EP4569207A1 - Élément de protection pour un tambour de compresseur et procédé de réparation d'un tambour de compresseur - Google Patents

Élément de protection pour un tambour de compresseur et procédé de réparation d'un tambour de compresseur

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Publication number
EP4569207A1
EP4569207A1 EP23736389.0A EP23736389A EP4569207A1 EP 4569207 A1 EP4569207 A1 EP 4569207A1 EP 23736389 A EP23736389 A EP 23736389A EP 4569207 A1 EP4569207 A1 EP 4569207A1
Authority
EP
European Patent Office
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compressor drum
protective element
downstream
intended
upstream
Prior art date
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Pending
Application number
EP23736389.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Hilaire LEXILUS
Thomas Jean Georges SEGUIN
Davy CLERC
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
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Filing date
Publication date
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    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3092Protective layers between blade root and rotor disc surfaces, e.g. anti-friction layers
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
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    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
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    • F01D5/3038Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot the slot having inwardly directed abutment faces on both sides
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    • F04D29/322Blade mountings
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    • F05D2300/50Intrinsic material properties or characteristics
    • F05D2300/509Self lubricating materials; Solid lubricants

Definitions

  • the present invention relates to a protective element of a low-pressure turbomachine compressor drum.
  • the invention finds a particularly advantageous application for the repair of a used low pressure compressor drum.
  • the invention could also be implemented at the end of production with a low pressure compressor drum in new condition.
  • the operating principle of a turbomachine fan is to compress the air penetrating inside the engine. A large part of this air constitutes the secondary flow and the other part constitutes the primary flow. The latter passes through a low pressure compressor attached to the fan, through a high pressure compressor, through the combustion chamber, through the high pressure turbine and, finally, through the low pressure turbine before being ejected.
  • the compression carried out by the blower is carried out in two phases. Following a first phase, a mobile blade provides acceleration to the air particles, by deflecting them relative to the axis of the engine.
  • the movable blade comprises a plurality of blades mounted on a cylindrical hub called a "fan disk” driven in rotation by the low pressure turbine.
  • a fixed blade slows down the air particles and transforms part of their speed into pressure.
  • This fixed vane is called OGV (for "Outlet Guide Vane” in English) or "rectifier” because it brings the flow of air, accelerated by the movable vane, back into the axis of the engine.
  • low pressure compressor located downstream of the fan.
  • the low pressure compressor has moving blades mounted on a cylindrical part called a compressor drum as well as rectifiers made up of fixed blades.
  • low pressure compressors can have 3 to 5 stages, a compressor stage being composed of a wheel of moving blades and a grid of corresponding rectifiers.
  • the movable blades 1 are installed in a corresponding cell 2 of the compressor drum 4 via an introduction window 3 following the following steps: i - we insert, following the arrow F1, a first blade 1 into the cell 2 through the introduction window 3. ii - once the blade 1 is inserted, we shift it tangentially according to the arrow F2 in sliding it into the cell 2 in order to release the introduction window 3. The first blade 1 is then installed. ill - we can then insert the next blade and repeat the operation until all the blades 1 are installed inside the cell 2.
  • micro-displacements of the blades 1 inside the cell 2 at the location of a contact surface between the surfaces 6 of the blade roots 7 and the surfaces 5 of the cell 2 can locally use said spans 5 of cell 2.
  • the invention aims to effectively remedy the aforementioned drawbacks by proposing a protective element for a compressor drum intended to be placed at least in part between a blade root and the compressor drum comprising:
  • a first side wall comprising an internal portion intended to cover an internal rounded portion of a cell of the compressor drum, a bearing portion intended to cover a blade root bearing of the cell, and an external portion intended to cover an external rounded portion of the compressor drum,
  • a second side wall comprising a projecting portion intended to cooperate with a mounting groove made in a vertical face of the compressor drum.
  • the invention thus makes it possible to restore the contact interface between the surfaces of the cell of the drum and the moving blades.
  • the invention therefore makes it possible to install moving blades in the compressor drum in the same position as on a new drum coming out of manufacturing.
  • the connecting wall is elastically deformable so as to allow mounting of the protective element on the compressor drum.
  • said protective element comprises a recess intended to be placed opposite a portion of a blade insertion window made in the compressor drum.
  • said protective element comprises at least one recess intended to be placed opposite a portion of a blade lock insertion window.
  • the connecting wall comprises at least one opening for the passage of a projecting portion of a passage zone of a seal.
  • said protective element is constituted by a folded sheet metal having a thickness of between 0.2mm and 0.4mm.
  • said protective element is made of a nickel-based metallic material.
  • the bearing portion is covered by a layer of lubricating varnish.
  • a tangential length of the protection element is greater than a tangential length of one blade platform and less than or equal to a tangential length of five blade platforms.
  • the invention also relates to a method of repairing a compressor drum comprising:
  • machining step intended to eliminate wear on the bearing surfaces of the compressor drum so as to define a cell having upstream and downstream bearing surfaces having regular surfaces
  • said method further comprises a step of machining a passage zone of a seal so as to present an alternation of projecting portions and flat portions for facilitate installation of a protective element on the compressor drum.
  • each protective element is installed by applying a radial force to the protective element, such that a connecting wall of the protective element is deformed to allow a projecting portion of each protective element to cooperate with a corresponding mounting groove before returning to its initial planar shape so as to cover a corresponding external face of the compressor drum.
  • said method further comprises a step of machining external faces of the compressor drum located respectively upstream and downstream of the cell.
  • FIG. 1 Figure 1, already described, is a perspective view illustrating the assembly of the blades inside a low pressure compressor drum cell
  • FIG. 2 Figure 2, already described, is a cross-sectional view of a cell of a compressor drum illustrating the wear of the bearing surfaces by the blade root;
  • Figure 3 is a longitudinal sectional view of a front part of a turbomachine;
  • Figure 4 is a perspective view of a low pressure compressor drum on which the repair method according to the invention is implemented;
  • Figure 5 is a cross-sectional view of a cell of the low-pressure compressor drum on which the repair method according to the invention is implemented;
  • Figure 6a is a partial perspective view of a cell of the compressor drum after a machining step of the repair process according to the invention
  • Figure 6b is a detailed perspective view of the cell of Figure 6a highlighting the machining of a groove for receiving a seal;
  • Figure 7a is a perspective view of an upstream protection element for a compressor drum according to the invention having a standard configuration
  • Figure 7b is a perspective view of a downstream protection element for a compressor drum according to the invention having a standard configuration
  • Figure 8a is a perspective view of an upstream protection element for a compressor drum according to the invention having a "lock" type configuration
  • Figure 8b is a perspective view of a downstream protection element for a compressor drum according to the invention having a “lock” type configuration
  • FIG. 9 shows the different stages of installation of a protective element according to the invention inside a cell of a low pressure compressor drum;
  • Figure 10 is a perspective view of a cell of a low pressure compressor drum in which protection elements according to the invention have been installed;
  • Figure 11 is a perspective view illustrating the installation of blades inside a low pressure compressor drum cell in which protection elements according to the invention have been installed;
  • Figure 12 is a perspective view illustrating the positioning of the upstream and downstream protection elements according to the invention between the surfaces of a blade and the surfaces of a cell of a low pressure compressor drum.
  • Figure 3 shows the front part of a turbomachine 10 comprising a fan 11 provided with a movable vane 12 intended to accelerate the air particles, deflecting them relative to the axis of the engine.
  • the movable blade 12 comprises a plurality of blades 13 mounted on a cylindrical hub 14 called “fan disk” driven in rotation by the low pressure turbine.
  • a fixed vane 15 located downstream of the movable vane 12 slows down the air particles and transforms part of their speed into pressure.
  • This fixed vane 15 is called OGV (for "Outlet Guide vane") in English or “rectifier” because it brings the flow of air, accelerated by the movable vane 12, into the axis of the engine.
  • a low pressure compressor 18 comprises moving blades 19 mounted on a cylindrical part called a low pressure compressor drum 20 as well as rectifiers 21 constituted by fixed blades.
  • the low pressure compressor 18 can comprise 3 to 5 stages, a compressor stage being composed of a moving blade wheel 19 and a grid of corresponding rectifiers 21.
  • the compressor drum 20 of axis X1 shown in Figure 4 has a cylindrical shape.
  • the compressor drum 20 comprises a plurality of cells 24 corresponding to the number of stages of the low pressure compressor 18.
  • Each cell 24 is a circumferential groove extending along a circumference of the drum 20 and intended to receive blade roots 25 , such that the blades 19 are angularly spaced regularly along a circumference of the compressor drum 20.
  • the compressor drum 20 has a fixing interface 22 with the hub 14 of the fan.
  • a cell 24 is delimited by a surface of the upstream blade root 26.1 against which abuts a surface of the blade root 25 of corresponding shape, an upstream internal rounded portion 27.1, a cell bottom 28, a downstream internal rounded portion 27.2 and a downstream blade root surface 26.2 against which abuts a downstream blade root surface 26.2 of corresponding shape.
  • the upstream blade root surfaces 26.1 and downstream 26.2 form an angle not relative to the cell bottom 28, so that the cell 24 generally has a trapezoidal shape complementary to that of a foot blade 25. This ensures radial retention of the blades 19 when the compressor drum 20 is rotating.
  • An upstream external rounded portion 29.1 and a downstream external rounded portion 29.2 are located respectively in an extension of the upstream 26.1 and downstream 26.2 blade root surface of the corresponding cell 24.
  • the compressor drum 20 also includes an upstream external face 30.1 and a downstream external face 30.2.
  • the external faces 30.1, 30.2 have an annular shape of axial orientation relative to the axis X1.
  • the external faces 30.1, 30.2 are located radially towards the outside of the compressor drum 20 relative to the axis X1.
  • An upstream vertical face 31.1 and a downstream vertical face 31.2 each extend in a radial plane relative to the axis X1 of the compressor drum 20.
  • Each vertical face (upstream 31.1 respectively downstream 31.2) is located on the side opposite the corresponding face comprising the external rounded portion (upstream 29.1 respectively downstream 29.2), the blade root surface (upstream 26.1 respectively downstream 26.2), and the internal rounded portion (upstream 27.1 respectively downstream 27.2).
  • the upstream vertical face 31.1, the upstream external face 30.1, the upstream external rounded portion 29.1, the upstream blade root surface 26.1, and the upstream internal rounded portion 27.1 are made in an upstream wall 35.1 of the cell 24.
  • the downstream vertical face 31.2, the downstream external face 30.2, the downstream external rounded portion 29.2, the downstream blade root surface 26.2, and the downstream internal rounded portion 27.2 are made in a downstream wall 35.2 of the alveolus 24.
  • the compressor drum 20 further comprises an insertion window 36 for the root of the blade 25 as well as two insertion windows 37 for the blade locks arranged in either side of the insertion window 36 of the blade root 25.
  • a passage zone 40 of a seal is defined by two circumferential walls 41 coming from the external face 30.1 between which extends a groove 42 for receiving the seal (not shown).
  • the seal is intended to be placed upstream of the cell 24. However, depending on the stage of the low pressure compressor 18, the seal may be installed upstream or downstream of the cell 24.
  • a method of repairing a used low-pressure compressor drum 20 is described below.
  • a step of machining the drum 20 is carried out intended to eliminate the wear of the bearing surfaces 26.1, 26.2 of the compressor drum 20 so as to define a cell 24 having upstream 26.1 and downstream 26.2 spans having regular surfaces.
  • the machining is preferably carried out so that the cell 24 has an axisymmetric configuration, excluding insertion windows 36, 34 of the blade or lock.
  • a step of machining the compressor drum 20 is also carried out aimed at allowing the installation of the protective elements 45.1, 45.2 described in more detail below.
  • two mounting grooves 46.1, 46.2 are made respectively upstream and downstream of the cell 24 in the upstream vertical face 31.1 and in the downstream vertical face 31.2.
  • a step of machining the upstream external faces 30.1 and downstream 30.2 of the low pressure compressor drum 20 is also carried out so as to obtain regular surfaces.
  • the passage zone 40 of the seal is machined so as to form an alternation of projecting portions 48 and flat portions 49 to facilitate installation of a protective element 45.1, 45.2 on the low pressure compressor drum 20.
  • an upstream protection element 45.1 and a downstream protection element 45.2 are installed in such a way that the protection elements 45.1, 45.2 cooperate respectively with a mounting groove 46.1, 46.2 produced correspondingly. in the drum 20 and respectively cover the upstream reach 26.1 and the downstream reach 26.2 of the cell 24.
  • the protective elements 45.1, 45.2 thus fill the gap between the surfaces of the moving blade 19 and the surfaces of the cell 24 of the compressor drum 20, as shown in Figure 12.
  • each protective element 45.1, 45.2 (upstream or downstream) is intended to be arranged at least in part between a blade root 25 and the compressor drum 20.
  • the upstream protection element 45.1 also called “upstream foil” comprises a first upstream side wall 51.1, a second upstream side wall 52.1 and an upstream connecting wall 53.1 ensuring the connection between the first upstream side wall 51.1 and the second upstream side wall 52.1.
  • the first upstream side wall 51.1 comprises an upstream internal portion 54.1 intended to cover the upstream internal rounded portion 27.1 of a cell 24, an upstream bearing portion 55.1 intended to cover an upstream blade root bearing 26.1 of the cell 24 and an upstream external portion 56.1 intended to cover an upstream external rounded portion 29.1 of the drum located in an extension of the upstream blade root span 26.1.
  • the upstream span portion 55.1 forms a non-zero angle with respect to the upstream connecting wall 53.1.
  • the upstream connecting wall 53.1 is intended to cover the upstream external face 30.1 of the compressor drum 20.
  • the upstream connecting wall 53.1 has a planar shape.
  • the upstream connecting wall 53.1 is elastically deformable so as to allow mounting of the upstream protection element 45.1 on the compressor drum 20.
  • the upstream connecting wall 53 comprises at least one opening 60 for the passage of a projecting portion 48 of the joint passage zone 40. The number of passage openings depends on the configuration of the joint passage zone 40 at the location where the upstream protection element 45.1 is positioned.
  • the second upstream side wall 52.1 comprises an upstream projecting portion 57.1 intended to cooperate with the upstream mounting groove 46.1 made in an upstream vertical face 31.1 of the drum.
  • the upstream projecting portion 57.1 extends towards the inside of the upstream protection element 45.1.
  • the second upstream side wall 52.1 has an S shape.
  • the upstream protection element 45.1 has axisymmetry at the level of the cell 24.
  • the first downstream side wall 51.2 comprises a downstream internal portion
  • downstream span portion 55.2 forms a non-zero angle with respect to the downstream connecting wall 53.2.
  • the downstream connecting wall 53.2 is intended to cover the downstream external face
  • the downstream connecting wall 53.2 has a planar shape.
  • the downstream connecting wall 53.2 is elastically deformable so as to allow mounting of the downstream protection element 45.2 on the compressor drum 20.
  • the second downstream side wall 52.2 comprises a downstream projecting portion
  • the downstream protection element 45.2 intended to cooperate with the downstream mounting groove 46.2 made in the downstream vertical face 31.2 of the drum 20.
  • the downstream projecting portion 57.2 extends towards the inside of the downstream protection element 45.2.
  • the second downstream side wall 52.2 has an S shape.
  • the downstream protection element 45.2 has axisymmetry at the level of the cell 24.
  • the upstream protection element 45.1 comprises an upstream recess 63.1 intended to be placed facing an upstream portion of a blade insertion window 36 made in the low pressure compressor drum 20.
  • the upstream recess 63.1 is made in the upstream external portion 56.1 and in the upstream connecting wall 53.1 of the upstream protection element 45.1.
  • the upstream protection element 45.1 also includes recesses 64.1 each intended to be arranged opposite a portion of a blade lock insertion window 37.
  • the downstream protection element 45.2 comprises a downstream recess 63.2 intended to be arranged facing a downstream portion of an insertion window 36 blade made in the compressor drum 20.
  • the downstream recess 63.2 is made in the downstream external portion 56.2 and in the downstream connecting wall 53.2 of the downstream protection element 45.2.
  • the downstream protection element 45.2 also includes recesses 64.2 intended to be arranged opposite a portion of a blade lock insertion window 37.
  • each protective element 45.1, 45.2 is constituted by a folded sheet having a thickness of between 0.2 mm and 0.4 mm.
  • the thickness of the sheet can be adapted to the need for repair so as to compensate for the level of wear of the cell 24.
  • the thin sheet is sufficiently deformable to allow the protective element 45.1, 45.2 to conform to the shape of the machined cell 24.
  • the bearing portion 55.1, 55.2 may be covered with a layer of lubricating varnish. This makes it possible to improve the contact conditions between a moving blade 19 and the corresponding surface 26.1, 26.2 of the cell 24 to maximize the life of the compressor drum 20.
  • a tangential dimension of the protective element 45.1, 45.2 is such that several moving blades 19, in particular between 1 and 5, can be in contact with the latter.
  • a tangential length of the protective element 45.1, 45.2 is greater than a tangential length of a blade platform 65 (see Figure 11) in order to prevent the surfaces of a blade 19 from being in contact with two neighboring protective elements 45.1, 45.2 generating a discontinuity of contact between the moving blade 19 and the compressor drum 20.
  • the tangential length of the protective element 45.1, 45.2 is less than or equal to a tangential length of five blade platforms 65 in order to allow deformation of the protective element 45.1, 45.2 for its mounting on the compressor drum 20. Indeed, a greater length of the protective element 45.1, 45.2 would increase its rigidity which would prevent to obtain the deformation necessary for its assembly on the compressor drum 20.
  • a radial force is applied to the protective element 45.1, such that the connecting wall 53.1 is deformed to allow the projecting portion 57.1 of the protective element 45.1 to cooperate with the mounting groove 46.1.
  • the connecting wall 53.1 then returns to its initial planar shape so as to cover the external face 30.1 of the compressor drum 20.
  • the upstream protection element 45.1 or downstream 45.2 is held respectively around an upstream wall 35.1 or downstream 35.2 of a cell 24.
  • a plurality of upstream protection elements 45.1 are thus arranged edge to edge to follow the circumference of an upstream wall 35.1 of the cell 24 of the drum.
  • a plurality of downstream protection elements 45.2 are arranged edge to edge to follow the circumference of a downstream wall 35.2 of the cell 24 of the drum.
  • the geometry of the protective element 45.1, 45.2 (standard or lock) is adapted, depending on the configuration of the cell 24 in the installation zone of the protective element 45.1, 45.2.
  • the blades 19 can then be installed inside the cell 24 via the window introduction 36 following the method previously described with reference to Figure 1. Blade locks are then put in place via the windows 37 to prevent the blades 19 from moving inside the cell 24.
  • the invention also relates to the assembly formed by a protective element 45.1, 45.2 and the compressor drum 20.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

La présente invention porte sur un élément de protection (45.1, 45.2) pour un tambour de compresseur (20) destiné à être disposé au moins en partie entre un pied d'aube (25) et le tambour de compresseur (20) comportant: - une première paroi latérale (51.1, 51.2) comportant une portion interne (54.1, 54.2) destinée à recouvrir une portion arrondie interne d'une d'alvéole (24), une portion de portée (55.1, 55.2) destinée à recouvrir une portée de pied d'aube de l'alvéole (24), et une portion externe (56.1, 56.2) destinée à recouvrir une portion arrondie externe du tambour de compresseur (20), - une paroi de liaison (53.1, 53.2) destinée à recouvrir une face externe du tambour de compresseur (20), et - une deuxième paroi latérale (52.1, 52.2) comportant une portion saillante (57.1, 57.2) destinée à coopérer avec une gorge de montage (46.1, 46.2) réalisée dans une face verticale du tambour de compresseur (20).

Description

DESCRIPTION
TITRE :
ÉLÉMENT DE PROTECTION POUR UN TAMBOUR DE COMPRESSEUR ET PROCÉDÉ DE RÉPARATION D'UN TAMBOUR DE COMPRESSEUR
[0001] La présente invention porte sur un élément de protection d'un tambour de compresseur basse pression de turbomachine. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour la réparation d'un tambour de compresseur basse pression usagé. Toutefois, l'invention pourra également être mise en oeuvre en sortie de production avec un tambour de compresseur basse pression dans un état neuf.
[0002] Le principe de fonctionnement d’une soufflante de turbomachine est de comprimer l’air pénétrant à l'intérieur du moteur. Une grande partie de cet air constitue le flux secondaire et l’autre partie constitue le flux primaire. Ce dernier passe par un compresseur basse pression solidaire de la soufflante, par un compresseur haute pression, par la chambre de combustion, par la turbine haute pression et, pour finir, par la turbine basse pression avant d’être éjecté.
[0003] La compression réalisée par la soufflante est effectuée en deux phases. Suivant une première phase, un aubage mobile, procure une accélération aux particules d'air, en les déviant par rapport à l’axe du moteur. L'aubage mobile comporte une pluralité d'aubes montées sur un moyeu cylindrique appelée "disque fan" entraîné en rotation par la turbine basse pression.
[0004] Suivant une deuxième phase, un aubage fixe ralentit les particules d'air et transforme une partie de leur vitesse en pression. Cet aubage fixe est appelé OGV (pour "Outlet Guide Vane" en anglais) ou "redresseur" car il ramène l’écoulement de l’air, accéléré par l’aubage mobile, dans l’axe du moteur.
[0005] Le même principe est appliqué par le compresseur basse pression situé en aval de la soufflante. Le compresseur basse pression comporte des aubes mobiles montées sur une pièce cylindrique appelée tambour de compresseur ainsi que des redresseurs constitués par des aubes fixes. En fonction des turbomachines, les compresseurs basse pression peuvent comporter 3 à 5 étages, un étage de compresseur étant composé d’un roue d’aubes mobiles et d’une grille de redresseurs correspondants.
[0006] Comme cela est illustré par la figure 1 , pour chaque étage du compresseur basse pression, les aubes mobiles 1 sont installées dans une alvéole 2 correspondante du tambour de compresseur 4 par l'intermédiaire d'une fenêtre d’introduction 3 suivant les étapes suivantes: i - on insère, suivant la flèche F1 , une première aube 1 dans l’alvéole 2 à travers la fenêtre d’introduction 3. ii - une fois l’aube 1 insérée, on la décale tangentiellement suivant la flèche F2 en la faisant glisser dans l'alvéole 2 afin de libérer la fenêtre d’introduction 3. La première aube 1 est alors installée. ill - on peut alors insérer l’aube suivante et recommencer l’opération jusqu’à ce que toutes les aubes 1 soient installées à l’intérieur de l’alvéole 2.
[0007] Lors de la mise en rotation de la turbomachine et donc du tambour de compresseur 4, les aubes mobiles 1 sont retenues radialement par les portées 5 de l’alvéole 2, tel que cela est illustré par la figure 2. Un tel montage des aubes mobiles 1 dans une alvéole 2 de tambour de compresseur 4 est une installation classique et éprouvée de l’état de la technique.
[0008] Néanmoins, des micro-déplacements des aubes 1 à l'intérieur de l'alvéole 2 à l'endroit d'une surface de contact entre les portées 6 des pieds d'aube 7 et les portées 5 de l'alvéole 2 peuvent user localement lesdites portées 5 de l'alvéole 2.
[0009] Cette usure représentée par les traits discontinus sur la figure 2 est susceptible de réduire les jeux radiaux situés au-dessus des aubes mobiles 1 , ce qui engendre un risque de pénétration non maîtrisée des aubes mobiles 1 dans les joints abradables. L'usure risque également de créer des décalages axiaux des aubes mobiles 1 susceptibles d'interférer avec les aubes fixes. En outre, les écarts de positons entre les aubes mobiles 1 impactent l’équilibrage du tambour de compresseur 4. [0010] Le montage d'aubes mobiles 1 sur un tambour de compresseur 4 usé peut également être affecté, dans la mesure où il existe un risque qu'une aube mobile 1 se trouve à cheval entre une partie non-usée et une partie usée des portées 5 du tambour de compresseur 4.
[0011] Une usure importante pourra en outre altérer la tenue mécanique du tambour de compresseur 4 basse pression susceptible de casser en cours de fonctionnement.
[0012] L'invention vise à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant un élément de protection pour un tambour de compresseur destiné à être disposé au moins en partie entre un pied d'aube et le tambour de compresseur comportant:
- une première paroi latérale comportant une portion interne destinée à recouvrir une portion arrondie interne d'une d'alvéole du tambour de compresseur, une portion de portée destinée à recouvrir une portée de pied d'aube de l'alvéole, et une portion externe destinée à recouvrir une portion arrondie externe du tambour de compresseur,
- une paroi de liaison destinée à recouvrir une face externe du tambour de compresseur, et
- une deuxième paroi latérale comportant une portion saillante destinée à coopérer avec une gorge de montage réalisée dans une face verticale du tambour de compresseur.
[0013] L’invention permet ainsi de restaurer l’interface de contact entre les portées de l'alvéole du tambour et les aubes mobiles. L'invention permet donc d’installer des aubes mobiles dans le tambour de compresseur dans la même position que sur un tambour neuf sortant de fabrication.
[0014] Selon une réalisation de l'invention, la paroi de liaison est élastiquement déformable de façon à permettre un montage de l'élément de protection sur le tambour de compresseur. [0015] Selon une réalisation de l'invention, ledit élément de protection comporte un évidement destiné à être disposé en regard d'une portion d'une fenêtre d'introduction d'aube réalisée dans le tambour de compresseur.
[0016] Selon une réalisation de l'invention, ledit élément de protection comporte au moins un évidement destiné à être disposé en regard d'une portion d'une fenêtre d'introduction de verrou d'aube.
[0017] Selon une réalisation de l'invention, la paroi de liaison comporte au moins une ouverture de passage d'une portion saillante d'une zone de passage d'un joint d’étanchéité.
[0018] Selon une réalisation de l'invention, ledit élément de protection est constitué par une tôle pliée ayant une épaisseur comprise entre 0.2mm et 0.4mm.
[0019] Selon une réalisation de l'invention, ledit élément de protection est réalisé dans un matériau métallique à base nickel.
[0020] Selon une réalisation de l'invention, la portion de portée est recouverte par une couche de vernis lubrifiant.
[0021] Selon une réalisation de l'invention, une longueur tangentielle de l'élément de protection est supérieure à une longueur tangentielle d’une plateforme d'aube et inférieure ou égale à une longueur tangentielle de cinq plateformes d'aubes.
[0022] L'invention a également pour objet un procédé de réparation d'un tambour de compresseur comportant:
- une étape d'usinage destinée à supprimer une usure de portées du tambour de compresseur de façon à définir une alvéole ayant des portées amont et aval ayant des surfaces régulières,
- une étape d'usinage de deux gorges de montage respectivement en amont et en aval de l’alvéole, et
- une étape d'installation d'un élément de protection amont et d'un élément de protection aval de telle façon que les éléments de protection coopèrent respectivement avec une gorge de montage correspondante réalisée dans le tambour de compresseur et recouvrent les portées amont et aval de l'alvéole.
[0023] Selon une mise en oeuvre de l'invention, ledit procédé comporte en outre une étape d'usinage d'une zone de passage d'un joint d’étanchéité de façon à présenter une alternance de portions saillantes et de portions planes pour faciliter une installation d'un élément de protection sur le tambour de compresseur.
[0024] Selon une mise en oeuvre de l'invention, chaque élément de protection est installé par application d'un effort radial sur l'élément de protection, de telle façon qu'une paroi de liaison de l'élément de protection est déformée pour permettre à une portion saillante de chaque élément de protection de coopérer avec une gorge de montage correspondante avant de reprendre sa forme plane initiale de façon à recouvrir une face externe correspondante du tambour de compresseur.
[0025] Selon une mise en oeuvre de l'invention, ledit procédé comporte en outre une étape d'usinage de faces externes du tambour de compresseur situées respectivement en amont et en aval de l’alvéole.
[0026] La présente invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentés à titre d’exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l’exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles:
[0027] [Fig. 1] La figure 1 , déjà décrite, est une vue en perspective illustrant le montage des aubes à l’intérieur d’une alvéole de tambour de compresseur basse pression ;
[0028] [Fig. 2] La figure 2, déjà décrite, est une vue en coupe transversale d’une alvéole d'un tambour de compresseur illustrant l’usure des portées par le pied d'aube;
[0029] [Fig. 3] La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d’une partie avant d’une turbomachine; [0030] [Fig. 4] La figure 4 est une vue en perspective d’un tambour de compresseur basse pression sur lequel est mis en oeuvre le procédé de réparation selon l'invention ;
[0031] [Fig. 5] La figure 5 est une vue en coupe transversale d'une alvéole du tambour de compresseur basse pression sur lequel est mis en oeuvre le procédé de réparation selon l’invention;
[0032] [Fig. 6a] La figure 6a est une vue en perspective partielle d’une alvéole du tambour de compresseur après une étape d’usinage du procédé de réparation selon l’invention;
[0033] [Fig. 6b] La figure 6b est une vue en perspective détaillée de l'alvéole de la figure 6a mettant en évidence l'usinage d'une gorge de réception d'un joint d'étanchéité;
[0034] [Fig. 7a] La figure 7a est une vue en perspective d'un élément de protection amont pour tambour de compresseur selon l’invention ayant une configuration standard;
[0035] [Fig. 7b] La figure 7b est une vue en perspective d'un élément de protection aval pour tambour de compresseur selon l’invention ayant une configuration standard;
[0036] [Fig. 8a] La figure 8a est une vue en perspective d'un élément de protection amont pour tambour de compresseur selon l’invention ayant une configuration de type "verrou";
[0037] [Fig. 8b] La figure 8b est une vue en perspective d'un élément de protection aval pour tambour de compresseur selon l’invention ayant une configuration de type "verrou";
[0038] [Fig. 9] La figure 9 montre les différentes étapes d'installation d'un élément de protection selon l'invention à l'intérieur d'une alvéole d'un tambour de compresseur basse pression; [0039] [Fig. 10] La figure 10 est une vue en perspective d'une alvéole d'un tambour de compresseur basse pression dans laquelle ont été installés des éléments de protection selon l'invention;
[0040] [Fig. 11 ] La figure 11 est une vue en perspective illustrant l'installation d'aubes à l'intérieur d'une alvéole de tambour de compresseur basse pression dans laquelle ont été installés des éléments de protection selon l'invention;
[0041] [Fig. 12] La figure 12 est une vue en perspective illustrant le positionnement des éléments de protection amont et aval selon l'invention entre les portées d'une aube et les portées d'une alvéole de tambour de compresseur basse pression.
[0042] Il est à noter que, sur les figures 3 à 12, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation présentent les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
[0043] Dans la suite de la description les termes "interne" et "externe" sont entendus par référence à une direction radiale par rapport à l'axe X1 du tambour de compresseur, c’est-à-dire qu'une face "interne" est une face radialement interne tandis qu'une face "externe" est une face radialement externe, de telle façon que la face interne étant plus proche de l'axe X1 du tambour que la face externe.
[0044] La figure 3 montre la partie avant d’une turbomachine 10 comportant une soufflante 11 munie d’un aubage mobile 12 destiné à accélérer les particules d'air, en les déviant par rapport à l’axe du moteur. L'aubage mobile 12 comporte une pluralité d'aubes 13 montées sur un moyeu cylindrique 14 appelée "disque fan" entraîné en rotation par la turbine basse pression.
[0045] Un aubage fixe 15 situé en aval de l’aubage mobile 12 ralentit les particules d'air et transforme une partie de leur vitesse en pression. Cet aubage fixe 15 est appelé OGV (pour "Outlet Guide vane") en anglais ou "redresseur" car il ramène l’écoulement de l’air, accéléré par l’aubage mobile 12, dans l’axe du moteur. [0046] Un compresseur basse pression 18 comporte des aubes mobiles 19 montées sur une pièce cylindrique appelée tambour de compresseur basse pression 20 ainsi que des redresseurs 21 constitués par des aubes fixes. En fonction de la configuration de la turbomachine 10, le compresseur basse pression 18 peut comporter 3 à 5 étages, un étage de compresseur étant composé d’un roue d’aubes mobiles 19 et d’une grille de redresseurs 21 correspondants.
[0047] Le tambour de compresseur 20 d'axe X1 montré sur la figure 4 présente une forme cylindrique. Le tambour de compresseur 20 comporte une pluralité d’alvéoles 24 correspondant au nombre d’étages du compresseur basse pression 18. Chaque alvéole 24 est une rainure circonférentielle s'étendant suivant une circonférence du tambour 20 et destinée à recevoir des pieds d’aube 25, de telle façon que les aubes 19 sont espacées angulairement de façon régulière suivant une circonférence du tambour de compresseur 20. Le tambour de compresseur 20 comporte une interface de fixation 22 avec le moyeu 14 de la soufflante.
[0048] Comme on peut le voir sur la figure 5, une alvéole 24 est délimitée par une portée de pied d'aube amont 26.1 contre laquelle vient en butée une portée du pied d'aube 25 de forme correspondante, une portion arrondie interne amont 27.1 , un fond d'alvéole 28, une portion arrondie interne aval 27.2 et une portée de pied d'aube aval 26.2 contre laquelle vient en butée une portée de pied d'aube aval 26.2 de forme correspondante. En vue en coupe transversale, les portées de pied d'aube amont 26.1 et aval 26.2 forment un angle non par rapport au fond d'alvéole 28, de sorte que l'alvéole 24 présente globalement une forme trapézoïdale complémentaire de celle d'un pied d'aube 25. Cela permet d’assurer une retenue radiale des aubes 19 lorsque le tambour de compresseur 20 est en rotation.
[0049] Une portion arrondie externe amont 29.1 et une portion arrondie externe aval 29.2 sont situées respectivement dans un prolongement de la portée de pied d'aube amont 26.1 et aval 26.2 de l'alvéole 24 correspondante.
[0050] Le tambour de compresseur 20 comporte également une face externe amont 30.1 et une face externe aval 30.2. Les face externes 30.1 , 30.2 présentent une forme annulaire d'orientation axiale par rapport à l'axe X1 . Les faces externes 30.1 , 30.2 se situent radialement vers l'extérieur du tambour de compresseur 20 par rapport à l'axe X1 .
[0051] Une face verticale amont 31 .1 et une face verticale aval 31 .2 s'étendent chacune dans un plan radial par rapport à l'axe X1 du tambour de compresseur 20. Chaque face verticale (amont 31.1 respectivement aval 31.2) se situent du côté opposé à la face correspondante comportant la portion arrondie externe (amont 29.1 respectivement aval 29.2), la portée de pied d'aube (amont 26.1 respectivement aval 26.2), et la portion arrondie interne (amont 27.1 respectivement aval 27.2).
[0052] La face verticale amont 31.1 , la face externe amont 30.1 , la portion arrondie externe amont 29.1 , la portée de pied d'aube amont 26.1 , et la portion arrondie interne amont 27.1 sont réalisés dans une paroi amont 35.1 de l’alvéole 24. La face verticale aval 31 .2, la face externe aval 30.2, la portion arrondie externe aval 29.2, la portée de pied d'aube aval 26.2, et la portion arrondie interne aval 27.2 sont réalisés dans une paroi aval 35.2 de l’alvéole 24.
[0053] Comme on peut le voir sur les figures 6a et 6b, le tambour de compresseur 20 comporte en outre une fenêtre d'introduction 36 de pied d'aube 25 ainsi que deux fenêtres d'introduction 37 de verrous d'aube disposées de part et d'autre de la fenêtre d'introduction 36 de pied d'aube 25.
[0054] En outre, une zone de passage 40 d'un joint d'étanchéité est définie par deux murets 41 circonférentiels issus de la face externe 30.1 entre lesquels s'étend une gorge 42 de réception du joint d'étanchéité (non représenté). Dans l’exemple représenté, le joint d’étanchéité est destiné à être disposé en amont de l’alvéole 24. Toutefois, selon l’étage du compresseur basse pression 18, le joint d’étanchéité pourra être installé en amont ou en aval de l’alvéole 24.
[0055] On décrit ci-après un procédé de réparation d'un tambour de compresseur basse pression 20 usagé.
[0056] On réalise une étape d'usinage du tambour 20 destinée à supprimer l'usure des portées 26.1 , 26.2 du tambour de compresseur 20 de façon à définir une alvéole 24 ayant des portées amont 26.1 et aval 26.2 ayant des surfaces régulières. L’usinage est réalisé de préférence de sorte que l’alvéole 24 présente une configuration axisymétrique, hors fenêtres d’introduction 36, 34 d'aube ou de verrou.
[0057] On réalise également une étape d'usinage du tambour de compresseur 20 visant à permettre l’installation des éléments de protection 45.1 , 45.2 décrits plus en détails ci-après. Suivant cette opération, deux gorges de montage 46.1 , 46.2 sont réalisées respectivement en amont et en aval de l’alvéole 24 dans la face verticale amont 31 .1 et dans la face verticale aval 31 .2.
[0058] On réalise en outre une étape d'usinage des faces externes amont 30.1 et aval 30.2 du tambour de compresseur basse pression 20 de façon à obtenir des surfaces régulières. En particulier, la zone de passage 40 du joint d’étanchéité est usinée de façon à former une alternance de portions saillantes 48 et de portions planes 49 pour faciliter une installation d'un élément de protection 45.1 , 45.2 sur le tambour de compresseur basse pression 20.
[0059] Une fois les étapes d’usinage terminées, on installe un élément de protection amont 45.1 et un élément de protection aval 45.2 de telle façon que les éléments de protection 45.1 , 45.2 coopèrent respectivement avec une gorge de montage 46.1 , 46.2 correspondante réalisée dans le tambour 20 et recouvrent respectivement la portée amont 26.1 et la portée aval 26.2 de l'alvéole 24.
[0060] Les éléments de protection 45.1 , 45.2 viennent ainsi combler le jeu entres les portées de l’aube mobile 19 et les portées de l’alvéole 24 du tambour de compresseur 20, tel que montré sur la figure 12.
[0061] Plus précisément, chaque élément de protection 45.1 , 45.2 (amont ou aval) est destiné à être disposé au moins en partie entre un pied d'aube 25 et le tambour de compresseur 20.
[0062] Suivant une géométrie standard amont représentée sur la figure 7a et 12, l’élément de protection amont 45.1 dit également "clinquant amont" comporte une première paroi latérale amont 51 .1 , une deuxième paroi latérale amont 52.1 et une paroi de liaison amont 53.1 assurant la liaison entre la première paroi latérale amont 51 .1 et la deuxième paroi latérale amont 52.1 .
[0063] La première paroi latérale amont 51.1 comprend une portion interne amont 54.1 destinée à recouvrir la portion arrondie interne amont 27.1 d'une alvéole 24, une portion de portée amont 55.1 destinée à recouvrir une portée de pied d'aube amont 26.1 de l'alvéole 24 et une portion externe amont 56.1 destinée à recouvrir une portion arrondie externe amont 29.1 du tambour située dans un prolongement de la portée de pied d'aube amont 26.1 . La portion de portée amont 55.1 forme un angle non nul par rapport à la paroi de liaison amont 53.1 .
[0064] La paroi de liaison amont 53.1 est destinée à recouvrir la face externe amont 30.1 du tambour de compresseur 20. La paroi de liaison amont 53.1 présente une forme plane. La paroi de liaison amont 53.1 est élastiquement déformable de façon à permettre un montage de l'élément de protection amont 45.1 sur le tambour de compresseur 20. La paroi de liaison amont 53 comporte au moins une ouverture 60 de passage d'une portion saillante 48 de la zone de passage de joint 40. Le nombre d'ouvertures de passage dépend de la configuration de la zone de passage de joint 40 à l'endroit où est positionné l'élément de protection amont 45.1 .
[0065] La deuxième paroi latérale amont 52.1 comporte une portion saillante amont 57.1 destinée à coopérer avec la gorge de montage amont 46.1 réalisée dans une face verticale amont 31.1 du tambour. La portion saillante amont 57.1 s'étend vers l'intérieur de l'élément de protection amont 45.1. La deuxième paroi latérale amont 52.1 présente une forme en S. L'élément de protection amont 45.1 présente une axisymétrie au niveau de l'alvéole 24.
[0066] De façon analogue, suivant une géométrie standard aval représentée sur les figures 7b et 12, l’élément de protection aval 45.2 comporte une première paroi latérale aval 51 .2, une deuxième paroi latérale aval 52.2 et une paroi de liaison aval
53.2 assurant la liaison entre la première paroi latérale aval 51.2 et la deuxième paroi latérale aval 52.2.
[0067] La première paroi latérale aval 51.2 comprend une portion interne aval
54.2 destinée à recouvrir la portion arrondie interne aval 27.2 d'une alvéole 24, une portion de portée aval 55.2 destinée à recouvrir une portée de pied d'aube aval 26.2 d'une alvéole 24 et une portion externe aval 56.2 destinée à recouvrir la portion arrondie externe aval 29.2 du tambour 20 située dans un prolongement de la portée de pied d'aube aval 26.2. La portion de portée aval 55.2 forme un angle non nul par rapport à la paroi de liaison aval 53.2.
[0068] La paroi de liaison aval 53.2 est destinée à recouvrir la face externe aval
30.2 du tambour de compresseur 20. La paroi de liaison aval 53.2 présente une forme plane. La paroi de liaison aval 53.2 est élastiquement déformable de façon à permettre un montage de l'élément de protection aval 45.2 sur le tambour de compresseur 20.
[0069] La deuxième paroi latérale aval 52.2 comporte une portion saillante aval
57.2 destinée à coopérer avec la gorge de montage aval 46.2 réalisée dans la face verticale aval 31.2 du tambour 20. La portion saillante aval 57.2 s'étend vers l'intérieur de l'élément de protection aval 45.2. La deuxième paroi latérale aval 52.2 présente une forme en S. L'élément de protection aval 45.2 présente une axisymétrie au niveau de l'alvéole 24.
[0070] Suivant une géométrie de type verrou montrée sur la figure 8a, l’élément de protection amont 45.1 comporte un évidement amont 63.1 destiné à être disposé en regard d'une portion amont d'une fenêtre d'introduction 36 d'aube réalisée dans le tambour de compresseur basse pression 20. L’évidement amont 63.1 est réalisé dans la portion externe amont 56.1 et dans la paroi de liaison amont 53.1 de l’élément de protection amont 45.1 . L’élément de protection amont 45.1 comporte également des évidements 64.1 destinés à être disposés chacun en regard d'une portion d'une fenêtre d'introduction 37 de verrou d'aube.
[0071] De façon analogue, suivant une géométrie de type verrou montrée sur la figure 8b, l’élément de protection aval 45.2 comporte un évidement aval 63.2 destiné à être disposé en regard d'une portion aval d'une fenêtre d'introduction 36 d'aube réalisée dans le tambour de compresseur 20. L’évidement aval 63.2 est réalisé dans la portion externe aval 56.2 et dans la paroi de liaison aval 53.2 de l’élément de protection aval 45.2. L’élément de protection aval 45.2 comporte également des évidements 64.2 destiné à être disposé en regard d'une portion d'une fenêtre d'introduction 37 de verrou d'aube.
[0072] De préférence, chaque élément de protection 45.1 , 45.2 est constitué par une tôle pliée ayant une épaisseur comprise entre 0.2 mm et 0.4 mm. L’épaisseur de la tôle pourra être adaptée au besoin de réparation de façon à compenser le niveau d’usure de l’alvéole 24. La tôle fine est suffisamment déformable pour permettre à l’élément de protection 45.1 , 45.2 d’épouser la forme de l’alvéole 24 usinée.
[0073] Chaque élément de protection 45.1 , 45.2 est réalisé dans un matériau métallique à base de nickel, notamment de type inconel (marque déposée). Un tel matériau apporte une tenue à l’usure supérieure au titane et permet de produire des pièces de faibles épaisseurs suffisamment rigides pour supporter les contraintes de matage à l’interface entre les aubes mobiles 19 et le tambour de compresseur 20.
[0074] La portion de portée 55.1 , 55.2 pourra être recouverte par une couche de vernis lubrifiant. Cela permet d’améliorer les conditions de contact entre une aube mobile 19 et la portée 26.1 , 26.2 correspondante de l’alvéole 24 pour maximiser la durée de vie du tambour de compresseur 20.
[0075] De préférence, une dimension tangentielle de l’élément de protection 45.1 , 45.2 est telle que plusieurs aubes mobiles 19, notamment entre 1 et 5, puissent être en contact avec ce dernier. Avantageusement, une longueur tangentielle de l’élément de protection 45.1 , 45.2 est supérieure à une longueur tangentielle d’une plateforme d’aube 65 (cf. figure 11 ) afin d’éviter que les portées d’une aube 19 soient en contact avec deux éléments de protection 45.1 , 45.2 voisins engendrant une discontinuité de contact entre l’aube mobile 19 et le tambour de compresseur 20.
[0076] En outre, la longueur tangentielle de l'élément de protection 45.1 , 45.2 est inférieure ou égale à une longueur tangentielle de cinq plateformes d’aubes 65 afin d’autoriser une déformation de l’élément de protection 45.1 , 45.2 pour son montage sur le tambour de compresseur 20. En effet, une longueur supérieure de l’élément de protection 45.1 , 45.2 augmenterait sa rigidité ce qui empêcherait d’obtenir la déformation nécessaire à son montage sur le tambour de compresseur 20.
[0077] On décrit ci-après, en référence avec la figure 9, les différentes étapes de montage de l'élément de protection 45.1. Les étapes sont identiques avec l'élément de protection 45.2 au sens de montage près.
[0078] Comme cela est illustré par la vue de gauche, l’élément de protection 45.1 est positionné suivant la flèche F1 , de telle façon que la portion interne 54.1 et la portion de portée 55.1 viennent respectivement en regard de la portion arrondie interne 27.1 et de la portée 26.1 d’une alvéole 24. La paroi de liaison 53.1 présente une forme plane avant son montage.
[0079] Comme cela est illustré par la vue centrale, un effort radial est appliqué sur l'élément de protection 45.1 , de telle façon que la paroi de liaison 53.1 est déformée pour permettre à la portion saillante 57.1 de l'élément de protection 45.1 de coopérer avec la gorge de montage 46.1 .
[0080] Comme cela est illustré par la vue de droite, la paroi de liaison 53.1 reprend ensuite sa forme plane initiale de façon à recouvrir la face externe 30.1 du tambour de compresseur 20. Ainsi, l’élément de protection amont 45.1 ou aval 45.2 est maintenu respectivement autour d’une paroi amont 35.1 ou aval 35.2 d’une alvéole 24.
[0081] Comme cela est illustré par la figure 10, une pluralité d’éléments de protection amont 45.1 sont ainsi disposés bord à bord pour suivre la circonférence d’une paroi amont 35.1 de l’alvéole 24 du tambour. De même, une pluralité d’éléments de protection aval 45.2 sont disposés bord à bord pour suivre la circonférence d’une paroi aval 35.2 de l’alvéole 24 du tambour. On adapte la géométrie de l’élément de protection 45.1 , 45.2 (standard ou verrou), en fonction de la configuration de l’alvéole 24 dans la zone d'implantation de l’élément de protection 45.1 , 45.2.
[0082] Comme cela est montré sur la figure 1 1 , les aubes 19 pourront ensuite être installée à l'intérieur de l'alvéole 24 par l'intermédiaire de la fenêtre d'introduction 36 suivant la méthode précédemment décrite en référence avec la figure 1. Des verrous d'aubes sont ensuite mis en place par l'intermédiaire des fenêtre 37 pour éviter le déplacement des aubes 19 à l'intérieur de l'alvéole 24.
[0083] L'invention a également pour objet l'ensemble formé par un élément de protection 45.1 , 45.2 et le tambour de compresseur 20.
[0084] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. [0085] En outre, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.

Claims

REVENDICATIONS Elément de protection (45.1 , 45.2) pour un tambour de compresseur (20) destiné à être disposé au moins en partie entre un pied d'aube (25) et le tambour de compresseur (20) caractérisé en ce qu'il comporte:
- une première paroi latérale (51 .1 , 51 .2) comportant une portion interne (54.1 , 54.2) destinée à recouvrir une portion arrondie interne (27.1 , 27.2) d'une d'alvéole (24) du tambour de compresseur (20), une portion de portée (55.1 , 55.2) destinée à recouvrir une portée de pied d'aube (26.1 , 26.2) de l'alvéole (24), et une portion externe (56.1 , 56.2) destinée à recouvrir une portion arrondie externe (29.1 , 29.2) du tambour de compresseur (20),
- une paroi de liaison (53.1 , 53.2) destinée à recouvrir une face externe (30.1 , 30.2) du tambour de compresseur (20), et
- une deuxième paroi latérale (52.1 , 52.2) comportant une portion saillante (57.1 , 57.2) destinée à coopérer avec une gorge de montage (46.1 , 46.2) réalisée dans une face verticale (31 .1 , 31 .2) du tambour de compresseur (20). Elément de protection selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la paroi de liaison (53.1 , 53.2) est élastiquement déformable de façon à permettre un montage de l'élément de protection (45.1 , 45.2) sur le tambour de compresseur (20). Elément de protection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un évidement (63.1 , 63.2) destiné à être disposé en regard d'une portion d'une fenêtre d'introduction d'aube (36) réalisée dans le tambour de compresseur (20). Elément de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un évidement (64.1 , 64.2) destiné à être disposé en regard d'une portion d'une fenêtre d'introduction de verrou d'aube (37). Elément de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi de liaison (53.1 , 53.2) comporte au moins une ouverture (60) de passage d'une portion saillante (48) d'une zone de passage (40) d'un joint d’étanchéité. Elément de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est constitué par une tôle pliée ayant une épaisseur comprise entre 0.2 mm et 0.4 mm. Elément de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans un matériau métallique à base nickel. Elément de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la portion de portée (55.1 , 55.2) est recouverte par une couche de vernis lubrifiant. Élément de protection selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une longueur tangentielle de l'élément de protection (45.1 , 45.2) est supérieure à une longueur tangentielle d’une plateforme d'aube (65) et inférieure ou égale à une longueur tangentielle de cinq plateformes d'aubes (65). Procédé de réparation d'un tambour de compresseur (20) caractérisé en ce qu'il comporte:
- une étape d'usinage destinée à supprimer une usure de portées (26.1 , 26.2) du tambour de compresseur (20) de façon à définir une alvéole 24 ayant des portées amont et aval (26.1 , 26.2) ayant des surfaces régulières,
- une étape d'usinage de deux gorges de montage (46.1 , 46.2) respectivement en amont et en aval de l’alvéole (24), et
- une étape d'installation d'un élément de protection amont (45.1 ) et d'un élément de protection aval (45.2) de telle façon que les éléments de protection (45.1 , 45.2) coopèrent respectivement avec une gorge de montage (46.1 , 46.2) correspondante réalisée dans le tambour de compresseur (20) et recouvrent les portées amont et aval (26.1 , 26.2) de l'alvéole (24). Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape d'usinage d'une zone de passage (40) d'un joint d’étanchéité de façon à présenter une alternance de portions saillantes (48) et de portions planes (49) pour faciliter une installation d'un élément de protection (45.1 , 45.2) sur le tambour de compresseur (20). Procédé selon la revendication 10 ou 11 , caractérisé en ce que chaque élément de protection (45.1 , 45.2) est installé par application d'un effort radial sur l'élément de protection (45.1 , 45.2), de telle façon qu'une paroi de liaison (53.1 , 53.2) de l'élément de protection (45.1 , 45.2) est déformée pour permettre à une portion saillante (57.1 , 57.2) de chaque élément de protection (45.1 , 45.2) de coopérer avec une gorge de montage (46.1 , 46.2) correspondante avant de reprendre sa forme plane initiale de façon à recouvrir une face externe (30.1 , 30.2) correspondante du tambour de compresseur (20). Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape d'usinage de faces externes (30.1 , 30.2) du tambour de compresseur (20) situées respectivement en amont et en aval de l’alvéole (24).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB630357A (en) * 1947-10-07 1949-10-11 Svenska Turbinfab Ab Improvements in blade rings for radial flow elastic fluid machines
US4818182A (en) * 1987-06-10 1989-04-04 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D-Aviation (Snecma) System for locking turbine blades on a turbine wheel
US6332617B1 (en) * 1998-03-12 2001-12-25 Societe Nationale d'Etude et de Construction de Moteurs d'Aviation “SNECMA” Leaktight seal of a circular vane stage
FR2981132A1 (fr) * 2011-10-10 2013-04-12 Snecma Ensemble pour turbomachine a refroidissement de disque

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8922339D0 (en) * 1989-10-04 1989-11-22 Rolls Royce Plc Improvements in or relating to labyrinth seal structures
FR2918702B1 (fr) * 2007-07-13 2009-10-16 Snecma Sa Clinquant pour aube de turbomachine
ATE548540T1 (de) * 2008-12-24 2012-03-15 Techspace Aero Sa Rotorstufe einer einteilig beschaufelten verdichtertrommel einer axialen strömungsmaschine und entsprechendes herstellungsverfahren.
US8251667B2 (en) * 2009-05-20 2012-08-28 General Electric Company Low stress circumferential dovetail attachment for rotor blades
US9500083B2 (en) * 2012-11-26 2016-11-22 U.S. Department Of Energy Apparatus and method to reduce wear and friction between CMC-to-metal attachment and interface
US11286796B2 (en) * 2019-05-08 2022-03-29 Raytheon Technologies Corporation Cooled attachment sleeve for a ceramic matrix composite rotor blade
FR3107720B1 (fr) * 2020-02-27 2023-04-28 Safran Aircraft Engines Aube de turbine, procédé de fabrication ou de reconditionnement du talon de ladite aube

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB630357A (en) * 1947-10-07 1949-10-11 Svenska Turbinfab Ab Improvements in blade rings for radial flow elastic fluid machines
US4818182A (en) * 1987-06-10 1989-04-04 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D-Aviation (Snecma) System for locking turbine blades on a turbine wheel
US6332617B1 (en) * 1998-03-12 2001-12-25 Societe Nationale d'Etude et de Construction de Moteurs d'Aviation “SNECMA” Leaktight seal of a circular vane stage
FR2981132A1 (fr) * 2011-10-10 2013-04-12 Snecma Ensemble pour turbomachine a refroidissement de disque
US9631495B2 (en) * 2011-10-10 2017-04-25 Snecma Cooling for the retaining dovetail of a turbomachine blade

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2024032977A1 *

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