BR112019010314A2 - lâmina-guia de saída para um motor turbo de aeronave, compreendendo uma zona curva de passagem de lubrificante, que apresenta uma concepção melhorada - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a uma lâmina-guia (24) para motor turbo de aeronave de fluxo duplo, sua parte aerodinâmica (34) compreendendo uma primeira passagem interna (50a) de resfriamento de lubrificante, na qual estão dispostos meios de transferência de calor, bem como uma segunda passagem interna (50b) de resfriamento de lubrificante, na qual estão dispostos meios de transferência de calor, a parte aerodinâmica compreendendo uma zona curva (54) que liga uma extremidade de saída de lubrificante da primeira passagem interna (50a) a uma extremidade de entrada de lubrificante da segunda passagem (50b), a zona curva estendendo-se ao longo de uma geratriz curva e estando delimitada, em parte, pela parede de intradorso e pela parede de extradorso da lâmina. de acordo com a invenção, a zona curva (54) compreende uma ou várias guias de lubrificante (84) dispostos entre as paredes de intradorso e de extradorso da lâmina, e estendendo-se cada uma de modo substancialmente paralelo à geratriz curva da zona curva (54).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para LÂMINA-GUIA DE SAÍDA PARA UM MOTOR TURBO DE AERONAVE, COMPREENDENDO UMA ZONA CURVA DE PASSAGEM DE LUBRIFICANTE, QUE APRESENTA UMA CONCEPÇÃO MELHORADA.

DOMÍNIO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se ao domínio de motores turbo de aeronave de fluxo duplo e, na prática, à de lâminas-guias disposta, total ou parcialmente, no fluxo de ar de uma máquina sopradora do motor turbo.

[002] Trata-se, preferivelmente, de lâminas-guia de saída, também chamadas de OGV (do inglês Outlet Guide Vane), previstas para endireitar o fluxo de ar que sai da sopradora. Alternativa ou simultaneamente, lâminas-guias poderíam ser colocadas, se necessário, na entrada da sopradora. As lâminas-guias estão dispostas classicamente na veia secundária do motor turbo.

[003] A invenção refere-se preferivelmente a um turboreator de aeronave equipado com tais lâminas de saída.

ESTADO DA TÉCNICA [004] Em certos motores turbo de fluxo duplo, é conhecido implantar lâminas-guia de saída a jusante da máquina sopradora para endireitar o fluxo que escapa deste, e assim eventualmente para cumprir uma função estrutural. Esta última visa, de fato, permitir a passagem de esforços do centro do motor turbo para uma virola externa situada no prolongamento do cárter de sopradora. Neste caso de figura, um suporte de motor está disposto classicamente na virola externa ou próximo a ela, para assegurar a fixação entre o motor turbo e um mastro de ligação da aeronave.

[005] Recentemente, foi proposto também atribuir uma função adicional às lâminas-guia de saída. Trata-se de uma função de troca

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2/19 dor de calor entre o ar externo que atravessa a coroa de lâminas-guias de saída e lubrificante que circula no interior dessas lâminas-guia. Esta função de trocador de calor é conhecida, por exemplo, do documento US 8 616 836 ou ainda do documento FR 2 989 110.

[006] O lubrificante destinado a ser resfriado pelas lâminas-guias de saída pode provir de diferentes zonas do motor turbo. De fato, pode tratar-se de um lubrificante que circule através de paredes de lubrificação dos mancais de rolamento que suportam os eixos de acionamento e/ou o meio de sopro, ou ainda um lubrificante dedicado à lubrificação dos elementos de transmissão mecânica da caixa de acessórios, do inglês AGB (Accessory Gered Box). Finalmente, pode servir também para a lubrificação de um redutor de acionamento da sopradora, quando tal redutor está previsto no motor turbo para diminuir a velocidade de rotação de sua sopradora.

[007] As crescentes necessidades de lubrificante precisam adaptar, consequentemente, a capacidade de dissipação de calor, associada aos trocadores destinados ao resfriamento do lubrificante. O fato de atribuir um papel de trocador de calor às lâminas-guias de saída, como nas soluções dos dois documentos citados acima, permite, em particular, diminuir, e até suprimir os trocadores convencionais do tipo ACOC (do inglês Air Cooled Oil Cooler). Os trocadores ACOC estando dispostos geralmente na veia secundária, sua diminuição/supressão permite limitar as perturbações do fluxo secundário, e aumentar assim o rendimento global do motor turbo.

[008] A função de trocador de calor é obtida na lâmina prevendose uma ou várias passagens internas dentro dessa lâmina, e implantando-se meios de transferência de calor dentro dessas passagens delimitadas pela parede de intradorso e a parede do extradorso. Quando duas passagens estão previstas, respectivamente, para o trajeto de ida do lubrificante na lâmina, e para seu trajeto de retorno, uma

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3/19 zona curva liga essas duas passagens. A zona curva geralmente é deixada livre para limitar as perdas de cargas que poderíam ocasionar a presença de meios de transferência de calor do tipo daqueles implantados nas passagens internas ligadas por essa zona curva.

[009] Entretanto, essa zona curva é suscetível de ser a sede de um fenômeno de recirculação do lubrificante que sai da passagem interna, em razão da ruptura brusca de seção entre essa zona oca ampliada, e a extremidade da passagem interna estruturada pela presença dos meios de transferência de calor. O lubrificante sofre, de fato, uma perda de velocidade em certas partes da zona curva, o que provoca recirculações de lubrificante que perturbam seu fluxo.

[0010] Além disso, a ausência de meios de transferência de calor na zona curva diminui sensivelmente a capacidade global de troca de calor da lâmina, e reduz a resistência mecânica dessa zona submetida a fortes pressões de lubrificante (por exemplo, cerca de dez bars).

EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO [0011] Para resolver, pelo menos parcialmente, esses problemas, a invenção inicialmente tem como objeto uma lâmina-guia destinada a ser disposta, total ou parcialmente, em um fluxo de ar de uma sopradora de motor turbo de aeronave de dois fluxos, a lâmina-guia compreendendo um pé, uma cabeça, bem como uma parte aerodinâmica de endireitamento de fluxo disposta entre o pé e a cabeça da lâmina, a dita parte aerodinâmica da lâmina compreendendo uma primeira passagem interna de resfriamento de lubrificante, na qual estão dispostos meios de transferência de calor, a passagem interna estendendo-se de acordo com a primeira direção principal de fluxo do lubrificante, indo do pé para a cabeça da lâmina, a dita primeira passagem interna estando delimitada, em parte, por uma parede de intradorso e por uma parede de extradorsos da lâmina, a parte aerodinâmica compreendendo igualmente uma segunda passagem interna de resfriamento de lu

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4/19 brificante, na qual estão dispostos meios de transferência de calor, a segunda passagem interna estendendo-se de acordo com a direção principal de fluxo do lubrificante, indo da cabeça para o pé da lâmina, a dita passagem interna estando delimitada, em parte, pela parede de intradorso e pela parede de extradorsos da lâmina.

[0012] De acordo com a invenção, a parte aerodinâmica compreende uma zona curva que liga uma extremidade da primeira passagem interna a uma extremidade da segunda passagem, a zona curva estendendo-se ao longo de uma geratriz curva e estando delimitada, em parte, pela parede de intradorso e pela parede de extradorsos da lâmina. Além disso, a zona curva compreende, no máximo, uma guia de lubrificante disposta entre a parede de intradorso e a parede de extradorsos da lâmina, e estendendo-se, cada um, de modo substancialmente paralelo à geratriz curva da zona curva.

[0013] Graças à presença da/das guias de lubrificante, a recirculação do lubrificante é vantajosamente evitada. Além disso, a/as guias reforçam as transferências de calor devido ao aumento da superfície molhada pelo lubrificante, mesmo que possam melhorar a performance mecânica da zona curva.

[0014] A invenção apresenta, ainda pelo menos uma das características opcionais seguintes, tomadas isoladamente ou em combinação. [0015] Preferivelmente a extremidade da primeira passagem é uma extremidade de saída de lubrificante, a extremidade da segunda passagem interna é uma extremidade de entrada de lubrificante. Evidentemente uma solução inversa pode considerada, sem se afastar do âmbito da invenção.

[0016] Cada guia de lubrificante é uma parede que apresenta uma primeira extremidade em oposição à extremidade, por exemplo, de saída de lubrificante, da primeira passagem interna, bem como uma segunda extremidade em oposição à extremidade, por exemplo, de en

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5/19 trada de lubrificante, da segunda passagem interna.

[0017] Preferivelmente, cada guia de lubrificante compreende, entre sua primeira e sua segunda extremidades, pelo menos uma interrupção de parede que forma um espaço que separa dois trechos de parede. A concepção de trechos de parede espaçados uns dos outros permite aumentar o fenômeno de convecção, e constitui uma solução simples para favorecer a evacuação de pós em caso da fabricação adicional das guias de lubrificante.

[0018] De preferência, cada guia de lubrificante compreende, entre sua primeira e sua segunda extremidade, uma pluralidade de interrupções de parede que forma cada uma um espaço que separa dois trechos de parede.

[0019] Preferivelmente, para quaisquer duas guias de lubrificante e diretamente consecutivas de acordo com uma direção de envergadura da lâmina, os trechos de parede estão dispostos em quincôncio. Isso permite aumentar ainda mais o fenômeno de convecção.

[0020] Por exemplo, para cada guia de lubrificante, o número de trechos de parede fica na faixa de 2 a 40. Neste sentido, nota-se que o número de trechos depende, em particular, da resistência mecânica desejada, da massa alocada para as guias e/ou de seu modo de fabricação.

[0021] De preferência, as guias de lubrificante definem, entre si, canais de passagem de lubrificante, e as guias estão espaçadas umas das outras de acordo com as distâncias de afastamento, das quais pelo menos duas são diferentes. Por conseguinte, neste caso, a largura dos canais de passagem pode diferir, o que permite adaptar-se localmente à espessura da cona curva para, por exemplo, apresentar canais que apresentem todas as seções substancialmente equivalente em matéria de superfície. Resulta disso um melhor equilíbrio dos débitos de lubrificante em cada um dos canais de passagem.

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6/19 [0022] Preferivelmente, cada guia de lubrificante é uma parede que liga a parede de intradorso à parede de extradorsos, e em qualquer seção transversal da zona curva, a dita parede que forma a guia de lubrificante está inclinada localmente em relação a uma normal a cada uma das paredes de intradorso e de extradorsos. Isso permite realizar uma fabricação aditiva de acordo com processos e princípios convencionais para a zona curva e a parte de lâmina que a envolve.

[0023] Entretanto, nota-se que cada guia de lubrificante poderia ser uma parede ligando a parede de intradorso à parede de extradorsos, qualquer que seja a inclinação dessa parede. Esta particularidade permite reforçar a performance mecânica da lâmina no nível da zona curva submetida a grandes pressões de lubrificante.

[0024] Preferivelmente, o número de guias de lubrificante está compreendido entre 1 e 10. Este número depende, em particular, das dimensões da zona curva e da espessura de matéria que forma as guias.

[0025] Finalmente, a invenção tem por objeto igualmente um motor turbo de aeronave, de preferência um turboreator, compreendendo uma pluralidade de lâminas-guia dispostas a jusante e a montante de uma sopradora de motor turbo, as ditas lâminas sendo capazes de assegurar a passagem dos esforços do centro do motor turbo para uma virola externa no prolongamento do cárter de sopradora.

[0026] Outras vantagens e características da invenção aparecem na descrição detalhada não limitativa abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0027] Esta descrição será feita com referência aos desenhos anexos, entre os quais:

- a figura 1 representa uma vista esquemática lateral de um turboreator de acordo com a invenção;

- a figura 2 representa uma vista ampliada, mais detalhada,

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7/19 de uma parte da lâmina-guia de saída do turboreator mostrado na figura anterior;

- a figura 3 é uma vista em corte tomada ao longo da linha lll-lll da figura 2;

- a figura 3a é uma vista similar àquela da figura 3, de acordo com uma alternativa de realização;

- a figura 4 é uma vista ampliada daquela da figura 2, mostrando mais especificamente a cona curva;

- a figura 5 é uma vista de corte tomada ao longo da linha V-V da figura 4;

- a figura 6 é uma vista similar àquela da figura 5, de acordo com uma alternativa de realização;

- as figuras 7 a 9 são vistas similares àquela da figura 4, de acordo com alternativas de realização; e

- a figura 10 é uma figura similar àquela da figura 3, de acordo com uma alternativa de realização.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDASS [0028] Com referência à figura 1, está representado um turboreator 1 de fluxo duplo e de corpo duplo, apresentando uma taxa de diluição elevada. O turboreator 1 compreende, de maneira clássica, um gerador de gás 2, em ambos os lados do qual estão dispostos um compressor de baixa pressão 4 e uma turbina de baixa pressão 12, esse gerador de gás 2 compreendendo um compressor de alta pressão 6, uma câmara de combustão 8 e uma turbina de alta pressão 10. Doravante, os termos na frente e atrás são considerados de acordo com um 14 oposto ao sentido de fluxo principal dos gases dentro do turboreator, este sentido 14 sendo paralela ao eixo longitudinal 3 desta última. Em compensação, os termos a montante e a jusante são considerados de acordo com o sentido de fluxo principal dos gases

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8/19 dentro do turboreator.

[0029] O compressor de baixa pressão 4 e a turbina de baixa pressão 12 formam um corpo de baixa pressão, e estão ligados um à outra por um eixo de baixa pressão 11 cintradorso sobre o eixo geométrico 3. Do mesmo modo, o compressor de alta pressão 6 e a turbina de alta pressão 10 formam um corpo de alta pressão, e estão ligados um à outra por um eixo de alta pressão 13 cintradorso sobre o eixo geométrico 3 e disposto em torno do eixo de baixa pressão 11. Os eixos estão apoiados em mancais de rolamento 19, que são lubrificados ao estarem dispostos dentro dos receptáculos de óleo. O mesmo vale para o meio de sopro 17, igualmente sustentado por mancais de rolamento 19.

[0030] O turboreator 1 compreende ainda, atrás do reator de gás 2 e do compressor de baixa pressão 4, uma sopradora 15 única, que está disposta aqui diretamente atrás de um cone de entrada de ar do motor. A sopradora 15 é rotativa de acordo com o eixo 3, e circundada por um cárter de sopradora 9. Na figura 1, ela não é acionada diretamente pelo eixo de baixa pressão 11, mas apenas acionada indiretamente por esse eixo via um redutor 20, o que lhe permite girar com uma velocidade mais baixa. Entretanto, uma solução de acionamento direto da sopradora 15 pelo eixo de baixa pressão 11 entra no âmbito da invenção.

[0031] Além disso, o turboreator 1 define uma veia primária 16 destinada a ser atravessada por um fluxo primário, bem como uma veia secundária 18 destinada a ser atravessada por um fluxo secundário situado radialmente para o exterior em relação ao fluxo primário, o fluxo da sopradora estando dividido. Como isso é de conhecimento de um técnico no assunto, a veia secundária 18 está delimitada radialmente para o exterior, em parte, por uma virola externa 23, preferivelmente metálica, prolongando-se para a parte posterior do cárter de

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9/19 sopradora 9.

[0032] Embora isso não esteja representado, o turboreator 1 está equipado com um conjunto de equipamentos, por exemplo, do tipo bomba a carburante, bomba hidráulica, alternador, arranque, acionador estator de ajuste variável (VSV), acionador de comporta de descarga, ou ainda gerador elétrico de potência. Trata-se notadamente de um equipamento para a lubrificação do reator 20. Esses equipamentos são acionados por uma caixa de acessórios ou AGB (não representada), que está igualmente lubrificada.

[0033] A jusante da sopradora 15, na veia secundária 18, está prevista uma coroa de lâminas-guias que são aqui lâminas-guias de saída 24 (ou OGV, do inglês Outlet Guide Vane). Essas lâminas de estator 24 ligam a virola externa 23 a um cárter 26 que circunda o compressor de baixa pressão 4. Elas estão espaçadas circunferencialmente umas das outras e permitem endireitar o fluxo secundário após sua passagem através da sopradora 15. Além disso, essas lâminas 24 podem desempenhar igualmente uma função estrutural, como é o caso nos exemplos de realização que são descritos agora. Elas asseguram a transferência dos esforços que provêm do redutor e dos mancais de rolamento 19 dos eixos-motores e do meio de sopro, para a virola externa 23. Em seguida, esses esforços podem transitar por uma conexão-motor 30 fixada sobre a virola 23 e ligando o turboreator a um mastro de ligação (não representado) da aeronave.

[0034] Finalmente, as lâminas-guias de saída 24, nos exemplos de realização que são descritos aqui, uma terceira função de trocador de calor entre o fluxo de ar secundário que atravessa a coroa de lâminas, e do lubrificante que circula no exterior dessas lâminas 24. O lubrificante destinado a ser resfriado pelas lâminas-guia de saída 24 é aquele que serve para lubrificação dos mancais de rolamento 19, e/ou dos equipamentos do turboreator, e/ou da caixa de acessórios, e/ou do re

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10/19 dutor 20. Portanto, essas lâminas 24 fazem parte do / dos circuitos fluidos nos quais o lubrificante é posto em circulação para lubrificar sucessivamente e/os elementos associados, depois para ser resfriado.

[0035] Com referência agora às figuras 2 a 3a, vai ser descrita uma das lâminas-guias de saída 24, de acordo com uma primeira forma de realização preferida da invenção. A este respeito, nota-se que a invenção, tal como vai ser descrita abaixo, pode aplicar-se a todas as lâminas 24 da coroa de estator centrada sobre o eixo 3, ou então apenas a algumas dessas lâminas.

[0036] A lâmina 24 pode ser de orientação estritamente radial, como na figura 1, ou então ser ligeiramente inclinada axialmente como mostrada na figura 2. Em todos os casos, ela é preferivelmente reta em vista lateral, como mostrada na figura 2, estendendo-se de acordo com a direção de envergadura 25, ou direção radial da lâmina.

[0037] A lâmina-guia de saída 24 compreende uma parte aerodinâmica 32, que corresponde à sua parte central, isto é, aquela exposta ao fluxo secundário. Em ambos os lados dessa parte aerodinâmica 32 que serve para endireitar o fluxo que sai da sopradora, a lâmina 24 compreende, respectivamente, um pé 34 e uma cabeça 36.

[0038] O é 34 serve para fixação da lâmina 24 sobre o cárter do compressor de baixa pressão, enquanto que a cabeça serve para afixação dessa mesma lâmina sobre a virola externa que prolonga o cárter da sopradora. Além disso, a lâmina 24 compreende, no nível de seu pé e de sua cabeça, plataformas 40 que servem para reconstituir a veia secundária entre as lâminas 23, na direção circunferencial.

[0039] A parte aerodinâmica 32 da lâmina, sem suas matrizes de condução de calor, que serão descritas mais adiante, está realizada, por exemplo, de uma só peça, obtida, por exemplo, por fabricação aditiva chamada impressão 3D ou fabricação direta. A fabricação aditiva da parte aerodinâmica 32 está realizada, por exemplo, por qualquer

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11/19 ruma das seguintes técnicas:

- fusão seletiva por laser (do inglês: selective laser Melding ou SLM) ou por feixe de elétrons (do inglês eléctron beam melding ou ΈΒΜ);

- sinterização seletiva por laser (do inglês selective laser Sintering ou SLS) ou por feixe de elétrons;

- qualquer outro tipo de técnica de solidificação de pó sob a ação de uma fonte de energia de potência média a forte, o princípio sendo o de fazer fundir ou sinterizar um leito de pó metálico por feixe de laser ou feixe de elétrons.

[0040] O pó utilizado é à base de alumínio ou de titânio, ou à base de outro material metálico ou qualquer outro material que apresente características de condução térmica satisfatórias.

[0041] Entretanto, a parte aerodinâmica 32 da lâmina poderia ser realizada com o auxílio de técnicas mais convencionais, permitindo fazer aparecer uma porção oca, na qual a matriz seria introduzida em seguida, antes da colocação de uma placa de fecho, por exemplo, por soldagem, colagem ou solda forte.

[0042] Além disso, a fabricação da peça única pode compreender o pé 34, e/ou a cabeça 36 e/ou as plataformas 40, sem sair do âmbito da invenção.

[0043] A parte aerodinâmica 32 está equipada com duas passagens internas 50a, 50b substancialmente paralelas uma à outra, e paralelas à direção de envergadura 25. Mais precisamente, trata-se de uma primeira passagem interna 50a de resfriamento de lubrificante, que se estende de acordo com uma primeira direção principal 52a de fluxo do lubrificante. Essa direção 52a é substancialmente paralela à direção de envergadura 25, e apresenta um sentido que vai do pé 34 à cabeça 36. De maneira análoga, está prevista uma segunda passagem interna 50b de resfriamento de lubrificante, a qual se estende de

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12/19 acordo com uma segunda direção principal 52b do fluxo do lubrificante dentro da passagem. Esta direção 52b também é substancialmente paralela à direção de envergadura 25, e apresenta um sentido inverso indo da cabeça 36 ao pé 34. Na forma de realização considerada, a primeira passagem 50a está prevista, portanto, para ser atravessada radialmente para o exterior pelo lubrificante, enquanto que a segunda passagem 50b está prevista para ser atravessada radialmente para o interior. Para assegurar a passagem de uma para a outra, na extremidade da cabeça 36, as extremidades radiais externas das duas passagens 50a, 50b estão ligadas fluidamente por uma zona curva 54 igualmente chamada cotovelo, a qual se estende por substancialmente 180°. Esta zona curva 54, que é específica à presente invenção e que será detalhada mais adiante, corresponde a um oco feito na parte aerodinâmica 32, e equipado com meios específicos de guia do lubrificante.

[0044] Quanto às extremidades radiais internas das duas passagens 50a, 50b, elas estão liadas ao circuito de lubrificante, esquematizado pelo elemento 56 na figura 2. Esse circuito 56 compreende notadamente uma bomba (não representada), que permite aplicar ao lubrificante o sentido de circulação desejado dentro das passagens 50a, 50b, a saber: a introdução do lubrificante pela extremidade radial interna da primeira passagem 50a , 50b, e a extração do lubrificante pela extremidade radial interna da segunda passagem 50b. Articulações 66 asseguram a comunicação fluida entre as extremidades radiais internas das passagens 50a, 50b e o circuito 56, essas articulações 66 atravessando o pé 34.

[0045] As duas passagens 50a, 50b, assim como a zona curva 54, apresentam juntas uma forma geral de U, com a primeira passagem 50a e a segunda passagem 50b estando deslocadas uma da outra de acordo com uma direção transversal 60 da lâmina substancialmente

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13/19 ortogonal à direção de envergadura 25. Para otimizar melhor as trocas de calor, a primeira passagem 50a se situa do lado de uma borda de fuga 62 da lâmina 24, enquanto de a segunda passagem 50b se situa do lado de uma borda de ataque 64. Entretanto, pode-se estabelecer situação inversa, sem sair do escopo da invenção.

[0046] A parte aerodinâmica 32 da lâmina-guia de saída 24 compreende uma parede de intradorso 70, uma parede de extradorsos 72, uma zona cheia 76 conectando as duas paredes 70, 72 na proximidade da borda de fuga 62, uma zona cheia 76 conectando as duas paredes 70, 72 na proximidade da borda de ataque 64, bem como uma zona cheia central 78. Esta última zona 78 conecta as duas paredes 70, 72 no nível de uma porção substancialmente central destas, de acordo com a direção da corda da lâmina. Ela serve igualmente de reforço estrutural e se estende do pé 34 até o cotovelo 54, enquanto que as zonas cheias 74, 76 se estendem substancialmente por todo o comprimento da parte 32, de acordo com a direção de envergadura 25. A primeira passagem 50a está formada entre as paredes 70, 72 e entre as zonas cheias 74, 78, enquanto que a segunda passagem 50b está formada entre as paredes 70, 72 e entre as zonas cheias 76, 78. As paredes de intradorso e de extradorsos 70,72apresentam, em relação às passagens 50a, 50bh que elas delimitam, espessuras substancialmente constantes. Em compensação, as passagens 50a, 50b se estendem transversalmente de acordo com a direção 60 apresentando uma altura variável entre as duas paredes 70, 72. Alternativamente, essas passagens poderíam ter uma altura constante, e as duas paredes 70, 72 adotariam então, preferivelmente, uma espessura variável para obter o perfil aerodinâmico da lâmina.

[0047] As duas passagens internas 50a, 50b de resfriamento de lubrificante apresentam a particularidade de integrar meios de condução de calor compreendendo preferivelmente paredes e/ou aletas 80.

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Na figura 3, esses meios assomem a forma de matrizes de condução de calor, providas, em particular, de aletas principais de transferência de calor e igualmente chamadas matrizes de convecção. Essas matrizes 50a’ ,50b’ estão inseridas nas passagens internas 50a, 50b. A título de exemplo, cada matriz 50a’, 50b’ compreende fileiras de aletas principais de transferência de calor 80 em sucessão de acordo com a direção de envergadura 25. As aletas principais 80 estão dispostas localmente de modo substancialmente ortogonal às paredes intradorso e extradorsos 70, 72. Além disso, elas se estendem paralelamente à primeira direção 52a, bem como de acordo com a direção transversal 60. Elas apresentam uma altura média Hm, entre as duas paredes, 70, 72, da ordem de 4 a 8 mm. A espessura E delas, de acordo com a direção transversal 60, apresenta um valor preferivelmente constante, compreendido preferivelmente entre 0,5 e 20 mm, enquanto de o comprimento delas de acordo com a direção 52a apresenta um valor preferivelmente constante, compreendido entre 1 e 40 mm. Além disso, os afastamentos / passo P entre as aletas 80 de acordo com cada uma das duas direções 52a , 60, são, por exemplo, da ordem de 2 a 4 mm. [0048] As aletas 80 podem estar dispostas em quincôncio, com uma densidade, por exemplo, de cerca de 3 aletas / cm². Mais geralmente, a densidade está compreendida, por exemplo, entre 0,2 e 5 aletas/cm² em média.

[0049] Além disso, cada fileira compreende aletas de junção 80’ que ligam cada duas aletas principais 80 diretamente consecutivas de acordo com a direção transversal 60. As aletas de junção 80’ estão dispostas de modo substancialmente ortogonal às aletas principais 80, estando situadas rente sobre a parede de intradorso 70 ou a parede de intradorso 72. Cada fileira forma, assim, com o conjunto das aletas principais 80 e de suas aletas de junção 80’, uma estrutura transversal de forma geral em ameias.

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15/19 [0050] Uma vez realizada, cada matriz 50a’, 50b’ é inserida em sua passagem associada 50a, 50b, depois o pé 34 da lâmina fabricada de uma só peça. A inserção é efetuada via um orifício de introdução 49a, 49b feito através desse mesmo pé de lâmina 34, e apresentam uma seção substancialmente idêntica àquela das passagens 50a, 50b. Esses orifícios de introdução 49a,49b, visíveis na figura 2, desembocam em seguida nas articulações 66 que levam ao circuito 56. Uma solução com tampões poderia ser empregada igualmente para obturar parcialmente os orifícios de introdução 49a, 49b, após a inserção das matrizes nas passagens. Nesse caso de figura, as articulações 66 de seção mais fraca viriam se conectar nos tampões, no nível de um canal de circulação de lubrificante feito através de cada um dos tampões. [0051] Cada matriz de condução de calor 50a’, 50b’ estende-se por toda a largura radial de sua passagem 50a, 50b associada, ou por parte da mesma. Preferivelmente, mais de 80% da largura radial de cada passagem 50a, 50b está ocupada por sua matriz correspondente 50a’, 50b’.

[0052] Alternativamente, como é visível na figura 3a, as aletas 80 podem ser realizadas de uma só peça por fabricação aditiva com as paredes intradorso e extradorsos 70, 72 que elas ligam.

[0053] Com referência agora às figuras 4 e 5, representa-se uma zona curva 54 de modo mais detalhado. Esta zona 54, em forma geral de U e assegurando uma viragem substancialmente de 180° para o lubrificante, estende-se entre uma extremidade 50a1 da primeira passagem 50a, e uma extremidade 50b1 da segunda passagem interna 50b. Ela está igualmente delimitada pelas paredes de intradorso 70 e extradorso 72, bem como pela zona cheia central 78. Sua seção transversal pode se reduzir indo para a cabeça da lâmina, mas não há preferência de ruptura de seção entre as extremidades das pernas do U da zona curva 54, e as extremidades 50a1, 50b1 das passagens inter

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16/19 nas. Na realização considerada, a extremidade 50a1, da primeira passagem 50a é uma extremidade de saída de lubrificante, e a extremidade 50b1 da segunda passagem interna 50b é uma extremidade de entrada de lubrificante.

[0054] A zona curva 54 se estende de acordo com uma geratriz curva 82 em forma de semicírculo, ou de forma oval, ou ainda de qualquer outra forma similar. A geratriz 82 pode estar assimilada aqui a uma linha mediana da zona curva, seguindo a curvatura desta. Uma das particularidades da invenção reside no fato de que esta zona curva 54 está equipada internamente com uma ou várias guias de lubrificante 84, se se estendem cada uma de modo substancialmente paralelo à geratriz curva 82, isto é, apresentando uma curvatura análoga à curvatura geral da zona curva 54.

[0055] Cada guia de lubrificante 84 apresenta a forma de uma parede que apresenta uma primeira extremidade em oposição à extremidade de saída 50a 1 de lubrificante da primeira passagem 50a, bem como uma segunda extremidade em oposição à extremidade de entrada 50b1 de lubrificante da segunda passagem 50b. Cada parede 84 estende-se, por exemplo, por um comprimento correspondente de 75 a 100% do comprimento total da zona curva 54, de acordo com a direção da geratriz curva 82.

[0056] Sendo paralelas, essas guias 84 definem entre si canais de passagem de lubrificante 86, os quais se estendem igualmente de modo paralelo à geratriz curva 82. Dois canais 86 estão igualmente definidos entre o corpo da parte aerodinâmica 32 e as duas guias 84 situadas nas extremidades da zona curva, de acordo com a direção 25. As distâncias de afastamento d1, d2, d3 entre as guias 84 pode variar, notadamente de maneira se adaptar localmente à espessura da zona curva e fazer com que os canais 86 apresentam seções substancialmente equivalentes em matéria de superfície. Isso leva a um melhor

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17/19 equilíbrio dos débitos de lubrificante em cada um dos canais de passagem 86, entre as duas passagens internas 50a, 50b da lâmina. A título de exemplo indicativo, tal como aquele representado na figura 5, se a espessura da zona 54 entre as paredes de intradorso e de extradorso 70, 72 aumenta radialmente para o interior, então as distâncias de afastamento designadas com d1, d2 e d3 evoluem de maneira decrescente. Seja como for, a densidade e o afastamento das guias podem ser adaptadas em função das necessidades encontradas, de modo a guiar melhor o lubrificante entre as duas passagens 50a, 50b. A este respeito, nota-se que o número de guias de lubrificante 84 é, por exemplo, da ordem de 4 ou 5, formando assim um número de canais 86 de 5 ou 6. Quando à espessura de cada guia 84, ela é da ordem de 1 a 5mm. Dependendo do número de canais desejados, em particular dependendo das restrições mecânicas e/ou do modo de fabricação realizado, a espessura das guias pode ser de 15 a 20 mm.

[0057] A fim de reforçar a performance mecânica da zona curva e de aumentar as trocas de calor entre o lubrificante e o ar, cada guia 84 em forma de parede liga a parede de intradorso 70 à parede de extradorso 72. Ainda mais preferivelmente, as guias 84 estão realizadas de uma única peça com os outros elementos da parte aerodinâmica 32, de preferência por fabricação aditiva.

[0058] Além disso, para melhorar as trocas de calor por convecção, cada guia 84 pode apresentar-se em forma de vários trechos de parede 84a espaçados uns dos outros por interrupções 84b, formando espaços livres entre esses trechos 84a. Essas interrupções 84b favorecem a molhação dos trechos de parede 84a, sem, no entanto, gerar perturbações nefastas para o fluxo do lubrificante.

[0059] A seção dessas guias ou desses trechos de guia pode ser do tipo longilíneo regular, como representado nas figuras, mas alternativamente podem ter perfis oblongos, em losango globalmente orienta

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18/19 do de acordo com o sentido do fluxo, em perfil do tipo NACA de boca larga, aumentando no sentido do fluxo, etc.

[0060] Para cada guia 84, o número de trechos 84a pode estar compreendido entre 2 e 40. Preferivelmente, o comprimento dos trechos de parede 84a é superior àquele das interrupções 84b, mesmo que uma solução inversa possa ser adotada, sem sair do escopo da invenção.

[0061] Para melhorar ainda mais as trocas por convecção, está previsto preferivelmente que os trechos de parede 84a das diferentes guias 84 em sucessão de acordo com a direção 25, estejam dispostos em quincôncio, como se pode ver isso na figura 4.

[0062] A figura 5 representa guias de lubrificante 84 orientadas substancialmente retas em relação às paredes de intradorso 70 e de extradorsos 72, mas para facilitar a fabricação aditiva do conjunto, essas guias podem estar inclinadas. Esta alternativa está representada na figura 6, mostrando em seção transversal uma das guias 84 da zona curva, com a parede inclinada localmente em um ângulo A em relação à normal 90 a cada uma das paredes de intradorso 70 e de extradorso 72. Esse ângulo A está compreendido, por exemplo, entre 20 e 60°, e em particular entre 30 e 55°.

[0063] As figuras seguintes mostram alternativas de realização consideráveis, nas quais as guias 84 são de formas diferentes. Na figura 7, as guias são contínuas, isto é, elas não apresentam interrupções. Na figura 8, está prevista uma única interrupção 84b por guia 84, preferivelmente no nível de fundo do U para facilitar a evacuação dos pós em caso de fabricação aditiva. Finalmente, na figura 9, as guias 84 estão providas de várias interrupções e de vários trechos de parede, com os trechos 84a que não estão mais dispostos em quincôncio, mas repartidos em fileiras.

[0064] De volta à figura 2, durante o funcionamento do motor turbo,

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19/19 o lubrificante é introduzido na primeira passagem interna 50a, na primeira direção 52a exterior. Neste estágio, o lubrificante apresenta uma temperatura elevada. Uma troca de calor se efetua então entre com este se unindo à primeira matriz de condução de calor, o fluxo secundário se unindo à superfície externa das paredes de intradorso e de extradorso 70, 72. O lubrificante, após ter transitado pela zona curva 54, na qual ele é resfriado graças notadamente ás guias de lubrificante 84, penetra na segunda passagem 50b. Nesta última, ele sofre um resfriamento análogo, sempre por troca de calor com o fluxo de ar secundário e circulando de acordo com a segunda direção principal de fluxo 52a, através da secunda matriz de condução de calor. Em seguida, o lubrificante resfriado é extraído da lâmina 24, e redirecionado pelo circuito fechado 56 para os elementos a lubrificar.

[0065] Naturalmente, diversas modificações podem ser feitas por um técnico no assunto na invenção que acaba de ser descrita, unicamente a título de exemplos não limitativos. Em particular, nota-se que, no caso não ilustrado das lâminas-guias de entrada para endireitar o fluxo de ar a montante da sopradora, essas lâminas são dispostas em todo o fluxo de ar da sopradora em torno de um cone de entrada de ar não rotativo, os pés das lâminas estando então ligados a esse cone fixo de entrada de ar.

[0066] Igualmente, a invenção não está limitada aos casos em que a lâmina sé integre duas passagens 50a, 50b, um número superior de passagens podendo, de fato, ser adotado, por exemplo, três ou quatro passagens 50a, 50b,50c, como na alternativa de realização mostrada na figura 10. Nesta hipótese, zonas curvas 54 de acordo com a invenção são preferivelmente dispostas entre as passagens 50a, 50b, 50c diretamente consecutivas no sentido do fluxo de lubrificante.

Claims (10)

1. Lâmina-guia (24) destinada a ser disposta, total ou parcialmente em um fluxo de ar de uma sopradora (15) de motor turbo de aeronave de fluxo duplo, a lâmina-guia compreendendo um pé (34), uma cabeça (36), bem como uma parte aerodinâmica (32) de endireitamento de fluxo disposta entre o pé e a cabaça da lâmina, a dita parte aerodinâmica da lâmina compreendendo uma passagem interna (50a) de resfriamento de lubrificante, na qual estão dispostos meios de transferência de calor (80), a primeira passagem interna (50a) estendendo-se de acordo com uma primeira direção principal (52a) de fluxo do lubrificante indo do pé (34) para a cabeça (36) da lâmina, a dita primeira passagem interna (50a) estando delimitada, em parte, por uma parede de intradorso (70) e por uma parede de extradorso (72) da lâmina, a parte aerodinâmica (32) compreendendo igualmente uma segunda passagem interna (50b) de resfriamento de lubrificante, na qual estão dispostos meios de transferência de calor (80), a segunda passagem interna (50b) estendendo-se de acordo com uma segunda direção principal (52b) de fluxo de lubrificante indo da cabeça (36) para o pé (34) da lâmina, a dita segunda passagem interna (50b) estando delimitada, em parte, pela parede de intradorso (70) e pela parede de extradorso (72) da lâmina, e caracterizada pelo fato de que a parte aerodinâmica (32) compreende uma zona curva (54) ligando uma extremidade (50a1) da primeira passagem interna (50a) a uma extremidade (50b1) da segunda passagem (50b), a zona curva estendendo-se ao longo de uma geratriz curva (82) e estando delimitada, em parte, pela parede de intradorso (70) e pela parede de extradorso (72) da lâmina, e em que a zona curva (54) compreende pelo menos uma guia de lubrificante (84) disposta entre a parede de intradorso (70) e a parede de extradorso (72) da lâmina, e estendendo-se cada uma substancialmente paralela à geratriz curva (82) da zona curva (54).

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2. Lâmina-guia de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada guia de lubrificante (84) é uma parede que apresenta uma primeira extremidade em oposição à extremidade (50a1) da primeira passagem interna (50a), bem como uma segunda extremidade em oposição à extremidade (50b1) da segunda passagem interior (50b).

3. Lâmina-guia de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que cada lubrificante (84) compreende, entre sua primeira e sua segunda extremidade, pelo menos uma interrupção de parede (84b) que forma um espaço que separa dois trechos de parede (84a).

4. Lâmina-guia de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que cada guia de lubrificação (84) compreende, entre sua primeira e sua segunda extremidade, uma pluralidade de interrupções de parede (84b) que forma um espaço que separa dois trechos de parede (94a).

5. Lâmina-guia de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que, para quaisquer duas guias de lubrificante (84) diretamente consecutivos de acordo com uma direção de envergadura (25) da lâmina, os trechos de parede (84a) estão dispostos em quincôncio.

6. Lâmina-guia de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizada pelo fato de que, para cada guia de lubrificante (84), o número de trechos de parede (84a) está compreendido entre 2 e 40.

7. Lâmina-guia de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as guias de lubrificante (84) definem entre si canais de passagem de lubrificante (86), e pelo fato de que as guias estão espaçadas umas das outras de acordo com distâncias de afastamento (d1, d2, d3), das quais pelo menos du

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3/3 as são diferentes.

8. Lâmina-guia de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que cada guia de lubrificante (84) é uma parede que liga a parede de intradorso (70) à parede de extradorso (72), e pelo fato de que, em qualquer seção transversal da zona curva (54), a dita parede que forma a guia de lubrificante está inclinada localmente em relação a uma normal (90) a cada uma das paredes de intradorso (70) e de extradorso (72).

9. Lâmina-guia de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o número de guias de lubrificante (84) está compreendido entre 1 e 10.

10. Motor turbo (1) de aeronave, preferivelmente um turboreator, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de lâminas-guias (24) como definidas em qualquer uma das reivindicações precedentes, disposta a jusante ou a montante de uma sopradora (15) do motor turbo, as ditas lâminas (24) apresentando preferivelmente uma função estrutural.