FR2671140A1 - Guide vanes for a turbo machine compressor - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a guide assembly for a turbo machine compressor of the type including a metallic annular hoop (2) delimiting the external profile of the stream of fluid, and a row of fixed vanes (3) extending radially towards the inside of the said hoop (2). The outer end of each of the said vanes (3) is in the form of a wedge, the thickest part of which is situated close to the outer end face (6a) of the said vane (3). The said hoop (2) exhibits prismatic slits (7) having a shape which complements the wedge, by virtue of which each vane (3) is set into the corresponding slit (7) from outside the hoop (2) and is immobilised by a wedge effect into the said hoop (2) without being able to escape therefrom in the radially inwards direction. The said vanes (3) are held in place in the corresponding slit (7) by a metallic piece (9) which bears against the end face (6a) of the said vane (3) and which interacts with notches (10) provided on the outer face of the said hoop (2).

Description

AUBAGE REDRESSEUR POUR COMPRESSEUR DE TURBOMACHINE
La présente invention concerne le domaine des turbomachines utilisées notamment dans l'aviation. Il concerne plus précisément un ensemble redresseur d'un compresseur de turbomachine du type comportant une virole annulaire métallique, délimitant le profil externe de la veine de fluide, et une rangée d'aubes fixes s'étendant radialement vers l'intérieur de ladite virole, lesdites aubes étant en matériau composite et étant retenues par ladite virole.
BLADE RECTIFIER FOR TURBOMACHINE COMPRESSOR
The present invention relates to the field of turbomachinery used in particular in aviation. More specifically, it relates to a rectifier assembly of a turbomachine compressor of the type comprising a metallic annular ferrule, delimiting the external profile of the fluid stream, and a row of fixed vanes extending radially inward of said ferrule, said blades being made of composite material and being retained by said ferrule.

En général les aubes fixes d'un ensemble redresseur de turbomachine sont interposées entre une structure de bandage intérieure et une structure de bandage intérieure et elles sont fixées à ces structures de bandage de telle manière que les aubes ne puissent se déplacer radialement ni vers l'intérieur de la turbomachine ni vers l'extérieur. Plusieurs solutions ont déjà été proposées pour la fixation des aubes fixes sur les bandages. In general, the fixed blades of a turbomachine stator assembly are interposed between an inner banding structure and an inner banding structure and they are fixed to these bandage structures in such a way that the blades cannot move radially or towards the inside the turbomachine nor towards the outside. Several solutions have already been proposed for fixing the fixed blades on the tires.

Dans le brevet français n" 1 081 027, l'extrémité de chaque aube traverse deux fentes alignées prévues en correspondance dans deux enveloppes parallèles constituant la structure du bandage extérieure et elles présentent des épaulements venant buter contre les enveloppes. Le maintien radial des aubes se fait par un anneau de retenue passant par des fentes prévues dans les extrémités d'aubes ou par pliage de languettes prévues dans la paroi des aubes. Ce système de fixation nécessite le montage des aubes par l'intérieur de la virole, et il est uniquement adapté aux aubes métalliques en cas de fixation par des languettes pliées. In French Patent No. 1,081,027, the end of each blade passes through two aligned slots provided in correspondence in two parallel envelopes constituting the structure of the outer tire and they have shoulders abutting against the envelopes. The radial retention of the blades made by a retaining ring passing through slots provided in the blade ends or by folding tabs provided in the wall of the blades. This fixing system requires the blades to be mounted from the inside of the ferrule, and it is only suitable for metal blades when fixed by folded tabs.

Il est également connu de retenir l'ensemble des aubes par une sangle tendue. Le brevet US 2 812 158 décrit une telle solution. La difficulté est alors d'assurer une tension uniforme de la sangle et un maintien équivalent sur chaque aube, avec en plus le risque de la perte de l'ensemble des aubes en cas de défaillance de la sangle.  It is also known to retain all of the blades by a taut strap. US Patent 2,812,158 describes such a solution. The difficulty is then to ensure a uniform tension of the strap and an equivalent maintenance on each blade, with in addition the risk of the loss of all the blades in the event of failure of the strap.

Le brevet US 2 944 326 concerne un procédé de fixation d'aubes à tête conique dans une virole métallique par sertissage. US Patent 2,944,326 relates to a method of fixing conical head vanes in a metal ferrule by crimping.

L'inconvénient de ce procédé est que la fixation des aubes est définitive et qu'il est impossible de changer une aube en cas d'avarie. Cette solution n'est pas utilisable avec des aubes en matériau composite.The disadvantage of this process is that the attachment of the blades is final and that it is impossible to change a blade in the event of damage. This solution cannot be used with blades made of composite material.

Le brevet US 3 836 282 montre un procédé de montage d'une aube sur une virole, dans lequel on encastre l'aube par ltextérieur de la virole, et on la maintient sur la virole par des rivets coopérant avec des trous prévus en correspondance dans l'aube et dans un bossage de la virole. US Patent 3,836,282 shows a method of mounting a blade on a ferrule, in which the blade is embedded by the inside of the ferrule, and it is held on the ferrule by rivets cooperating with holes provided in correspondence in dawn and in a shell boss.

La demande de brevet européen EP 0 171 329 représente l'état de la technique le plus proche de la présente invention. European patent application EP 0 171 329 represents the state of the art closest to the present invention.

Dans ce document l'aube est en matériau composite et comporte une extrémité en forme de coin qui s'engage dans une fente en forme de coin complémentaire ménagée dans une plate-forme extérieure en matière plastique moulée. Cette plate-forme extérieure est ensuite fixée par boulonnage sur le carter du réacteur ce qui empêche l'aube de se déplacer vers l'extérieur.In this document, the blade is made of composite material and has a wedge-shaped end which engages in a complementary wedge-shaped slot formed in an outer platform of molded plastic. This external platform is then fixed by bolting to the reactor casing, which prevents the blade from moving outwards.

L'inconvenient de cette solution est qu'il est impossible de changer une aube sans un désassemblage préalable du carter et de la plate-forme extérieure. The disadvantage of this solution is that it is impossible to change a vane without first disassembling the casing and the external platform.

Le but de la présente invention est de proposer un ensemble redresseur, dans lequel les aubes sont en matériau composite de manière à assurer la légèreté de la turbomachine et dans lequel la fixation de l'aube sur la virole permet un démontage aisé d'une seule aube pour en assurer le remplacement en cas d'avarie. The object of the present invention is to provide a rectifier assembly, in which the blades are made of composite material so as to ensure the lightness of the turbomachine and in which the attachment of the blade to the shell allows easy disassembly of a single dawn to ensure replacement in the event of damage.

L'invention atteint son but par le fait que l'extrémité extérieure de chacune desdites aubes se présente sous la forme d'un coin dont la partie la plus épaisse est située près de la face d'extrémité de ladite aube ; par le fait que ladite virole présente des fentes prismatiques ayant une forme complémentaire dudit coin, grâce à quoi chaque aube est encastrée par l'extérieur de la virole dans la fente correspondante et est bloquée par effet de coin dans ladite virole sans pouvoir sans échapper en direction radiale vers l'intérieur, et par le fait que le maintien en place de chacune desdites aubes dans la fente correspondante est assuré par une pièce métallique qui est en appui contre la face d'extrémité de ladite aube et qui coopère avec des encoches prévues sur la face extérieure de ladite virole. The invention achieves its object by the fact that the outer end of each of said blades is in the form of a wedge, the thickest part of which is located near the end face of said blade; by the fact that said ferrule has prismatic slots having a shape complementary to said corner, whereby each blade is embedded from the outside of the ferrule in the corresponding slot and is blocked by wedge effect in said ferrule without being able to escape without radial direction inward, and by the fact that the holding in place of each of said blades in the corresponding slot is ensured by a metal piece which is in abutment against the end face of said blade and which cooperates with provided notches on the outer face of said ferrule.

Grâce à cette structure, il est aisé de remplacer une aube abîmée par l'extérieur de la virole, d'encastrer une aube de remplacement et de remettre la pièce métallique en place. Thanks to this structure, it is easy to replace a damaged vane from the outside of the ferrule, to embed a replacement vane and to put the metal part back in place.

De préférence la pièce métallique est réalisée dans un matériau élastique. La fente est délimitée par un bossage qui s'étend vers l'extérieur de ladite virole et sur lequel sont prévues lesdites encoches. Preferably the metal part is made of an elastic material. The slot is delimited by a boss which extends towards the outside of said ferrule and on which said notches are provided.

Avantageusement la pièce métallique est formée d'une lame à ressort dont deux extrémités opposées sont en appui contre la face d'extrémité de ladite aube, et les encoches sont du type queue d'aronde et coopèrent avec lesdites deux extrémités opposées. La lame à ressort comporte des moyens pour faciliter sa déformation élastique par un outil approprié lors de sa mise en place. Ces moyens peuvent être constitués par au moins deux ouvertures traversant la paroi de la lame à ressort. Advantageously, the metal part is formed of a spring leaf, two opposite ends of which bear against the end face of said blade, and the notches are of the dovetail type and cooperate with said two opposite ends. The spring leaf has means to facilitate its elastic deformation by an appropriate tool during its installation. These means can be constituted by at least two openings passing through the wall of the spring leaf.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel
la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une portion d'un ensemble redresseur de turbomachine, selon l'invention ;
la figure 2 est une vue radiale montrant la paroi extérieure de l'ensemble redresseur de l'invention
la figure 3 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 2
la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2.
Other advantages and characteristics of the invention will emerge on reading the following description given by way of example and with reference to the appended drawing in which
Figure 1 is a schematic perspective view of a portion of a turbomachine rectifier assembly, according to the invention;
Figure 2 is a radial view showing the outer wall of the rectifier assembly of the invention
Figure 3 is a section along line III-III of Figure 2
FIG. 4 is a section along line IV-IV of FIG. 2.

On a représenté sur le dessin un ensemble redresseur 1 pour compresseur de turbomachine qui comporte une virole annulaire métallique 2 formant le profil externe de la veine de fluide actif de la turbomachine, et une pluralité d'aubes 3 radiales s'étendant entre la virole annulaire 2 et une plate-forme annulaire intérieure 4. Cette plate-forme intérieure 4 présente des fentes 5 destinées chacune à recevoir l'extrémité intérieure d'une aube 3. There is shown in the drawing a rectifier assembly 1 for a turbomachine compressor which comprises a metallic annular ferrule 2 forming the external profile of the active fluid stream of the turbomachine, and a plurality of radial vanes 3 extending between the annular ferrule 2 and an interior annular platform 4. This interior platform 4 has slots 5 each intended to receive the interior end of a blade 3.

Chaque aube 3 est réalisée en matériau composite et son extrémité extérieure 6 se présente sous la forme d'un coin dont la partie la plus épaisse est située près de la face d'extrémité extérieure 6a de l'aube 3. Cette extrémité d'aube en forme de coin loge dans une fente prismatique 7 prévue dans la paroi de la virole 2 et ayant une forme complémentaire de coin. Each blade 3 is made of composite material and its outer end 6 is in the form of a wedge, the thickest part of which is located near the outer end face 6a of the blade 3. This blade end wedge-shaped housed in a prismatic slot 7 provided in the wall of the shell 2 and having a complementary wedge shape.

L'aube 3 est introduite par l'extérieur de la virole 2 dans la fente correspondante 7 et l'extrémité extérieure 6 en forme de coin vient s'encastrer dans la-fente prismatique 7 de manière à bloquer l'aube 3 sur la virole 2 de telle façon qu'elle ne puisse s'échapper, en direction radiale, vers l'intérieur de la virole 2. The blade 3 is introduced from the outside of the ferrule 2 into the corresponding slot 7 and the outer end 6 in the form of a wedge fits into the prismatic slot 7 so as to block the blade 3 on the ferrule 2 in such a way that it cannot escape, in the radial direction, towards the interior of the shell 2.

La fente prismatique 7 est délimitée par un bossage 8 qui s'étend vers l'extérieur de la virole 2. The prismatic slot 7 is delimited by a boss 8 which extends towards the outside of the ferrule 2.

Le maintien en place de l'aube 3 est assuré par une pièce métallique 9 qui est en appui contre la face d'extrémité extérieure 6a de l'aube 3 et qui est retenue par le bossage 8 grâce à des encoches 10 prévues sur le bossage 8 et coopérant avec la pièce métallique 9. The blade 3 is held in place by a metal piece 9 which bears against the outer end face 6a of the blade 3 and which is retained by the boss 8 thanks to notches 10 provided on the boss 8 and cooperating with the metal part 9.

De préférence la pièce métallique 9 est constituée d'une lame à ressort dont les deux extrémités opposées 11 et 12 sont en appui contre la face d'extrémité extérieure 6a de l'aube 3 et s'encastrent dans des encoches 10 en forme de queue d'aronde prévues dans la paroi du bossage 8 de part et d'autre de l'extrémité extérieure 6 en forme de coin de l'aube 3.  Preferably, the metal part 9 consists of a spring leaf, the two opposite ends 11 and 12 of which bear against the external end face 6a of the blade 3 and are embedded in notches 10 in the form of a tail. dovetail provided in the wall of the boss 8 on either side of the outer end 6 in the form of a wedge of the blade 3.

Au moins deux ouvertures 13 et 14 traversent la paroi de la pièce métallique 9, et sont prévues pour coopérer avec les mâchoires d'un outil approprié permettant de déformer élastiquement la lame à ressort pour faciliter la mise en place ou le retrait de la pièce métallique 9. Les deux ouvertures 13 et 14 peuvent être de simples trous ou des encoches débouchant sur les extrémités 11 et 12. At least two openings 13 and 14 pass through the wall of the metal part 9, and are provided to cooperate with the jaws of a suitable tool making it possible to elastically deform the spring leaf to facilitate the positioning or removal of the metal part 9. The two openings 13 and 14 can be simple holes or notches opening onto the ends 11 and 12.

Le jeu entre l'extrémité extérieure 6 en forme de coin et la fente prismatique 7 est comblé lors des opérations d'assemblage par un matériau de remplissage assurant une fonction d'étanchéité. The clearance between the wedge-shaped outer end 6 and the prismatic slot 7 is filled during assembly operations by a filling material ensuring a sealing function.

I1 est possible de faire participer ce matériau de remplissage à la tenue mécanique de la liaison ainsi réalisée. On utilisera alors un adhésif.  It is possible to involve this filling material in the mechanical strength of the connection thus produced. We will then use an adhesive.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Ensemble redresseur d'un compresseur de turbomachine du type comportant une virole annulaire métallique (2), délimitant le profil externe de la veine de fluide, et une rangée d'aubes (3) fixes s'étendant radialement vers l'intérieur de ladite virole (2), lesdites aubes (3) étant en matériau composite et étant retenues par ladite virole (2), ledit ensemble étant caractérisé 1. Rectifier assembly of a turbomachine compressor of the type comprising a metallic annular ferrule (2), delimiting the external profile of the fluid stream, and a row of fixed vanes (3) extending radially inward of said ferrule (2), said vanes (3) being of composite material and being retained by said ferrule (2), said assembly being characterized en ce que l'extrémité extérieure (6) de chacune desdites aubes (3) se présente sous la forme d'un coin dont la partie la plus épaisse est située près de la face d'extrémité extérieure (6a) de ladite aube (3);; in that the outer end (6) of each of said blades (3) is in the form of a wedge, the thickest part of which is located near the outer end face (6a) of said blade (3 ) ;; en ce que ladite virole (2) présente des fentes prismatiques (7) ayant une forme complémentaire de coin, grâce à quoi chaque aube (3) est encastrée par l'extérieur de la virole (2) dans la fente correspondante (7) et est bloquée par effet de coin dans ladite virole (2) sans pouvoir s'en échapper en direction radiale vers l'intérieur ; et in that said ferrule (2) has prismatic slots (7) having a complementary wedge shape, whereby each blade (3) is embedded from the outside of the ferrule (2) in the corresponding slot (7) and is blocked by wedge effect in said ferrule (2) without being able to escape therefrom in the radial direction inwards; and en ce que le maintien en place desdites aubes (3) dans la fente correspondante (7) est assuré par une pièce métallique (9) qui est en appui contre la face d'extrémité (6a) de ladite aube (3) et qui coopère avec des encoches (10) prévues sur la face extérieure de ladite virole (2). in that the retention in place of said blades (3) in the corresponding slot (7) is ensured by a metal piece (9) which is pressed against the end face (6a) of said blade (3) and which cooperates with notches (10) provided on the outer face of said ferrule (2). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce métallique (9) est réalisée dans un matériau élastique. 2. An assembly according to claim 1, characterized in that said metal part (9) is made of an elastic material. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite fente primastique (7) est délimitée par un bossage (8) s'étendant vers l'extérieur de ladite virole (2) et sur lequel sont prévues lesdites encoches (10).  3. Assembly according to claim 2, characterized in that said primitive slot (7) is delimited by a boss (8) extending towards the outside of said ferrule (2) and on which said notches (10) are provided. 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite pièce métallique (9) est formée d'une lame à ressort dont deux extrémités opposées (11,12) sont en appui contre la face d'extrémité (6a) de ladite aube (3) et en ce que les encoches (10) sont du type queue d'aronde et coopèrent avec lesdites deux extrémités opposées (11, 12). 4. An assembly according to claim 3, characterized in that said metal part (9) is formed of a spring leaf of which two opposite ends (11,12) are supported against the end face (6a) of said blade (3) and in that the notches (10) are of the dovetail type and cooperate with said two opposite ends (11, 12). 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite lame à ressort comporte des moyens (13, 14) pour faciliter sa déformation élastique par un outil approprié lors de sa mise en place. 5. An assembly according to claim 4, characterized in that said spring leaf comprises means (13, 14) to facilitate its elastic deformation by an appropriate tool during its installation. 6. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par au moins deux ouvertures (13, 14) traversant la paroi de ladite lame à ressort.  6. An assembly according to claim 5, characterized in that said means consist of at least two openings (13, 14) passing through the wall of said spring leaf.
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