FR2507680A1 - Injecteur d'air et dispositif d'injection d'air pour le refroidissement d'aubes de turbine et moteur a turbine a gaz ainsi obtenu - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF D'INJECTION D'AIR DE REFROIDISSEMENT UTILISANT UN NOMBRE REDUIT DE JOINTS D'ETANCHEITE. CE DISPOSITIF COMPREND UNE RANGEE CIRCULAIRE D'ENCOCHES 66 DANS UN DISQUE TOURNANT 43 DE TURBINE RELIEES AUX CANAUX 70 DE REFROIDISSEMENT DES AUBES 42 DE TURBINE, UNE SERIE DE BUSES 64 ALIMENTEES EN AIR COMPRIME, LES BUSES 64 ETANT INCLINEES DE MANIERE A CE QUE L'AIR FRAPPE LES ENCOCHES 66 SOUS UN ANGLE PREDETERMINE PAR RAPPORT A UN AXE DES CANAUX 70. APPLICATION AUX MOTEURS A TURBINE A GAZ.

Description

Les aubes de la turbine d'un moteur à réaction compor-

tant un générateur de gaz sont soumises à des températures que les matériaux dont on dispose actuellement ne pourraient supporter si ces aubes n'étaient équipées d'un moyen de refroidissement L'un des procédés de refroidissement des aubes d'une turbine consiste à faire circuler de l'air dans

des canaux pratiqués dans leur partie intérieure Le trans-

fert de l'air entre la source fixe d'air comprimé et les

aubes tournant à grande vitesse soulève des difficultés.

Dans l'art antérieur on a utilisé, dans le but d'obtenir le gradient de pression nécessaire à l'acheminement de l'air dans les aubes, un système de joints labyrinthe comprenant typiquement trois joints Un mode de réalisation classique d'un système d'étanchéité de cette nature est décrit dans

le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 989 410.

Des joints tournants de ce type, lorsqu'ils fonction-

nent dans un environnement soumis à des pressions différen-

tielles, sont à l'origine de forces axiales qui s'exercent sur l'élément tournant Pour contrebalancer ces forces axiales, il est nécessaire de procéder à un équibibrage

minutieux des surfaces actives d'étanchéité.

Les joints tournants sont des composants chers, qui s'usent, et dont le montage requiert une main-d'oeuvre importante Il serait donc souhaitable de pouvoir éliminer un ou plusieurs joints de cette nature sans compromettre l'acheminement de l'air de refroidissement jusqu'aux aubes

tournantes de la turbine.

Par conséquent, l'objet général de la présente invention est un dispositif permettant d'alimenter en air de refroidissement les aubes de la turbine d'un moteur à réaction.

Un autre objet de la présente invention est la four-

niture d'air de refroidissement aux aubes de la turbine d'un moteur à réaction, en utilisant un nombre réduit de

joints d'étanchéité tournants.

Un autre objet de la présente invention est la four-

niture d'air de refroidissement aux-aubes de la turbine d'un moteur à réaction o l'air de refroidissement provenant d'un compresseur est injecté dans les encoches du disque tournant rapidement d'une roue de turbine à partir d'un ensemble de

buses fixes montées suivant un certain angle Cette incli-

naison des buses a pour but de conférer au courant d'air d'arrivée un angle prédéterminé par rapport aux encoches

en mouvement.

Selon l'un des aspects de la présente invention, on réalise un moteur à turbine à gaz comprenant une source d'air comprimé; une chambre de combustion o du carburant brûle en présence de l'air comprimé de manière à produire un flux rapide de gaz chauds; une turbine entraînée par les gaz chauds dans le but de manoeuvrer la source d'air comprimé, la turbine comportant un disque rotatif muni d'au moins une rangée d'aubes de turbine, le disque et les aubes étant séparés des parties fixes contiguës du moteur par un interstice, chaque aube de turbine comprenant un canal pour

la circulation d'air de refroidissement; une rangée cir-

culaire d'encoches espacées les unes des autres en regard de l'interstice et reliées aux canaux pratiqués dans les aubes; une série de buses espacées les unes des autres en formant un cercle sur les parties fixes en regard des encoches; un moyen pour alimenter les buses en air comprimé; et les'buses comportant un moyen permettant d'entraîner

l'air dans les encoches sous une première pression sensi-

blement plus élevée qu'une seconde pression régnant dans l'interstice, forçant ainsi l'air à circuler dans les

canaux pour refroidir les aubes.

Selon une caractéristique de la présente invention, dans un moteur à turbine à gaz du type comportant une source d'air comprimé, une chambre de combustion o du carburant brûle en présence de l'air comprimé de façon à produire un flux rapide de gaz chauds, une turbine entraînée par les gaz chauds dans le but de manoeuvrer la source d'air comprimé, la turbine comprenant un disque rotatif muni d'au moins une rangée d'aubes de turbine, le disque et les aubes étant

séparés des parties fixes contiguës du moteur par un inters-

tice, chaque aube comportant un canal pour la circulation d'air de refroidissement, on réalise un perfectionnement constitué par uné rangée circulaire d'encoches espacées les unes-des autres en regard de l'interstice, ces encoches étant reliées aux canaux pratiqués dans les aubes; une série de buses espacées les unes des autres en formant un cercle sur les parties fixes en regard des encoches; un moyen

pour alimenter les buses en air pressurisé; les buses com-

portant un moyen permettant d'entraîner l'air dans les encoches sous une première pression sensiblement supérieure à une seconde pression régnant dans l'interstice, forçant ainsi l'air à circuler dans les canaux pour refroidir les aubes.

Selon une autre caractéristique de la présente in-

vention, on réalise un injecteur d'air destiné à être utilisé dans un moteur à turbine à gaz du type comportant une turbine entraînée par les gaz de combustion chauds et un compresseur

commandé par la turbine de façon à produire de l'air com-

primé dans une enceinte entourant une chambre de combustion o du carburant brule en présence de l'air comprimé pour donner les gaz chauds, la turbine comprenant un disque rotatif muni d'une série d'aubes que frappent les gaz chauds

pour entraîner la turbine, chaque aube de la turbine com-

portant un canal interne pour le passage du gaz de refroi-

dissement, le disque et les aubes étant séparés des parties contiguës du moteur par un interstice et comprenant une rangée circulaire d'encoches en regard de l'interstice, les encoches assurant une communication de fluide avec les canaux internes; une série de buses disposées suivant un cercle sur les parties fixes face à la rangée circulaire d'encoches, d'o il résulte que les encoches sont amenées à passer en tournant devant les ouvertures pratiquées dans les buses; une chambre intermédiaire; une série de canaux entre l'enceinte et la chambre intermédiaire pour transmettre l'air comprimé à cette-chambre, les buses recevant l'air comprimé en provenance de la chambre intermédiaire et chaque -buse étant en mesure de projeter un courant d'air dans la -4 direction des encoches du disque alors qu'elles sont amenées

par leur rotation à passer à sa hauteur, les axes des en-

coches formant avec un axe de la rangée circulaire de canaux internes un angle tel que le courant d'air sortant de chaque buse les frappe suivant un angle prédéterminé par rapport au disque, et les courants d'air créant dans les encoches une première pression supérieure à une seconde pression

régnant dans l'interstice.

La suite de la description se réfère aux figures

annexées qui représentent respectivement: figure 1, une vue de côté d'un moteur à réaction à

double flux, en partie en coupe de manière à faire ressortir-

des composants intérieurs; figure 2, une vue en coupe, à grande échelle, de la partie proche de la turbine à haute pression du générateur

de gaz incorporé dans le moteur de la figure 1; -

figure 3, un diagramme vectoriel auquel on se rapportera lors de l'explication des relations angulaires entre le vecteur de vitesse des gaz et le vecteur de la vitesse tangentielle des encoches; figure 4, une courbe à laquelle on se reportera lors

de la description de l'augmentation de la pression en fonction

de.l'angle d'impact des gaz;

figure 5, une vue semblable à la figure 2, représen-

tant un second mode de réalisation de la présente invention o l'interstice dans lequel l'air de refroidissement doit être projeté a une largeur réduite; figure 6, une vue en coupe prise le long de la ligne VIVI de la figure 5; figure 7, une vue avant d'une partie de la structure de buse de la figure 5 représentée suivant la ligne VII-VII de cette figure; figure 8, une vue en coupe semblable à la figure 2 d'un autre mode de réalisation de la présente invention; figure 9, une vue en coupe semblable à la-figure 2 d'un autre mode de réalisation de la présente invention; figure 10, une vue avant d'une partie de la structure de buse de la figure 9 représentée suivant la ligne X-X de

cette figure.

En liaison avec'la figure 1, la référence 10 représente dans ses grandes lignes, un moteur à réaction ou turbo-réacteur comportant un injecteur d'alimentation en air de refroidis-

sement selon un mode de réalisation de la présente invention.

Le turbo-réacteur 10 comprend un générateur de gaz repré-

senté dans ses grandes lignes par la référence 12 Bien que la présente invention concerne plus particulièrement le

générateur de gaz 12, celui-ci est représenté comme consti-

tuant une partie d'un réacteur à double flux, dans lequel

circule, en plus d'un courant d'air 14 traversant le généra-

teur 12, un courant d'air de dilution 16 entre le générateur

de gaz 12 et une enveloppe extérieure 18 du turboréacteur 10.

Comme cela est bien connu, le courant d'air de dilution 16

augmente la poussée due au seul générateur de gaz 12.

Une soufflante d'entrée 20 monté sur un arbre 24 tourne dans une entrée d'air 22 de façon à comprimer l'air d'admission qui est alors réparti dans les deux courants 14 et 16 Le courant d'air 14 est introduit, pour y être comprimé, dans un compresseur 26 qui comprend une série de rangées d'aubes tournantes 28 fixées à un arbre creux 30 que traverse l'arbre 24, la rotation de l'arbre 24 étant indépendante de celle de l'arbre 30 Entre les aubes 28 du compresseur sont intercalées plusieurs-rangées d'aubes fixes 32 qui sont

montées sur l'enveloppe 34 du générateur de gaz 12.

L'air comprimé par le compresseur 26 entre dans une enceinte 36 entourant une chambre de combustion 38 Comme cela est bien connu, l'air comprimé de l'enceinte 36 est transféré par un certain nombre de canaux (non représentés en figure 1) à la chambre de combustion 38, o il est mélangé et brûle avec le carburant pour produire un flux énergétique de gaz comprimés chauds qui est dirigé vers une turbine à haute pression 40 L'écoulement rapide de gaz chauds en provenance de la chambre de combustion 38 agit sur une roue de turbine comportant plusieurs aubes 42 fixées à un disque tournant 43 qui est solidaire de l'arbre creux 30 de façon

à faire tourner cet arbre à une vitesse élevée et par consé-

quent extraire une partie de l'énergie contenue dans les gaz chauds sortant de la chambre de combustion 38 pour

provoquer la rotation à haute vitesse du compresseur 26.

Une ou plusieurs rangées d'aubes fixes 44 sont, comme cela

est classique, fixées à l'enveloppe 34.

Une turbine à basse pression 46, comportant plusieurs rangées d'aubes tournantes 48 fixées à l'extrémité arrière de l'arbre 24 et intercalées entre une série d'aubes fixes 50, fournit la force motrice nécessaire à l'entraînement du ventilateur d'entrée 20 Le courant de gaz chauds sortant de la turbine à basse pression 46 est transmis à une zone

d'éjection 52 o il produit une poussée.

Les gaz chauds de la chambre de combustion 38 frappant les aubes de la turbine à haute pression 40 ont tendance

à provoquer une surchauffe de ces aubes et, plus particu-

lièrement, une surchauffe des aubes 42, car leur capacité d'évacuation des calories est limitée Il est, par conséquent, de pratique courante, de réaliser un moyen qui permette de transmettre de l'air comprimé de l'enceinte 36 à des canaux

pratiqués dans les aubes 42 de turbine pour les refroidir.

De façon à obtenir un gradient de pression qui permette à l'air de passer de l'enceinte 36 dans les canaux des aubes

42, il faut normalement monter plusieurs joints (non repré-

sentes> dans le voisinage de l'emplacement dont la référence 54 indique les grandes lignes pour que l'air de l'enceinte ne s'échappe pas dans l'interstice formé entre les éléments fixes et les éléments tournants de la turbine à haute pression De tels joints peuvent être du type labyrinthe, lesquels, en dehors de leur coût élevé, ont l'inconvénient de nécessiter une main-d'oeuvre assez importante pour que leur montage soit fait correctement En plus des joints de l'emplacement 54, il peut s'avérer nécessaire dans la pratique classique d'adjoindre un joint tournant en un endroit indiqué par la référence 56, pour réaliser l'étanchéité à l'air comprimé

à l'entrée de l'enceinte 36.

Il apparaîtra facilement à l'homme de l'art qu'en l'absence de joints d'étanchéité dans l'emplacement 54, les

pressions régnant dans la chambre de combustion 38, l'empla-

cement 54 et la turbine à haute pression 40 seraient sensi-

blement identiques Par conséquent, il ne pourrait y avoir de différentiel de pression suffisant pour provoquer l'entrée d'air de refroidissement dans les aubes de turbine 42. Les joints tournants des emplacements 54 et/ou 56 font traditionnellement partie d'un système d'équilibrage axial o la tendance qu'ont la turbine à haute pression 40 et le compresseur 26 à se déplacer dans le sens axial par suite du déséquilibre des forces auxquelles ils sont soumis est contrecarrée par la pression agissant sur les surfaces

actives des joints et ayant tendance à solliciter ces deux.

éléments dans le sens axial.

On a découvert qu'il est possible de réaliser un générateur de gaz 12 équilibré dans le sens axial sans que les surfaces actives des joints montés dans les emplacements 54 et/ou 56 contribuent à cet équilibre Ainsi, on pourrait éviter le coût d'un ou plusieurs joints si l'on pouvait faire passer l'air de refroidissement de ltenceinte fixe 36 aux

aubes tournantes 42 de la turbine sans l'aide de tels joints.

En liaison maintenant avec la figure 2, les gaz éner-

gétiques chauds provenant de la chambre de combustion 38 traversent un diffuseur 58 pour entrer dans la turbine à haute pression 40 o ils sont guidés par les aubes fixes 44

avant de venir frapper la rangée d'aubes tournantes 42.

L'air-de refroidissement provenant de l'enceinte 36 est admis dans une chambre intermédiaire annulaire 62 après avoir traversé un passage 60 Un ensemble circulaire de buses d'injection d'air 64 espacées les unes des autres (une seule buse est représentée) débouche par un interstice vers une rangée circulaire d'encoches 66 pratiquées dans

un disque tournant contingu à la base des aubes de turbine 42.

Chaque encoche 66 débouche dans un canal interne 68 qui permel à l'air de refroidissement de s'écouler vers le haut dans un

ou plusieurs canaux de refroidissement 70 jusqu'à l'extré-

mité 72 des aubes 42 L'extrémité 72 est ouverte de sorte que l'air de refroidissement peut s'échapper en suivant la

direction de la flèche 74 Une série de broches trans-

versales 79 améliore le transfert de chaleur entre les aubes 42 et l'air de refroidissement parcourant les canaux 70. Un joint 76 du type labyrinthe, constitué d'une structure annulaire 78 en forme'de peigne, est en contact avec une bande annulaire de friction 80 de façon à commander la quantité de gaz ou d'air comprimé s'échappant au droit

de l'interstice 65.

Comme cela apparaîtra à l'homme de l'art, la pression régnant dans l'interstice 65 est approximativement égale à la pression du fluide provenant du diffuseur 58 après qu'il ait passé les aubes fixes 44 Mais, on a découvert qu'en disposant de manière appropriée les buses d'injection

d'air 64 par rapport aux encoches 66, l'air de refroidisse-

ment provenant des buses-64 peut être injecté après avoir traversé l'interstice 65 dans les canaux internes 68, puis dans les canaux de refroidissement 70 afin de refroidir les

aubes 42 de la turbine.

L'homme de l'art remarquera qu'en obligeant l'air de refroidissement à traverser la passage 60 puis la chambre intermédiaire 62 avant de sortir, les buses 64 ajoutent une résistance supplémentaire à son cheminement Dans certains cas, cela peut être avantageux car permettant l'utilisation de buses 64 de dimensions supérieures à ce qu'elles seraient sans cela Parfois, une telle résistance est indispensable car les dimensions des buses 64 seraient alors par trop petites pour en permettre une fabrication aisée Dans les cas appropriés, on peut supprimer le passage 60 et la chambre intermédiaire 62 Ces éléments étant supprimés, on peut ou non prendre d'autres mesures, qui seront expliquées ci-après,

permettant d'augmenter les dimensions des buses 64.

On peut prévoir un canal 75 contournant la chambre

intermédiaire 62 pour diriger un flux d'air de refroidisse-

ment en provenance de l'enceinte 36 sur la surface intérieure

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81 du conduit renfermant les aubes fixes 44.

Un élément disuasif 77, peut avoir pour rôle d'empêcher l'entrée dans l'interstice 65 du flux de gaz

chauds sortant des aubes fixes 44.

L'angle sous lequel l'air de refroidissement frappe

les encoches 66 est déterminant pour obtenir une transmis-

sion convenable de l'air de refroidissement aux aubes 42 de la turbine Pour obtenir les meilleures performances, il faut qu'au moment o l'air atteint les encoches 66, son vecteur de vitesse soit parallèle à l'axe des canaux internes 68 pendant leur rotation avec le disque 43 Le diagramme vectoriel de la figure 3 identifie les termes qui permettront de comprendre les relations entre angles et vitesses La

longueur et la direction angulaire a 1 du vecteur-82 représen-

tent respectivement la vitesse absolue et la direction des gaz passant des buses d'injection d'air 64 vers les encoches 66 L'axe O' de la figure 3 est parallèle à l'axe du disque tournant 43 La longueur et la direction du vecteur 84 représentent la vitesse tangentielle du disque 43 lors de

son passage au droit des buses 64 Le vecteur 84 est, natu-

rellement, perpendiculaire à l'axe du rotor En 86, on a représenté le vecteur résultant de la vitesse des gaz par -rapport à une ligne du disque 43 parallèle à l'axe du rotor et passant par les encoches 66 L'angle g 1 du vecteur 86 dépend de la position du vecteur 84 et du vecteur 82 L'angle e 2 est l'angle formé par l'axe des canaux internes 68 avec l'axe du rotor Si l'angle g 1 et l'angle g 2 sont parallèles,

on obtiendra une augmentation maximum de la pression à l'in-

térieur des canaux 68.

Dans le cas représenté en figure 3, le vecteur 86 n'est pas aligné avec la droite indiquant l'angle des canaux 68 et par conséquent l'efficacité n'est pas optimum L'homme

de-l'art remarquera qu'on pourrait diminuer ce défaut d'ali-

gnement entre les angles g 2 et e 1 en augmentant l'amplitude du vecteur 82, en accroissant l'angle ai des buses 64, en réduisant la vitesse de rotation du disque 43 et en diminuant ainsi la longueur du vecteur 84, ou en changeant l'angle

e 2 de l'axe des canaux internes 68.

En liaison maintenant avec la figure 4, on a repré-

senté la courbe de l'augmentation de la pression, définie par le rapport entre la pression dans les encoches 66 et la pression dans l'interstice 65 (figure 2), en fonction du défaut d'alignement angulaire entre l'angle $ 1 du vecteur de vitesse résultant des gaz 86 et l'angle e 2 de l'axe des canaux internes 68 < 62 el) Lorsque ce défaut d'alignement était nul (< 2 = ) dans un mode de réalisation de la présente invention, le rapport des pressions atteignait un maximum égal à 1,08 C'est-à-dire qu'on se trouvait en présence d'une augmentation de 8 % de la pression dans les

encoches 66, les canaux internes 68 et les canaux de refroi-

dissement 70 des aubes 42 de la turbine par rapport à la

pression régnant dans l'interstice 65 qui, faut-il le rappe-

ler, est sensiblement égale à la pression des gaz quittant les aubes fixes 44 On peut obtenir ainsi un courant positif de l'air de refroidissement parcourant les canaux Comme on peut le voir en figure 4, lorsque le défaut d'alignement angulaire passe de zéro à une valeur maximum, représentée dans le cas présent par des angles maximum 100, l'augmentation de la pression dans les encoches 66 passe de 8 % à zéro Pour obtenir un refroidissement convenable dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, il s'est avéré nécessaire d'avoir une augmentation de la pression d'environ 4 % Les limites du défaut d'alignement angulaire se trouvèrent ainsi établies à une valeur comprise entre environ 6,,5 Les chiffres retenus dans la discussion précédente pour l'augmentation de la pression et le défaut

d'alignement angulaire ne sont donnés qu'à titre d'illustra-

tion et ne doivent pas être considérés comme une limitation de la présente invention Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, la plage de défaut d'alignement angulaire permettant d'obtenir une augmentation de la pression peut être supérieure ou inférieure à 10 et la plage angulaire dans laquelle les performances sont satisfaisantes peut être différente de + 6,5 c Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, on a obtenu une augmentation maximum de la pression pour une valeur de 190 de l'angle a formé par les buses d'injection d'air 64 avec des

lignes parallèles à l'axe de rotation du disque 43.

On notera que l'angle 51 du vecteur résultant de vitesse des gaz est relativement indépendant des excursions de la vitesse de la turbine si l'air sortant des buses d'injection d'air 64 se déplace à une vitesse proche de Mach 1 Cela provient du fait que le vecteur 82 de vitesse absolue des gaz et le vecteur de vitesse tangentielle 84

des encoches (figure 3) sont tous deux inversement pro-

portionnels à la racine carrée de la température à l'entrée de la turbine, laquelle est à son tour fonction de la vitesse de cette turbine Ainsi, une valeur fixe de l'angle O 1 formé par les buses d'injection d'air 64 avec l'axe de

la turbine à haute pression 40 donne des résultats satis-

faisants dans une vaste gamme de conditions de fonctionnement En liaison momentanément avec la figure 2, il a été découvert que, pour obtenir une augmentation maximum de la pression, la largeur de l'interstice 65 séparant les buses d'injection d'air 64 et les encoches 66 devait être aussi petite que possible En liaison maintenant avec la figure , on a représenté un dispositif permettant dé réduire cette largeur Une bride radiale 88 dans laquelle est percée une série de trous contre-alésés 90 maintient une série de buses 92 (une seule buse a été représentée) qui s'étendent vers l'avant dans la direction des encoches 66

et réduisent par conséquent la largeur de l'interstices 65 '.

La figure 6 représente de manière plus détaillée une buse 92 La buse 92 comprend une tête 94 présentant une

protubérance qui est emprisonnée dans une partie contre-

alésée 96 des trous 90 Une partie creuse 98 de la tête 94 a un diamètre sensiblement supérieur à celui du passage 60 d'introduction de l'air en provenance de l'enceinte 36 Un canal relativement étroit 100, de restriction du flux, relie axialement la partie creuse 98 à un canal axial 102 Le diamètre et la longueur du passage 60, de la partie creuse 98, du canal 100 de restriction du flux, et du canal axial 102 peuvent être ajustés dans le but d'obtenir le débit et la vitesse appropriés de l'air à la couronne 104 comportant

les buses 92 Dans le présent mode de réalisation de l'in-

vention, la partie creuse 98 exerce la même fonction que la chambre intermédiaire 62 du'mode de réalisation de la figure 2 Bien que les axes du passage 60 et du canal 100 de restriction soient représentés comme étant alignés, on peut

augmenter la résistance opposée au courant gazeux en dis-

posant ces éléments de façon qu'ils ne soient pas alignés et que par conséquence l'air en provenance de l'enceinte 36 soit obligé de contourner des angles avant d'atteindre le

canal 100 de restriction.

Les buses 92 peuvent, au choix, soit constituer un ensemble de buses indépendantes généralement cylindriques, soit faire partie d'un anneau dans lequel on a pratiqué les alésages appropriés Cette seconde variante fait l'objet

de la figure 7, o les buses 92 sont distantes tangentiel-

lement les unes des autres sur-la couronne 104.

En figure 8, on a représenté un autre mode de réali-

sation de la présente invention, o une partie de bride 106 définit un rebord 108 agissant en butée Une structure annulaire 110 en forme de dôme comprend un premier rebord

annulaire 112 placée à l'arrière de la butée 108 qui l'em-

boite Un second rebord 114 est fixé par un moyen classique,

par exemple par une série de rivets 116.

Une cavité 117 formée à l'intérieur de la structure annulaire 110 reçoit l'air provenant du passage 60 et le transmet à une buse 118, qui dirige cet air de refroidissement

dans l'interstice 65 " afin qu'il entre dans les canaux inter-

nes 68 Comme pour les modes précédents de réalisation de la présente invention, on choisit les dimensions et positions relatives du passage 60, de la cavité 117 et des buses 118 de manière à obtenir une augmentation satisfaisante de

la pression à l'intérieur des canaux internes 68.

En figure 9, on a -représenté une nouvelle variante de réalisation de la présente invention o une bride radiale

comprend une cavité 122 recevant l'air de refroidisse-

ment en provenance de l'enceinte 36 via le passage 60, et une série d'alésages de buse 124 De façon à ajuster la répartition du courant d'air dans l'interstice 65 ", on a prévu un canal annulaire 126 dans la face de la bride

radiale 120.

Une vue en bout de la bride 120 est l'objet de la

figure 10 o les alésages de buse 124 sont distants tangen-

tiellement les uns des autres dans la partie inférieure d'un

canal annulaire 126.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1 Moteur à turbine à gaz, caractérisé en ce qu'il comprend: une source d'air comprimé ( 26); une chambre de combustion ( 38) o du carburant brûle en présence de l'air comprimé pour produire un courant rapide de gaz chauds; une turbine ( 40) entraînée par les gaz chauds dans le but d'actionner la source d'air comprimé ( 26); la turbine ( 40) comportant un disque rotatif ( 43) muni d'au moins une rangée d'aubes ( 42); le disque ( 43) et les aubes ( 42) étant séparés des parties contiguës fixes du moteur par un interstice ( 65); chaque aube ( 42) de turbine comprenant un canal ( 70) pour la circulation d'air de refroidissement; une rangée circulaire d'encoches ( 66) espacées les unes des autres en regard de l'interstice ( 65) et reliées aux canaux ( 70) des aubes ( 42) de turbine; une série de buses ( 64) espacées les unes des autres en formant un cercle sur les parties fixes en regard des encoches ( 66); un moyen pour alimenter les buses ( 64) en air comprimé;

les buses ( 64) incorporant un moyen permettant d'en-

traîner l'air dans les encoches ( 66) sous une première pression sensiblement supérieure à une seconde pression régnant dans l'interstice ( 65), d'o il résulte que l'air est amené à circuler dans les canaux ( 70) pour procéder au refroidissement dés aubes ( 42); 2 Moteur à turbine à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen permettant d'entraîner l'air dans les encoches ( 66) consiste à incliner les buses ( 64) de manière que l'air frappe les encoches ( 66) sous un angle

prédéterminé par rapport à un axe des-canaux ( 70).

3 Moteur à turbine à gaz selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle prédéterminé est compris entre

environ 10 et environ + 10 degrés.

4 Moteur à turbine à gaz selon la revendication 1,

caractérisé en ce que le moyen d'alimentation en air compri-

mé comprend un passage ( 60) entre la source d'air comprimé ( 26) et chacune des buses-( 64). Moteur à turbine à gaz selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen d'alimentation en air compris comprend une chambre intermédiaire ( 62) entre le passage ( 60) et les buses ( 64), ce passage ( 60) et cette chambre intermédiaire ( 62) permettant de modifier un paramètre

caractéristique de l'air comprimé.

6 Moteur à turbine à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des buses ( 92) est un tube

de dimensions finies s'étendant sur une partie de l'inters-

tice ( 65) dans la direction des encoches ( 66).

7 Moteur à turbine à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que les buses ( 92) comprennent des trous

alésés ( 90) dans une plaque ( 88).

8 Moteur à turbine à gaz selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen permettant d'entraîner l'air comprend un canal annulaire dans la surface de la plaque ( 88 en regard des encoches ( 66), les buses ( 92) étant placées

dans ce canal.

9 Moteur à turbine à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que les buses sont disposées dans une

structure ( 110) annulaire.

Moteur à turbine à gaz selon la revendication 9, caractérisé en ce que la structure annulaire ( 110) a, en

coupe, la forme générale d'un dôme.

11 Dispositif perfectionné pour moteur à turbine à gaz du type comportant une source d'air comprimé ( 26), une chambre de combustion ( 38) o du carburant br le en présence de l'air comprimé pour produire un courant rapide de gaz chauds, une turbine ( 40) entraînée par les gaz chauds de façon à actionner la source d'air comprimé ( 26), la turbine ( 40) comprenant un disque ( 43) rotatif muni d'au moins une rangée d'aubes ( 42), le disque ( 43) et les aubes ( 42) étant séparés des parties contiguës fixes du moteur par un interstice ( 65), chaque aube ( 42) de la turbine ( 40) comportant un canal ( 70) pour la circulation d'air de refroidissement, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend: une rangée circulaire d'encoches ( 66) espacées les unes des autres en regard de l'insterstice ( 65), les encoches ( 66) étant reliées aux canaux( 70) pratiqués dans les aubes de la turbine; une série de buses ( 64) espacées les unes des autres

en formant un cercle sur les parties fixes en regard des en-

coches ( 66);

un moyen pour alimenter les buses ( 64) en air compri-

mé; les buses ( 64) comportant un moyen permettant d'entraîner

l'air dans les encoches ( 66) sous une première pression sensi-

blement supérieure à une seconde pression régnant dans l'in-

terstice ( 65), d'o il résulte que l'air est amené à circuler dans les canaux ( 70) pour procéder au refroidissement des

aubes ( 42).

12 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen permettant d'entraîner l'air dans les encoches consiste à incliner les buses ( 64) de manière que l'air frappe les encoches ( 66) sous un angle prédéterminé par rapport aux

axes des canaux ( 70).

13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'angle prédéterminé est compris entre environ -10

et environ + 10 degrés.

14 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen d'alimentation en air comprimé comprend un passage ( 60) entre la source d'air comprimé ( 26) et chacune

des buses ( 64) -

15 Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le moyen d'alimentation en air comprimé comprend une chambre intermédiaire ( 62) entre le passage ( 60) et les buses ( 64), ce passage ( 60) et cette chambre intermédiaire ( 62) permettant de

modifier un paramètre caractéristique de l'air comprimé.

16 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que chacune des buses ( 92) est un tube aux dimensions finies s'étendant sur une partie de l'interstice ( 65) dans la

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direction des encoches.

17 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les buses ( 92) comprennent des trous alésés ( 90)

dans une plaque ( 88).

18 Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le moyen permettant d'entraîner l'air comprend

un canal annulaire dans la surface de la plaque ( 88) en re-

gard des encoches ( 66), les buses ( 92) étant situées dans

ce canal.

19 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé

en ce que les buses sont disposées dans une structure annu-

laire ( 110).

Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que la structure annulaire ( 110) a, en coupe, la forme

générale d'un dôme.

21 Injecteur d'air destiné à être utilisé dans un moteur à turbine à gaz du type comportant une turbine ( 40) entraînée par des gaz de combustion chauds et un compresseur ( 26) commandé par la turbine ( 40) de façon à produire de l'air comprimé dans une enceinte ( 36) entourant une chambre de combustion ( 38) o du carburant brûle en présence de l'air

comprimé de façon à produire les gaz, la turbine ( 40) com-

prenant un disque rotatif ( 43) muni d'une série d'aubes ( 42) de turbine que frappent les gaz chauds pour entraîner la turbine ( 40), chaque aube ( 42) de turbine comportant un

canal ( 70) interne pour le passage d'un gaz de refroidisse-

ment, le disque ( 43) et les aubes ( 42) étant séparés des

parties fixes du moteur par un interstice ( 65), caractéri-

sé en ce qu'il comprend: -

une rangée circulaire d'encoches ( 66) pratiquées dans le disque ( 43) en regard de l'interstice ( 65), assurant une communication de fluide avec les canaux internes ( 70); une série de buse ( 64) formant un cercle sur les parties fixes en regard de la rangée circulaire d'encoches ( 66), d'o il résulte que les encoches passent en tournant au droit d'ouvertures pratiquées dans les buses; une chambre intermédiaire ( 62) une série de canaux entre l'enceinte ( 36) et la chambre intermédiaire ( 62) pour transmettre l'air comprimé à la chambre intermédiaire ( 62); les buses ( 64) recevant l'air comprimé en provenance de la chambre intermédiaire ( 62) et chacune d'elles étant en mesure de projeter un courant d'air dans la direction des encoches ( 66) alors que la rotation du disque ( 43) les amène à sa hauteur, les axes des encoches ( 66) étant inclinés par rapport à un axe des canaux internes ( 70) de façon que le courant d'air en provenance des buses ( 64) frappe les encoches ( 66) sous un angle prédéterminé par rapport aux canaux internes ( 70), et les courants d'air étant en mesure de produire une première pression dans les canaux internes ( 70) supérieure

à une seconde pression régnant dans l'interstice ( 65).