FR2950116A1 - Redresseur de compresseur pour turbomachine, comprenant des tetes d'aubes montees a l'aide d'un materiau amortisseur de vibrations sur la virole exterieure - Google Patents

Redresseur de compresseur pour turbomachine, comprenant des tetes d'aubes montees a l'aide d'un materiau amortisseur de vibrations sur la virole exterieure Download PDF

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Abstract

L'invention se rapporte à un étage de redresseur (4) de compresseur pour turbomachine d'aéronef comprenant une virole intérieure (10) et une virole extérieure (12) concentriques ainsi qu'une pluralité d'aubes (14) agencées entre les viroles et montées sur celles-ci, chaque tête d'aube (32) étant montée dans un ajour (30) de la virole extérieure (12) par un scellement (34) réalisé à partir d'un matériau amortisseur de vibrations.

Description

1 REDRESSEUR DE COMPRESSEUR POUR TURBOMACHINE, COMPRENANT DES TETES D'AUBES MONTEES A L'AIDE D'UN MATERIAU AMORTISSEUR DE VIBRATIONS SUR LA VIROLE EXTERIEURE DESCRIPTION
La présente invention se rapporte de façon générale à une turbomachine d'aéronef, de préférence du type turboréacteur ou turbopropulseur.
Plus particulièrement, l'invention concerne un étage de redresseur de compresseur d'une telle turbomachine, cet étage comprenant habituellement une virole intérieure et une virole extérieure concentriques, ainsi qu'une pluralité d'aubes agencées entre les viroles et montées sur celles-ci. La virole intérieure est destinée à délimiter radialement vers l'intérieur un flux primaire traversant la turbomachine, tandis que la virole extérieure est destinée à délimiter radialement vers l'extérieur ce même flux primaire. Généralement, la tête de chaque aube de l'étage de redresseur est montée dans un ajour pratiqué dans la virole extérieure, et solidarisée à cet ajour à l'aide d'une soudure entourant la tête d'aube. En outre, le pied de chaque aube est monté dans un ajour pratiqué dans la virole intérieure, et solidarisé à cet ajour à l'aide d'un scellement réalisé à partir d'un matériau amortisseur de vibrations. Ce scellement, par nature, permet de limiter les vibrations sur l'étage de redresseur. 2 Néanmoins, cette solution s'avère problématique lorsque la partie radiale intérieure de l'étage de redresseur est soumise à une température élevée, proche ou dépassant 300°C, résultant essentiellement de la présence d'un brouillard d'huile. En effet, le scellement des pieds d'aubes présente d'importantes difficultés de tenue en température, qui peuvent conduire à une perte d'efficacité en termes de filtrage des vibrations, voire à sa dégradation.
L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement au problème mentionné ci-dessus, relatif aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a tout d'abord pour objet un étage de redresseur de compresseur pour turbomachine d'aéronef comprenant une virole intérieure et une virole extérieure concentriques ainsi qu'une pluralité d'aubes agencées entre les viroles et montées sur celles-ci, chaque tête d'aube étant montée dans un ajour de ladite virole extérieure par l'intermédiaire de premiers moyens de fixation. Selon l'invention, lesdits premiers moyens de fixation prennent la forme d'un scellement réalisé à partir d'un matériau amortisseur de vibrations. Ainsi, l'invention est remarquable en ce qu'elle prévoit de sceller la tête des aubes avec un matériau amortisseur de vibrations, impliquant un éloignement maximum du scellement de l'axe de l'étage de redresseur. Ce scellement est par conséquent moins exposé thermiquement au brouillard d'huile centré sur l'axe de l'étage, et s'avère donc moins sujet aux risques de dégradation et/ou de perte d'efficacité en termes de filtrage des vibrations. En outre, sa localisation au niveau de la virole extérieure permet une accessibilité améliorée, et facilite donc les opérations de réparation de ce scellement, par exemple mises en œuvre après un choc survenu sur l'aube. De préférence, ledit matériau amortisseur de vibrations est une résine de silicone, même si d'autres matériaux pourraient être envisagés (élastomère chargé de billes creuses ou de fibres, résine polyimide, Kalrez (marque déposée,', sans sortir du cadre de l'invention. De préférence, chaque aube comporte également un pied monté dans un ajour de ladite virole intérieure par l'intermédiaire de seconds moyens de fixation prenant la forme d'une soudure. Néanmoins, une solution brasée pourrait également être envisagée. De préférence, ladite virole intérieure est segmentée. Cela présente notamment un avantage lorsque les pieds d'aubes sont soudés dans leurs ajours de la virole intérieure, puisque la segmentation de celle-ci permet un accès amélioré aux ajours depuis une zone située radialement vers l'intérieur par rapport à la virole intérieure. Cette zone peut donc facilement accueillir l'outillage nécessaire à la réalisation des soudures. L'invention a également pour objet une turbomachine pour aéronef comprenant un étage de redresseur de compresseur tel que décrit ci-dessus, ainsi qu'un moyeu de carter intermédiaire agencé en 4 aval dudit étage de redresseur, la virole intérieure de ce dernier étant montée sur ledit moyeu à l'aide de boulons. Ainsi, l'étage de redresseur concerné est préférentiellement le dernier étage du compresseur, c'est-à-dire celui qui se situe directement en amont du carter intermédiaire, ce qui facilite son assemblage par boulons. Ce type d'assemblage permet d'ailleurs de reconstituer la résistance mécanique de la virole intérieure lorsque celle-ci est segmentée.
Enfin, l'invention concerne également un procédé de fabrication d'un étage de redresseur de compresseur tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes successives suivantes . - montage des pieds des aubes sur ladite virole intérieure ; - assemblage de la virole intérieure sur la turbomachine ; et - montage, sur ladite virole extérieure fixée à la turbomachine, des têtes des aubes à l'aide desdits premiers moyens de fixation. Ici, l'assemblage de chacune des viroles intérieure et extérieure s'effectue de préférence sur un moyeu d'un carter intermédiaire de la turbomachine. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; la figure 1 représente une vue schématique partielle en demi-coupe d'un compresseur haute pression de turboréacteur d'aéronef, comprenant un étage de redresseur selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; et - la figure 2 représente une vue en perspective d'un secteur de virole intérieure 5 participant à la formation de l'étage de redresseur montré sur la figure 1. En référence tout d'abord à la figure 1, on peut apercevoir une partie aval d'un compresseur haute pression 1 de turboréacteur d'aéronef. A cet égard, dans toute la description, les termes « amont » et « aval » sont à considérer par rapport à une direction principale d'écoulement des gaz au travers du compresseur 1, cette direction étant schématisée par la flèche 2.
Sur la figure 1, seul un étage de redresseur 4 a été représenté sur le compresseur 1, celui constituant l'étage le plus aval, à savoir agencé directement en amont du carter intermédiaire 6 du turboréacteur. De manière connue, ce carter 6 comprend un moyeu 8 centré sur l'axe 9 du turboréacteur, raccordé par des bras (non représentés) à une virole extérieure prolongeant vers l'aval un carter de soufflante du turboréacteur. L'étage de redresseur 4 comprend une virole intérieure 10 et une virole extérieure 12 concentriques d'axe 9, ainsi qu'une pluralité d'aubes 14 agencées entre ces viroles et réparties régulièrement selon la direction circonférentielle. La virole intérieure 10, de préférence 30 segmentée selon la direction circonférentielle en une pluralité de secteurs angulaires, présente une 6 pluralité d'ajours 16 recevant chacun le pied 18 de l'une des aubes 14. La solidarisation du pied 18 dans son ajour s'effectue à l'aide d'une soudure 20 logée dans l'ajour 16 et agencée tout autour du pied 18.
Cette soudure 20, réalisée par exemple par faisceau d'électrons ou par laser, comble donc l'espace entre et les deux éléments qu'elle solidarise. La virole intérieure 10 présente une bride annulaire 22 s'étendant vers l'aval, qui est fixée par boulons 24 sur le moyeu 8 du carter intermédiaire contre lequel elle est en appui. Plus précisément, elle est fixée sur la partie du moyeu 8 qui se situe radialement vers l'intérieur par rapport au passage annulaire 28 destiné à être traversé par le flux primaire du turboréacteur, ce passage 28 étant situé au droit des aubes 14 selon la direction 2. La virole intérieure 12, qui est quant à elle de préférence réalisée d'un seul tenant, présente une pluralité d'ajours 30 recevant chacun la tête 32 de l'une des aubes 14. La solidarisation de la tête 32 dans son ajour s'effectue à l'aide d'un scellement 34 réalisé à partir d'un matériau amortisseur de vibrations comme par exemple une résine en silicone, de préférence en silicone dit structural, c'est-à-dire présentant une dureté faible, par exemple comprise entre 25 et 45 shore A. Ce scellement 34 est logé dans l'ajour 30 et agencé tout autour de la tête 32, ainsi qu'éventuellement au-dessus de celle-ci comme cela a été représenté sur la figure 1. Dans ce cas, le scellement 34 reconstitue donc un logement de tête 7 d'aube fermé latéralement et radialement. D'ailleurs, une collerette 36 peut prolonger l'ajour radialement vers l'extérieur, afin d'augmenter le volume de l'espace dans lequel le scellement est implanté.
La virole extérieure 12 est fixée de préférence par soudage au moyeu 8 du carter intermédiaire contre lequel elle est en appui. Plus précisément, elle est fixée sur la partie du moyeu 8 qui se situe radialement vers l'extérieur par rapport au passage annulaire 28 précité. Ainsi, chaque scellement 34 se situe à la périphérie de l'étage de redresseur, ce qui le rend par conséquent moins exposé thermiquement au brouillard d'huile centré sur l'axe 9. Les risques de dégradation et/ou de perte d'efficacité en termes de filtrage des vibrations de ces scellements sont donc fortement amoindris, et leur accès facilité. A cet égard, un procédé préféré de fabrication d'un tel étage de redresseur comprend tout d'abord le montage des pieds 18 des aubes 14 sur la virole intérieure 10, dans leur ajours 16, par soudage. Cela a été schématisé sur la figure 2, dans le cadre d'une virole intérieure segmentée, avec l'un des secteurs angulaires 10a de la virole intérieure. Le soudage s'effectue depuis une zone 40 située radialement vers l'intérieur par rapport au secteur 10a, zone qui peut donc facilement accueillir l'outillage nécessaire à la réalisation des soudures 20.
Chaque secteur angulaire 10a est ensuite monté par boulonnage sur le moyeu 8 du carter 8 intermédiaire, la jonction entre les secteurs adjacents étant préférentiellement laissée libre. Une fois l'ensemble des secteurs angulaires montés sur le moyeu, la virole intérieure 10 est alors reconstituée.
Dans le cas préférentiel où la virole extérieure 12 a été précédemment assemblée sur le moyeu 8, la mise en place des secteurs angulaires 10a est bien entendu réalisée de sorte que les têtes 32 des aubes 14 se retrouvent logées dans leurs ajours respectifs 30 de la virole extérieure 12. Enfin, il est réalisé le scellement 34 des têtes d'aubes 32 dans les ajours 30, depuis l'extérieur de l'étage de redresseur. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.20

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS1. Etage de redresseur (4) de compresseur pour turbomachine d'aéronef comprenant une virole intérieure (10) et une virole extérieure (12) concentriques ainsi qu'une pluralité d'aubes (14) agencées entre les viroles et montées sur celles-ci, chaque tête d'aube (32) étant montée dans un ajour (30) de ladite virole extérieure (12) par l'intermédiaire de premiers moyens de fixation, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de fixation prennent la forme d'un scellement (34) réalisé à partir d'un matériau amortisseur de vibrations.
  2. 2. Etage de redresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau amortisseur de vibrations est une résine de silicone. 20
  3. 3. Etage de redresseur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque aube comporte également un pied (18) monté dans un ajour (16) de ladite virole intérieure (10) par l'intermédiaire de seconds moyens de fixation 25 prenant la forme d'une soudure (20).
  4. 4. Etage de redresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite virole intérieure (10) est segmentée. 30 10
  5. 5. Turbomachine pour aéronef comprenant un étage de redresseur de compresseur (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, ainsi qu'un moyeu (8) de carter intermédiaire (6) agencé en aval dudit étage de redresseur, la virole intérieure (10) de ce dernier étant montée sur ledit moyeu (8) à l'aide de boulons (24).
  6. 6. Procédé de fabrication d'un étage de redresseur de compresseur (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant les étapes successives suivantes . montage des pieds (18) des aubes sur ladite virole intérieure (10) ; - assemblage de la virole intérieure (10) sur la turbomachine ; et - montage, sur ladite virole extérieure (12) fixée à la turbomachine, des têtes (32) des aubes à l'aide desdits premiers moyens de fixation (34). 20
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'assemblage de chacune des viroles intérieure et extérieure (10, 12) s'effectue sur un moyeu (8) d'un carter intermédiaire de la 25 turbomachine.
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