FR2482661A1 - Assemblage directeur d'ecoulement pour une turbine a gaz - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN ASSEMBLAGE DIRECTEUR D'ECOULEMENT POUR UNE TURBINE A GAZ. CET ASSEMBLAGE DIRECTEUR D'ECOULEMENT EST CONSTITUE D'UN LOGEMENT INTERIEUR 24 SEGMENTE DANS LE SENS CIRCONFERENTIEL ET SUPPORTE PAR UNE ENVELOPPE ANNULAIRE 22. LE LOGEMENT INTERIEUR 24 EST FORME DE PLUSIEURS SEGMENTS COURBES 26 S'ETENDANT AXIALEMENT ET SANS INTERRUPTION A TRAVERS LA TURBINE. L'INVENTION EST UTILISEE POUR FACILITER L'ASSEMBLAGE DES ELEMENTS D'UN STATOR AUTOUR D'UN ROTOR DANS UNE TURBINE A GAZ, TOUT EN AMELIORANT LE RENDEMENT DE CETTE TURBINE.

Description

La présente invention concerne des machines rotatives à flux axial et,

plus particulièrement, des assemblages directeurs d'écoulement de type non rotatif tels que les assemblages de stators de turbines à gaz comportant des rangées d'aubes fixes dans la section

de compression ou la section de turbine proprement di-

te d'une turbine de ce type.

Dans la section de compression d'une turbine à gaz, s'étend axialement une structure de rotor. Une

structure de stator circonscrit cette structure de ro-

tor dont elle est espacée radialement. Des rangées d'au-

bes mobiles s'étendent vers l'extérieur à partir de la structure de rotor jusqu'à proximité de la structure

de stator, tandis que des rangées d'aubes fixes s'éten-

dent vers l'intérieur à partir de la structure de sta-

tor jusqu'à proximité de la structure de rotor. Un par-

cours d'écoulement pour les gaz du milieu de travail s'étend axialement à travers la section de compression

entre la structure de rotor et la structure de stator.

Un exemple d'une construction de ce type est illustré dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4.019.320 accordé aux noms de Redinger, Jr et al. et ayant pour titre "External Gas Turbine Engine Cooling For Clearance Control" (= Refroidissement externe de

turbine à gaz pour un dispositif de réglage d'espace li-

bre). Dans cette construction, les aubes fixes et les joints d'étanchéité à l'air extérieur espacés axialement sont supportés par un logement extérieur. Ce logement extérieur comporte des brides circonférentielles qui sont

boulonnées l'une à l'autre au cours de I'assemblage.Laré-

sistance circonférentielle de ces brides à circonférence continue

contribue à maintenir le logement extérieur dans une configu-

ration circulaire parfaite lors d'une mise en service

dans-des conditions soumettant ce logement à une dilata-

tion thermique et à une pression interne.

Dans certaines turbines de conception moderne,

l'assemblage de rotor est constitué d'un tambour de ro-

tor et d'aubes mobiles. Ce tambour est axialement conti-

nu. Pour assembler les aubes fixes autour de ce tam-

bour de rotor, le logement extérieur de la structure

de stator est séparé axialement en deux parties et pour-

vu de brides axiales qui sont boulonnées l'une à l'au-

tre au cours de l'assemblage. Un exemple d'une cons-

truction de ce type est illustré dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 2.848.156 accordé au nom de

Oppenheimer et ayant pour titre "Fixed Stator Vane As-

semblies" (= Assemblages d'aubes de stator fixes". On utilise des tambours de rotors en raison de leur faible poids comparativement aux constructions boulonnées, de leur meilleure résistance à la fatigue résultant de la suppression de trous de boulons s'étendant axialement, ainsi que de la plus grande marge de vitesse critique

résultant de leur rigidité axiale.

Suivant la présente invention, un logement in-

térieur séparé longitudinalement en deux parties et sur

lequel prennent appui des rangées d'aubes fixes, est su-

porté et circonscrit par une enveloppe extérieure cir-

conférentiellement continue.

Suivant la présente invention, les aubes fixes d'un assemblage de stator sont assemblées en plusieurs

segments courbes disposés autour de l'assemblage de ro-

tor; on fait ensuite glisser une enveloppe annulaire

par-dessus les segments courbes pour maintenir ces der-

niers en place.

Selon une caractéristique principale de l'in-

vention, on prévoit un logement intérieur séparé longi-

tudinalement en deux parties et constitué de plusieurs

segments courbes. Chaque segment de ce logement inté-

rieur est axialement continu, tandis qu'il vient s'enga-

ger sur une partie de plusieurs rangées d'aubes fixes.

Selon une autre caractéristique de l'invention, on pré-

voit une enveloppe annulaire circonférentiellement con-

tinue. Cette enveloppe annulaire maintient le logement

intérieur en alignement circonférentiel. Selon une au-

tre caractérisque encore de l'invention, on prévoit des éléments destinés à venir s'engager entre le logement

intérieur et l'enveloppe annulaire et permettant d'as-

sembler ces deux éléments par glissement l'un par rap-

port à l'autre. Dans une forme de réalisation, le loge-

ment intérieur est constitué de plusieurs groupes de

segments axialement continus.

Un avantage principal de la présente inven-

tion réside dans la facilité avec laquelle les éléments

du stator peuvent être assemblés autour d'un rotor.

Un accroissement du rendement de la turbine résulte de

la circularité parfaite de l'enveloppe annulaire cir-

conférentiellement continue qui assujettit le logement intérieur autour de la structure de rotor. Un autre avantage réside dans le rendement accru résultant de

l'égalité de surface aérodynamique du parcours d'écoule-

ment axialement continu comparativement aux construc-

tions comportant de nombreux anneaux s'étendant chacun à un diamètre légèrement différent dans le parcours d'écoulement du milieu de travail. Le rendement de la turbine est accru en raison de la correspondance étroite obtenue entre la structure de rotor et la structure de stator du fait que le logement intérieur segmentaire supporté par l'enveloppe extérieure peut se déplacer librement vers l'intérieur et vers l'extérieur dans le

sens radial.

D'autres caractéristiques et avantages apparaî-

tront à la lecture de la description et des revendica-

tions ci-après, en se référant aux dessins annexés qui illustrent une forme de réalisation de l'invention et dans lesquels la figure 1 est une coupe transversale de la section de compression d'une turbine à gaz, cette vue

illustrant une enveloppe annulaire supportant un loge-

ment intérieur; la figure 2 est une vue partielle en perspective illustrant deux segments courbes adjacents du logement intérieur; la figure 3 est une vue en coupe prise suivant la ligne 3-3 de la figure 2;

la figure 4 est une vue en coupe correspondant.

à la figure 3, mais illustrant une autre forme de réali-

sation; la figure 5 est une vue en coupe prise suivant la ligne 5-5 de la figure 1, une partie de l'enveloppe annulaire, de la bague anti-rotative et d'un segment courbe du logement intérieur étant élaguée; la figure 6 est une illustration schématique

du procédé de montage de l'assemblage directeur d'écoule-

ment; et

la figure 7 est une coupe transversale corres-

pondant à la figure 1, mais illustrant une autre forme

de réalisation.

La figure 1 illustre une forme de réalisation

d'une turbine à gaz suivant l'invention. Dans cette fi-

gure, on représente une partie de la section de compres-

sion 10 de cette turbine. Cette section de compression

comprend un assemblage directeur d'écoulement (en l'oc-

currence l'assemblage de rotor 12) tournant autour d'un axe A de la turbine, ainsi qu'un assemblage directeur d'écoulement non rotatif (en l'occurrence l'assemblage

de stator 14) circonscrivant l'assemblage de rotor. Com-.

me on le comprendra, l'utilisation de ces assemblages directeurs d'écoulement est également applicable à la section de turbine proprement dite de cette turbine à

gaz. Plusieurs tubes extérieurs 15 pour l'air de refroi-

dissement entourent l'assemblage de stator. Un parcours

d'écoulement annulaire 16 pour les gaz du milieu de tra-

vail s'étend axialement à travers la turbine entre l'as-

semblage de stator et l'assemblage de rotor. Cet as-

semblage de rotor comprend un rotor 18 qui, dans la forme de réalisation illustrée, est du type à tambour. La présente invention est particulièrement utile lorsqu'elle est utilisée conjointement avec des rotors de ce type, encore que ses concepts soient tout aussi applicables

à des rotors boulonnés comportant des disques indivi-

duels. L'assemblage de rotor comprend des rangées d'au-

bes mobiles s'étendant vers l'extérieur à partir du ro-

tor comme représenté par les aubes mobiles individuelles 20. L'assemblage de stator 14 est constitué d'une

enveloppe annulaire 22 et d'un logement intérieur 24.

Ce logement intérieur s'étend axialement dans la turbine en dehors du parcours d'écoulement annulaire 16 prévu

pour les gaz du milieu de travail, tandis qu'il est cons-

titué de plusieurs segments courbes 26 qui sont mutuelle-

ment adjacents dans le sens circonférentiel-. Ces seg-

ments courbes sont axialement continus et ils supportent chacun une partie des aubes fixes prévues en deux rangées

ou plus comme représenté par les aubes fixes individuel-

les 28. L'expression "axialement continu" désigne une

structure ininterrompue dans le sens circonférentiel.

L'enveloppe annulaire s'étend à l'extérieur du logement

intérieur et vient s'engager sur les segments de ce der-

nier. Cette enveloppe annulaire est constituée d'un ma-

tériau continu dans le sens circonférentiel. Telle

qu'elle est utilisée dans la présente spécification, l'ex-

pression "matériau continu" désigne un matériau non inter-

rompu par une fente. Par exemple, un matériau axialement continu est un matériau qui n'est pas interrompu par une

fente s'étendant circonférentiellement, tandis qu'un ma-

tériau circonférentiellement continu est un matériau qui

n'est pas interrompu par une fente orientée axialement.

Dès lors, même si le logement intérieur 24 est interrompu par un trou de purge 30 et que l'enveloppe annulaire est interrompue par un trou de purge 32, on considère que les segments du logement intérieur sont constitués d'un matériau axialement continu et que l'enveloppe annulaire

est constituée d'un matériau circonférentiellement con-

tinu comme illustré en figure 1. Comme on le compren- dra, l'enveloppe annulaire 22 peut être constituée d'un

matériau axialement continu ou elle peut comporter plu-

sieurs brides circonférentielles 34 boulonnées l'une à

l'autre comme illustré en figure 7.

L'enveloppe annulaire 22 comporte une extrémité de grand diamètre 36 et une extrémité de petit diamètre

38. Cette enveloppe comporte plusieurs brides 40 s'éten-

dant circonférentiellement autour du logement intérieur.

Chacune de ces brides définit une gorge 42 dirigée vers

l'extrémité de grand diamètre. Chaque segment du loge-

ment intérieur comporte plusieurs brides 44 s'étendant chacune circonférentiellement autour du segment en étant orientées vers l'extérieur pour venir s'engager par glissement dans le sens circonférentiel sur une bride correspondante de l'enveloppe. Chaque bride prévue sur

le logement intérieur s'étend axialement dans une des gor-

ges en direction de l'extrémité de petit diamètre de

l'enveloppe annulaire. Chaque bride prévue sur l'enve-

loppe est située radialement à l'extérieur de toute bride du logement intérieur qui est disposée entièrement entre la bride de l'enveloppe et l'extrémité de petit diamètre

de celle-ci.

Un élément destiné à empêcher un mouvement de ro-

tation entre une structure intérieure (en l'occurrence le logement intérieur 24) et une enveloppe extérieure (en l'occurrence l'enveloppe annulaire 22), s'étend entre le

logement intérieur et l'enveloppe extérieure à l'extrémi-

té de grand diamètre et à l'extrémité de petit diamètre

de l'enveloppe annulaire. Dans cette forme de réalisa-

tion, cet élément est une bague à languettes 46 qui sera

décrite ci-après en se référant à la figure 5.

Plusieurs anneaux de renfort 48 s'étendent circonférentiellement autour de la périphérie intérieure de la turbine. Ces anneaux de renfort sont disposés à l'intérieur du parcours d'écoulement annulaire 16 prévu pour les gaz du milieu de travail, tandis qu'ils sont

espacés radialement du rotor 18 afin de ménager un espa-

ce libre C. La figure 2 est une vue partielle en perspective d'une partie de deux des segments courbes 26 du logement intérieur, cette vue montrant les rangées d'aubes fixes 28, les anneaux de renfort 48 et les brides 44. Chaque bride 44 du logement intérieur comporte des vides 50 qui en interrompent la continuité circonférentielle. Un

écran en tôle métallique mince 52 empêche les gaz du mi-

lieu de travail de pénétrer dans ces vides.

Chaque anneau de renfort 48 vient s'engager sur une rangée correspondante d'aubes fixes. Chaque anneau de renfort est constitué de segments venant s'engager

chacun sur plusieurs aubes fixes. Ainsi qu'on le com-

prendra, l'expression "plusieurs" désigne n'importe quel

nombre supérieur à un. Dans la forme de réalisation il-

lustrée, chaque segmentd'un anneau de renfort vient s'engager sur les. extrémités intérieures de trois aubes fixes s'étendant vers l'intérieur à partir d'un segment courbe individuel 26 du logement intérieur 24. Chaque

segment d'un anneau de renfort est espacé circonféren-

tiellement du segment adjacent en ménageant ainsi un es-

pace libre D entre eux. Les segments courbes du logement intérieur sont circonférentiellement adjacents et espacés l'un de l'autre, ménageant ainsi un espace libre E entre eux.

Comme le montre la figure 3, un élément d'étan-

chéité tel qu'un joint à languette et rainure 54, s'étend

circonférentiellement entre les segments courbes adja-

cents du logement intérieur. Comme on le comprendra, les segments du logement intérieur pourraient se chevaucher circonférentiellement pour assurer l'étanchéité. Une

structure de ce type est illustrée en figure 4.

La figure 5 illustre une partie de la bague à languet-

tes 46,du logement intérieur 24 et de l'enveloppe annulaire 22.Cette bague 46 vient s'engager sur l'enveloppe annulaire à plusieurs rac- cords du type à languette 56,ainsi que sur un segment courbe 26 du

logement intérieur à un raccord intérieur du type à languette 58.

Les parties circonférentielles du segment courbe, situées de part et d'autre de ce raccord intérieur du type à languette,

peuvent se déplacer librement dans le sens circonféren-

tiel par rapport à l'enveloppe 22. Comme le montre la figure 1, un logement 60 situé à l'extrémité d'amont et une bride 44 du logement intérieur enferment la bague 46

dans le sens axial. Cette bague peut avoir une circonfé-

rence continue ou être constituée de plusieurs segments.

On comprendra que l'on peut utiliser d'autres éléments

pour empêcher un mouvement de rotation entre une struc-

ture intérieure et une enveloppe extérieure, par exemple, une broche radiale introduite dans une bride 140 et une

rainure pratiquée dans une bride 144.

La figure 6 est une illustration schématique d'une partie de la section de compression, cette figure représentant un procédé fondamentalement nouveau pour la

construction d'un assemblage de stator autour d'un rotor.

La figure 6a illustre la première étape de for-

mation de l'assemblage de rotor 12. Cet assemblage de rotor comprend un rotor 18. Ce rotor peut être du type à tambour ou être une structure boulonnée constituée d'entretoises et de disques individuels. Dans la forme

de réalisation illustrée, il s'agit d'un rotor à tambour.

Des rangées d'aubes mobiles 20 sont assemblées au rotor

et s'étendent vers l'extérieur à partir de ce dernier.

Chaque rangée d'aubes mobiles est espacée axialement de la rangée adjacente, ménageant ainsi un espace axial

entre elles.

La figure 6a illustre également l'étape de for-

mation d'un logement intérieur 24 constitué d'au moins

deux segments courbes 26 s'étendant longitudinalement.

Dans l'illustration schématique de la figure 6, on re-

présente deux segments courbes. Deux rangées d'aubes fixes 28 ou plus sont assemblées à chaque segment. Les aubes fixes de chaque segment courbe s'étendent vers l'intérieur à partir de ce dernier. Les aubes fixes des différentes rangées sont espacées axialement l'une de

l'autre, ménageant ainsi un espace axial entre elles.

La figure 6a illustre également l'étape au cours de laquelle chaque segment courbe 26 du logement intérieur est disposé radialement vers l'extérieur par rapport à l'assemblage de rotor 12, de telle sorte que

les segments courbes soient espacés circonférentielle-

ment l'un de l'autre. Les rangées d'aubes fixes sont chacune alignées face à un espace axial correspondant ménagé entre les rangées d'aubes mobiles, lesquelles

sont chacune alignées face à un espace correspondant mé-

nagé entre les rangées d'aubes fixes.

La figure 6b illustre le stade final de l'étape de montage du logement intérieur autour de l'assemblage de rotor, lequel consiste à déplacer les segments courbes

26 de ce logement intérieur vers l'intérieur et en direc-

tion de l'axe longitudinal de l'assemblage de rotor, de

telle sorte que les rangées d'aubes mobiles et les ran-

gées d'aubes fixes viennent s'imbriquer l'une dans l'au-

tre. Comme on le comprendra, les segments du logement intérieur peuvent être espacés circonférentiellement l'un de l'autre d'une distance prédéterminée E. Le montage d'un logement intérieur 24 orienté

verticalement autour d'un assemblage de rotor 12 égale-

ment orienté verticalement évite de devoir utiliser des

tirants pour maintenir le logement intérieur dans la po-

sition assemblée. En revanche, le montage d'un logement intérieur orienté horizontalement autour d'un assemblage

de rotor également orienté horizontalement pourrait né-

cessiter des tirants circonférentiels tels qu'une corde

en coton et des cales d'épaisseur pour maintenir l'espa-

ce libre requis E. Une corde de ce type est illustrée par des traits discontinus en 60. La figure 6c illustre l'étape de formation d'une enveloppe annulaire 22 ayant un axe de symétrie longitudinal. La figure 6d illustre l'étape d'assemblage de

l'enveloppe annulaire 22 aux segments courbes 26 du loge-

ment intérieur 24 et à l'assemblage de rotor 12. Cette

étape consiste à aligner l'axe de symétrie de l'assem-

- blage de rotor avec l'axe de symétrie de l'enveloppe, puis imprimer un mouvement relatif entre cette dernière et le logement intérieur, de telle sorte que l'enveloppe vienne s'engager par glissement sur chaque segment du

logement intérieur.

La figure 6e illustre l'assemblage de rotor 12, le logement intérieur 24 et l'enveloppe annulaire 22 en

position assemblée.

La figure 7 illustre une forme de réalisation différente de celle de la figure 1 et dans laquelle un logement intérieur 124 est formé d'au moins deux groupes de segments courbes qui sont axialement continus. Ce

logement intérieur comprend un premier groupe de seg-

ments courbes 126 qui sont mutuellement adjacents dans le sens circonférentiel. Chacun de ces segments courbes est axialement continu et supporte une partie d'au moins deux rangées d'aubes fixes 128. En outre, le logement intérieur comprend un second groupe de segments courbes

127 qui sont mutuellement adjacents dans le sens circon-

férentiel. Chaque segment courbe 127 entre en contact

avec un segment courbe correspondant 126 du premier grou-

pe et il supporte une partie d'au moins deux rangées

d'aubes fixes. Une enveloppe annulaire 122 en un maté-

riau circonférentiellement continu disposée à l'extérieur

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il du logement intérieur vient s'engager sur les segments courbes 126, 127 de ce dernier afin de maintenir ces

segments en alignement circonférentiel.

Chacun des segments courbes 126 du premier groupe est solidarisé à un segment courbe correspondant

127 du second groupe. Les segments peuvent être assu-

jettis, par exemple, par des rivets 160 ou par d'autres

éléments de fixation appropriés tels que plusieurs as-

semblages de boulons et d'écrous. L'enveloppe annulaire

122 qui circonscrit les segments courbes, comporte plu-

sieurs brides 140 espacées axialement l'une de l'autre.

Ces brides s'étendent circonférentiellement autour de

la périphérie intérieure de l'enveloppe annulaire. Cha-

que segment courbe 126, 127 du logement intérieur compor-

te au moins une bride 144, chaque bride 144 s'étendant circonférentiellement autour du segment courbe et vers l'extérieur pour venir s'engager par glissement et dans

le sens circonférentiel sur une bride correspondante de-

l'enveloppe. Dans la forme de réalisation illustrée, chacun des segments courbes 126 du premier groupe est

solidarisé à une bride 144 d'un segment courbe corres-

pondant. Un élément destiné à empêcher un mouvement dans le sens axial, par exemple, la bague élastique 166, vient s'engager dans une gorge 168 ménagée dans l'enveloppe extérieure. Cette bague élastique vient buter contre

une bride d'amont de chaque segment du logement inté-

rieur, en l'occurrence la bride 144.

Chaque segment courbe 126, 127 du logement inté-

rieur comporte plusieurs bandes de friction comme repré-

* senté par la bande de friction individuelle 170 et la ban-

de de friction individuelle 172. Chaque segment comporte

également plusieurs nervures de renforcement 174 s'éten-

dant chacune vers l'extérieur à partir d'un segment cor-

respondant et situées en dehors de la bande de friction.

Le logement intérieur 124 comporte au moins une ouverture de purge 130 pour les gaz du milieu de travail

L'enveloppe annulaire 122 comporte, pour les gaz du mi-

lieu de travail, une ouverture de purge correspondante 132 communiquant avec l'ouverture de purge ménagée dans le logement intérieur. Au moins un organe d'étanchéité 176 s'étend circonférentiellement autour du logement in- térieur en étant disposé entre les ouvertures de purge et une bride 144 de ce logement intérieur. Cet organe d'étanchéité est constitué de plusieurs-segments courbes

178 venant s'engager chacun sur un segment courbe du lo-

gement intérieur (en l'occurrence, un segment courbe

126 ou 127) et s'étendant vers l'extérieur jusqu'à- pro-

ximité de l'enveloppe annulaire 122.

Au cours du fonctionnement d'une turbine à gaz,

les gaz du milieu de travail circulent le long du par-

cours d'écoulement 12 prévu à cet effet. Ces gaz pas-

sent à travers les rangées d'aubes fixes 28 et d'aubes mobiles 20. L'assemblage de rotor 12 et l'assemblage de stator 14 confinent les gaz du milieu de travail dans le parcours d'écoulement. En particulier, l'espace libre C ménagé entre l'assemblage de rotor et l'assemblage de stator est suffisamment petit pour empêcher les fuites

de gaz du milieu de travail au-delà des extrémités inté-

rieures des aubes fixes et des extrémités extérieures des

aubes mobiles.

Les températures opératoires de ces assemblages et les forces de rotation agissant sur l'assemblage de rotor 12 provoquent un mouvement relatif entre ce dernier

et l'assemblage de stator 14. Dans certains cas, ce mou-

vement relatif a pour effet d'accroître l'espace libre C ménagé entre l'assemblage de rotor et r'assemblage de stator. De l'air de refroidissement circule dans les

tubes extérieurs 15 pour venir heurter l'enveloppe annu-

laire 22 de l'assemblage de stator. Cet air de refroi-

dissement dissipe la chaleur de l'enveloppe annulaire,

amenant ainsi cette dernière à se contracter et à se dé-

placer vers l'intérieur. Les extrémités des segments

courbes 26 qui sont situées de part et d'autre du rac-

cord intérieur du type à languettes 56, peuvent coulis-

ser librement dans le sens circonférentiel par rapport

à l'enveloppe annulaire. A mesure que l'enveloppe annu-

laire se déplace vers l'intérieur, elle réduit le diamè- tre du logement intérieur, rétrécissant ainsi l'espace

libre C ménagé entre l'assemblage de rotor et l'assembla-

ge de stator. La réduction de cet espace libre atténue l'altération du rendement aérodynamique résultant des

fuites de gaz du milieu de travail par cet espace libre.

Etant donné qu'il est constitué de segments courbes 26 circonférentiellement adjacents, le logement intérieur 24 a une résistance circonférentielle réduite,

comparativement à celle de logements circonférentielle-

ment continus. Les vides 50 ménagés dans les brides 44 s'étendant entre le logement intérieur et l'enveloppe

annulaire réduisent davantage la résistance circonféren-

tielle du logement intérieur. De la même manière, l'an-

neau de renfort 48 est segmenté pour réduire sa résistan-

ce circonférentielle. La réduction de la résistance cir-

conférentielle de l'anneau de renfort et des segments

courbes atténue l'effet retardateur qu'exerce le loge-

ment intérieur sur la réponse thermique de l'enveloppe annulaire. A mesure qu'ils passent à travers les rangées d'aubes fixes 28, les gaz du milieu de travail exercent une force circonférentielle sur ces dernières. L'anneau

de renfort 48 vient s'engager sur les extrémités inté-

rieures de plusieurs aubes fixes et, conjointement avec un segment courbe 26, il supporte ces aubes vis-à-vis de la force précitée en agissant à la manière d'un élément

de guidage en porte à faux. Cette force circonférentiel-

le est transmise vers l'extérieur à l'enveloppe annulaire

22 via les aubes fixes, les segments courbes 26 du loge-

ment intérieur et la bague à languettes 46. Etant donné que cette bague à languettes peut se déplacer librement dans le sens radial, les forces de flexion exercées sur

le segment courbe du logement intérieur ne sont pas ac-

crues par le bras de levier radial de la bague agissant circonférentiellement sur le logement intérieur. Dès lors, la bague à languettes supprime le bras de levier et les forces associées qui pourraient exister si cette

bague était solidarisée au logement intérieur. En con-

séquence, la bague à languettes évite que se crée, dans les segments courbes, la déformation circonférentielle

associée à ces forces de flexion.

La continuité axiale du logement intérieur 24

et la continuité circonférentielle de l'enveloppe annu-

laire 22 offrent des avantages que l'on ne trouve pas ensemble dans la technique antérieure. Les segments courbes et axialement continus 26 du logement intérieur délimitent le parcours d'écoulement annulaire 16 avec une égalité de surface aérodynamique dans le sens axial, réduisant ainsi les pertes d'écoulement dues aux petites saillies présentes dans le parcours d'écoulement et qui

sont associées aux structures constituées de nombreux an-

neaux circonférentiels s'étendant dans le parcours d'écou-

lement à partir de la structure de stator. Etant donné

que l'enveloppe annulaire est circonférentiellement con-

tinue, elle ne comporte aucune interruption, évitant ainsi de devoir utiliser des brides orientées axiale-

ment. Ces brides axiales sont requises pour les loge-

ments en deux parties et elles sont particulièrement utiles pour

les rotors du type à tambour. Toutefois, ces brides en-

tra nent une rigidité structurale de l'enveloppe exté-

rieure à proximité de leur emplacement. Cette rigidité structurale entrave la dilatation radiale de l'enveloppe

extérieure avec, pour conséquence, une ovalisation de cet-

te dernière. Etant donné que l'enveloppe extérieure est circonférentiellement continue et ne comporte pas ces brides, le logement ne subit aucune ovalisation suite à

la présence de ces dernières, évitant ainsi des varia-

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tions dans l'espace libre C ménagé entre l'assemblage

de rotor et l'assemblage de stator.

De la même manière, le logement intérieur 124 illustré en figure 7 est segmenté pour lui permettre de se déplacer vers l'intérieur et vers l'extérieur en ré- ponse aux changements survenant dans le diamètre de l'enveloppe annulaire 122. Comme on le comprendra, l'enveloppe annulaire peut être continue tant dans le sens axial que dans le sens circonférentiel. Dans la forme de réalisation illustrée, l'enveloppe annulaire

est circonférentiellement continue, tandis qu'elle com-

porte une première et une seconde bride annulaires mu-

tuellement solidarisées. Une bride circonférentielle de ce type ne donne pas lieu à une discontinuité axiale comme c'est le cas pour la bride axiale de logements en deux parties. Les organes d'étanchéité 176 empêchent les gaz du milieu de travail d'entrer en contact avec les brides 144 à mesure que ces gaz progressent de

l'ouverture de purge 130 ménagée dans le logement inté-

rieur vers l'ouverture de purge 132 ménagée dans l'enve-

loppe annulaire.

Une bride 144 prévue sur chaque segment courbe

d'un premier groupe vient s'engager sur une bride cor-

respondante 140 prévue sur l'enveloppe annulaire. Cha-

que segment courbe 126 du premier groupe est également solidarisé à une bride 144 d'un segment courbe adjacent

correspondant 127 d'un second groupe. La bride 144 pré-

vue sur un segment courbe 127 du second groupe supporte

le segment courbe 126 vis-à-vis de l'enveloppe annulaire.

En réunissant un segment courbe du premier groupe au seg-

ment adjacent du second groupe à la bride précitée, on réduit au minimum les risques de discontinuité dans le

parcours d'écoulement, puisqu'aussi bien les deux seg-

ments sont localisés sur l'enveloppe annulaire 122 par

la même bride 140.

Bien que la présente invention ait été illus-

trée et -décrite en se référant à une de ses formes de réalisation préférées, l'homme de métier comprendra que

diverses modifications et omissions peuvent être envisa-

gées tant dans sa forme que dans ses détails, sans se

départir de son esprit et de son cadre.

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Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Turbine à gaz à flux axial du type compor-

tant un parcours d'écoulement annulaire pour les gaz

chauds du milieu de travail, ainsi qu'un assemblage di-

recteur d'écoulement perfectionné comprenant deux ran-

gées d'aubes fixes ou plus, caractérisée en ce que cet assemblage comprend: un logement intérieur s'étendant axialement dans la turbine en dehors du parcours d'écoulement du milieu de travail, ce logement étant constitué de plusieurs

segments courbes et axialement continus qui sont mutuel-

lement adjacents dans le sens circonférentiel, chacun de ces segments supportant une partie d'au moins deux rangées d'aubes fixes; et

une enveloppe annulaire en un matériau circonféren-

tiellement continu disposée à l'extérieur du logement in-

térieur et venant s'engager sur les segments de ce der-

nier pour les maintenir en alignement circonférentiel.

2. Assemblage directeur d'écoulement suivant la

revendication 1, caractérisé en ce que les segments cour-

bes précités forment un premier groupe, le logement inté-

rieur comportant un second groupe de segments courbes axialement continus et mutuellement adjacents dans le sens circonférentiel, chacun de ces segments supportant une partie d'au moins deux rangées d'aubes fixes, tandis

qu'il vient buter axialement sur un segment courbe cor-

respondant du premier groupe.

3. Assemblage directeur d'écoulement suivant la

revendication 2., caractérisé en ce que chacun des seg-

ments courbes du premier groupe est solidarisé à un seg-

ment courbe correspondant du second groupe.

4. Assemblage directeur d'écoulement suivant

l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé

en ce que l'enveloppe comporte plusieurs brides espacées

axialement l'une de l'autre et s'étendant circonféren-

tiellement autour de la périphérie intérieuredu logement

intérieur, tandis que chaque segment de ce dernier compor-

te au moins une bride circonférentielle s'étendant vers l'extérieur pour venir s'engager par glissement et dans le sens circonférentiel sur une bride correspondante de l'enveloppe.

5. Assemblage directeur d'écoulement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque segment du

logement intérieur comprend plusieurs brides circonféren-

tielles s'étendant chacune vers l'extérieur pour venir s'engager par glissement et dans le sens circonférentiel

sur une bride correspondante de l'enveloppe.

6. Assemblage directeur d'écoulement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque bride du logement intérieur comporte des vides qui interrompent

sa continuité circonférentielle, réduisant ainsi la ré-

sistance circonférentielle de cette bride.

7. Assemblage directeur d'écoulement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque segment du logement intérieur comporte plusieurs bandes de friction

circonférentielles, ainsi que plusieurs brides s'éten-

dant vers l'extérieur à partir d'un segment, en dehors

de la bande de friction.

8. Assemblage directeur d'écoulement suivant la

revendication 4, caractérisé en ce que le logement inté-

rieur comporte au moins une ouverture de purge pour les

gaz du milieu de travail, tandis que l'enveloppe annu-

laire comporte également, pour ces gaz, une ouverture de purge communiquant avec celle du logement intérieur, ce

dernier comportant également au moins un organe d'étan-

chéité circonférentiel disposé entre les ouvertures de purge et une bride du logement intérieur, cet organe d'étanchéité étant constitué de plusieurs segments venant s'engager chacun sur un segment du logement intérieur, tout en s'étendant vers l'extérieur jusqu'à proximité de l'enveloppe afin d'empêcher les gaz du milieu de travail

d'entrer en contact avec la bride.

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9. Assemblage directeur d'écoulement suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend

également un élément d'étanchéité s'étendant circonfé-

rentiellement entre des segments adjacents du logement intérieur.

10. Assemblage directeur d'écoulement suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend également une bague destinée à empêcher un mouvement de rotation d'un segment du logement intérieur par rapport à l'enveloppe annulaire, cette bague venant s'engager

sur cette dernière à plusieurs raccords du type à lan-

guette, ainsi que sur le segment précité du logement in-

térieur à un raccord intérieur du type à languette, tan-

dis que les parties circonférentielles du segment du

logement intérieur situées de part et d'autre de ce rac-

cord intérieur du type à languette peuvent se déplacer librement dans le sens circonférentiel par rapport à l'enveloppe.

11. Assemblage directeur d'écoulement suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la bague est

constituée de plusieurs segments.

12. Assemblage directeur d'écoulement suivant

l'une quelconque des revendications 1, 4, 6, 9 et 10,

caractérisé en ce que l'enveloppe annulaire est consti-

tuée d'un matériau axialement continu.

13. Assemblage directeur d'écoulement suivant

l'une quelconque des revendications 3, 6, 9 et 10, carac-

térisé en ce que l'enveloppe comporté une extrémité de

grand diamètre et une extrémité de petit diamètre, cha-

que bride de cette enveloppe étant située radialement à

l'extérieur de l'une ou l'autre bride du logement inté-

rieur qui est disposée entièrement entre cette bride de

l'enveloppe et l'extrémité de petit diamètre.

14. Assemblage directeur d'écoulement suivant

l'une quelconque des revendications 3, 4, 6, 9 et 10,

caractérisé en ce que l'enveloppe comporte une extrémité de grand diamètre et une extrémité de petit diamètre,

chaque bride prévue sur l'enveloppe annulaire compor-

tant une gorge dirigée vers l'extrémité de grand diamè-

tre et destinée à recevoir une bride correspondante du logement intérieur.

15. Procédé de fabrication d'un dispositif directeur d'écoulement formé d'un assemblage de stator et d'un assemblage de rotor du type comprenant un rotor

comportant un axe de symétrie longitudinal et des ran-

gées d'aubes mobiles s'étendant vers l'extérieur à par-

tir de ce rotor, chacune de ces rangées étant espacée axialement d'une rangée adjacente, de façon à ménager un espace axial entre elles, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à: former un logement intérieur comprenant au moins

deux segments courbes s'étendant dans le sens longitu-

dinal et venant s'engager chacun sur une partie de deux rangées d'aubes fixes ou plus, les aubes fixes associées à chaque segment courbe s'étendant vers l'intérieur à partir de ce dernier, les rangées d'aubes fixes étant espacées axialement l'une de l'autre en ménageant ainsi un espace axial entre elles; placer chaque segment courbe du logement intérieur radialement à l'extérieur de l'assemblage de rotor, de

telle sorte que les segments courbes soient espacés cir-

conférentiellement l'un de l'autre, que les- rangées d'au-

bes fixes soient alignées chacune face à un espace cor-

respondant ménagé entre les rangées d'aubes mobiles et que ces rangées d'aubes mobiles soient alignées chacune face à un espace correspondant ménagé entre les rangées d'aubes fixes; monter le logement intérieur autour de l'assemblage

de rotor en-déplaçant les segments courbes de ce loge-

ment intérieur vers l'intérieur et en direction de l'axe longitudinal de l'assemblage de rotor, de telle sorte que les rangées d'aubes mobiles et d'aubes fixes viennent

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s'imbriquer l'une dans l'autre et que les segments cour-

bes du logement intérieur soient espacés circonférentiel-

lement l'un de l'autre d'une distance prédéterminée;

former une enveloppe annulaire ayant un axe de symé-

trie longitudinal; et monter cette enveloppe annulaire autour du logement intérieur et de l'assemblage de rotor en alignant l'axe

de symétrie de ce dernier avec l'axe de symétrie de l'en-

veloppe annulaire, puis en imprimant un mouvement rela-

tif entre celle-ci et le logement intérieur de telle sorte que l'enveloppe annulaire vienne s'engager par

glissement sur chaque segment du logement intérieur.

16. Procédé de fabrication d'un dispositif

directeur d'écoulement suivant la revendication 15, ca-

ractérisé en ce que l'étape de montage du logement inté-

rieur autour de l'assemblage de rotor comprend l'opéra-

tion qui consiste à assujettir les segments courbes l'un

à l'autre au moyen d'un tirant circonférentiel.