BR112013020154B1 - conjunto que compreende uma lâmina para roda de pás de turbomáquina e uma plataforma, pá e roda de pás para turbomáquina, e, turbomáquina - Google Patents

Abstract

CONJUNTO DE LÂMINA E PLATAFORMA PARA ESCOAMENTO SUBSÔNICO. Conjunto que compreende uma lâmina (20) para roda de pás e uma plataforma, tais lâminas associadas com tais plataformas formando uma roda de pás. A superfície de plataforma assim formada apresenta uma depressão circunferencial (40) entre a borda de ataque da lâmina e 60% da lâmina a jusante. É chamada curva de esqueleto (46) a curva das variações de um ângulo de esqueleto da lâmina de acordo com a posição de acordo com o eixo da roda; e curva de esqueleto linearizado a curva que liga em linha reta os pontos que representam o ângulo esqueleto respectivamente a 10% e a 90% da extensão axial da lâmina a partir da borda de ataque. De acordo com a invenção, em uma proximidade da plataforma, uma parte abaixada (44) da curva de esqueleto que se encontra sob a curva de esqueleto linearizado se estende axialmente em pelo menos a metade da extensão axial da dita depressão.

Description

[0001] A invenção se refere a um conjunto que compreende uma lâmina (“pale”) para roda de pás (“roue à aubes”) de turbomáquina e uma plataforma sobre a qual a lâmina deve ser montada, o conjunto assim formado sendo disposto de tal modo que uma pluralidade de lâminas fixadas sobre a plataforma ou sobre uma pluralidade de plataformas montadas juntas possa formar uma roda de pás. Por plataforma, é designada aqui uma peça que delimita no lado radialmente interior um percurso de escoamento interpás formado entre duas lâminas adjacentes de uma roda de pás. Por “superfície de plataforma”, é designada a superfície da plataforma que está em frente ao percurso de escoamento interpás. A superfície de plataforma pode também designar coletivamente o conjunto das superfícies de plataforma de uma roda de pás.

[0002] De maneira conhecida em si, as lâminas de uma roda de pás podem ser formadas integralmente com o disco de rotor para constituir uma roda de pás. A peça assim formada, que reúne as lâminas e suas plataformas, é denominada “Disco com Pás Monobloco” ou DPM. Em um outro modo de realização, as lâminas são formadas de maneira independente do disco de rotor (quer dizer que se trata de peças distintas). Nesse caso, as lâminas são formadas com um pé para a fixação das mesmas sobre o disco de rotor, e constituem, assim, pás. A união das pás sobre o disco de rotor permite nesse caso constituir uma roda de pás.

[0003] A invenção visa uma disposição vantajosa da lâmina em relação com a superfície de plataforma; uma tal disposição pode ser empregada nos diferentes modos de realização apresentados precedentemente, independentemente do fato que a plataforma e a lâmina constituam ou não peças distintas.

[0004] A invenção visa mais especialmente à realização de conjuntos tais como apresentados precedentemente para formar rodas de pás de compressor (alta pressão ou baixa pressão), e notadamente de compressores multi-estágios, implantados em turbomáquinas ou em turbomotores de helicópteros. A invenção pode por outro lado também ser executada para realizar pás ou rodas de pás de turbinas de turbomáquinas (alta pressão ou baixa pressão).

[0005] O rendimento aerodinâmico de um estágio de compressor (igual à relação entre o trabalho ideal (quer dizer o trabalho associado a uma transformação isentrópica) e o trabalho realmente fornecido ao fluido para obter um aumento de pressão dado entre a montante e a jusante do estágio de compressor) em uma turbomáquina depende não somente da forma das lâminas, mas também da forma das plataformas. Para melhorar esse rendimento, é conhecido modificar a superfície de plataforma em uma ou várias rodas de pás para aumentar ou reduzir localmente a seção de passagem do fluxo de fluido através da ou das rodas de pás. Com esse objetivo, de maneira conhecida modifica-se a plataforma dispondo-se para isso na superfície dessa última ao nível das lâminas, uma depressão circunferencial, e/ou uma faixa recurvada circunferencial. (O termo depressão ou faixa recurvada “circunferencial” designa aqui uma depressão ou faixa recurvada que tem substancialmente uma forma de revolução, exceto naturalmente na proximidade imediata das lâminas). Uma tal modificação, chamada “contouring”, permite melhorar o rendimento aerodinâmico da roda de pás e mais globalmente do estágio de compressor. Os termos “depressão” e “faixa recurvada” devem ser compreendidos em referência a uma superfície teórica que delimita radialmente interiormente o percurso de escoamento e que evolui linearmente de a montante para a jusante da roda de pás.

[0006] No entanto, apesar do aumento de rendimento assim obtido para a roda de pás, uma tal modificação acarreta geralmente também certos efeitos indesejáveis sobre o fluxo de fluido. De fato: - ela pode induzir gradientes de pressão elevados na saída da roda de pás; tais gradientes sendo prejudiciais ao funcionamento da roda de pás, notadamente ao funcionamento global da turbomáquina, em especial no caso de compressores multi-estágios; - ela pode induzir disparidades nas distribuições de velocidade em torno das lâminas, e notadamente na proximidade do pé dessas últimas; e - ela pode finalmente induzir uma modificação da taxa de compressão da roda (a taxa de compressão sendo igual à relação entre as pressões a montante e a jusante da roda de pás).

[0007] Quando tais efeitos secundários indesejáveis são constatados, eles são corrigidos geralmente modificando-se para isso a geometria das rodas de pás situadas no percurso de escoamento de fluido a jusante da roda de pás considerada. No entanto, essas modificações podem não permitir conservar o ganho em rendimento permitido pela modificação da superfície de plataforma da roda de pás considerada; por outro lado, nem sempre é possível realizar tais modificações.

[0008] O objetivo da invenção é corrigir tais inconvenientes propondo para isso um conjunto que compreende uma lâmina para roda de pás de turbomáquina e uma plataforma sobre a qual a lâmina é própria para ser montada; uma pluralidade das ditas lâminas sendo própria para ser fixada sobre a dita plataforma ou sobre uma pluralidade das ditas plataformas montadas juntas, de maneira a formar uma roda de pás que apresenta um eixo de roda e que define de acordo com esse último direções a montante e a jusante, roda na qual as lâminas são dispostas radialmente; na dita roda, a plataforma ou as plataformas montadas que apresentam entre as lâminas uma superfície dita superfície de plataforma, delimitando radialmente no lado interior percursos de escoamento de passagem de gás formados entre as lâminas; a superfície de plataforma que apresenta uma depressão circunferencial, se estendendo axialmente substancialmente entre um bordo de ataque da lâmina a montante e no máximo 60 % de uma extensão axial da lâmina a jusante; conjunto que confira um bom rendimento aerodinâmico à roda de pás, assegure gradientes de pressão a jusante da roda de pás similares àqueles que seriam constatados na ausência da depressão circunferencial da superfície de plataforma, e permita obter distribuições de velocidade do fluido relativamente homogêneas, notadamente na proximidade do pé de pá.

[0009] A fim de apresentar a solução trazida pela invenção, são definidos os elementos seguintes:

[0010] A proximidade da plataforma visa a parte da lâmina situada a pequena distância (por exemplo, a menos de 20% da altura da pá) acima das partes de concordância de conexão entre a lâmina e a plataforma. O ângulo esqueleto é o ângulo que a fibra neutra da lâmina forma em relação ao eixo da roda de pás, em um plano perpendicular à direção longitudinal da lâmina, o sinal do ângulo esqueleto sendo escolhido de tal modo para que o ângulo esqueleto a montante (ângulo esqueleto no bordo de ataque da lâmina) seja positivo. A curva de esqueleto é a curva que representa as variações de um ângulo esqueleto da lâmina em um plano de seção substancialmente paralela à superfície de plataforma, em função da posição de acordo com o eixo da roda. A curva de esqueleto linearizado é a curva representativa das variações de um ângulo em função da posição de acordo com o eixo da roda, que liga em linha reta os pontos que representam o ângulo esqueleto respectivamente a 10% e a 90% da extensão axial da lâmina a partir do bordo de ataque. O ângulo esqueleto linearizado, representado pela curva de esqueleto linearizado, é, portanto, igual ao ângulo esqueleto a 10% e a 90% da extensão axial da lâmina a partir do bordo de ataque (as extremidades a montante e a jusante da lâmina, que podem ser o objeto de disposições específicas, não são levadas em consideração).

[0011] O objetivo indicado precedentemente é atingido de acordo com a invenção graças ao fato de que, em um conjunto tal como indicado precedentemente, em uma proximidade da plataforma, uma parte abaixada da curva de esqueleto que se encontra sob a curva de esqueleto linearizado se estende axialmente em pelo menos a metade da extensão axial da dita depressão.

[0012] Assim, a invenção consiste em modificar localmente a forma da lâmina de maneira a abaixar a curva de esqueleto (o que é o mesmo que “abrir” o ângulo esqueleto, no sentido em que o ângulo esqueleto na seção considerada diminui em valor absoluto em relação à curva de esqueleto linearizado), perpendicularmente a pelo menos a metade da depressão circunferencial (e, portanto, em uma faixa de recobrimento axial com essa última), a fim de adaptar a lâmina à modificação do fluxo induzida pela depressão circunferencial disposta na plataforma. A disposição da lâmina na proximidade da plataforma permite um funcionamento ótimo da roda de pás, levando em consideração a modificação da superfície de plataforma constituída pela depressão circunferencial.

[0013] A extensão axial da lâmina designa a distância, medida no pé de lâmina e de acordo com o eixo da roda de pás, entre o bordo de ataque e o bordo de fuga da lâmina. A depressão circunferencial não se estende axialmente acima de 60 % da extensão axial da lâmina.

[0014] Em um conjunto de acordo com a invenção, devido à parte abaixada que a curva de evolução do ângulo esqueleto ou curva esqueleto apresenta, em uma parte radialmente inferior da lâmina, o fluxo de gás ou de ar é desviado de maneira a desacelerar, na marcação relativa à pá, ao nível da depressão circunferencial. A abertura de percurso de escoamento induzida pela depressão circunferencial facilita a difusão na proximidade do pé de pá o que permite, ao mesmo tempo em que recoloca essa difusão em seu valor antes da disposição da depressão circunferencial: - na parte a montante da lâmina, limitar o aumento de velocidade do fluxo de fluido, e assim reduzir as perdas por onda de choque (graças à abertura do ângulo esqueleto, notadamente na faixa que se estende de 0 a 40% da extensão axial da lâmina), - na parte a jusante da lâmina, reduzir a diferença fluxo-perfil (diferença entre a direção do fluxo na proximidade do bordo de fuga e o ângulo esqueleto a jusante) limitando para isso localmente o desvio imposto ao fluido.

[0015] O conjunto de acordo com a invenção pode ser o objeto dos aperfeiçoamentos seguintes: - a depressão circunferencial pode se estender axialmente substancialmente entre o bordo de ataque a montante e somente 40% da extensão axial da parte a jusante. - a seção mais vazada da dita depressão pode estar situada axialmente entre 15% e 35% da extensão axial da lâmina, a partir do bordo de ataque da lâmina. - a superfície de plataforma pode apresentar uma faixa circunferencial recurvada, situada axialmente na metade a jusante da lâmina. - uma seção que é a mais saliente da faixa recurvada pode estar situada axialmente entre 50% e 70% da extensão axial da lâmina, a partir do bordo de ataque da lâmina. - na dita proximidade, a curva esqueleto pode apresentar uma parte elevada que se encontra acima da curva de ângulo esqueleto linearizado e situada axialmente em aval da dita parte abaixada. Essa parte elevada pode se encontrar axialmente substancialmente ao nível da dita faixa recurvada, e eventualmente se estender axialmente em toda a extensão axial da faixa recurvada. O fato de que a parte elevada esteja axialmente substancialmente ao nível da faixa recurvada significa que a diferença entre os limites da parte elevada e da parte recurvada (de acordo com o eixo da roda de pás), é inferior a 10% seja a montante ou a jusante. - a curva esqueleto pode apresentar uma inclinação menor, em valor absoluto, do que a curva de esqueleto linearizado entre 80% e 100%, e de preferência entre 60% e 100%, da extensão axial da lâmina a partir do bordo de ataque dessa última. Essa disposição permite reduzir a diferença fluxo-perfil ao nível do bordo de fuga da lâmina. Em um modo de realização, a curva esqueleto pode notadamente estar situada sob a curva esqueleto linearizado entre 10% e 90% da extensão axial da lâmina. - um ângulo esqueleto a montante sendo o ângulo esqueleto no bordo de ataque da lâmina, em um quarto radialmente inferior da lâmina, o ângulo esqueleto a montante pode aumentar em valor absoluto (é dito que há fechamento do ângulo a montante da lâmina), à medida que há uma aproximação do pé de lâmina. Essa disposição do bordo de ataque da lâmina contribui para reduzir ou eliminar os efeitos negativos induzidos pela depressão circunferencial da superfície de plataforma.

[0016] Um segundo objetivo da invenção é propor uma pá para turbomáquina, que confira um bom rendimento aerodinâmico a uma roda de pás formada com o auxílio de tais pás, assegure gradientes de pressão a jusante da roda de pás similares àqueles que seriam constatados na ausência da depressão circunferencial da superfície de plataforma, e permita obter distribuições de velocidades relativamente homogêneas, notadamente na proximidade do pé de pá.

[0017] Esse objetivo é atingido graças ao fato de que a pá para turbomáquina é constituída por um conjunto tal como definido precedentemente, que compreende uma plataforma formada integralmente com pelo menos uma lâmina. As plataformas dessas pás são em geral dispostas de tal modo que elas definem inteiramente a superfície interpás que delimita radialmente no lado interior percursos de escoamento de passagem de gás formados entre as lâminas.

[0018] Um terceiro objetivo da invenção é propor uma roda de pás para turbomáquina, que apresenta um bom rendimento aerodinâmico, gradientes de pressão a jusante da roda de pás similares àqueles que seriam constatados na ausência da depressão circunferencial da superfície de plataforma, e distribuições de velocidades relativamente homogêneas, notadamente na proximidade do pé de pá.

[0019] Esse objetivo é atingido graças ao fato de que a roda de pás é formada com conjuntos tais como definidos precedentemente, e notadamente com pás que compreendem uma plataforma formada integralmente com pelo menos uma lâmina. Um disco de pás monobloco constitui um exemplo de uma tal roda de pás.

[0020] Finalmente, a invenção pode vantajosamente ser integrada em uma turbomáquina que compreende pelo menos uma roda de pás tal como definida precedentemente.

[0021] A invenção será bem compreendida e suas vantagens aparecerão melhor com a leitura da descrição detalhada que se segue, de modos de realização representados a título de exemplos não limitativos. A descrição se refere aos desenhos anexos, nos quais: - figura 1 é uma vista esquemática em perspectiva de um estágio de compressor de uma turbomáquina de acordo com a invenção; - figura 2 é uma vista esquemática em perspectiva de três conjuntos de acordo com a invenção, que fazem parte da roda representada na figura 1; cada uma das figuras 3A e 3B é uma figura que representa um conjunto que compreende uma plataforma associada a uma lâmina, e que compreende: (a) uma vista esquemática do dito conjunto de acordo com a direção circunferencial; (b) um diagrama que mostra a curva de esqueleto da lâmina do dito conjunto; a figura 3A apresentando um conjunto conhecido, e a figura 3B um conjunto de acordo com a invenção em um primeiro modo de realização; a figura 4 é um diagrama que mostra duas variantes para a curva de esqueleto de uma lâmina de um conjunto de acordo com a invenção, que correspondem respectivamente ao primeiro modo de realização e a um segundo modo de realização; a figura 5 é uma seção de uma lâmina de um conjunto de acordo com a invenção; e a figura 6 é um diagrama que mostra a curva das variações do ângulo esqueleto a montante de uma lâmina em um modo de realização da invenção.

[0022] Nas diferentes figuras, os elementos idênticos ou similares compreendem a mesma referência.

[0023] A figura 1 representa uma parte de um compressor de fluxo axial 10 de uma turbomáquina 100. Esse compressor 10 compreende um cárter 12, no qual é montada uma roda de pás 14. A roda de pás 14 compreende ela própria um disco rotor 16, sobre o qual são fixadas de maneira conhecida em si pás radiais 18, de maneira a apresentar uma simetria de revolução. A roda de pás é disposta de maneira a poder girar de acordo com um eixo de rotação A no interior do cárter 12.

[0024] A disposição das pás 18 da roda de pás 14 é apresentada mais em detalhe pela figura 2, que é uma vista parcial da roda 14.

[0025] Na roda 14, cada uma das pás 18 forma um conjunto 1, que associa uma lâmina 20, uma plataforma 22, e um pé de pá 24. As plataformas de pás 22 são assim realizadas de maneira integrada com as lâminas 20. Naturalmente, a invenção pode ser executada em outros tipos de rodas, nas quais as lâminas e a ou as plataforma(s) constituem peças distintas.

[0026] Os pés 24 permitem a fixação das pás 18 sobre o disco rotor 16.

[0027] As plataformas 22 associadas no seio da roda de pás 14 definem uma superfície de plataforma 30 que delimita no lado radialmente interior os percursos de escoamento interpás que permitem a passagem de gás entre as pás. Essa superfície de plataforma é aproximadamente uma superfície de revolução - ou pelo menos pode ser aproximada por uma superfície de revolução.

[0028] As pás 18 são dispostas de tal modo que, quando elas são unidas juntas de maneira a formar a roda 14, as plataformas das pás definem inteiramente a superfície de plataforma 30 formada entre as lâminas 20. Por conseqüência, nenhuma peça suplementar faz parte da ou forma a superfície de plataforma 30. Para permitir a união das pás 18, a borda 32 das superfícies de plataforma em um primeiro lado de acordo com a direção circunferencial da roda de pás tem uma forma complementar à forma da borda 34 das superfícies de plataforma situadas no lado oposto de acordo com a direção circunferencial C.

[0029] Cada lâmina 20 compreende um bordo de ataque 26 e um bordo de fuga 28, e se estende radialmente de acordo com uma direção radial B própria a cada lâmina.

[0030] Na figura 2 é indicado um plano de corte V, que constitui um plano de seção substancialmente paralelo à superfície de plataforma 30, e está situado na proximidade do pé da lâmina 20.

[0031] A figura 5 representa um corte de uma lâmina 120 de pá de turbomáquina, em um plano perpendicular ao eixo longitudinal da lâmina.

[0032] Nesse corte aparece a fibra neutra 122 da lâmina, para o plano considerado. A fibra neutra é o conjunto dos pontos da lâmina eqüidistantes das duas faces laterais (intradorso e extradorso) da lâmina. Por exemplo, o ponto M representado está na mesma distância d do intradorso e do extradorso. O ângulo esqueleto α no ponto M é o ângulo entre a tangente 124 à fibra neutra no ponto M, e o eixo A da roda. O ângulo esqueleto α0 ou ângulo esqueleto a montante é o ângulo esqueleto no bordo de ataque da lâmina 120.

[0033] As figuras 3A e 3B apresentam respectivamente um conjunto 1 (que associa uma plataforma 22 e uma lâmina 20) respectivamente em um modo de realização conhecido, e em um modo de realização de acordo com a invenção. Figura 3A:

[0034] A superfície de plataforma 30 representada na figura 3A(a) não é objeto de nenhuma disposição específica ao nível (axialmente, quer dizer de acordo com o eixo A) da lâmina 20. Essa superfície de plataforma é, portanto, uma superfície de plataforma de referência 30ref que é substancialmente cônica.

[0035] Na figura 3A(b) é traçada a curva das variações do ângulo esqueleto da lâmina da figura 3A(a), no plano A-A (plano indicado em traço misto na figura 3A(a)), em função da posição axial de acordo com o eixo da roda 14. A posição axial é indicada em porcentagem, em função da posição em relação à extensão axial E da lâmina 20. A extensão axial E é a distância que separa ao longo do eixo A o bordo de ataque 26 do bordo de fuga 28, no pé das lâminas 20 (fig. 3A(a)). A lâmina 20 do conjunto da figura 3A é uma lâmina tipo da qual as curvas de esqueleto e de esqueleto linearizado, representadas na figura 3A(b), são confundidas. Figura 3B:

[0036] A figura 3B representa um modo de realização da invenção. Nesse último, a superfície de plataforma 30 foi disposta ao nível da lâmina 20.

[0037] As disposições realizadas são definidas radialmente de maneira relativa, em relação à superfície de plataforma de referência 30ref. Essa superfície 30ref é definida como a superfície substancialmente cônica que se aproxima da superfície de plataforma 30, essa superfície de referência 30ref sendo determinada sem levar em consideração nem a depressão circunferencial nem se for o caso outras disposições localizadas (circunferenciais ou não) salientes ou vazadas da superfície de plataforma efetuadas axialmente ao nível das lâminas 20.

[0038] As disposições da superfície de plataforma 30 e das lâminas 20 são definidas por outro lado axialmente em relação à extensão axial E das lâminas 20.

[0039] A superfície de plataforma 30 é disposta (fig. 3B(a)) com uma depressão circunferencial 40. Por depressão (ou respectivamente, por superfície recurvada ou sobreconvergente), é designada uma parte da superfície de plataforma que se encontra radialmente no interior (ou respectivamente, no exterior) da superfície de plataforma de referência 30ref e que corresponde a uma reabertura (ou respectivamente a um fechamento) local do percurso de escoamento.

[0040] A depressão circunferencial 40 se estende axialmente entre o bordo de ataque 26 das lâminas 20 e até 60% da extensão axial E das lâminas (de acordo com o eixo A). De fato a depressão 40 se estende quase até 60% da extensão axial E. A seção axial 41 (perpendicular ao eixo da roda 14) mais vazada dessa depressão 40 está situada entre 15% e 35% da extensão axial E, e no caso presente a 30% da extensão axial E. Na frase precedente, a seção “mais vazada” designa a seção da depressão 40 da qual a distância d2 em relação à superfície de plataforma de referência 30ref é a maior (ver a figura 3B(a)).

[0041] Por outro lado, a superfície de plataforma apresenta uma faixa circunferencial recurvada 42, dita sobreconvergente, situada axialmente na metade a jusante da lâmina. A seção 43 mais saliente dessa faixa recurvada 42 está situada axialmente entre 50% e 70% da extensão axial da lâmina, a partir do bordo de ataque da lâmina, no caso presente a 70% da extensão axial E. Na frase precedente, a seção “mais saliente” designa a seção da faixa circunferencial 42 da qual a distância d3 em relação à superfície de plataforma de referência 30ref é a maior.

[0042] As disposições 40 e 42 indicadas precedentemente melhoram o rendimento da roda de pás 14. Inversamente, elas perturbam o escoamento do fluido na proximidade da superfície de plataforma, em relação ao escoamento que a superfície de plataforma teórica 30ref permite. De acordo com a invenção, para compensar essas perturbações, a forma das lâminas 20 é modificada da maneira apresentada pelas figuras 3B(b) e 4.

[0043] Essa modificação afeta (de maneira geral) principalmente a metade radialmente interior das lâminas 20. Essa modificação aparece notadamente em um plano de corte da lâmina (plano V, figura 2) que é paralelo à superfície de plataforma, e situado na proximidade da plataforma.

[0044] Essa modificação é apresentada na figura 4 na qual aparecem: - em pontilhados, a curva de esqueleto 46, que representa as variações do ângulo esqueleto α da lâmina 20 do primeiro modo de realização da invenção (figura 3B); - em traço misto, a curva de esqueleto 47, que representa as variações do ângulo esqueleto α de uma lâmina em um segundo modo de realização da invenção; e - em traço contínuo, a curva de esqueleto linearizado 45 da lâmina 20, que representa as variações do ângulo esqueleto linearizado e é a mesma para os dois modos de realização.

[0045] Nessas diferentes curvas, as variações do ângulo esqueleto α são representadas em função da posição axial sobre a lâmina, essa posição axial sendo indicada sob a forma de porcentagem em relação à extensão axial E da lâmina 20.

[0046] Nos dois modos de realização, a forma da superfície de plataforma é a mesma e é ilustrada pela figura 3B.

[0047] A modificação trazida de acordo com a invenção à lâmina 20 consiste no fato de que a curva de ângulo esqueleto apresenta uma parte abaixada que se estende axialmente em pelo menos a metade da extensão axial da depressão circunferencial 40. (Por parte abaixada, é entendida uma parte de curva que se encontra sob a curva de ângulo esqueleto linearizado: em outros termos, na parte abaixada, o ângulo esqueleto é inferior em valor absoluto, e é mais aberto, em relação ao ângulo esqueleto linearizado). Essa parte abaixada é anotada 44 e 144 respectivamente para o primeiro e o segundo modo de realização.

[0048] Nos modos de realização apresentados, a depressão 40 se estende em uma faixa 40R que vai de 0% a 60% da extensão axial E. De acordo com a invenção, a curva 46 apresenta uma parte abaixada 44 que se estende axialmente em uma faixa 44R que cobre pelo menos 30% da extensão axial da faixa 40R (de 0% a 60%) da depressão 40. Assim, no primeiro modo de realização, a faixa 44R se estende de 10% a cerca de 53% da extensão axial E.

[0049] A faixa 44R pode ser incluída axialmente na faixa 40R recoberta pela depressão 40 ou se estender mais longe a jusante dessa faixa. Em um modo de realização, a totalidade da parte abaixada 44 se encontra ao nível da depressão 40, e a faixa 44R é incluída na faixa 40R. Inversamente, no segundo modo de realização, a parte abaixada 144 se estende em quase a totalidade da extensão axial da lâmina, e notadamente de 10% a 90% da extensão axial da lâmina.

[0050] Por outro lado, a curva de esqueleto 46 representada na figura 4, que apresenta a conformação da lâmina 20 na proximidade da plataforma, apresenta além da parte abaixada 44, uma parte elevada 48. Por “parte elevada”, é designada aqui uma parte de curva que se encontra acima da curva de ângulo esqueleto linearizado 45. Essa parte elevada 48 está situada axialmente a jusante da parte abaixada 44. No exemplo representado, a faixa 42R sobre a qual se estende a parte recurvada 42 se estende entre 60% e 100% da extensão axial E, e a faixa 48R sobre a qual se estende a parte elevada 48 se estende entre 53% e 90% da extensão axial E. Assim, a faixa recurvada 42 e a parte elevada 48 da seção da lâmina estão situadas axialmente substancialmente ao mesmo nível.

[0051] De maneira geral, de acordo com o modo de realização (ver a figura 4), a parte elevada 48 pode começar no lado a montante entre 40% e 60% da extensão axial da lâmina. No lado a jusante, ela pode ser prolongada substancialmente até 90% da extensão axial E, ponto no qual por construção as curvas 45, 46 e 47 se cruzam. A presença dessa parte elevada 48 visa limitar os efeitos eventuais sobre a diferença fluxo-perfil induzidos pela parte abaixada 44. A parte elevada 48 se estende de preferência em pelo menos 30% da extensão axial da lâmina, e de preferência pelo menos 40%.

[0052] No segundo modo de realização contrariamente ao primeiro, a curva de esqueleto 47 não compreende parte elevada a jusante da parte abaixada. Ao contrário, a curva de esqueleto permanece sob a curva de esqueleto linearizado, com uma parte abaixada 144 que se estende na quase totalidade da extensão axial da lâmina (entre 10% e 90%). Disso resulta que a curva esqueleto 47 apresenta uma inclinação menor, em valor absoluto, do que a curva de esqueleto linearizado entre 80% e 100%, e mesmo, nesse modo de realização, entre 60% e 100%, da extensão axial E da lâmina a partir do bordo de ataque dessa última.

[0053] A figura 6 apresenta uma disposição complementar possível da lâmina, que permite compensar os efeitos indesejáveis causados pelas disposições da superfície de plataforma 30. A figura 6 representa as variações do ângulo esqueleto a montante α0 de uma lâmina, em função da altura h expressa em porcentagem da altura total da lâmina, medida do pé de lâmina à extremidade da lâmina.

[0054] Nesse modo de realização, em uma metade radialmente inferior da lâmina, o ângulo esqueleto a montante α0 (fig. 5) se distingue dos ângulos esqueleto a montante utilizados de maneira conhecida. Na metade inferior da lâmina, as evoluções do ângulo esqueleto são representadas pela curva 80 para um ângulo esqueleto a montante típico, utilizado de maneira conhecida e pela curva 82 para um ângulo esqueleto a montante de acordo com um modo de realização da invenção. Na metade superior da pá, essas duas curvas são confundidas em uma curva 81.

[0055] De maneira habitual as lâminas são dispostas de tal modo que o ângulo esqueleto a montante diminui em valor absoluto do topo de pá (h = 100%, h sendo a distância radial em relação ao pé da lâmina) até o pé de lâmina (h = 0%). Ao contrário, de acordo com esse aperfeiçoamento da invenção, em um quarto inferior da lâmina e eventualmente dentro de uma faixa de 40 % da altura de lâmina que se estende a partir do pé de lâmina, o ângulo esqueleto a montante aumenta em valor absoluto (quer dizer que o ângulo esqueleto se fecha) à medida que há uma aproximação do pé de lâmina. Essa modificação visa compensar o aumento de vazão localizado no pé de lâmina causado pelo contouring do percurso de escoamento. Ela permite, além disso, proteger a pá de uma eventual perda de margem na oscilação.

[0056] A invenção é especialmente adaptada para pás solicitadas para funcionar em um escoamento subsônico.

Claims (13)

1. Conjunto (1) que compreende uma lâmina (20) para roda de pás de turbomáquina e uma plataforma (22) sobre a qual a lâmina é própria para ser montada; uma pluralidade das ditas lâminas sendo própria para ser fixada sobre a dita plataforma ou sobre uma pluralidade das ditas plataformas montadas juntas, de maneira a formar uma roda de pás (14) que apresenta um eixo de roda (A) e que define ao longo desse último direções a montante e a jusante, roda na qual as lâminas são dispostas radialmente; na dita roda, a plataforma (22) ou as plataformas montadas apresentando entre as lâminas uma superfície (30) dita superfície de plataforma, delimitando radialmente no lado interior percursos de escoamento de passagem de gás formados entre as lâminas; a dita superfície de plataforma apresentando uma depressão circunferencial (40), se estendendo axialmente substancialmente entre um bordo de ataque da lâmina a montante e no máximo 60% de uma extensão axial da lâmina a jusante; o conjunto sendo caracterizado pelo fato de que: uma curva de esqueleto sendo a curva que representa as variações de um ângulo esqueleto (α) da lâmina em um plano de seção substancialmente paralela à superfície de plataforma, em função da posição ao longo do eixo da roda, uma curva de esqueleto linearizado (45) sendo a curva representativa das variações de um ângulo em função da posição ao longo do eixo da roda, que liga em linha reta os pontos que representam o ângulo esqueleto respectivamente a 10% e a 90% da extensão axial da lâmina a partir do bordo de ataque, em uma proximidade da plataforma, uma parte abaixada (44) da curva de esqueleto se encontrando sob a curva (45) de esqueleto linearizado se estende axialmente sobre pelo menos a metade da extensão axial (40R) da dita depressão.

2. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a depressão circunferencial se estende axialmente substancialmente entre o bordo de ataque a montante e somente 40% da extensão axial da lâmina a jusante.

3. Conjunto de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a seção mais vazada da dita depressão (40) está situada axialmente entre 15% e 35% da extensão axial da lâmina, a partir do bordo de ataque da lâmina.

4. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a dita superfície de plataforma apresenta uma faixa circunferencial recurvada (42), situada axialmente na metade a jusante da lâmina.

5. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que uma seção que é a mais saliente (43) da dita faixa recurvada está situada axialmente entre 50% e 70% da extensão axial da lâmina, a partir do bordo de ataque da lâmina.

6. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que, na dita proximidade, a curva esqueleto apresenta uma parte elevada (48) que se encontra acima da curva de ângulo esqueleto linearizado e situada axialmente a jusante da dita parte abaixada.

7. Conjunto de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a dita parte elevada (48) se encontra axialmente substancialmente no nível da dita faixa recurvada.

8. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a curva esqueleto apresenta uma inclinação menor, em valor absoluto, do que a curva de esqueleto linearizado entre 80% e 100%, e de preferência entre 60% e 100%, da extensão axial da lâmina a partir do bordo de ataque dessa última.

9. Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que um ângulo esqueleto a montante sendo o ângulo esqueleto no bordo de ataque da lâmina, em um quarto radialmente inferior da lâmina, o dito ângulo esqueleto a montante aumenta em valor absoluto, à medida que se aproxima do pé de lâmina.

10. Pá (18) para turbomáquina, caracterizada pelo fato de que é constituída por um conjunto como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, compreendendo uma plataforma formada integralmente com pelo menos uma lâmina.

11. Roda de pás (14) para turbomáquina, caracterizada pelo fato de que é formada com pás como definidas na reivindicação 10.

12. Roda de pás (14) para turbomáquina, caracterizada pelo fato de que é formada com pelo menos um conjunto como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.

13. Turbomáquina (100), caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos uma roda de pás como definida na reivindicação 11 ou 12.

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