (42) aval.
  15. Procédé d'assemblage d'un carter (34) selon l'une des revendications 1 à 9 ou d'une turbomachine (2) selon la revendication 13 ou 14 comprenant une étape de mise en place d'étages de compresseurs dans une virole (35), éventuellement en empilant alternativement une rangée annulaire de plateformes (42) et un anneau (46).
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