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"Turbo machine-axiale avec réglage des aubes directrices".
L'invention se rapporte à une turbo-machine axiale avec mécanisme de réglage des aubes directrices, dont les pièces sont directement reliées avec les extrémités motrices des pivots des aubes directrices, à l'intérieur du bâti de la machine. Cette machine est connue sous le nom de compresseur. axial.
Le compresseur axial déjà connu, possède un sup- port pour les aubes directrices, qui est traversé radialement par les pivots des aubages, Comme les points de traversées des pivots d'aubages ne sont pas étanches, l'espace annulai- re entre ce support et le bâti de la machine, est rempli par un fluide qui se trouve à une pression plus élevée que la
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pression qui règne autour dû compresseur. Les pièces du mécanisme de réglage des aubages directeurs, qui se trou- vent dans cette chambre annulaire, sont montées sur les couronnes de réglage des aubes directrices et sont mues Par des tringles de commande munies de pignons dentés, qui sont disposées dans cette chambre annulaire, et qui sont action- nées à partir de la chambre d'admission du compresseur.
Mais la transmission des efforts de réglage au moyen de trin- gles est sujette à des coincements et trop "molle". En outre, pour diverses raisons, il est indiqué, de subdiviser l'espace annulaire, au moyen de parois perpendiculaires à l'axe de la machine, en chambres plus petites, de telle sorte que chacune de celles-ci renferment, au maximum, seu- lement quelques unes des couronnes de réglage des aubes di- rectrices. De cette manière, on peut empêcher un passage continu du fluide, par les jeux des points de traversées des pivots, du circuit principal de passage du fluide vers les endroits où règne une pression plus basse; ch empêche ainsi l'encrassement de ces jeux et/ou des paliers de pivots par la poussière et la saleté qui peut se trouver dans le fluide qui circule, ce qui réduit fortement l'usure des pièces du mécanisme de réglage.
Mais quand ces parois transversales sont prévues, de nombreuses bottes à bourrage sont néces- saires pour le passage des tringles de commande, de manière à empêcher une égalisation de la pression entre les chambres annulaires. Cette disposition est donc coûteuse et augmen- te les dangers de coincement.
Suivant l'invention, pour éviter ces inconvé- nien@s, on s'arrange de telle manière, que par rapport au nombre total des aubes directrices orientables qui sont montées sur une couronne de réglage, il n'y a plus que quel- que. arbres d'entraînement qui doivent traverser le bâti
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pour chaque couronne de réglage des aubages, arbres d'entraî- nement dont les extrémités motrices sont reliées directe- ment aux pièces du mécanisme de réglage. Dans ce qui suit, pour des raisons de simplicité, on n'envisagera, pour chaque étage du compresseur, qu'un seul arbre d'entraînement pour chacune des couronnes de réglage des aubes directrices @e qui d'ailleurs suffit très souvent.
L'arbre d'entraînement, les pièces du mécanis- me de réglage et les pivots des aubes directrices se trouvent donc maintenant très près les uns des autres de sorte que la transmission des efforts de réglage et le mé- canisme de transmission ne sont plus "mous",. Les coince ments ne peuvent se produire, car il n'y a plus de tringles de commande. Chaque couronne de réglage des aubes direc- trices possède maintenant son propre arbre d'entraînement
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46 P<Wt ve&if à pro'pro Ohfw âMtM't, oHHMt que lie. soit obligé de faire traverser les paroi. transversales par des tringles de commande. Les axes des arbres d'entraîne- ment et les pivots correspondants se trouvent maintenant au moins sensiblement, dans un même plan transversal de la machine.
On connatt cependant déjà une turbo machine semblable au compresseur axial déjà mentionné, dans laquelle l'arbre d'un aervo moteur pénètre dans la chambre d'admis- sion de la machine en traversant le bâti, et dont l'extréai té motrice est reliée directement aux pièces du mécanisme de réglage de plusieurs couronnes d'aubes orientables. M@ ici également, on doit prévoir des tringles de commande @ nies de pignons dentés, ceux-ci étant du type conique @@ venant embrayer avec des pignons coniques fixés sur les @@ trémités motrices des pivots des aubes directrices.
Les parois transversales dont il a été question, n'@@@
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pas ici. Les inconvénients sont dans ce dernier cas, au moins aussi grande qu'avec le compresseur mentionné plus haut.
De préférence, on placera, de la manière déjà connue, les pièces du mécanisme de réglage et les extrémités motrices des pivots des aubes directrices, dans une chambre annulaire délimitée par le support des aubes directrices, le bâti et deux parois perpendiculaires à l'axe de la ma- chine, chambre annulaire qui est associée uniquement à la couronne d'aubages orientables en course, avec l'arbre d'en- traînement pénétrant dans cette chambre annulaire.
L'arbre d'entraînement et les pivots peuvent être des pièces de la machine distinctes les unes des au- tres. En particulier, et de la manière déjà connue, on peut prévoir un pignon denté calé sur l'arbre d'entraîne-
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mtnt #* un mu som tilt 1" ,. MM # 4414t de 16 couronne d'aubages orientables, qui vient embrayer avec ce pignon, des pignons montés sur les extrémités motrices des pivots venant embrayer avec cet anneau. Mais suivant l'in- vention, on peut également s'arranger pour que, quand l'ar- bre d'entraînement est également le pivot des aubes direc. trices, tous les pignons utilisés soient identiques, dis- posés sur un même diamètre et viennent embrayer avec une seule couronne dentée de l'anneau.
L'invention est utilisée par exemple dans les compresseurs axiaux.
Le dessin représente une coupe dans le sens de la longueur de la machine, de deux exemples de réalisation de l'objet de l'invention.
Dans la figure 1, on voit en 16 l'arbre du compresseur axial, en 17 une aube mobile, en 18 une aube directrice orientable, en 10 un bâti intérieur ou support des aube.: directrices et en 11 J.e bâti extérieur.
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La bâti extérieur 11 est constitué par plusieurs corpa cylindriques creux 12, des parois transversales 13 étant fixées entre ces corps cylindriques 12 et vissées sur des nervures 23 du bâti intérieur 10. On constitue ainsi des chambres annulaires 14, qui correspondent cha- cune à un étage du compresseur, qui sont remplies par le fluide à comprimer, qui se trouve à une pression qui est déterminée par les fuites qui se produisent par les jeux
15 des points de traversée des pivots 19 -disposés ra- dialement- des aubes directrices correspondantes 18, à travers le bâti intérieur 10. Pour chaque étage, les pivots 19 sont montés dans des douilles ou nervures an- nulaires 20 du bâti intérieur 10, et tournent dans des roulements à rouleaux 21 et 22.
On peut prévoir sur ces traversées, des bagues d'étanchéité, par exemple en feutre, pour protéger, de la poussière qui peut se trouver dans le fluide à comprimer, les pièces qui se trouvent dans la chambre annulaire 14.
Dans chaque étage, le bâti extérieur 11 n'est traversé que par un seul arbre d'entraînement 24, qui est disposé radialement, Le point de traversée est rendu étan- che au moyen d'une boite à bourrage 26, qui est la seule pour chaque étage du compresseur, Le frottement est par conséquent faible, et les fuites pratiquement inexistantes.
L'effort nécessaire pour le réglage est transmis par l'in- termédiaire d'une crémaillère 25 à une roue dentée 28, puis à l'arbre d'entratnement 24, à la roue dentée 29, calé sur cet arbre à la couronne dentée annulaire 31, à l'anneau 30, à /la couronne dentée annulaire 32, aux pignons 33 des pivots puis par l'intermédiaire de ces pivots 19 aux aubes directrices 18. L'anneau 30 est monté axialement entre la douille 20 et la nervure 23 du bâti intérieur (ro-
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tation sur coussinets lisses) et supporté radialement par les roulements à rouleaux 27.
Les arbres d'entraînement 24 qui se suivent le long de l'axe peuvent également être mis en mouvement indépendamment les uns des autres. On peut obtenir des angles de rotation différents pour les différentes couron- nes, en donnant aux pignons dentés 28, 29 ou 33 des diamètres différents.
Suivant la figure 2, l'arbre d'entraînement et un des pivots sont constitués par une même pièce pour chaque couronne d'orientation des aubages. C'est l'arbre d' entraînement disposé radialement 37. Il est le seul qui doit traverser le bâti 38 de la machine. L'étanchéité est de nouveau obtenue par une boîte à bourrage 26. Les pivots 18 des aubes -qui sont également disposés radia- lement mais non représentés- de la même couronne se trou- vent dans des trous borgnes -non représentés- du bâti 38.
L'arbre 37 et ces pivots se trouvent dana un même plan transversal du compresseur. Sur l'arbre 37 et sur les pivots on monte les mêmes pignons dentés 39. Ils sont pla- cés sur le même diamètre et embrayent avec une seule cou- ronne dentée 40 de l'anneau 41. Cet anneau 41 est maintenu axialement par la paroi latéraled'une rainure annu- laire 36 du bâti, rainure dans laquelle se trouvent le pignon denté 39 et l'anneau 41, qui est maintenu radia- lement contre le fond de la rainure au moyen de roulements à rouleaux 42. Les rainures 36 et les rainures annulai , res 34, qui se trouvent en face des aubages tournants 17, @o@@ fermées par des plaques annulaires 35.
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"Machine-axial turbo with adjustment of the guide vanes".
The invention relates to an axial turbo-machine with a guide vane adjustment mechanism, the parts of which are directly connected with the driving ends of the guide vane pivots, inside the frame of the machine. This machine is known as a compressor. axial.
The already known axial compressor has a support for the guide vanes, which is traversed radially by the pivots of the blades, As the crossing points of the blade pivots are not sealed, the annular space between this support and the machine frame, is filled with a fluid which is at a pressure higher than the
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pressure around the compressor. The parts of the guide vane adjustment mechanism, which are located in this annular chamber, are mounted on the guide vane adjustment rings and are driven by control rods provided with toothed pinions, which are arranged in this annular chamber. , and which are operated from the compressor intake chamber.
However, the transmission of adjustment forces by means of links is prone to jamming and too "soft". In addition, for various reasons, it is recommended to subdivide the annular space, by means of walls perpendicular to the axis of the machine, into smaller chambers, so that each of these contain, at most, only a few of the guide vane setting rings. In this way, it is possible to prevent a continuous passage of the fluid, by the clearances of the crossing points of the pivots, of the main circuit for the passage of the fluid to the places where there is a lower pressure; ch thus prevents the fouling of these clearances and / or of the pivot bearings by dust and dirt which may be in the circulating fluid, which greatly reduces the wear of the parts of the adjustment mechanism.
However, when these transverse walls are provided, numerous stuffing boots are necessary for the passage of the control rods, so as to prevent equalization of the pressure between the annular chambers. This arrangement is therefore costly and increases the danger of jamming.
According to the invention, to avoid these drawbacks, it is arranged in such a way that compared to the total number of orientable guide vanes which are mounted on an adjusting ring, there is only a few left. than. drive shafts that must pass through the frame
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for each vane adjusting ring, drive shafts whose driving ends are directly connected to the parts of the adjusting mechanism. In what follows, for reasons of simplicity, for each stage of the compressor, only one drive shaft will be considered for each of the guide vane adjustment rings @e which moreover is very often sufficient.
The drive shaft, the parts of the adjustment mechanism and the pivoting of the guide vanes are now located very close to each other so that the transmission of the adjustment forces and the transmission mechanism are no longer. "soft" ,. Entrapments cannot occur because there are no longer any control rods. Each guide vane adjusting ring now has its own drive shaft.
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46 P <Wt ve & if to pro'pro Ohfw âMtM't, oHHMt que lie. is obliged to make cross the walls. transverse by control rods. The axes of the drive shafts and the corresponding pivots are now located at least substantially, in the same transverse plane of the machine.
However, we already know a turbo machine similar to the axial compressor already mentioned, in which the shaft of an aervo motor enters the intake chamber of the machine by passing through the frame, and of which the drive end is connected. directly to the parts of the adjustment mechanism of several swivel blade crowns. M @ here also, it is necessary to provide control rods @ nies of toothed gears, these being of the conical type @@ coming into engagement with bevel gears fixed on the driving hoppers of the pivoting blades of the guide vanes.
The transverse walls referred to, n '@@@
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not here. The disadvantages are in the latter case at least as great as with the compressor mentioned above.
Preferably, in the manner already known, the parts of the adjustment mechanism and the driving ends of the pivots of the guide vanes will be placed in an annular chamber delimited by the support for the guide vanes, the frame and two walls perpendicular to the axis. of the machine, annular chamber which is associated only with the ring of blades orientable in travel, with the drive shaft entering this annular chamber.
The drive shaft and the pivots may be parts of the machine which are distinct from each other. In particular, and in the manner already known, it is possible to provide a toothed pinion wedged on the drive shaft.
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mtnt # * a mu som tilt 1 ",. MM # 4414t with 16 swivel blading ring gear, which engages with this pinion, pinions mounted on the driving ends of the pivots engaging with this ring. But according to the in- vention, it is also possible to arrange that, when the drive shaft is also the pivot of the guide vanes, all the pinions used are identical, arranged on the same diameter and come to engage with a single ring gear crown.
The invention is used for example in axial compressors.
The drawing shows a section along the length of the machine, of two embodiments of the object of the invention.
In FIG. 1, the shaft of the axial compressor can be seen at 16, at 17 a movable vane, at 18 an orientable guide vane, at 10 an internal frame or support for the vane: guiding and at 11 J.e external frame.
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The outer frame 11 is formed by several hollow cylindrical corpus 12, transverse walls 13 being fixed between these cylindrical bodies 12 and screwed onto ribs 23 of the inner frame 10. Annular chambers 14 are thus formed, each of which corresponds to one. compressor stage, which are filled with the fluid to be compressed, which is at a pressure which is determined by the leaks that occur by the clearances
15 of the crossing points of the pivots 19 - arranged radially - of the corresponding guide vanes 18, through the internal frame 10. For each stage, the pivots 19 are mounted in sockets or annular ribs 20 of the internal frame 10, and rotate in roller bearings 21 and 22.
Sealing rings, for example made of felt, can be provided on these feedthroughs to protect the parts which are in the annular chamber 14 from the dust which may be in the fluid to be compressed.
In each stage, the outer frame 11 is only crossed by a single drive shaft 24, which is disposed radially. The crossing point is sealed by means of a stuffing box 26, which is the only one. for each stage of the compressor, the friction is consequently low, and the leaks practically non-existent.
The force necessary for the adjustment is transmitted by means of a rack 25 to a toothed wheel 28, then to the drive shaft 24, to the toothed wheel 29, wedged on this shaft to the toothed ring gear. annular 31, to the ring 30, to / the annular toothed ring 32, to the pinions 33 of the pivots and then via these pivots 19 to the guide vanes 18. The ring 30 is mounted axially between the sleeve 20 and the rib 23 of the interior frame (ro-
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bearing on plain bearings) and supported radially by roller bearings 27.
The drive shafts 24 which follow each other along the axis can also be set in motion independently of each other. Different angles of rotation can be obtained for the different crowns by giving the toothed pinions 28, 29 or 33 different diameters.
According to Figure 2, the drive shaft and one of the pivots are formed by the same part for each slewing ring of the blades. This is the radially disposed drive shaft 37. It is the only one which must pass through the frame 38 of the machine. The tightness is again obtained by a stuffing box 26. The pivots 18 of the vanes -which are also disposed radially but not shown- of the same ring are found in blind holes -not shown- of the frame 38 .
The shaft 37 and these pivots are located in the same transverse plane of the compressor. The same toothed pinions 39 are mounted on the shaft 37 and on the pivots. They are placed on the same diameter and engage with a single toothed crown 40 of the ring 41. This ring 41 is held axially by the side wall of an annular groove 36 of the frame, in which groove are located the toothed pinion 39 and the ring 41, which is held radially against the bottom of the groove by means of roller bearings 42. The grooves 36 and the annular grooves, res 34, which are located opposite the rotating blades 17, @ o @@ closed by annular plates 35.