CA2531519A1 - Circuits de refroidissement pour anneau fixe de turbine a gaz - Google Patents

Circuits de refroidissement pour anneau fixe de turbine a gaz Download PDF

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Abstract

Anneau fixe entourant un passage de gaz chauds (14) d'une turbine à gaz, ledit anneau étant entouré d'un logement annulaire fixe (2) de façon à
définir une chambre annulaire de refroidissement (26) dans laquelle débouche au moins un orifice d'alimentation en air de refroidissement (28), ledit anneau étant composé d'une pluralité de segments d'anneau (16), chaque segment d'anneau (16) comportant un circuit interne de refroidissement supérieur (A) et un circuit interne de refroidissement inférieur (B), ledit circuit de refroidissement inférieur (B) étant indépendant dudit circuit de refroidissement supérieur (A) et décalé
radialement par rapport audit circuit de refroidissement supérieur (A).

Claims (8)

1. Anneau fixe (4) entourant un passage de gaz chauds (14) d'une turbine à gaz (1), ledit anneau (4) étant entouré d'un logement annulaire fixe (2) de façon à définir une chambre annulaire de refroidissement (26) dans laquelle débouche au moins un orifice d'alimentation en air de refroidissement (28), ledit anneau (4) étant composé d'une pluralité de segments d'anneau (16), caractérisé en ce que chaque segment d'anneau (16) comporte un circuit interne de refroidissement supérieur (A) et un circuit interne de refroidissement inférieur (B, B'), ledit circuit de refroidissement inférieur (B, B') étant indépendant dudit circuit de refroidissement supérieur (A) et décalé
radialement par rapport audit circuit de refroidissement supérieur (A).
2. Anneau (4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de refroidissement supérieur (A) de chaque segment d'anneau (16) comporte:
au moins une première cavité interne (32) s'étendant angulairement entre des parois longitudinales (16c, 16d) dudit segment d'anneau (16) ;
au moins une seconde cavité interne (34) s'étendant angulairement entre les parois longitudinales (16c, 16d) dudit segment d'anneau (16) et disposée axialement en amont de ladite première cavité ;
au moins un orifice d'alimentation en air de refroidissement (36) s'ouvrant dans la chambre de refroidissement (26) et débouchant dans ladite première cavité (32) afin d'alimenter ladite première cavité ;
une pluralité de trous d'émission (38) s'ouvrant dans ladite première cavité (32) et débouchant dans ladite seconde cavité (34) afin de refroidir par impact d'air ladite seconde cavité (34) ; et une pluralité de trous de sortie (40a, 40b) s'ouvrant dans ladite seconde cavité (34) et débouchant dans le passage des gaz chauds (14), du côté amont dudit segment d'anneau (16).
3. Anneau (4) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé
en ce que ledit circuit de refroidissement inférieur (B) de chaque segment d'anneau (16) comporte:

au moins une première cavité interne (42) s'étendant angulairement entre des parois longitudinales (16c, 16d) dudit segment d'anneau (16) et disposée du côté aval dudit segment d'anneau ;
au moins une deuxième cavité interne (44) s'étendant angulairement entre les parois longitudinales (16c, 16d) dudit segment d'anneau (16) et disposée axialement en amont de ladite première cavité ;
au moins une troisième cavité interne (46) s'étendant angulairement entre les parois longitudinales (16c, 16d) dudit segment d'anneau (16) et disposée axialement en amont de ladite deuxième cavité (44) ;
au moins un orifice d'alimentation en air de refroidissement (48) s'ouvrant dans la chambre de refroidissement (26) et débouchant dans ladite première cavité (42) afin d'alimenter ladite première cavité ;
au moins un premier (50) et au moins un second (52) passages faisant communiquer respectivement ladite première cavité (42) avec ladite deuxième cavité (44) et ladite deuxième cavité (44) avec ladite troisième cavité (46) ; et une pluralité de trous de sortie (54) s'ouvrant dans ladite troisième cavité (46) et débouchant dans le passage des gaz chauds (14), du côté amont dudit segment d'anneau (16).
4. Anneau (4) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite deuxième cavité interne (44) du circuit de refroidissement inférieur (B) est munie de perturbateurs (56) de manière à accroître les transferts thermiques.
5. Anneau (4) selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé
en ce que ledit orifice d'alimentation en air (48) et ledit second passage (52) du circuit de refroidissement inférieur (B) sont pratiqués du côté de l'une des parois longitudinales (16c, 16d) du segment d'anneau (16), et ledit premier passage (50) du circuit de refroidissement inférieur (B) est pratiqué du côté de l'autre paroi longitudinale (16d, 16c) du segment d'anneau (16) de manière à augmenter le trajet de circulation de l'air de refroidissement.
6. Anneau (4) l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit circuit de refroidissement inférieur (B') de chaque segment d'anneau (16) comporte :
au moins une première cavité interne (58) s'étendant axialement entre des parois transversales amont (16a) et aval (16b) dudit segment d'anneau (16) et disposée du côté de l'une des parois longitudinales (16c, 16d) dudit segment d'anneau (16) ;
au moins une deuxième cavité interne (60) s'étendant axialement entre les parois transversales amont (16a) et aval (16b) dudit segment d'anneau (16) et décalée angulairement par rapport à ladite première cavité (58) ;
au moins une troisième cavité interne (62) s'étendant axialement entre les parois transversales amont (16a) et aval (16b) dudit segment d'anneau (16) et décalée angulairement par rapport à ladite deuxième cavité (60) ;
au moins une quatrième cavité interne (64) s'étendant axialement entre les parois transversales amont (16a) et aval (16b) dudit segment d'anneau (16) et décalée angulairement par rapport à ladite troisième cavité (62) ;
au moins un premier (66) et au moins un second (68) orifices d'alimentation en air de refroidissement s'ouvrant dans la chambre de refroidissement (26) et débouchant respectivement dans lesdites deuxième (60) et troisième (62) cavités afin d'alimenter lesdites deuxième et troisième cavités ;
au moins un premier (70) et un second (72) passages faisant communiquer respectivement ladite deuxième cavité (60) avec ladite première cavité (58) et ladite troisième cavité (62) avec ladite quatrième cavité (64) ;
une pluralité de premiers trous de sortie (74) s'ouvrant dans ladite première cavité (58) et débouchant dans le passage des gaz chauds (14), au niveau de fa paroi longitudinale (16c, 16d) dudit segment d'anneau (16) du côté duquel est disposée ladite première cavité interne (58) ; et une pluralité de seconds trous de sortie (76) s'ouvrant dans ladite quatrième cavité (64) et débouchant dans le passage des gaz chauds (14), au niveau de l'autre paroi longitudinale (16d, 16c) dudit segment d'anneau (16).
7. Anneau (4) selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites deuxième (60) et troisième (62) cavités internes du circuit de refroidissement inférieur (B') comportent chacune des perturbateurs (78) de manière à accroître les transferts thermiques.
8. Anneau (4) selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé
en ce que lesdits premier (66) et second (68) orifices d'alimentation du circuit de refroidissement inférieur (B') sont pratiqués du côté de l'une des parois transversales (16b, 16a) dudit segment d'anneau (16) et lesdits premier (70) et second (72) passages du circuit de refroidissement inférieur (B') sont pratiqués du côté de l'autre paroi transversales (16a, 16b) dudit segment d'anneau (16) de manière à augmenter le trajet de circulation de l'air de refroidissement.
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