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" Aubage pour machines à admission radiale"
On a constaté que dans les aubages à admission radiale, il est particulièrement avantageux de maintenir les aubes aux deux extrémités par des anneaux fermés sans fin. De ces an- neaux , l'anneau de pied transmet le moment de rotation exer- oé par les aubes à l'arbre à entraîner et maintient également les aubes clans une position centrée. L'autre anneau, appelé anneau de tête, maintient, également par suite de sa forme fermée sans fin, les aubes contre les efforts oentrifuges qui se font sentir, mais doit être porté par les aubes elles- mêmes.
Grâoe à une disposition de l'espèoe ,on jouit de cet avantage considérable que chaque anneau ne doit supporter que la moitié des efforts centrifuges; ensuite que ces efforts @
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centrifuges ne créent dans les bouts 3.'aubes fixées dans les anneaux et affaiblies de ce fait,en fait que des efforts de cisaillement et pas d'efforts de flexion; et qu'en---fin, le moment de flexion engendré aux extrémités des aubes par les forces périphériques de ces dernières se répartit sur deux extrémités d'aubes; que par conséquent il est mdtié moindre par extrémité d'aubes.
On peut en conséquence, effectuer des fixations d'aubes très bon marché, par soudage et dudgeonnage,
Toutefois, dès que des efforts assez considérables doi- vent être transmis par une aube, les sollicitations de flexion des bouts d'aubes par le moment de flexion engendré par les nen forces périphériques devient, même en cas de répartition sur les deux extrémités d'aubes, plus grondes que l'on ne pourrait l'admettre en se basant sur les extrémités d'aubes affaiblies du fait du mode de fixation meilleur marché, dont il a été question. On doit alors se servir de profils et de bouts d'aubes fraisés, dont le prix de revient est plusieurs fois plus élevé que celui de la fabrication simple en profils laminés que l'on soude et que l'on dudgeonne et que l'onmploie pour les régimes plus faibles.
Pour soulager les extrémités des aubes du moment de flexion en direction périphérique, produit par latransmission de la charge, et ainsi pour rendre le système d'aubage bon
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marché uti2.ie.Lble égalen,ent pour Je 1.\.11:(8 à régime élevé, on a déjà proposé de soutenir l'anneau de tête et l'anneau de pied par des étais supplémentaires inclinés obliquement par rapport à l'axe central, dans la direction périphérique. Il se forme ainsi, suivant les principes bien connus des trianglas d'appui. Grâce à ces triangles, les efforts de flexion aont transformés en tensions de traction et de pression. Mais cette solution n'a acquis aucune importance par suite de l"im-
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possibilité de la réaliser dans la pratique.
Les étais aup- plémentaires doivent, du fait qu'ils sont inclinés sur les aubes, avoir une longueur plus grande que ces dernières. Ils sont donc sollicités par la force centrifuge qui produit les efforts de flexion les plus grands au centre, encore plus fortement que les aubes elles-mêmes; en d'autres termes, leur épaisseur radiale doit être au moins aussi grande que celle des aubes.
Comme les anneaux des aubes doivent se placer très près les uns des autres, quand on doit loger un nombre suffisant d'aubes, il n'existe naturellemnt pas de place en suffisance entre les anneaux des aubes pour placer des étais ayant la même hauteur que les aubes elles-mêmes.
Théoriquement cette disposition ne serait possible que pour la dernière série d'aubes, c'est-à-dire la série extérieure, Mais là précisément, les aubes elles-mêmes sont déjà, dans la plupart des cas, sollicitées au delà de l'extrême limite admissible, dans leur section centrale. la solution consistant à disposer des étais plus longs sur un diamètre encore un peu plus grand, c'est-à-dire pour une force centrifuge encore plus grande, échoue donc de par le fait qu'il n'est plus possible de faire les étais suffisamment résistants à l'action de la force centrifuge.
L'invention fournit une solution nouvelle au problème que l'on vient d'exposer. Elle consiste à donner aux diverses aubes dans la direction périphérique une inolinaison qui varie continuellement par rapport à l'axe médian de la machine. Pour éviter que les canaux entre les aubes se rétrécissent ou s'élargissent trop fortement d'un côté par suite de l'inclinaison des aubes les unes sur les autres, ce qui aurait pour conséquen-
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ce de rendre plus difficile le guidage du produit moteur ou d'augmenter au delà des limites admissibles le frottement sur les parois, l'invention procède comme suit : la variation continuelle de l'inclinaison des aubes est réalisée grâce au fait que le pas aux deux extrémités des aubes présente une différence répartie sur une multiplicité d'aubes.
Cette différence peut être suffisamment petite pour passer pratiquement inaperçue peur un canal inter-aubes, bien que donnant additivement la position inclinée requise . Pour atteindre ce but de l'invention il suffit simplement qu'aux cernes points de la périphérie, les pas des deux extrémités d'aubes diffèrent les uns des autres et que l'on fasse usage de pas d'aubes différents répartis sur la périphérie. les conditions les plus favorables en ce qui concerne le prix de revient et la forme du canal entre aubes sont @ celles dans lesquelles on fait usage de plusieurs pas réguliers, mais différents les uns des autres, opportunément deux seulement. Dans ce cas, les pas varient opportunément aux deux extrémités des aubes par sections.
Comme les aubes se composent, pour raison de fabrication, généralement de groupes de 10 à 30 aubes en forme de segments prêts à être montés, la fabrication est rendue particulièrement simple quand à l'intérieur de chaque segment, l'inclinaison des aubes sur l'axe central de la machine passe, dans la direction de la périphérie, de zéro à un maximum donné admis; à cet effet, le pas est plus grand d'un côté que de l'aut ou inversement. Dans ce cas, l'inclinaison peut se faire toujours dans le même sens ou bien encore, et d.e préférence, alternativement dans un sens et dans l'autre. Dans tous les cas, on réalise la forme requise de triangles d'appui sans que les con- ditions d'écoulement soient influencées défavorablement dans les aubes.
Les forces de flexion sont supportées par des forces
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de traction et de pression dans les aubes mêmes, sans que pour cela les extrémités des aubes soient nécessairement résistantes à la flexion. Comme l'anneau de tête n'est maintenu à distance de l'anneau de pied que par les aubes elles-mêmes, on doit adopter une disposition telle que l'anneau de tête ne puisse pas avoir une inclinaison sur l'anneau de pied, étant donné que les aubes modifient leur inclinaison. Comme l'anneau de tête est un anneau fermé, une position parfaitement parallèle à l'anneau de pied peut être assurée du fait Que l'inclinaison des aubes en deux points diamétralement opposés est toujours symétrique.
Toutes les forces qui tendent à modifier la position de l'anneau de tête sont égales en deux points diamétralement opposés, ce qui empêche le balancement de se produire. Une réalisation heureuse de l'invention exige donc que les aubes reviennent, en cas d'inclinaison d'un seul côté au moins deux fois/et en cas d'inclinaison des deux eûtes au moins quatre fois dans une position parallèle à l'axe central de la maphine. les figures 1 et 2 montrent schématiquement le développement de la périphérie d'anneaux d'aubes conformes à l'invention en vue en plan de dessus, La figure 3 montre un segment d'aubes séparé en vue de dessus. La figure 4 est une vue de côté de la figure 3 dans le sens de la flèche 1, le segment d'aubes se trouvant à l'état non courbé.
La figure 5 est une vue de côté sur le bout du segment d'aubes de la figure 4. La figure 6 représente la même vue de coté que la figure 4, avec cette seule différence que le segment d'aubes est courbé suivant le diamètre central des aubes. La figure 7, enfin, montre le dudgoonnage du segment d'aubes dans deux anneaux porteurs qui sont fendus le long de l'axe central.
Dans la figure 1, les @ lignes 1 à 8 indiquent les pièces latérales du segment d'aubes sur lesquelles sont soudées ou fixées d'autre manière les aubes 9 désignées également par des
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lignes. Les pièces l à 8 sont dudgeonnées, de façon connue, dans les anneaux de tête et les anneaux de pied en vue de fermer l'anneau d'aubage en ordre de fonctionnement. confor- mément à la figure 1, toute la périphérie se compose de quatre segments d'aubes 1-2, 3-4, 5-6 et 7-8. On peut évidemment se servir à volonté d'un nombre plus grand de segments. Dans la réalisation de l'invention, le pas des pièces 1,4,5 et 8 est, par exemple, le même et plus petit que le pas des pièces 2,3 6 et 7 qui, à son tour est le même pour celles-ci.
Il n'y a donc que deux espèces différentes de pas et de pièces, de sorte que la fabrication est simple et le prix de revient peu élevé. Dans le segment d'aubes 1-2, la première aube tout à fait en haut est perpendiculaire aux pièces. Comme le pas de la pièce 2 est plus grand que celni de la pièce 1, les aubes s'inclinent de plus en plus jusqu'à une inclinaison maximum du côté inférieur du segment 1-2. Comme la différence de pas est très faible, seulement la forme du canal inter-aubes n'est pratiquement pas influencée défavorablement. le segment 3-4 commence avec l'inclinaison maximum des aubes. Mais comme en cet endroit le pas de la pièce 3 est plus que celui de la pièce 4, les aubes se rapprochent de plus en plus de la position perpendiculaire aux pièces ou traverses qui est atteinte à l'extrémité inférieure.
Le segment 5-6 est exactement symétrique au segment 1-2 et le segment 7-8 exactement symétrique au segment 5-6. lorsque l'ensemble de la périphérie se compose de ces quatre segments, on arrive à ce résultat, grâce à la disposition symétrique, que l'anneau de tête conserve sa position parallèle également sous l'influence des forces qui provoquent le déplacement , Si par exemple les pièces 1,3,5 et 7 sont fixées dans l'anneau de tête et les pièces 2,4,6 et 8 dans l'anneau de pied, de manière à ne pas pouvoir se déplacer réciproquement, toutes les forces qui tendent à écarter les
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anneaux l'un de l'autre ou. les rapprocher se trouvent toujours diamétralement opposées.
L'anneau. de tète ne peut donc pas sortir de sa position parallèle à l'anneau de pied. On peut évidemment s'écarter sans danger de cette symétrie exacte dans certaines limites. Plus on emploie de segments, c'est-à-dire plus fréquemment les aubes passent sur la périphérie de l'inclinaison maximum à la verticale, moins on doit accorder d'importance à la symétrie.
La figure 2 montre une réalisation pour le cas où l'inclinaison des aubes se fait dans les deux sens. En l'occnrrence, les pièces la,16,16 et 16 ont le même pas qui est plus petit que celui des pièces 11,12,14 et 17 qui est identique également pour toutes. l'effet obtenu est exactement le même que celui in- diqué par la figure 1. le nombre minimum de segments ou chan- gements d'inclinaison nécessaire pour attendre une symétrie parfaite est ici, comme dans la figure 2, de buit. Quand le nombre est plus grand, on ne doit plus, ici non plus, accorder autant d'attention à la symétrie.
Les figures 3 à 7 servent à expliquer la réalisation telle qu'elle se présente et montrent l'invention appliquée à un seul segment d'aube dans lequel les parties d'aubes 9 découpées dans un acier profilé sont soudées entre des pièces 1 et 2. les références des figures 1 et 2 s'appliquent en l'occurrence; mais dans la figure 7 figurent en plus les anneaux porteurs 18 et 19 dans lesquels sont dudgeonnés les segments d'aubes. le dudgeonnage se fait en repoussant la matière à pression aux points 20 et 21.
Avant l'introduction des pièces 1 et 2 des segments d'aubes (et des autres pièces 3-17), on recourbe les segments d'aubes à la main ou à l'aide de dispositifs appropriés au diamètre des anneaux porteurs 18 et 19, ainsi que le montre la figure 6, en opposition à la forme encore droite représentée par la figure 4.
Il ressort des figures qu'avec la disposition conforme
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à l'invention on forme des triangles d'appui qui emp&cbent l'anneau de tête et l'anneau de pied de tourner l'un par rapport à l'autre, sans que les extrémités des aubes doivent résister à des moments de flexion. Il ne se produit, en l'occurrence, ainsi que l'on sait, que des efforts de traction et de pression.
Les triangles d'appui sont formas de manière qu'il ne se produit pas d'élargissement ou de rétrécissement exagéré du pas de 1%ubage, bien que l'on ne fasse usage comme étrésillons d'appui que des aubes elles-mêmes. Avec cette disposition, on peut, même en faisant appel à une fixation d'aubes bon marché, transmettre de grandes forces périphériques, sans qu'il se fasse sentir pour cela d'inconvénients perceptibles dans la pratique.
Les figures ne donnent que des exemples de réalisation schématiques nullement limitatifs de l'invention.
REVENDICATIONS.
I. Aubage pour machines centrifuges à admission radiale, de préférence turbines à gaz ou à vapeur, dans lesquelles les deux extrémités des aubes sont maintenues par des anneaux fermés sans fin, caractérisé par le fait que les aubes possèdent dans la direction périphérique une inclinaison sur l'axe central qui va en se modifiant continuellement dans la couronne de l'aubage.