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96 s
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91 s
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108 s
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62 s
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66 s
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90 s
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15 percent de
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122 s
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22 s
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32 s
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46 s
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48 s
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56 s
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58 s
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64 s
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34 s
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74 s
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82 s
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84 s
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92 s
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98 s
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114 s
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104 s
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15 percent
(1)
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Gene Or Protein
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Etre
(10)
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APTE
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DANS
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SENS
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Tre
(3)
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Trou
(3)
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Appa
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Est-a
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Disease
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Fatigue
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Tic
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Organism
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inti
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Generic
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519069A1
Family ID 29227508
Probable Assignee United Technologies Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title SURFACE PORTANTE APTE AU REFROIDISSEMENT POUR MACHINE
ROTATIVE
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UNE SURFACE PORTANTE APTE AU REFROIDISSEMENT POUR
UNE MACHINE ROTATIVE.
CETTE SURFACE PORTANTE 16 COMPORTE PLUSIEURS PASSAGES DE
REFROIDISSEMENT 56, 86, 88 ET 114 S'ETENDANT DANS LE SENS DE
L'ENVERGURE. PLUSIEURS PASSAGES COURBES 82, 90 ACHEMINENT L'ECOULEMENT
ENTRE LES PASSAGES S'ETENDANT DANS LE SENS DE L'ENVERGURE. UNE AILETTE
92 SITUEE DANS LE PASSAGE COURBE 90 EST ESPACEE D'UNE CHICANE 48
S'ETENDANT DANS LE SENS DE L'ENVERGURE AFIN DE DEFINIR, ENTRE ELLES,
UN PASSAGE AUXILIAIRE 94 EN AMONT D'UNE ZONE D'ANGLE 91C. UNE BANDE
D'ENTRAVEMENT 96 DISPOSEE ANGULAIREMENT PAR RAPPORT A L'ECOULEMENT
APPROCHANT S'ETEND ENTRE L'AILETTE 92 ET LA CHICANE 48.
L'INVENTION EST UTILISEE POUR REFROIDIR LES AUBES DE MACHINES
ROTATIVES A HAUTE TEMPERATURE TELLES QUE LES TURBINES A GAZ.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne des surfaces portantes aptes au
refroidissement utilisees dans des machines rotative a haute
temperature et, plus specifi- quement, elle concerne une structure
pour le refroidis- sement de ces surfaces portantes Les concepts
decrits ici sont d'application tant pour les aubes fixes que pour les
aubes mobiles des turbines.
Dans une machine rotative, un carburant est brule dans des chambresde
combustion afin de fournir de l'energie a la machine sous forme de gaz
chauds cons- tituant le milieu de travail Les gaz chauds du milieu de
travail s'ecoulent ensuite vers la section de turbi- ne proprement
dite de la machine Dans cette section de turbine, des surfaces
portantes constituent des ran- gees d'aubes fixes et des rangees
d'aubes mobiles rota- tives Ces surfaces portantes servent a diriger
le flux des gaz et a en extraire l'energie En consequence, les
surfaces portantes baignent dans les gaz chauds du mi- lieu de travail
au cours du fonctionnement de la turbi- ne, si bien que ces surfaces
portantes sont soumises a des contraintes thermiques qui alterent leur
integrite structurale et leur resistance a la fatigue Ces con-
traintes thermiques ont ete une source constante de pre- occupations
depuis l'apparition des machines rotatives a haute temperature telles
que les turbines a gaz, etant donne qu'il est necessaire de faire
fonctionner ces tur- bines a des temperatures elevees pour en obtenir
un ren- dement optimal Par exemple, les surfaces portantes de ces
turbines peuvent etre soumises, dans les gaz du mi- lieu de travail, a
des temperatures allant jusqu'a 13700 C (25000 F) Specifiquement, les
aubes mobiles et les aubes fixes de ces turbines sont refroidies dans
le but de preserver l'integrite structurale et la resistan- ce a la
fatigue de la surface portante en reduisant le niveau des contraintes
thermiques qui s'exercent dans cette derniere.
Une des premieres methodes adoptees pour le refroidissement des
surfaces portantes est illustree dans le brevet des Etats-Unis
d'Amerique No 3 171 631 accorde au nom de Aspinwall et intitule
"Turbine Blade".
Dans le procede decrit dans ce brevet, de l'air de re- froidissement
est achemine dans la cavite menagee entre l'extrados et l'intrados de
la surface portante, pour etre ensuite devie vers differents endroits
de cette cavite en utilisant des ailettes ou des embases cour- bes Ces
embases servent egalement d'organes supports destines a renforcer la
structure des aubes.
Ulterieurement, on a mis au point des systemes plus sophistiques dans
lesquels on utilise des passages 1 S sinueux et dont un exemple est la
structure illustree dans le brevet des Etats-Unis d'Amerique No 3 533
712 accorde au nom de Kercher et intitule "Cooled Vane
Structure for High Temperature Turbines" Dans ce bre- vet, on decrit
l'utilisation de passages en serpentin s'eten- dant d'un bout a
l'autre de la cavite menagee dans l'au- be afin d'assurer un
refroidissement specialement adapte de differentes parties de la
surface portante La ma- tiere de la surface portante definissant les
passages assure le support structural necessaire de cette sur- face
portante.
Dans des brevets plus recents tels que le bre- vet des Etats-Unis
d'Amerique N O 4 073 599 accorde aux noms de Allen et al et intitule
"Hollow Turbine Blade Tip Closure", on decrit l'utilisation de
passages de refroidissement compliques associes a d'autres techni-
ques pour le refroidissement de la surface portante.
Par exemple, dans le brevet de Allen et al, la zone du bord d'attaque
est refroidie en y projetant de l'air, puis en dechargeant cet air de
refroidissement par un passage s'etendant dans le sens de l'envergure
dans la zone dubord d'attaque de l'aube L'air circulant dans ce
passage refroidit egalement la zone du bord d'attaque par con- vection
comme c'est le cas avec le passage prevu dans le systeme de Aspinwall.
De nombreux brevets plus recents ont pour objet le refroidissement des
surfaces portantes d'aubes de turbines en utilisant des passages de
refroidisse- ment compliques comportant un grand nombre de ramifica-
tions et de trous de refroidissement pelliculaire,seuls ou en
combinaison avec des bandes d'entravement desti- nees a favoriser un
refroidissement de la zone du bord d'attaque de ces aubes; parmi ces
brevets, on mentionne- ra, par exemple, les brevets des Etats-Unis
d'Amerique
No 4 177 010 accorde aux noms de Greaves et al et inti- tule "Cooled
Rotor Blade for A Gas Turbine Engine" (film cooling holes); N O 4 180
373 accorde aux noms de Moore et al et intitule "Turbine Blade" (film
cooling holes and trip strips); N O 4 224 011 accorde aux noms de Dodd
et al et intitule "Cooled Rotor Blade for A Gas Turbine Engine" (film
cooling holes); et N O 4 278 400 accorde aux noms de Yamarik et al et
intitule "Coolable Rotor Blade" (film cooling holes and trip strips)
Ces aubes se caracterisent par de grands passages d'air de
refroidissement relativement a l'epaisseur des parois situees dans la
zone du bord d'attaque de l'aube.
Le mecanisme de transfert de chaleur interne principal ayant lieu dans
les differents passages des aubes est un refroidissement par
convection des parois qui se touchent Les zones dans lesquelles l'air
de re- froidissement circule a faible vitesse et qui sont adja- centes
aux parois definissant le passage, reduisent les coefficients de
transfert de chaleur dans ce dernier et peuvent donner lieu a une
surchauffe de ces parties de la surface portante Dans le brevet des
Etats-Unis d'Ame- rique No 4 180 373 accorde aux noms de Moore et al
et intitule "Turbine Blade", on utilise, dans une zone d'angle d'un
passage courbe, une bande d'entrave- ment qui ressort d'une paroi et
penetre dans le passa- ge pour empecher toute stagnation a l'angle
defini par l'interaction de parois adjacentes. En depit des techniques
decrites ci-dessus, les hommes de science et les ingenieurs cherchent
a mettre au point des surfaces portantes aptes au refroi- dissement et
destinees a etre utilisees dans les turbi- nes a haute temperature en
permettant une utilisation efficace de l'air de refroidissement et en
supprimant la formation de zones a faible vitesse d'air de refroi-
dissement dans les parties courbes de la surface portante.
Suivant la presente invention, une surface por- tante dans laquelle
sont menages des passages de refroi- dissement ayant plusieurs
ramifications, comporte une zone courbe s'etendant dans le sens de la
corde a la fin de chaque passage, ainsi qu'un passage auxi- liaire
forme dans cette zone courbe en vue de ca- naliser une partie de
l'ecoulement par-dessus au moins une bande d'entravement inclinee par
rapport a l'ecoule- ment approchant dans le passage auxiliaire et
formant un angle aigu par rapport a une paroi delimitant le passage
afin de supprimer toute separation entre l'ecou- lement et cette paroi
de delimitation, tout en bloquant la formation de zones a faible
vitesse d'ecoulement.
Une caracteristique principale de la presente invention reside dans
plusieurs passages de refroidis- sement s'etendant dans le sens de
l'envergure Une autre caracte- ristique reside dans le passage courbe
qui s'etend dans le sens de la corde et qui est en communication pour
uns fluide avec un des passages precites Le passa- ge courbe
s'etendant dans le sens de la corde com- porte un passage auxiliaire,
ainsi qu'au moins une bande d'entravement inclinee par rapport a
l'ecoulement ap- prochant Dans une forme de realisation, la bande
d'entravement s'etend en travers du passage auxiliai- re depuis
l'extremite d'aval de l'aube jusqu'a l'aube adjacente.
Un avantage principal de la presente inven- tion reside dans le niveau
des contraintes thermiques s'exercant dans l'aube et qui resulte du
refroidisse- ment assure dans le passage courbe, y compris le
refroidissement des zones d'angle Le refroidissement efficace de la
zone d'angle resulte la presence du passage auxiliaire et de la bande
d'entravement an- gulaire qui dirige l'ecoulement de facon a bloquer
la formation de zones a faible vitesse d'ecoulement et a
Is supprimer la separation entre l'ecoulement de refroi- dissement et
les parois du passage a mesure que l'ecou- lement progresse dans la
courbe.
D'autres caracteristiques et avantages appa- raitront a la lecture de
la description et des revendi- cations ci-apres, en se referant aux
dessins annexes qui illustrent une forme de realisation de
l'invention; dans ces dessins: la figure 1 est une vue en elevation
laterale d'une aube mobile en partie en coupe et en partie ela- guee
afin d'illustrer l'extrados de l'interieur de la surface portante; la
figure 2 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne 2-2
de la figure 1; la figure 3 est une vue partielle en perspecti- ve
d'une zone d'angle d'un passage courbe menage dans la surface
portante; et la figure 4 est une vue prise suivant la ligne
4-4 de la figure 3.
La figure 1 illustre une aube mobile 10 pour une machine rotative
Cette aube mobile comporte un ta-
Ion 12, un pied 14 et une surface portante 16 Le ta- lon est concu
pour venir s'engager sur le rotor d'une machine rotative Le pied est
concu pour former une partie de la paroi interieure du parcours
d'ecoulement prevu pour les gaz du milieu de travail dans une machi-
ne rotative La surface portante est concue pour s'etendre vers
l'exterieur en travers du parcours d'ecou- lement pour les gaz du
milieu de travail et elle compor- te une tete 18 a son extremite
exterieure L'aube mobi- le comporte une direction de reference S
orientee dans le sens de l'envergure et une direction de reference C
orientee dans le sens de la corde.
Le talon 12 comporte une paroi 22 s'etendant dans le sens de la corde
Un premier conduit 24 est en communication pour un fluide avec une
source d'air de refroidissement telle qu'un compresseur (non
represente).
Un deuxieme conduit 26 est en communication pour un fluide avec la
source d'air de refroidissement et un troisieme passage 28 s'etend a
travers le talon Dans la forme de realisation illustree, ce troisieme
conduit n'est pas en communication pour un fluide avec la source d'air
de refroidissement Une plaque 32 s'etend en tra- vers du troisieme
conduit et bloque toute communication avec la source d'air de
refroidissement Dans une autre forme de realisation, le troisieme
conduit est en commu- nication pour un fluide avec la source d'air de
refroi- dissement.
La surface portante 16 comporte un bord d'atta- que 34 et un bord de
fuite 36 Un extrados 38 et un in- trados 42 (partiellement elague en
figure 1 pour des raisons de clarte et illustre integralement en
figure 2) sont reunis au bord d'attaque et au bord de fuite L'in-
trados est espace de l'extrados en vue de definir une cavite 44 entre
eux Une paroi de tete 46 s'etend en- tre l'intrados et l'extrados en
vue de delimiter la ca- vite dans le sens de l'envergure Une premiere
chica- ne 48 s'etend dans le sens de l'envergure et est espa- cee du
bord d'attaque, cette chicane s'etendant egale- ment dans le sens de
la corde en etant espacee de la
-5 paroi de tete Cette premiere chicane divise la cavi- te menagee
dans la surface portante entre une premiere partie 52 et une seconde
partie, en l'occurrence la par- tie arriere.
La premiere partie 52 comprend un premier pas- sage 56 s'etendant dans
le sens de l'envergure le long de la zone du bord d'attaque, ainsi
qu'un passage de tete 58 s'etendant dans le sens de la corde le long
de la paroi de tete 46 Ce premier passage comporte plu- sieurs
premieres bandes d'entravement 62 S situees sur l'extrados delimitant
le premier passage, ainsi que plu- sieurs deuxiemes bandes
d'entravement 62 p situees sur l'intrados du premier passage La
projection de chacu- ne des deuxiemes bandes d'entravement de
l'intrados est illustree en traits discontinus sur l'extrados Plu-
sieurs trous de refroidissement 64 s'etendent a travers le bord
d'attaque en vue de mettre le premier passage en communication pour un
fluide avec le parcours d'ecoule- ment du milieu de travail Les trous
d'air de refroi- dissement sont inclines sous un angle obtus par
rapport a l'ecoulement approchant dans le premier passage et par
rapport au bord d'attaque 34 s'etendant dans le sens de l'envergure
Plusieurs premieres bandes d'entravement 66 S et 66 p situees dans le
passage de tete s'etendent sur l'extrados et l'intrados d'une maniere
semblable aux differentes bandes d'entravement 62 situees dans le pre-
mier passage Le passage de tete comporte plusieurs trous de
refroidissement pelliculaire 68 repartis inte- rieurement par rapport
a la paroi de tete sur l'intrados de cette derniere Ces trous de
refroidissement et un trou 72 menage dans le passage de tete mettent
ce dernier en communication pour un fluide avec le parcours d'ecou-
lement du milieu de travail.
La partie arriere de la surface portante com- porte une deuxieme
chicane 74 s'etendant dans le sens de l'envergure a partir de la
premiere chicane en vue de diviser cette partie arriere en une zone de
bord de fuite 76 et une zone de milieu de corde 78 Un passage courbe
82 s'etendant dans le sens de la corde met la zone de bord de fuite en
communication pour un fluide avec la zone de milieu de corde Une
troisieme chicane 84 s'etend dans le sens de l'envergure pour diviser
la zone de milieu de corde en un deuxieme passage 86 et un troisieme
passage 88 Le deuxieme passage comporte plu- sieurs premieres bandes
d'entravement 90 S situees sur l'extrados du passage, ainsi que
plusieurs deuxiemes bandes d'entravement 90 p situees sur l'intrados
de la surface portante Un passage courbe 91 s'etendant dans le sens de
la corde met le deuxieme passage en communi- cation pour un fluide
avec le troisieme passage Ce passage 91 comporte une zone d'angle 91 c
Une ailette
92 s'etend'entre l'extrados et l'intrados en etant es- pacee de la
premiere chicane 48 afin de definir un passage auxiliaire 94 entre
elles Au moins une ban- de d'entravement angulaire s'etend le long de
l'extrados en travers du passage auxiliaire depuis l'extremite d'aval
de l'ailette jusqu'a la paroi La bande d'entra- vement angulaire est
inclinee vers l'ecoulement appro- chant et forme un angle aigu par
rapport a la premiere chicane L'ailette 92 et le passage auxiliaire 94
sont disposes dans le passage courbe en amont de la zone d'angle
Plusieurs ailettes courbes 98 s'etendent en- tre l'extrados et
l'intrados en vue de guider l'ecoule- ment du premier passage dans le
deuxieme passage Plu- sieurs bandes d'entravement l O Op et l O Os
sont disposees dans le deuxieme passage.
Le premier passage courbe 82 comporte une zone d'angle 102 En amont de
la zone d'angle de ce passage courbe, est prevue une ailette 104
espacee de la deuxieme chicane 74 en laissant subsister un passa- s ge
auxiliaire 106 entre elles Une bande d'entravement 108 s'etend depuis
l'ailette jusqu'a la chicane Cette bande d'entravement est inclinee
vers l'ecoulement ap- prochant et elle forme un angle aigu avec la
chicane 74.
L'angle forme entre la bande d'entravement et la chi- cane est
d'environ 450 On pense que des bandes d'en- travement definissant un
angle compris entre 150 et 60 seront efficaces suivant la vitesse
d'ecoulement dans le passage et la hauteur des bandes d'entravement.
La zone de bord de fuite 76 est en communica-
1 S tion pour un fluide avec le parcours d'ecoulement du milieu de
travail via plusieurs embases espacees 112.
Chaque embase s'etend entre l'extrados et l'intrados en vue de bloquer
localement l'ecoulement et de definir, conjointement avec la deuxieme
chicane 74, un passage 114 s'etendant dans le sens de l'envergure pour
l'air de refroidissement Ce passage comprend une zone d'an- gle 118
adjacente a la premiere chicane 48 et a la deu- xieme chicane 74 dans
la zone o le passage decharge son ecoulement dans le parcours du
milieu de travail via les embases Plusieurs bandes d'entravement 122
sont inclinees vers l'ecoulement approchant le long de la chicane dans
la zone de bord de fuite et dans la zone* d'angle Ces bandes
d'entravement comprennent plusieurs premieres bandes d'entravement 122
S situees sur l'extra- dos, ainsi que plusieurs deuxiemes bandes
d'entravement
122 p situees sur l'intrados.
La figure 2 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne
2-2 de la figure 1 et illustrant l'extrados 38 et l'intrados 42 de la
surface portante.
Comme le montre cette figure, plusieurs bandes d'entra- vement 62 p et
62 S s'etendent respectivement a partir de l'intrados et de l'extrados
de la meme maniere que les groupes de bandes d'entravement 91 p, 91 S
et l O Op, l O Os L'ailette 104 s'etend entre l'intrados et l'ex-
trados pour definir le passage 106 entre elle et la chicane 74 La
bande d'entravement angulaire 108 s'etend entre l'ailette et la
chicane.
La figure 3 est une vue partielle en perspec- tive de la zone d'angle
91 c de la figure 1 La figu- re 4 est une vue en coupe prise suivant
la ligne 4-4 de la figure 3 L'ailette 92 est espacee de la chica- ne
adjacente 48 en definissant le passage auxiliaire
94 entre elles La bande d'entravement angulaire si- tuee sur
l'extrados s'etend depuis l'extremite d'aval de l'ailette jusqu'a la
chicane et elle est inclinee vers l'ecoulement approchant qui est
canalise vers cet- te bande d'entravement par l'ailette Une bande
d'en- travement angulaire correspondante 96 p s'etend sur l'in- trados
entre l'ailette et la chicane 48 Une bande d'en- travement verticale
96 v adaptee sur la chicane 48 relie les bandes d'entravement 96 S a
la bande d'entravement 96 p.
Au cours du fonctionnement de la machine rota- tive, les gaz chauds du
milieu de travail passent par- dessus la surface exterieure de la
surface portante 16.
La chaleur est transferee des gaz a l'extrados 38 et a l'intrados 42
De l'air de refroidissement s'ecoule du premier conduit 24 en passant
a travers le premier pas- sage 56 et le passage de tete 58 en vue de
reduire la temperature de l'aube A mesure que l'air de refroidis-
sement s'ecoule par-dessus les bandes d'entravement 62 s, 62 p et les
bandes d'entravement 66 s, 66 p, ces bandes d'entravement provoquent
des tourbillons dans l'ecoule- ment et creent une turbulence dans la
couche limite, ce qui a pour effet d'accroitre le transfert de chaleur
par convection entre les parois et l'air de refroidisse- ment Outre ce
refroidissement par convection ayant lieu dans le premier passage et
le passage de tete, un refroidissement pelliculaire est assure par
l'air de refroidissement s'ecoulant a travers les trous de
refroidissement 64 pratiques dans la zone de bord d'at- taque Les
trous de refroidissement pelliculaire sont orientes sous un angle
obtus par rapport au bord d'at- taque et a l'ecoulement approchant
dans le passage d'air de refroidissement Chacun des jets angulaires
d'air de refroidissement a une composante de vitesse orientee dans le
sens de l'envergure le long du bord d'attaque En raison de cette
composante de vitesse orientee dans le sens de l'envergure, le
refroidisse- ment balaye une plus grande surface que celle pouvant
l'etre par des jets d'air depourvus de cette composan- te de vitesse
L'air de refroidissement est evacue du passage de tete par les trous
68 pratiques dans l'in- trados en vue d'assurer un refroidissement
pelliculai- re de la zone de tete Etant donne que la pression sta- tic
regnant dans le parcours d'ecoulement du milieu de travail est, sur
l'intrados, superieure a celle
* s'exercant sur l'extrados, on pense que l'air de re- froidissement
sortant des trous 68 balaye la tete de la surface portante, assurant
ainsi un refroidissement pel- liculaire de la partie arriere de cette
tete Le reste de l'air de refroidissement est decharge dans la zone de
bord de fuite de l'aube par le trou 72 Il peut ar- river qu'un ou
plusieurs trous de refroidissement 64 pratiques dans la zone du
bord-d'attaque 34 soient obstrues par des particules a mesure que ces
dernieres traversent la turbine et viennent heurter l'aube Les trous
ainsi obstrues ne peuvent plus laisser passer l'air de refroidissement
Les trous 68 et 72 permettent l'ecoulement de cette quantite d'air
supplementaire afin de garantir un refroidissement par convection
adequat dans le premier passage et le passage de tete.
L'air de refroidissement s'ecoule du deuxieme conduit 26 dans le
passage courbe 91 s'etendant dans le sens de la corde, en passant par
le deuxieme passage 86 L'ailette 92 situee en amont de la zone d'angle
91 c du passage courbe forme, dans ce dernier, un passa- ge auxiliaire
94 destine a canaliser une partie de l'air de refroidissement
par-dessus les bandes d'entra- vement 96 p, 96 S et 96 v pour l'amener
dans la zone d'an- gle 91 c du passage 90 s'etendant dans le sens de
la corde Les bandes d'entravement 96 S et 96 p s'etendant en travers
du passage auxiliaire forment un angle avec la paroi et l'ailette et
elles sont inclinees vers l'ecoulement approchant Ces deux bandes
d'entravement
(extrados et intrados) ont une hauteur cumulative at- teignant 15
percent de la hauteur du passage.
Comme le montre la figure 3, l'ailette 92 aug- mente l'ecoulement
d'air de refroidissement en direction de la bande d'entravement, ce
qui a pour effet d'accen- tuer et d'accelerer les tourbillons
engendres par les bandes d'entravement Chaque tourbillon a une
composan- te de vitesse dirigee vers la chicane Les tourbillons se
deplacent dans la zone d'angle o ils augmentent la vitesse du
transfert de chaleur en raison de la turbu- lence qu'ils provoquent,
tandis qu'ils augmentent egale- ment le debit d'air de refroidissement
dans cette zone en raison de leur composante de vitesse dirigee dans
le sens de la corde, c'est-a-dire dans une direction oppo- see a celle
de l'ecoulement suivant un trajet courbe.
Outre les tourbillons, comme le montrent les deux lignes de courant
dans la zone de la bande d'entravement, les bandes'd'entravement font
devier, vers la chicane, une partie de l'ecoulement ayant lieu dans le
passage auxi-
Maire en amont de ces bandes d'entravement.
De la meme maniere, la zone d'angle 102 com- porte une ailette 104
definissant un passage auxiliai- re 106, ainsi qu'une bande
d'entravement 108 qui en- gendre des tourbillons en aval du passage
auxiliaire et qui fait devier une partie de l'ecoulement vers la
deuxieme chicane en vue de supprimer la separation en- tre
l'ecoulement et le cote de cette chicane a mesure que l'ecoulement
penetre dans la zone du bord de fuite.
L'unique bande d'entravement 108 situee dans la zone d'angle 102 et
qui s'etend en travers du passage auxi- liaire 106, a une hauteur
atteignant environ 15 percent de la hauteur totale de ce dernier Le
meme systeme est uti- lise dans la zone d'angle-118 dans laquelle
plusieurs bandes d'entravement angulaires s'etendent sur toute la
longueur du passage 114 A mesure que l'air de refroi- dissement
progresse le long du passage, une partie de l'ecoulement est evacuee
via les embases espacees 112.
L'effet giratoire de l'ecoulement a l'ecart de la chi- cane et a
travers les embases 112 a tendance a provo- quer une separation entre
l'ecoulement et la chicane.
Les bandes d'entravement 122 s, 122 p sont inclinees vers l'ecoulement
d'air de refroidissement approchant et elles sont disposees
angulairement par rapport a la chi- cane 74 en vue d'engendrer des
tourbillons et de devier l'ecoulement vers la paroi de la chicane sur
toute la longueur du passage La vitesse de l'ecoulement vers la
chicane et le debit de cet ecoulement le long de cet- te derniere ont
pour effet de supprimer la separation entre l'ecoulement et la
chicane, assurant ainsi un re- froidissement satisfaisant de la zone
de cette derniere.
Les bandes d'entravement angulaires assurent egalement un
refroidissement adequat de la zone d'angle 118 en raison de la force
vive accrue de l'ecoulement le long de la chicane, laquelle a pour
effet d'entrainer l'ecou- lement d'air de refroidissement dans la zone
d'angle qui est ainsi refroidie par cet air Apres etre passe par la
zone d'angle, l'ecoulement est evacue dans le par- cours d'ecoulement
du milieu de travail via la zone de bord de fuite de l'aube.
Bien que l'invention ait ete illustree et de- crite en se referant a
certaines de ses formes de reali- sation preferees, l'homme de metier
comprendra que di- verses modifications et omissions peuvent etre
envisa- gees tant dans sa forme que dans ses details sans se de-
partir de son esprit et de son cadre.
-
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Surface portante apte au refroidissement du type a plusieurs
passages comportant des parois interieures (48, 74,84) s'etendant
entre son intrados (42) et son extradas (38) en vue de separer un
passage a l'interieur de la sur- face portante, cette derniere
comportant egalement un pas- sage (91) s'etendant dans le sens de la
corde en vue de faire devier l'ecoulement de refroidissement par
rapport aux passages precites, ce passage (91) s'etendant dans le sens
de la corde etant delimite par une (48) des parois interieures
precitees, caracterisee par le perfectionne- ment comprenant: une
ailette (92) s'etendant entre l'extradas (38) et l'intrados (42) en
etant espacee de la premiere paroi (48) pour laisser subsister un
passage auxiliaire (94) entre elles; et au moins une bande
d'entravement (96) situee dans le passage (91) s'etendant dans le sens
de la corde et incli- nee vers l'ecoulement d'air de refroidissement
approchant en vue de supprimer la separation entre l'ecoulement et la
paroi interieureprecitee (48), cette bande d'entravement (92)
s'etendant sous un angle aigu depuis la paroi (48) jusqu'a l'ailette
(92) afin de devier une partie de l'ecou- lement dans le passage
auxiliaire (94) contre la paroi precitee (48) et de provoquer une
turbulence dans la couche limite adjacente a cette derniere.
2 Surface portante apte au refroidissement suivant la revendication 1,
caracterisee en ce que la bande d'en- travement inclinee (92) est une
premiere bande (96 s) qui s'etend sur l'extradas (38) en travers du
passage auxi- laire (94) depuis l'ailette (92) jusqu'a la paroi
precitee (48), une deuxieme bande d'entravement inclinee (96 p) s'
etendant sur l'intrados (42) en travers du passage auxi- liaire (94)
depuis l'ailette (92) jusqu'a la paroi (48).
3 Surface portante apte au refroidissement suivant la revendication 2,
caracterisee en ce qu'elle comprend egalement une troisieme bande
d'entravement (96 v) s'eten- dant sur la premiere paroi precitee (48)
depuis la premiere bande d'entravement inclinee (96 s) jusqu'a la
deuxieme 16 - bande d'entravement inclinee (96 p).
4 Surface portante apte au refroidissement suivant la revendication 3,
caracterisee en ce que le passage (94) a une hauteur h qui est reduite
d'environ 15 percent a l'emplace- ment de la bande d'entravement (96
s) prevue sur l'extrados (38). Aube mobile apte au refroidissement
destinee a etre utilisee avec une machine rotative a flux axial, cette
aube comprenant: un talon (12) permettant de l'engager sur un assem-
blage de rotor et comportant une paroi (22) s'etendant dans le sens de
la corde, un premier conduit (24) concu pour etre en communication
pour un fluide avec une source d'air de refroidissement via cette
paroi (22), un deuxieme conduit (26) concu pour etre en communication
pour un fluide avec une source d'air de refroidissement, ainsi qu' un
troisieme conduit (28) s'etendant a travers la paroi de talon precitee
(22); une surface portante(16) comportant: un bord d'attaque (34), un
bord de fuite (36), un extrados (38), et un intrados (42) reuni a
l'extrados (38) au bord d'attaque (34) et au bord de fuite (36) en
etant espace de cet extrados (38) pour definir une cavite (44) entre
eux, une paroi de tete (46) s'etendant dans le sens de la corde entre
l'extrados (38) et l'intrados (42), une premiere chicane (48)
s'etendant dans le sens de l'envergure en etant espacee du bord
d'attaque (34), ainsi que dans le sens de la corde en etant espacee de
la paroi de tete (46) afin de diviser la cavite (44) en une partie
arriere (76), une partie avant (52) comportant un premier passage
(56), ainsi qu'une partie de tete com- portant un passage de tete (58)
en communication pour un fluide avec le premier passage (56), une
deuxieme chicane (74) s'etendant dans le sens de l'envergure a partir
de la premiere chicane (48) en vue de diviser la partie arriere de la
cavite en une 17 - zone de bord de fuite (76) et une zone de milieu de
corde (78), cette deuxieme chicane (74) etant espacee de la pa- roi de
talon (22) en definissant, entre elles, un premier passage courbe (82)
d'etendant dans le sens de la corde, et une troisieme chicane (84)
s'etendant dans le sens de l'envergure en vue de diviser la zone de
milieu de corde (78) de l'aube (10) en un deuxieme passage (86) s'
etendant vers l'exterieur de la zone de talon (12) vers la partie de
la premiere chicane (48) qui s'etend dans le sens de la corde, et en
un troisieme passage (88) s'eten- dant vers l'interieur a partir de la
partie de la premiere chicane (48) qui s'etend dans le sens de la
corde, cette troisieme chicane (84) etant espacee de la partie de la
premiere chicane (48) qui s'etend dans le sens de la corde afin de
definir, entre elles, un deuxieme passage courbe (91) s'etendant dans
le sens de la corde, caracterisee en ce que le premier passage (56)
est en com- munication pour un fluide avec le premier conduit (24 j et
comporte plusieurs bandes d'entravement (62 s,62 p) s'eten- dant au
travers perpendiculairement au sens d'ecoulement, tandis que le bord
d'attaque (34) comporte plusieurs trous de refroidissement
pelliculaire (64) qui le traversent et qui sont disposes angulairement
pour former un angle obtus par rapport a l'ecoulement approchant, ces
trous (64) etablissant une communication d'ecoulement entre le pre-
mier passage (56) et le parcours d'ecoulement du milieu de travail;
plusieurs deuxiemes bandes d'entravement (66 s,66 p) s'etendent en
travers du passage de tete (58) sur l'ex- trados (38) et l'intrados
(42) perpendiculairement a 1 ' ecoulement; plusieurs trous (68)
menages dans l'intrados (42) et un trou (72) menage dans la zone du
bord de fuite (76) etablissent une communication d'ecoulement entre le
passage de tete (58) et le parcours d'ecoulement du milieu de tra-
vail; le deuxieme passage (86) est en communication pour un fluide
avec le deuxieme conduit (26) et comporte plusieurs bandes
d'entravement (90 s,90 p) perpendiculaires au sens do 18 - ecoulement;
le deuxieme passage courbe (91) s'etend entre les deuxieme et
troisieme passages (86,88) et comporte plusieurs ailettes courbes (98)
destinees a detourner l'ecoulement, ainsi qu'une ailette (92)
s'etendant entre l'extrados (38) et l'intrados (42), cette ailette
(92) etant espacee de la premiere chicane (48) en definissant un
passage auxiliaire (94) entre elles, tandis que ce passage courbe (91)
comporte egalement au moins une bande d'entravement angulaire (96)
s'etendant sur l'extrados (38) ou l'intrados (42) en tra- vers du
passage auxiliaire (94) depuis l'ailette precitee (92) jusqu'a la
premiere chicane (48); le troisieme passage (88) comporte plusieurs
bandes d'entravement (O ls, l O Op) s'etendant en travers perpendi-
culairement a l'ecoulement approchant; le premier passage courbe (82)
s'etend entre le troisieme passage (88)et la zone de bord de fuite
(76) de l'aube (10) en vue d'etablir une communication d'ecoulement
entre eux; le premier passage courbe (82) comporte une ailette (104)
s'etendant entre l'extrados (38)et l'intrados (42) en etant espacee de
la deuxieme chicane (74) pour definir une passage auxiliaire (106)
entre elles, ce premier pas- sage courbe (82) comportant egalement au
moins une bande d'entravement angulaire (108) s'etendant sur
l'extrados (38) ou l'intrados (42) en travers du passage auxiliaire
(106) depuis l'ailette precitee jusqu'a la deuxieme chi- cane (74),
cette bande (108) etant inclinee vers l'ecoule- ment approchant, et la
zone de vord de fuite (76) de l'aube (10) comporte plusieurs embases
(112) entre lesquelles sont menages des espaces qui s'etendent entre
l'extrados (38) et l'intra- dos (42) afin que l'1 air de
refroidissement puisse etre de- charge de l'aube mobile (10), ces
embases (112) etant es- pacees de la deuxieme chicane (74) en vue de
definir un passage (114) pour l'air de refroidissement dans la partie
arriere (76) de l'aube (10), ce passage (114) comportant plusieurs
bandes d'entravement (122 s, 122 p) inclinees vers l'ecoulement
approchant et disposees sous un angle aigu 19 - par rapport a la
deuxieme chicane (74).
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