BR112016027042B1

BR112016027042B1 - Pá de turbina de turbomáquina, meios de moldagem para a fabricação de uma pá, turbina de turbomáquina e turbomáquina

Info

Publication number: BR112016027042B1
Application number: BR112016027042-8A
Authority: BR
Inventors: Charlotte Marie Dujol; Patrice Eneau; Sébastien Digard Brou De Cuissart; Matthieu Jean-Luc Vollebregt
Original assignee: Safran Aircraft Engines
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2022-11-08
Also published as: CA2950127C; US10689985B2; RU2016151772A; BR112016027042A2; CN106460526B; RU2016151772A3; WO2015181497A1; JP2017526845A; EP3149280A1; JP6731353B2; BR112016027042A8; FR3021697B1; CA2950127A1; CN106460526A; US20170183969A1; RU2697211C2; FR3021697A1

Abstract

PÁ DE TURBINA DE TURBOMÁQUINA, MEIOS DE MOLDAGEM PARA A FABRICAÇÃO DE UMA PÁ, TURBINA DE TURBOMÁQUINA E TURBOMÁQUINA. A invenção se refere a uma pá de turbina (51) para uma turbomáquina tal como um turbopropulsor ou um turbojato, em que a dita pá compreende uma raiz (P), uma palheta suportada pela dita raiz (P) e que se estende em uma direção de envergadura (EV), que termina em uma ponta (S), sendo que a dita palheta compreende uma parede do lado de pressão e uma parede do lado de sucção separadas entre si, e: pelo menos um duto (53) configurado para coletar ar de resfriamento na raiz (P) e para fazer o mesmo fluir na palheta a fim de resfriá-la; furos e/ou fendas (55, 67) feitos nas paredes da mesma a fim de descarregar o ar de resfriamento para fora da palheta; uma cavidade interna superior (52) localizada na ponta (S) da palheta a fim de resfriá-la; e em que pelo menos um dos ditos dutos (53) supre diretamente a cavidade superior de ar de resfriamento coletado na raiz (P).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se a uma pá de um motor de aeronave do tipo turbomáquina, tal como, por exemplo, um motor turbo de fluxo duplo ou um turbopropulsor de fluxo duplo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Nesse motor, o ar externo é admitido dentro de uma manga de entrada a fim de passar através de uma ventoinha que compreende uma série de palhetas giratórias antes de ser dividido em um fluxo primário central e um fluxo secundário que circunda o fluxo primário.

[003] O fluxo primário é, então, comprimido antes de chegar a uma câmara de combustão, após o que o mesmo é expandido ao passar através de um conjunto de turbinas antes de ser descarregado para a traseira por meio da geração de impulso. O fluxo secundário é propelido diretamente para a traseira pela ventoinha a fim de gerar um impulso adicional.

[004] A expansão nas turbinas, que faz com que seja possível acionar o compressor e a ventoinha, ocorre em uma temperatura alta devido ao fato de que a mesma é produzida imediatamente após a combustão. Essa turbina é, como tal, projetada e dimensionada para operar em temperatura, pressão e condições de fluxo de fluido rigorosas.

[005] Cada turbina compreende uma sucessão de estágios em que cada um compreende uma série de pás orientadas radialmente e espaçadas regularmente ao redor de um eixo giratório do motor. Esse eixo central suporta os elementos giratórios da turbina bem como os elementos giratórios do compressor e da ventoinha.

[006] Concretamente, as pás da turbina que são submetidas às mais rigorosascondições são aquelas dos primeiros estágios de expansão dessa turbina, a saber, os estágios que são os mais próximos à zona de combustão e que são comumente denominados como estágios de alta pressão.

[007] Em geral, as crescentes necessidades de desempenho e mudanças em regulamentações levam à projeção de motores de tamanho menor que operam em ambientes cada vez mais rigorosos. Isso implica em aumentar a resistência e o desempenho das pás de turbina de alta pressão pertinentes, em particular, à sua resistência a temperatura.

[008] No entanto, os aprimoramentos existentes em relação a materiais e aos revestimentos dessas pás não são suficientes para permitir que os mesmos suportem as temperaturas altas que podem ser alcançadas pelo fluxo a jusante da câmara de combustão. Essa situação leva a reconsiderar o resfriamento dessas pás a fim de aprimorá-las de modo que as mesmas possam suportar essas novas condições de operação.

[009] Esse resfriamento é fornecido circulando-se ar frio dentro dessas pás que é admitido no motor turbo a montante da combustão. Esse ar é admitido na raiz da pá, para ser transportado ao longo de um circuito interno da pá a fim de resfriá-la, e é descarregado no lado externo da pá por furos que passam através da parede dessa pá e distribuído sobre essa parede. Esses furos são usados para descarregar o ar de resfriamento, mas os mesmos também criam sobre a superfície externa da pá um filme de ar que é mais frio do que o ar que chega da combustão, o que também contribui para limitar a temperatura da pá.

[010] A fim de aumentar a eficácia do resfriamento, as regiões interiores da pá nas quais o ar de resfriamento circula compreendem artefatos, isto é, relevos internos que agitam o fluxo de fluido do ar de resfriamento a fim de aumentar a transferência de calor da parede da pá para que esse ar de resfriamento circule nos dutos internos da pá.

[011] Essas arquiteturas de resfriamento convencionais são penalizadas pelo fato de que o comprimento do circuito interno da pá dá origem a ar que é aquecido excessivamente quando alcança a extremidade desse circuito, de uma forma que sua eficácia de resfriamento é limitada nas regiões da extremidade de deslocamento, e, em particular, na ponta da pá onde é buscado o contrário para obter eficácia de resfriamento aumentada.

[012] O propósito da invenção é propor uma estrutura de pá que torne possível melhorar a eficácia de resfriamento dessa pá.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[013] Para esse efeito, a invenção tem como objetivo uma pá de turbina de uma turbomáquina tal como um turbopropulsor ou um motor turbo, em que essa pá compreende uma raiz, uma palheta suportada por essa raiz e que se estende em uma direção de envergadura que termina em uma ponta, sendo que essa palheta compreende um bordo de ataque e um bordo de fuga localizado a jusante do bordo de ataque, em que essa palheta compreende uma parede do lado de pressão e uma parede do lado de sucção espaçadas lateralmente entre si e em que cada uma conecta o bordo de ataque ao bordo de fuga, sendo que essa palheta compreende: - pelo menos um duto configurado para coletar ar de resfriamento na raiz da pá e para circular o mesmo na palheta a fim de resfriá-la; - furos e/ou fendas efetuados em suas paredes a fim de descarregar o ar de resfriamento do lado externo dessa palheta; - uma cavidade interna superior localizada na ponta da palheta a fim de resfriar essa ponta de palheta; e em que pelo menos um dos dutos supre diretamente a cavidade superior com ar de resfriamento coletado na raiz.

[014] A invenção também se refere a uma pá tal como definido acima, na qual a cavidade superior se estende da dianteira para a traseira da palheta, a fim de suprir pelo menos uma fenda de resfriamento do bordo de fuga da palheta.

[015] A invenção também se refere a uma pá tal como definido acima, em que a parede do lado de pressão compreende pelo menos um furo atravessante ou uma fenda atravessante que sai para dentro da cavidade superior.

[016] A invenção também se refere a uma pá tal como definido acima, que compreende uma primeira cavidade lateral interna que passa ao longo da parede do lado de pressão ao mesmo tempo em que é separada do duto de suprimento direto, a fim de formar uma blindagem térmica que isola termicamente esse duto de suprimento direto da parede do lado de pressão.

[017] A invenção também se refere a uma pá tal como definido acima, que compreende adicionalmente uma segunda cavidade lateral interna que passa ao longo da parede do lado de sucção ao mesmo tempo em que é separada do duto de suprimento direto, a fim de formar uma blindagem térmica que isola termicamente esse duto de suprimento direto da parede do lado de sucção.

[018] A invenção também se refere a uma pá tal como definido acima, em que cada cavidade lateral interna é dotada de ativadores de turbulência e/ou defletores a fim de aumentar nos mesmos as trocas de calor, e em que cada duto de suprimento direto tem paredes lisas a fim de limitar as perdas de carga.

[019] A invenção também se refere a uma pá tal como definido acima, na qual o duto de suprimento direto da cavidade superior é uma rampa de resfriamento a montante do bordo de ataque da pá.

[020] A invenção também se refere a uma pá tal como definido acima, na qual o duto de suprimento direto é um duto central dedicado exclusivamente ao suprimento de ar de resfriamento para a cavidade superior.

[021] A invenção também se refere a uma pá tal como definido acima, na qual as duas cavidades laterais são reunidas por uma zona de junção localizada a jusante do duto de suprimento direto a fim de formar uma única cavidade que circunda três quartos da circunferência desse duto de suprimento direto estendendo-se sobre a maior parte do comprimento desse duto de suprimento direto.

[022] A invenção também se refere a uma pá tal como definido acima, que compreende uma rampa a jusante para suprir as fendas de resfriamento do bordo de fuga localizadas na parede do lado de pressão, e um duto a jusante para o suprimento calibrado dessa rampa a jusante que é termicamente isolado por cada cavidade lateral.

[023] A invenção também se refere a uma pá tal como definido acima, que compreende uma rampa a montante para suprir os furos de resfriamento do bordo de ataque, e um duto a montante para o suprimento calibrado dessa rampa a montante que é termicamente isolado por cada cavidade lateral.

[024] A invenção também se refere a um meio para a moldagem para a fabricação de uma pá, de acordo qualquer uma das reivindicações 1 a 7, que compreende impressões e um conjunto de núcleos destinados à formação de dutos e rampas internos, e, possivelmente, cavidades internas que formam uma blindagem.

[025] A invenção também se refere a uma turbina de uma turbomáquina que compreende uma pá tal como definido acima.

[026] A invenção também se refere a uma turbomáquina que compreende uma turbina tal como definido acima.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[027] A Figura 1 é uma vista diagramática de um motor turbo de fluxo duplo conforme um corte longitudinal;

[028] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma pá de uma turbina de motor turbo mostrada na Figura 1;

[029] A Figura 3 é uma vista em perspectiva que mostra as porções ocas internas de uma pá de turbina de acordo com uma primeira realização da invenção;

[030] A Figura 4 é uma vista em perspectiva que mostra as porções ocas internas de uma pá de turbina de acordo com uma segunda realização da invenção;

[031] A Figura 5 é uma vista em perspectiva que mostra as porções ocas internas de uma pá de turbina de acordo com uma terceira realização da invenção;

[032] A Figura 6 é uma vista em perspectiva que mostra as porções ocas internas de uma pá de turbina de acordo com uma quarta realização da invenção;

[033] A Figura 7 é uma vista em perspectiva que mostra as porções ocas internas de uma pá de turbina de acordo com uma quinta realização da invenção; e

[034] A Figura 8 é uma vista em perspectiva que mostra as porções ocas internas de uma pá de turbina de acordo com uma sexta realização da invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[035] Conforme pode ser visto na Figura 1, uma porção dianteira de um motor turbo de fluxo duplo 1 compreende uma manga de entrada 2 em que o ar é admitido antes de ser aspirado pelas palhetas de uma ventoinha 3. Após ter passado a região da ventoinha, o ar é dividido em um fluxo primário central e um fluxo secundário que circunda o fluxo primário.

[036] O fluxo primário de ar, então, passa através de um primeiro compressor 4 localizado imediatamente após a ventoinha 3 enquanto o fluxo secundário é propelido para a traseira a fim de gerar diretamente um impulso adicional que é soprado ao redor do fluxo primário.

[037] O fluxo primário, então, passa através de um segundo estágio de compressão 6, antes de alcançar uma câmara 7 onde a combustão do mesmo ocorre, após injeção e vaporização de um combustível. Após a combustão, esse fluxo primário se expande em uma turbina de alta pressão 8, então, em uma turbina de baixa pressão, não mostrada, a fim de acionar em rotação os estágios de compressão e a ventoinha, antes de ser expelido em direção à traseira do motor a fim de gerar um impulso.

[038] O motor 1 e seus componentes têm um formato de revolução ao redor de um eixo geométrico longitudinal AX. O mesmo compreende, em particular, um invólucro externo 9 em que o mesmo também tem um formato de revolução e se estende da dianteira do motor, onde o mesmo delimita a manga de entrada de ar, para a porção traseira onde o mesmo delimita o duto através do qual os fluxos primário e secundário são descarregados, em que a dianteira e a traseira são consideradas em relação à frente da aeronave dotada desse motor turbo. Esse invólucro 9 sustenta os componentes giratórios localizados no centro do motor e que compreendem um eixo giratório que apoia as palhetas da ventoinha bem como os estágios de compressão e a turbina com suas pás.

[039] Essa pá, que é marcada como 11 na Figura 2, compreende uma raiz P pela qual a mesma é fixada a um corpo giratório não mostrado, denominado como um disco de turbina, e uma palheta 12 suportada por essa raiz P e que constitui a porção aerodinâmica dessa pá. Conforme pode ser visto na Figura 2, a pá 11 compreende, entre a raiz P e a palheta 12, uma região intermediária 13 chamada plataforma.

[040] A unidade formada pela raiz P e pela palheta 12 é uma parte de peça individual oca, única, proveniente de fundição e que compreende dutos internos através dos quais circula o ar de resfriamento. Esses dutos internos não mostrados na Figura 2 compreendem respiros de admissão que abrem na face inferior 14 da raiz P e através da qual esses dutos são supridos com ar frio. A parede oca da palheta 12 compreende furos atravessantes e fendas através dos quais o ar de resfriamento é descarregado.

[041] A palheta 12 tem um formato torcido à esquerda que tem um contorno que é substancialmente retangular, que se assemelha ao de um paralelepípedo. A mesma compreende uma base 16 através da qual é conectada à raiz P e que se estende aproximadamente paralela ao eixo geométrico de rotação AX. A mesma também compreende um bordo de ataque 17 orientado radialmente em relação ao eixo geométrico AX e localizado no AM a montante da pá, isto é, a região dianteira dessa pá, em relação à frente do motor em que a mesma é fornecida em serviço. Essa pá também compreende um bordo de fuga 18 orientado aproximadamente paralelo ao bordo de ataque 17 que é espaçado do último ao longo do eixo geométrico AX de modo a ficar localizado na região AV a jusante ou atrás da pá. A mesma compreende adicionalmente uma ponta S aproximadamente paralela à base 16 e espaçada da última de acordo com uma direção radial em relação ao eixo geométrico AX.

[042] As duas paredes principais dessa pá são sua parede do lado de pressão 21, que é a parede visível na Figura 2, e sua parede do lado de sucção que é a parede oposta espaçada da parede do lado de pressão, e que não é visível na Figura 2 devido ao fato de que a mesma está ocultada pela parede do lado de pressão 21. As paredes lado de pressão e do lado de sucção são reunidas no bordo de ataque 17, no bordo de fuga 18 e também na região da ponta S dessa pá. Essas paredes são espaçadas entre si na base 16 a fim de permitir a admissão de ar de resfriamento na região interna da palheta.

[043] O bordo de ataque 17 tem um formato convexo e é dotado de uma série de furos de resfriamento 22 que passam através da parede da pá nessa região. O bordo de fuga 18 tem um formato afunilado, e compreende uma série de fendas de resfriamento 23. Essas fendas 23 são fendas de comprimento pequeno que se estendem ao longo da direção de envergadura e que são separadas entre si por ficarem localizadas na extensão uma da outra a uma distância pequena do bordo de fuga.

[044] Cada fenda 23 passa através da parede da pá a fim de admitir ar de resfriamento dentro dessa pá e soprá-lo sobre a parede do lado de pressão no bordo de fuga. De modo complementar, o bordo de fuga é dotado de nervuras externas orientadas paralelas ao eixo geométrico AX a fim de canalizar o ar de resfriamento proveniente dessas fendas.

[045] Durante a operação, o fluido no qual essa pá 11 está localizada é deslocado em relação à última do bordo de ataque 17 para o bordo de fuga 18 passando ao longo do lado de pressão 21 e o lado de sucção. A parede do lado de pressão que é submetida a aquecimento significativo durante a operação, compreende uma série de furos 24 substancialmente paralelos ao bordo de ataque 17 que ficam localizados a jusante desse bordo de ataque, e outra série de furos 26 substancialmente paralelos ao bordo de fuga 18 que ficam localizados a montante desse bordo de fuga 18 e das fendas 23 que o mesmo compreende. As séries de furos 24 e 26, sendo assim, se estendem ambas de acordo com a direção de envergadura EV da palheta, que é a direção radial em relação ao eixo geométrico AX.

[046] A região da ponta S da pá 11 tem, ao contrário do bordo de ataque 17 e do bordo de fuga 18, uma certa espessura, e, além disso, a mesma tem um formato que delimita uma porção oca denominada como uma bacia.

[047] Mais concretamente, essa ponta S tem uma parede de fechamento que conecta as paredes do lado de pressão e do lado de sucção, sendo que essa parede de fechamento tem uma orientação que é globalmente perpendicular às paredes do lado de pressão e do lado de sucção e paralela ao eixo geométrico AX, que corresponde a uma orientação perpendicular à direção de envergadura EV. Essa parede de fechamento que não é visível na Figura 2 fica localizadaretraída em direção ao eixo geométrico AX em relação à borda livre da parede do lado de pressão e à borda livre da parede do lado de sucção, de forma que a mesma constitua, juntamente com essas bordas, uma porção oca aberta na direção oposta ao eixo geométrico AX.

[048] Uma série de furos adicionais 27 que passam através da parede do lado de pressão são fornecidos ao longo da ponta S a fim de assegurar um resfriamento significativo dessa ponta de palheta que sofre tensões substanciais devido ao fato de que a mesma constitui a porção que tem a velocidade mais alta em relação ao fluido.

[049] A série de furos 27 se estende paralela à parede de fechamento, e a palheta compreende, complementarmente, furos, que não são visíveis na Figura 2, que passam através da parede de fechamento de modo a saírem dentro da porção oca chamada de bacia que fica na ponta da palheta.

[050] Conforme indicado acima, essa pá é uma parte de peça única oca. A mesma é fabricada moldando-se um material de metal, com o uso de um conjunto de núcleos a fim de delimitar os dutos internos de sua porção oca bem como as porções de hastes a fim de formar seus furos atravessantes. Os núcleos, hastes e outros são removidos uma vez que a operação de moldar é concluída, tipicamente com um processo de ataque químico que é capaz de dissolver esses elementos sem alterar o material moldado.

[051] As Figuras a seguir mostram regiões internas da pá de acordo com a invenção que são mostradas na mesma pelos formatos dos núcleos que fazem com que seja possível fabricar essa pá. Em outras palavras, os formatos que estão em relevo nas Figuras a seguir constituem representações de formas ocas da pá de acordo com a invenção.

[052] A ideia na base da invenção é aprimorar o resfriamento da pá na região da parede do lado de pressão que fica nas proximidades do bordo de fuga e da ponta da pá, em que, na prática, essa região é a primeira a ser deteriorada durante a vida útil de uma pá.

[053] Isso é obtido fornecendo-se na região da ponta da pá uma cavidade superior que se estende da dianteira para a traseira da pá e que é diretamente suprida de ar proveniente da raiz da pá por um duto de suprimento dessa cavidade superior.

[054] O ar admitido na raiz é transportado, dessa forma, sem um desvio, de uma forma substancialmente reta, para a cavidade superior. O comprimento de deslocamento desse ar, no duto de suprimento, para que o mesmo alcance a cavidade superior é, dessa forma, menor do que ou igual ao comprimento da palheta de acordo com a direção de envergadura EV. Em outras palavras, realizando-se um suprimento direto, esse duto faz com que seja possível minimizar o aquecimento do ar suprido para a cavidade superior.

[055] Na primeira realização que corresponde à Figura 3, esse duto de suprimento é formado por uma rampa de resfriamento do bordo de ataque localizada a montante. Nas outras realizações, que correspondem às Figuras 4 a 8, esse duto de suprimento é constituído por um duto central da pá, isto é, substancialmente a meio caminho entre seu bordo de ataque e seu bordo de fuga.

[056] Na primeira realização da invenção, a pá, que é marcada como 31 na Figura 3 em que a mesma é mostrada, compreende, dessa forma, dutos internos dispostos para suprir na região da ponta da pá no lado de pressão, ar de resfriamento que é o mais frio possível de modo a aumentar a eficácia de resfriamento na mesma.

[057] O lado interno dessa pá 31, dessa forma, compreende, em sua região a montante, marcada por AM, uma rampa a montante 32, orientada de acordo com sua direção de envergadura EV e que passa ao longo de seu bordo de ataque. Essa rampa a montante 32 supre diretamente uma cavidade superior 33 da pá, ao mesmo tempo em que ainda supre com ar frio os furos de resfriamento que passam através da porção de parede que forma o bordo de ataque da pá. Essa rampa a montante 32 se estende a partir da raiz da pá, marcada como P, e através da qual a mesma é suprida de ar diretamente para a ponta da pá marcada por S.

[058] A cavidade superior 33, que fica localizada nas proximidades da ponta, se estende ao longo da parede de fechamento dessa pá 31 e ao longo de sua parede do lado de pressão, da dianteira para a traseira da pá que é marcada como AV. Essas duas paredes não podem ser vistas na Figura 3 uma vez que essa é uma representação das regiões ocas dessa pá.

[059] Toda a porção da ponta S da pá 31 que fica localizada em seu lado de pressão, sobre substancialmente todo o seu comprimento e, em particular, para a extremidade a jusante dessa ponta S é, dessa forma, suprida de ar pela cavidade superior 33, a qual também é suprida pela rampa a montante 32 que forma um duto.

[060] A cavidade superior 33 alcança o bordo de fuga da pá, na região a jusante AV, a fim de suprir ar frio para pelo menos uma fenda de resfriamento desse bordo de fuga, a saber, a fenda mais próxima à ponta que corresponde a uma das regiões mais rigorosamente solicitadas da pá.

[061] Essa cavidade superior 33 passa ao longo da parede do lado de pressão estendendo-se sobre uma largura menor do que a largura ou a espessura da palheta, isto é, a mesma tem uma largura menor do que a distância que separa as paredes do lado de pressão e do lado de sucção. A mesma é delimitada lateralmente por uma primeira face 34 que passa ao longo do lado de pressão e por uma segunda face 36 separada da primeira. A primeira face 34 e a segunda face 36 são reunidas na dianteira e na traseira dessa cavidade superior.

[062] A cavidade superior 33 é delimitada verticalmente por um fundo 37 paralelo à parede de fechamento e separado da última e, por uma face superior 38 que é a face inferior da parede de fechamento.

[063] Na região da ponta S da palheta, a parede do lado de pressão pode compreender furos atravessantes, não mostrados, que permitem que a cavidade superior 33 resfrie adicionalmente a face externa da parede do lado de pressão nessa região.

[064] O lado interno da pá 31 compreende adicionalmente uma rampa a jusante 41 que se estende ao longo do bordo de fuga da raiz P para a região da ponta S e termina sob a porção traseira da cavidade superior 33. Essa rampa a jusante 41 supre uma série de fendas de resfriamento do bordo de fuga, que não podem ser vistas na Figura 3.

[065] A maior parte das fendas de resfriamento do bordo de fuga são, dessa forma, supridas com ar pela rampa a jusante 41, mas é a cavidade superior que supre a fenda ou fendas mais próximas à ponta S, que é uma região submetida às tensões térmicas mais substanciais. As fendas próximas à ponta são, dessa forma, supridas com ar mais frio e/ou têm uma taxa de fluxo que é mais substancial do que as outras.

[066] A pá da Figura 3 compreende adicionalmente um primeiro duto central 42, um segundo duto central 43 e um duto a jusante 44, orientados de acordo com a direção de envergadura, e em comunicação entre si de acordo com uma, assim chamada, disposição de clipe de papel. O primeiro duto central 42 que passa ao longo da rampa a montante 32 coleta ar na raiz da pá, e se comunica na ponta S com o segundo duto central 43 a fim de supri- lo com ar.

[067] Esse segundo duto central 43 é conectado na base da pá ao duto a jusante 44 a fim de supri-lo com ar. Esse duto a jusante 44 se estende de uma forma reta da raiz P para a ponta S, paralelo à rampa a jusante 41 sendo que o mesmo passa ao longo e fica localizado a montante dessa rampa a jusante 41.

[068] Conforme pode ser visto na Figura, a extremidade do duto a jusante 44 termina na região da ponta S passando ao longo da segunda face 36 da cavidade superior 33 a fim de contorná-la. A parede do lado de pressão pode ser dotada de furos atravessantes que permitem que os dutos 42, 43, 44 supram ar de resfriamento na face externa dessa parede a fim de resfriá-la formando na mesma um filme externo.

[069] A parede do lado de pressão pode compreender, no duto a jusante 44, furos atravessantes através dos quais esse duto a jusante 44 supre ar que resfria a face externa da parede do lado de pressão a montante do bordo de fuga da palheta.

[070] Complementar ou alternativamente a esses furos de resfriamento da parede do lado de pressão a montante do bordo de fuga, o duto a jusante 44 pode suprir a rampa a jusante 41 por uma série de passagens calibradas, não mostradas, separadas regularmente entre si ao longo da direção de envergadura EV. Nesse caso, em vez de ser suprido pelo segundo duto 43, o duto a jusante 44, então, coleta o ar de resfriamento diretamente na raiz da pá, de modo que o ar que o mesmo supre para a rampa a jusante seja tão frio quanto possível.

[071] Desse modo, de acordo com a escolha de projeto, a rampa a jusante 41 pode ser suprida, de uma maneira calibrada, pelo duto a jusante 44, ou, a mesma pode, pelo contrário, ser suprida diretamente na região da raiz da pá.

[072] Essas passagens são, então, calibradas para obter aproximadamente uma taxa de fluxo de ar almejada em cada fenda de resfriamento do bordo de fuga. A taxa de fluxo de ar almejada para uma dada fenda é condicionada pelas tensões térmicas do bordo de ataque na região resfriada por essa fenda.

[073] Em uma segunda realização da invenção mostrada na Figura 4, a pá que é marcada como 51 compreende uma cavidade superior 52 que é suprida diretamente por um duto central 53 dedicado inteiramente a essa cavidade superior 52. Dessa forma, ao contrário da primeira realização da Figura 3, o duto de suprimento da cavidade superior não participa do resfriamento do bordo de ataque.

[074] Nessa pá 51 da Figura 4, foram fornecidas adicionalmente uma primeira cavidade lateral 54 que passa ao longo da parede do lado de pressão, e uma segunda cavidade lateral 56 que passa ao longo da parede do lado de sucção. Essas duas cavidades laterais isolam termicamente o duto central, bem como um duto a montante para o suprimento calibrado da pá, paredes do lado de pressão e do lado de sucção que são aquecidas pelos fluxos de gás que circundam a palheta.

[075] A cavidade superior 52 dessa pá 51 tem um formato que é substancialmente idêntico àquele da pá 31 da Figura 3. A mesma fica localizada nas proximidades da ponta S e se estende ao longo das paredes de fechamento e do lado de pressão, da dianteira para a traseira da palheta. Aqui também, toda a porção da ponta S localizada no lado de pressão é suprida com ar por essa cavidade superior 52, sobre seu comprimento substancialmente inteiro para a extremidade traseira. Essa cavidade superior 52 também se estende para o bordo de fuga, a fim de suprir com ar frio pelo menos a fenda mais próxima à ponta S, marcada como 55, e, possivelmente, algumas fendas adjacentes.

[076] A espessura dessa cavidade superior 52, aqui também, é menor do que a espessura da palheta. A mesma é delimitada lateralmente por uma primeira face 57 que passa ao longo do lado de pressão e por uma segunda face 58 separada da primeira face, sendo que essas faces são reunidas na dianteira e na traseira. De acordo com a direção vertical, a cavidade superior 52 é delimitada por um fundo 59 paralelo à parede de fechamento, e pela face inferior 61 dessa parede de fechamento.

[077] Na região da ponta S da palheta, a parede do lado de pressão também pode compreender furos atravessantes, para resfriar a face externa da parede do lado de pressão na região da ponta.

[078] O duto central 53 supre essa cavidade superior 52 estendendo-se da raiz P da pá, através da qual o mesmo é suprido com ar, para a ponta dessa pá, onde o mesmo sai inteiramente no fundo 59 dessa cavidade superior 52.

[079] O bordo de ataque da pá 51 é resfriado por uma rampa a montante 62 que se estende da base da palheta para a ponta S, mas que é suprido não pela raiz diretamente, mas por um duto a montante 63 de uma maneira calibrada. Esse suprimento calibrado é fornecido por passagens calibradas 64 que são espaçadas regularmente ao longo da direção de envergadura EV da pá e em que cada um conecta o duto a montante 63 à rampa a montante 62. Cada passagem 64 tem um diâmetro calibrado, isto é, escolhido no projeto para obter, na zona da rampa 62 que a mesma supre, um fluxo almejado de ar que é condicionado pela térmica da pá nessa região.

[080] A parede da pá compreende, na região do bordo de ataque, furos que não são mostrados, através dos quais o ar que circula na rampa passa através da parede a fim de resfriar a face externa do bordo de ataque.

[081] Conforme pode ser visto na Figura 4, a primeira cavidade lateral 54 tem uma espessura pequena, e a mesma se estende da raiz P para a região da ponta S com um contorno, em geral, retangular. Essa primeira cavidade lateral 54 termina sob a cavidade superior 52 de modo a não cobrí-la. A mesma tem uma largura suficiente para ocultar ou cobrir o duto central 53 bem como o duto a montante 63 que passa ao longo desse duto central.

[082] De uma maneira similar, a segunda cavidade lateral 56 também tem uma espessura pequena e se estende da raiz P para a região da ponta S, porém, cobrindo a cavidade superior 52. Essa segunda cavidade lateral tem um contorno, em geral, retangular, que tem uma largura que é suficiente para ocultar ou cobrir o duto central bem como o duto a montante 63 e a cavidade superior 52 do lado de sucção.

[083] Graças a essas duas cavidades laterais, o ar que é suprido para a cavidade superior 52 pelo duto central 53 é mantido frio durante o transporte do mesmo nesse duto, graças às blindagens térmicas que formam as cavidades laterais 54 e 56. Do mesmo modo, o ar que é suprido pelo duto a montante 63 também é mantido frio durante o transporte do mesmo nesse duto a montante.

[084] Conforme indicado acima, a fenda de resfriamento ou as fendas do bordo de fuga localizadas na região da ponta S são supridas com ar pela cavidade superior 52. As outras fendas do bordo de fuga, marcadas como 67, são supridas por uma rampa a jusante 66 que se estende da raiz P, em que a mesma é suprida diretamente por meio dessa raiz, para a região da ponta S para terminar sob a porção traseira da cavidade superior 52.

[085] As fendas 67 são, dessa forma, supridas com ar pela rampa a jusante 66, mas é a cavidade superior 52 que supre a fenda ou fendas mais próximas à ponta S com ar que é mais frio e/ou tem uma taxa de fluxo mais substancial.

[086] Na terceira realização da invenção que é mostrada na Figura 5, a pá que é marcada como 71 também compreende uma cavidade superior 72 suprida por um duto central dedicado 73 que é isolado termicamente por duas cavidades laterais 74 e 76. Essas duas cavidades laterais também isolam um duto a montante de suprimento calibrado de uma rampa de resfriamento do bordo de ataque da pá. Porém, nessa terceira realização, as duas cavidades laterais 74 e 76 são reunidas na traseira ou na porção a jusante da pá a fim de circundar esse duto central 73 sobre três quartos de sua circunferência, de modo a oferecer melhor isolamento térmico para esse duto 73.

[087] A cavidade superior 72 tem um formato que é substancialmente idêntico àquele das pás das Figuras 3 e 4. A mesma fica localizado em nas proximidades da ponta S e se estende ao longo das paredes de fechamento e do lado de pressão, da dianteira para a traseira da palheta. Toda a porção da ponta S localizada no lado de pressão é suprida por essa cavidade superior 72, sobre seu comprimento inteiro até a extremidade traseira. Essa cavidade superior 72 também se estende para o bordo de fuga, a fim de suprir pelo menos a fenda mais próxima à ponta S, marcada como 75, e, possivelmente, algumas fendas adjacentes.

[088] A espessura dessa cavidade superior 72 é, aqui também, menor do que a espessura da palheta. A mesma é delimitada lateralmente por uma primeira face 77 que passa ao longo do lado de pressão e por uma segunda face 78 separada da primeira, sendo que essas faces são reunidas na dianteira e na traseira. De acordo com a direção vertical, a cavidade superior 72 é delimitada por um fundo 79 paralelo à parede de fechamento, e pela face inferior 81 dessa parede de fechamento. Na região da ponta S da palheta, a parede do lado de pressão também pode compreender furos atravessantes, para resfriar a face externa da parede do lado de pressão na região da ponta.

[089] O duto central 73 supre essa cavidade superior 72 estendendo-se da raiz da pá, através da qual o mesmo é suprido com ar, para a ponta S, onde o mesmo sai inteiramente no fundo 79 da cavidade superior.

[090] O bordo de ataque da pá 71 é resfriado por uma rampa a montante 82 que se estende da base da palheta para a ponta S, e que é suprida por um duto a montante 83, de uma maneira calibrada, por meio de passagens calibradas espaçadas regularmente ao longo da direção de envergadura EV da pá e em que cada uma conecta o duto a montante à rampa a montante. A parede da pá compreende, na região do bordo de ataque, furos que não são mostrados, através dos quais o ar da rampa passa através da parede a fim de resfriar a face externa do bordo de ataque.

[091] A primeira cavidade lateral 74 tem uma espessura pequena e se estende da raiz para a região da ponta S com um contorno, em geral, retangular. A mesma termina sob a cavidade superior 72 sem cobri-la. A mesma tem uma largura suficiente para ocultar ou cobrir o duto central 73 bem como o duto a montante 83 que passa ao longo desse duto central.

[092] A segunda cavidade lateral 76 também tem uma espessura pequena e se estende da raiz para a região da ponta S, porém, cobrindo a cavidade superior 72. A mesma tem um contorno, em geral, retangular, que tem uma largura que é suficiente para ocultar ou cobrir o duto central 73 e o duto a montante 83 e a cavidade superior 72 do lado de sucção.

[093] Ao contrário da segunda realização, as duas cavidades laterais 74 e 76 são, aqui, reunidas na porção traseira ou a jusante em vez de serem separadas. Dessa forma, essas duas cavidades laterais circundam o duto central 73 sobre três quartos de sua circunferência de modo a aprimorar adicionalmente seu isolamento térmico do ambiente externo, de modo que o mesmo possa suprir a cavidade superior 72 de ar ainda mais frio.

[094] Conforme pode ser visto na Figura 5, essas duas cavidades são reunidas por uma zona de junção localizada a jusante em relação ao duto central, e que se estende sobre a maior parte da altura desse duto central. Essas duas cavidades com suas zonas de junção constituem, dessa forma, uma cavidade única que circunda o duto central sobre a maior parte de sua superfície externa. Na prática, e conforme pode ser visto na Figura 5, a altura ou o comprimento da zona de junção ao longo da direção de envergadura EV corresponde à altura ou ao comprimento da primeira cavidade lateral ao longo da direção de envergadura EV.

[095] O suprimento dessas duas cavidades laterais pode ser realizado separadamente por dois dutos de suprimento que admitem ar separadamente na raiz da pá, em que as cavidades laterais, então, são reunidas exclusivamente na região da palheta. Também pode ser considerado o fornecimento de um único canal de suprimento das duas cavidades laterais que tenha como um corte transversal um formato que corresponde àquele da letra U.

[096] A fenda ou fendas de resfriamento do bordo de fuga localizadas na região da ponta S são supridas de ar pela cavidade superior 72. As outras fendas do bordo de fuga, marcadas como 86, são supridas por uma rampa a jusante 87 que se estende da raiz, onde a mesma é suprida diretamente por meio dessa raiz, para a região da ponta S para terminar sob a porção traseira da cavidade superior 72.

[097] Em uma quarta realização da invenção mostrada na Figura 6, a pá, que é marcada como 91, também compreende uma cavidade superior 92 suprida por um duto central 93 que é isolado por duas cavidades laterais 94 e 96. Porém, nessa quarta realização, o bordo de fuga é resfriado por uma rampa a jusante que é suprida, de uma maneira calibrada, por um duto a jusante.

[098] A cavidade superior 92 tem um formato que é substancialmente idêntico àquele das pás das Figuras 3 a 5. A mesma fica localizada em nas proximidades da ponta S e se estende ao longo das paredes de fechamento e do lado de pressão, da dianteira para a traseira da palheta. Toda a porção da ponta S localizada no lado de pressão é suprida de ar de resfriamento por essa cavidade superior 92, sobre seu comprimento inteiro até a extremidade traseira. Essa cavidade superior 92 se estende também para o bordo de fuga, a fim de suprir pelo menos a fenda mais próxima à ponta S, marcada como 95, e, possivelmente, algumas fendas adjacentes.

[099] Essa cavidade superior 92 é delimitada lateralmente por uma primeira face 97 que passa ao longo do lado de pressão e por uma segunda face 98 separada da primeira, em que essas faces são reunidas na dianteira e na traseira. A mesma é delimitada verticalmente por um fundo 99 paralelo à parede de fechamento, e pela face inferior 101 dessa parede de fechamento. Na região da ponta S, a parede do lado de pressão também pode compreender furos atravessantes, para resfriar a face externa da parede do lado de pressão na região da ponta. O duto central 93 supre essa cavidade superior 92 estendendo-se da raiz da pá, através da qual o mesmo é suprido de ar, para a ponta S, onde o mesmo sai inteiramente no fundo 99.

[0100] O bordo de ataque da pá 91 é resfriado por uma rampa a montante 102, que se estende da base da palheta para a ponta S, que é suprida por um duto a montante 103, de uma maneira calibrada, por meio de passagens calibradas espaçadas regularmente 105 ao longo da direção de envergadura EV da pá e em que cada uma conecta o duto a montante 103 à rampa a montante 102. A parede da pá compreende, na região do bordo de ataque, furos que não são mostrados, através dos quais o ar da rampa passa através da parede a fim de resfriar a face externa do bordo de ataque.

[0101] A primeira cavidade lateral 94 tem uma espessura pequena e se estende da raiz para a região da ponta S com um contorno, em geral, retangular. A mesma termina sob a cavidade superior 92 sem cobri-la. A mesma tem uma largura suficiente para ocultar ou cobrir o duto central 93 bem como o duto a montante 103 que passa ao longo desse duto central 93.

[0102] A segunda cavidade lateral 96 também tem uma espessura pequena e se estende da raiz para a região da ponta S, porém, cobrindo a cavidade superior 92. A mesma tem um contorno, em geral, retangular, com uma largura que é suficiente para ocultar ou cobrir o duto central 93 e o duto a montante 103 e a cavidade superior 92 do lado de sucção.

[0103] A fenda ou fendas de resfriamento do bordo de fuga localizadas na região da ponta S são supridas de ar pela cavidade superior 92. As outras fendas do bordo de fuga, marcadas como 106, são supridas por uma rampa a jusante 107 que se estende da raiz para a região da ponta S.

[0104] Essa rampa a jusante 107 é, aqui, suprida, de uma maneira calibrada, por um duto a jusante 108 que se estende da raiz da pá para a região de sua ponta S onde a mesma contorna uma porção traseira da cavidade superior 92. Esse duto a jusante 108 fica localizado entre o duto central 93 e a rampa a jusante 107, e o mesmo não é ocultado pela cavidade lateral 94 ou pela cavidade lateral 96. O duto a jusante 108 supre, de uma maneira calibrada, a rampa a jusante 107, por meio de uma série de passagens calibradas 109 que são separadas regularmente entre si ao longo da direção de envergadura EV e em que cada uma une o duto a jusante à rampa 107.

[0105] Em uma quinta realização da invenção mostrada na Figura 7, a pá, que é marcada como 111, também compreende uma cavidade superior 112 suprida por um duto central 113 que é isolado por duas cavidades laterais 114 e 116. O bordo de fuga aqui também é resfriado por uma rampa a jusante suprida, de uma maneira calibrada, por um duto a jusante, mas esse duto a jusante é termicamente protegido por cavidades laterais da pá de modo a suprir ar mais frio para o resfriamento do bordo de fuga.

[0106] A cavidade superior 112 tem um formato que é substancialmente idêntico àquele das pás das Figuras 3 a 6. A mesma fica localizada em nas proximidades da ponta S e se estende ao longo das paredes de fechamento e do lado de pressão, da dianteira para a traseira da palheta. Toda a porção da ponta S localizada no lado de pressão é suprida com ar de resfriamento por essa cavidade superior 112, sobre seu comprimento inteiro até a extremidade traseira. Essa cavidade superior 112 também se estende para o bordo de fuga, a fim de suprir pelo menos a fenda mais próxima à ponta S, marcada como 115, e, possivelmente, algumas fendas adjacentes.

[0107] Essa cavidade superior 112 é delimitada lateralmente por uma primeira face 117 que passa ao longo do lado de pressão e por uma segunda face 118 separada da primeira, em que essas faces são reunidas na dianteira e na traseira. A mesma é delimitada verticalmente por um fundo 119 paralelo à parede de fechamento, e pela face inferior 121 dessa parede de fechamento. O duto central 113 supre essa cavidade superior 112 estendendo- se da raiz da pá, através da qual o mesmo é suprido de ar, até a ponta S, onde o mesmo sai inteiramente no fundo 119.

[0108] O bordo de ataque da pá 111 é resfriado por uma rampa a montante 122 que se estende da base da palheta para a ponta S, suprida por um duto a montante 123 de uma maneira calibrada graças às passagens calibradas espaçadas regularmente 124 ao longo da direção de envergadura EV da pá e em que cada uma conecta o duto a montante 123 à rampa a montante 122.

[0109] A parede da pá compreende, na região do bordo de ataque, furos que não são mostrados, através dos quais o ar da rampa passa através da parede a fim de resfriar a face externa do bordo de ataque. A primeira cavidade lateral 114 tem uma espessura pequena e se estende da raiz para a região da ponta S com um contorno, em geral, retangular. A mesma termina sob a cavidade superior 112 sem cobri-la e tem uma largura que é suficiente para ocultar ou cobrir o duto central 113 bem como o duto a montante 123 que passa ao longo desse duto central 113, e o duto a jusante para o suprimento calibrado da rampa a jusante.

[0110] A segunda cavidade lateral 116 também tem uma espessura pequena e se estende da raiz para a região da ponta S, porém, cobrindo a cavidade superior 112. A mesma tem um contorno, em geral, retangular, com uma largura que é suficiente para ocultar ou cobrir o duto central 113, o duto a montante 123 e a cavidade superior 112 do lado de sucção, bem como o duto a jusante para o suprimento calibrado da rampa a jusante.

[0111] A fenda de resfriamento 115 do bordo de fuga localizada na região da ponta S é suprida com ar pela cavidade superior 112. As outras fendas do bordo de fuga, marcadas como 126, são supridas pela rampa a jusante 127 que se estende da raiz para a região da ponta S.

[0112] Essa rampa a jusante 127 é, aqui, suprida, de uma maneira calibrada, pelo duto a jusante 128 que se estende da raiz da pá para a região de sua ponta para terminar na ponta S contornando a cavidade superior 112. Esse duto a jusante 128 fica localizado entre o duto central 113 e a rampa a jusante 127. O duto a jusante 128 supre, de uma maneira calibrada, a rampa a jusante 127, por meio de uma série de passagens calibradas 129 que são regularmente separadas entre si e em que cada uma une o duto a jusante 128 à rampa 127.

[0113] Conforme pode ser visto na Figura 7, as cavidades laterais 114 e 116 são, aqui, dispostas para cobrir o duto a montante 123, o duto central 113 bem como o duto a jusante 128 de modo a cobrirem juntamente esses três elementos a fim de isolá-los termicamente da parede do lado de pressão e da parede do lado de sucção.

[0114] Em uma sexta realização da invenção mostrada na Figura 8, a pá, que é marcada como 131, também compreende uma cavidade superior 132 suprida por um duto central 133, mas a última é isolada por uma única cavidade lateral 134 localizada no lado de pressão. Isso faz com que seja possível simplificar a fabricação da pá ao mesmo tempo em que ainda oferece eficácia de resfriamento satisfatória devido ao fato de que, na prática, a parede do lado de pressão tende a aquecer significativamente mais do que a parede do lado de sucção.

[0115] A cavidade superior 132 tem um formato que é substancialmente idêntico àquele das pás das Figuras 3 a 7. A mesma fica localizada nas proximidades da ponta S e se estende ao longo das paredes de fechamento e do lado de pressão, da dianteira para a traseira da palheta. Toda a porção da ponta S localizada no lado de pressão é suprida com ar de resfriamento por essa cavidade superior 132, sobre seu comprimento inteiro até a extremidade traseira. Essa cavidade superior 132 também se estende para o bordo de fuga, a fim de suprir pelo menos a fenda mais próxima à ponta S, marcada como 135, e, possivelmente, algumas fendas adjacentes.

[0116] Essa cavidade superior 132 é delimitada lateralmente por uma primeira face 137 que passa ao longo do lado de pressão e por uma segunda face 138 separada da primeira, em que essas faces são reunidas na dianteira e na traseira. A mesma é delimitada verticalmente por um fundo 139 paralelo à parede de fechamento, e pela face inferior 141 dessa parede de fechamento. O duto central 133 supre essa cavidade superior 132 estendendo- se da raiz da pá através da qual o mesmo é suprido de ar, para a ponta S, onde o mesmo sai inteiramente no fundo 139.

[0117] O bordo de ataque da pá 131 é resfriado por uma rampa a montante 142, que se estende da base da palheta para a ponta S, que é suprida por um duto a montante 143 de uma maneira calibrada por meio de passagens calibradas 144 que são espaçadas regularmente ao longo da direção de envergadura EV da pá e em que cada uma conecta o duto a montante 143 à rampa a montante 142. A parede da pá compreende, na região do bordo de ataque, furos que não são mostrados, através dos quais o ar da rampa passa através da parede a fim de resfriar a face externa do bordo de ataque.

[0118] A cavidade lateral 134 tem uma espessura pequena e se estende da raiz para a região da ponta S com um contorno, em geral, retangular. A mesma termina sob a cavidade superior 132 sem cobri-la. A mesma tem uma largura suficiente para ocultar ou cobrir o duto central 133 bem como o duto a montante 143 que passa ao longo desse duto central 133.

[0119] A fenda de resfriamento 135 do bordo de fuga localizada na região da ponta S é suprida de ar pela cavidade superior 132. As outras fendas do bordo de fuga, marcadas como 146, são supridas por uma rampa a jusante 147 que se estende da raiz, para a região da ponta S.

[0120] Essa rampa a jusante 147 é, aqui, suprida, de uma maneira calibrada, por um duto a jusante 148 que se estende da raiz da pá para a região de sua ponta para terminar na ponta S circundando a cavidade superior 132. Esse duto a jusante 148 fica localizado entre o duto central 133 e a rampa a jusante 147. O duto a jusante 148 supre, de uma maneira calibrada, a rampa a jusante 147, por meio de uma série de passagens calibradas 149 que são separadas regularmente entre si ao longo da direção de envergadura EV e em que cada uma une esse duto a jusante 148 à rampa 147.

[0121] Conforme pode ser visto na Figura 8, a cavidade lateral 134 cobre a cavidade a montante 143 bem como o duto central 133 e o duto a jusante 148 de modo a isolar termicamente esses três elementos da parede do lado de pressão a fim de reduzir o aquecimento do ar que os mesmos transportam.

[0122] Conforme terá sido compreendido, em geral, em cada uma das realizações da invenção, a região da ponta é suprida de ar pela cavidade superior em relação a toda a porção da ponta que se estende ao longo do lado de pressão. As outras porções da ponta são supridas de ar pelos outros dutos, rampas ou cavidades da pá, tais como, em particular, a rampa a montante e, possivelmente, o duto a montante, a rampa a jusante e, possivelmente, o duto a jusante, e, onde aplicável, a segunda cavidade lateral que passa ao longo do lado de pressão.

[0123] Nos exemplos que foram descritos, a cavidade superior tem uma espessura menor do que a espessura da palheta, isto é, do que a distância que separa o lado de pressão e o lado de sucção. Na prática, a espessura dessa cavidade pode ser reduzida para menos da metade da espessura da palheta.

[0124] Nas várias realizações, a cavidade superior faz com que seja possível aprimorar significativamente o resfriamento da região da ponta da pá, em particular, suprindo-se ar muito frio para a fenda do bordo de fuga que fica mais próxima à ponta. Essa cavidade superior também fornece um resfriamento por meio de condução térmica das paredes da pá que delimitam a mesma, conforme, por exemplo, a parede de fechamento da pá.

[0125] Além disso, os furos que passam através das paredes da pá e abrem dentro das cavidades do lado interno, que formam uma blindagem térmica, podem ser fornecidos a fim de estabelecer uma circulação ideal de ar nessas cavidades. Cada um desses furos é localizado, vantajosamente, em uma zona de baixa pressão a fim de favorecer a circulação de ar. Cada um desses furos assegura que o ar coletado na raiz da pá e que é transportado em uma cavidade que forma uma blindagem térmica, seja aspirado para fora da pá, após ter sido transportado nessa cavidade.

[0126] Nas várias realizações, o resfriamento da pá é otimizado adicionalmente minimizando-se as perdas de carga em cada duto interno a fim de reduzir as trocas de calor no mesmo, e fornecendo-se, pelo contrário, ativadores de turbulência em cada cavidade lateral a fim de aumentar nas mesmas as trocas de calor.

[0127] As cavidades laterais têm, dessa forma, uma eficácia aumentada como uma blindagem térmica devido ao fato de que as mesmas absorvem o calor proveniente das paredes externas ao longo das quais os mesmos passam, e o ar que circula nos dutos internos é submetido à perda de carga pequena a fim de circular rapidamente a fim de ser aquecido o mínimo possível.

[0128] Os dutos internos, tais como o duto a montante, o duto central e o duto a jusante, têm, dessa forma, paredes internas lisas a fim de favorecer uma circulação rápida do ar de resfriamento minimizando-se as trocas de calor entre esse ar e as paredes do duto nas quais o mesmo é transportado. Cada cavidade lateral é dotada, vantajosamente, de defletores que favorecem uma circulação de ar em todas as regiões da cavidade. Além disso, as faces internas da cavidade são dotadas de agitadores e/ou disparadores a fim de criar turbulências na circulação do ar para favorecer um nível alto de troca de calor entre o ar e as paredes ao longo das quais o mesmo passa.

[0129] De maneira geral, a pá descrita pode ser realizada por fabricação direta, por fabricação aditiva ou por fundição.

Claims

1. PÁ DE TURBINA (51; 71; 91; 111; 131) DE TURBOMÁQUINA, tal como um turbopropulsor ou um motor turbo, em que a pá é caracterizada por compreender uma raiz (P), uma palheta suportada pela raiz e que se estende em uma direção de envergadura (EV) que termina em uma ponta (S), sendo que a palheta compreende um bordo de ataque e um bordo de fuga localizado a jusante do bordo de ataque, em que essa palheta compreende uma parede do lado de pressão e uma parede do lado de sucção espaçadas lateralmente entre si e sendo que cada uma conecta o bordo de ataque ao bordo de fuga, sendo que a palheta compreende: - pelo menos um duto (42; 53; 73; 93; 113; 133) configurado para coletar ar de resfriamento na raiz da pá e circular o mesmo na palheta a fim de resfriá-la; - furos e/ou fendas (55; 67; 75; 86; 95; 106; 115; 126; 135; 146) feitas nas paredes da mesma a fim de descarregar o ar de resfriamento para fora dessa palheta; - uma cavidade interna superior (52; 72; 92; 112; 132) localizada na ponta da palheta a fim de resfriar a ponta de palheta (S); em que pelo menos um dos dutos (52; 73; 93; 113; 133) supre diretamente a cavidade superior (52; 72; 92; 112; 132) de ar de resfriamento coletado na raiz (P), sendo pelo menos um dos dutos um duto de suprimento direto dedicado exclusivamente ao suprimento de ar de resfriamento para a cavidade superior (53; 72; 92; 112; 132); e compreendendo uma primeira cavidade lateral interna (54; 74; 94; 114; 134) que passa ao longo da parede do lado de pressão ao mesmo tempo em que é separada do duto de suprimento direto (53; 73; 93; 113; 133), a fim de formar uma blindagem térmica que isola termicamente o duto de suprimento direto (53; 73; 93; 113; 133) da parede do lado de pressão.

2. PÁ (51; 71; 91; 111), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente uma segunda cavidade lateral interna (54; 56; 76; 96; 116) que passa ao longo da parede do lado de sucção ao mesmo tempo em que é separada do duto de suprimento direto (53; 73; 93; 113), a fim de formar uma blindagem térmica que isola termicamente o duto de suprimento direto (53; 73; 93; 113; 133) da parede do lado de sucção.

3. PÁ (51; 71; 91; 111), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pela cavidade interna superior (52; 72; 92; 112; 132) ter uma largura menor do que a distância entre a parede do lado de pressão e a parede do lado de sucção e tem uma face que passa ao longo da parede do lado de pressão.

4. PÁ (51; 71; 91; 111; 131), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pela cavidade superior (52; 72; 92; 112; 132) se estender da dianteira à traseira da palheta, a fim de suprir pelo menos uma fenda de resfriamento (55; 75; 95; 115; 135) do bordo de fuga da palheta.

5. PÁ (51; 71; 91; 111; 131), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pela parede do lado de pressão compreender pelo menos um furo atravessante ou uma fenda atravessante que sai para dentro da cavidade superior (33; 52; 72; 92; 112; 132).

6. PÁ (51; 71; 91; 111), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por cada cavidade lateral interna (54; 56; 74; 76; 94; 96; 114; 116; 134) ser dotada de ativadores de turbulência e/ou defletores a fim de aumentar nos mesmos as trocas de calor, e em que cada duto de suprimento direto (53; 73; 93; 113) tem paredes lisas a fim de limitar as perdas de carga.

7. PÁ (51; 71; 91; 111; 131), de acordo qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo duto de suprimento direto ser um duto central (53; 73; 93; 113; 133).

8. PÁ (71), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelas duas cavidades laterais (74, 76) serem reunidas por uma zona de junção localizada a jusante do duto de suprimento direto (73) a fim de formar uma única cavidade que circunda três quartos da circunferência desse duto de suprimento direto (73) estendendo-se sobre a maior parte do comprimento desse duto de suprimento direto (73).

9. PÁ (111; 131), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por compreender uma rampa a jusante (127; 147) para suprir as fendas de resfriamento (126; 146) do bordo de fuga localizadas na parede do lado de pressão, e um duto a jusante (128; 148) para o suprimento calibrado dessa rampa a jusante (127; 147) que é termicamente isolado por cada cavidade lateral (114; 116; 134).

10. PÁ, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por compreender uma rampa a montante (62; 82; 102; 122; 142) para suprir os furos de resfriamento do bordo de ataque, e um duto a montante (63; 83; 103; 123; 143) com um suprimento calibrado da rampa a montante (62; 82; 102; 122; 142) que é termicamente isolado por cada cavidade lateral (54; 56; 74; 76; 94; 96; 114; 116; 134).

11. MEIOS DE MOLDAGEM PARA A FABRICAÇÃO DE UMA PÁ, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizados por compreenderem impressões e um conjunto de núcleos destinadas à formação de dutos e rampas internos, e, cavidades internas que formam uma blindagem.

12. TURBINA DE TURBOMÁQUINA, caracterizada por compreender uma pá conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 7.

13. TURBOMÁQUINA, caracterizada por compreender uma turbina conforme definida na reivindicação 12.