FR2519069A1

FR2519069A1 - Surface portante apte au refroidissement pour machine rotative

Info

Publication number: FR2519069A1
Application number: FR8222156A
Authority: FR
Inventors: Mark John Pazder
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1983-07-01
Also published as: GB2112468B; IT1155034B; FR2519069B1; IL67383A; IT8224878A0; DE3248161A1; JPS58117302A; US4474532A; IT8224878A1; GB2112468A; DE3248161C2; JPH0353442B2

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE SURFACE PORTANTE APTE AU REFROIDISSEMENT POUR UNE MACHINE ROTATIVE. CETTE SURFACE PORTANTE 16 COMPORTE PLUSIEURS PASSAGES DE REFROIDISSEMENT 56, 86, 88 ET 114 S'ETENDANT DANS LE SENS DE L'ENVERGURE. PLUSIEURS PASSAGES COURBES 82, 90 ACHEMINENT L'ECOULEMENT ENTRE LES PASSAGES S'ETENDANT DANS LE SENS DE L'ENVERGURE. UNE AILETTE 92 SITUEE DANS LE PASSAGE COURBE 90 EST ESPACEE D'UNE CHICANE 48 S'ETENDANT DANS LE SENS DE L'ENVERGURE AFIN DE DEFINIR, ENTRE ELLES, UN PASSAGE AUXILIAIRE 94 EN AMONT D'UNE ZONE D'ANGLE 91C. UNE BANDE D'ENTRAVEMENT 96 DISPOSEE ANGULAIREMENT PAR RAPPORT A L'ECOULEMENT APPROCHANT S'ETEND ENTRE L'AILETTE 92 ET LA CHICANE 48. L'INVENTION EST UTILISEE POUR REFROIDIR LES AUBES DE MACHINES ROTATIVES A HAUTE TEMPERATURE TELLES QUE LES TURBINES A GAZ.

Description

La présente invention concerne des surfaces portantes aptes au

refroidissement utilisées dans des

machines rotative à haute température et, plus spécifi-

quement, elle concerne une structure pour le refroidis-

sement de ces surfaces portantes Les concepts décrits ici sont d'application tant pour les aubes fixes que

pour les aubes mobiles des turbines.

Dans une machine rotative, un carburant est brûlé dans des chambresde combustion afin de fournir

de l'énergie à la machine sous forme de gaz chauds cons-

tituant le milieu de travail Les gaz chauds du milieu

de travail s'écoulent ensuite vers la section de turbi-

ne proprement dite de la machine Dans cette section

de turbine, des surfaces portantes constituent des ran-

gées d'aubes fixes et des rangées d'aubes mobiles rota-

tives Ces surfaces portantes servent à diriger le flux des gaz et à en extraire l'énergie En conséquence, les

surfaces portantes baignent dans les gaz chauds du mi-

lieu de travail au cours du fonctionnement de la turbi-

ne, si bien que ces surfaces portantes sont soumises à des contraintes thermiques qui altèrent leur intégrité

structurale et leur résistance à la fatigue Ces con-

traintes thermiques ont été une source constante de pré-

occupations depuis l'apparition des machines rotatives à haute température telles que les turbines à gaz, étant

donné qu'il est nécessaire de faire fonctionner ces tur-

bines à des températures élevées pour en obtenir un ren-

dement optimal Par exemple, les surfaces portantes de

ces turbines peuvent être soumises, dans les gaz du mi-

lieu de travail, à des températures allant jusqu'à 13700 C ( 25000 F) Spécifiquement, les aubes mobiles et les aubes fixes de ces turbines sont refroidies dans le

but de préserver l'intégrité structurale et la résistan-

ce à la fatigue de la surface portante en réduisant le niveau des contraintes thermiques qui s'exercent dans

cette dernière.

Une des premières méthodes adoptées pour le refroidissement des surfaces portantes est illustrée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 171 631 accordé au nom de Aspinwall et intitulé "Turbine Blade".

Dans le procédé décrit dans ce brevet, de l'air de re-

froidissement est acheminé dans la cavité ménagée entre l'extrados et l'intrados de la surface portante, pour être ensuite dévié vers différents endroits de cette

cavité en utilisant des ailettes ou des embases cour-

bes Ces embases servent également d'organes supports

destinés à renforcer la structure des aubes.

Ultérieurement, on a mis au point des systèmes plus sophistiqués dans lesquels on utilise des passages 1 S sinueux et dont un exemple est la structure illustrée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 533 712 accordé au nom de Kercher et intitulé "Cooled Vane

Structure for High Temperature Turbines" Dans ce bre-

vet, on décrit l'utilisation de passages en serpentin s'éten-

dant d'un bout à l'autre de la cavité ménagée dans l'au-

be afin d'assurer un refroidissement spécialement adapté

de différentes parties de la surface portante La ma-

tière de la surface portante définissant les passages

assure le support structural nécessaire de cette sur-

face portante.

Dans des brevets plus récents tels que le bre-

vet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 073 599 accordé aux noms de Allen et al et intitulé "Hollow Turbine Blade Tip Closure", on décrit l'utilisation de passages de

refroidissement compliqués associés à d'autres techni-

ques pour le refroidissement de la surface portante.

Par exemple, dans le brevet de Allen et al, la zone du bord d'attaque est refroidie en y projetant de l'air, puis en déchargeant cet air de refroidissement par un passage s'étendant dans le sens de l'envergure dans la zone dubord d'attaque de l'aube L'air circulant dans ce passage

refroidit également la zone du bord d'attaque par con-

vection comme c'est le cas avec le passage prévu dans

le système de Aspinwall.

De nombreux brevets plus récents ont pour objet le refroidissement des surfaces portantes d'aubes

de turbines en utilisant des passages de refroidisse-

ment compliqués comportant un grand nombre de ramifica-

tions et de trous de refroidissement pelliculaire,seuls

ou en combinaison avec des bandes d'entravement desti-

nées à favoriser un refroidissement de la zone du bord

d'attaque de ces aubes; parmi ces brevets, on mentionne-

ra, par exemple, les brevets des Etats-Unis d'Amérique

No 4 177 010 accordé aux noms de Greaves et al et inti-

tulé "Cooled Rotor Blade for A Gas Turbine Engine" (film cooling holes); N O 4 180 373 accordé aux noms de Moore et al et intitulé "Turbine Blade" (film cooling holes and trip strips); N O 4 224 011 accordé aux noms de Dodd et al et intitulé "Cooled Rotor Blade for A Gas Turbine Engine" (film cooling holes); et N O 4 278 400 accordé aux noms de Yamarik et al et intitulé "Coolable Rotor Blade" (film cooling holes and trip strips) Ces aubes se caractérisent par de grands passages d'air de refroidissement relativement à l'épaisseur des parois

situées dans la zone du bord d'attaque de l'aube.

Le mécanisme de transfert de chaleur interne principal ayant lieu dans les différents passages des aubes est un refroidissement par convection des parois

qui se touchent Les zones dans lesquelles l'air de re-

froidissement circule à faible vitesse et qui sont adja-

centes aux parois définissant le passage, réduisent les coefficients de transfert de chaleur dans ce dernier et peuvent donner lieu à une surchauffe de ces parties de

la surface portante Dans le brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique No 4 180 373 accordé aux noms de Moore et al et intitulé "Turbine Blade", on utilise, dans une zone

d'angle d'un passage courbe, une bande d'entrave-

ment qui ressort d'une paroi et pénètre dans le passa-

ge pour empêcher toute stagnation à l'angle défini par l'interaction de parois adjacentes. En dépit des techniques décrites ci-dessus, les hommes de science et les ingénieurs cherchent à

mettre au point des surfaces portantes aptes au refroi-

dissement et destinées à être utilisées dans les turbi-

nes à haute température en permettant une utilisation efficace de l'air de refroidissement et en supprimant

la formation de zones à faible vitesse d'air de refroi-

dissement dans les parties courbes de la surface portante.

Suivant la présente invention, une surface por-

tante dans laquelle sont ménagés des passages de refroi-

dissement ayant plusieurs ramifications, comporte une zone courbe s'étendant dans le sens de la corde

à la fin de chaque passage, ainsi qu'un passage auxi-

liaire formé dans cette zone courbe en vue de ca-

naliser une partie de l'écoulement par-dessus au moins

une bande d'entravement inclinée par rapport à l'écoule-

ment approchant dans le passage auxiliaire et formant un angle aigu par rapport à une paroi délimitant le

passage afin de supprimer toute séparation entre l'écou-

lement et cette paroi de délimitation, tout en bloquant

la formation de zones à faible vitesse d'écoulement.

Une caractéristique principale de la présente

invention réside dans plusieurs passages de refroidis-

sement s'étendant dans le sens de l'envergure Une autre caracté-

ristique réside dans le passage courbe qui s'étend dans le sens de la corde et qui est en communication

pour uns fluide avec un des passages précités Le passa-

ge courbe s'étendant dans le sens de la corde com-

porte un passage auxiliaire, ainsi qu'au moins une bande

d'entravement inclinée par rapport à l'écoulement ap-

prochant Dans une forme de réalisation, la bande

d'entravement s'étend en travers du passage auxiliai-

re depuis l'extrémité d'aval de l'aube jusqu'à l'aube adjacente.

Un avantage principal de la présente inven-

tion réside dans le niveau des contraintes thermiques

s'exerçant dans l'aube et qui résulte du refroidisse-

ment assuré dans le passage courbe, y compris le refroidissement des zones d'angle Le refroidissement efficace de la zone d'angle résulte la présence

du passage auxiliaire et de la bande d'entravement an-

gulaire qui dirige l'écoulement de façon à bloquer la formation de zones à faible vitesse d'écoulement et à

Is supprimer la séparation entre l'écoulement de refroi-

dissement et les parois du passage à mesure que l'écou-

lement progresse dans la courbe.

D'autres caractéristiques et avantages appa-

raîtront à la lecture de la description et des revendi-

cations ci-après, en se référant aux dessins annexés qui illustrent une forme de réalisation dé l'invention; dans ces dessins: la figure 1 est une vue en élévation latérale

d'une aube mobile en partie en coupe et en partie éla-

guée afin d'illustrer l'extrados de l'intérieur de la surface portante; la figure 2 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne 2-2 de la figure 1;

la figure 3 est une vue partielle en perspecti-

ve d'une zone d'angle d'un passage courbe ménagé dans la surface portante; et la figure 4 est une vue prise suivant la ligne

4-4 de la figure 3.

La figure 1 illustre une aube mobile 10 pour

une machine rotative Cette aube mobile comporte un ta-

Ion 12, un pied 14 et une surface portante 16 Le ta-

lon est conçu pour venir s'engager sur le rotor d'une machine rotative Le pied est conçu pour former une partie de la paroi intérieure du parcours d'écoulement prévu pour les gaz du milieu de travail dans une machi- ne rotative La surface portante est conçue pour

s'étendre vers l'extérieur en travers du parcours d'écou-

lement pour les gaz du milieu de travail et elle compor-

te une tête 18 à son extrémité extérieure L'aube mobi-

le comporte une direction de référence S orientée dans le sens de l'envergure et une direction de référence C

orientée dans le sens de la corde.

Le talon 12 comporte une paroi 22 s'étendant dans le sens de la corde Un premier conduit 24 est en communication pour un fluide avec une source d'air de

refroidissement telle qu'un compresseur (non représenté).

Un deuxième conduit 26 est en communication pour un fluide avec la source d'air de refroidissement et un troisième passage 28 s'étend à travers le talon Dans la forme de réalisation illustrée, ce troisième conduit n'est pas en communication pour un fluide avec la source

d'air de refroidissement Une plaque 32 s'étend en tra-

vers du troisième conduit et bloque toute communication avec la source d'air de refroidissement Dans une autre

forme de réalisation, le troisième conduit est en commu-

nication pour un fluide avec la source d'air de refroi-

dissement.

La surface portante 16 comporte un bord d'atta-

que 34 et un bord de fuite 36 Un extrados 38 et un in-

trados 42 (partiellement élagué en figure 1 pour des raisons de clarté et illustré intégralement en figure 2)

sont réunis au bord d'attaque et au bord de fuite L'in-

trados est espacé de l'extrados en vue de définir une

cavité 44 entre eux Une paroi de tête 46 s'étend en-

tre l'intrados et l'extrados en vue de délimiter la ca-

vité dans le sens de l'envergure Une première chica-

ne 48 s'étend dans le sens de l'envergure et est espa-

cée du bord d'attaque, cette chicane s'étendant égale-

ment dans le sens de la corde en étant espacée de la

-5 paroi de tête Cette première chicane divise la cavi-

té ménagée dans la surface portante entre une première

partie 52 et une seconde partie, en l'occurrence la par-

tie arrière.

La première partie 52 comprend un premier pas-

sage 56 s'étendant dans le sens de l'envergure le long de la zone du bord d'attaque, ainsi qu'un passage de tête 58 s'étendant dans le sens de la corde le long de

la paroi de tête 46 Ce premier passage comporte plu-

sieurs premières bandes d'entravement 62 S situées sur

l'extrados délimitant le premier passage, ainsi que plu-

sieurs deuxièmes bandes d'entravement 62 p situées sur

l'intrados du premier passage La projection de chacu-

ne des deuxièmes bandes d'entravement de l'intrados est

illustrée en traits discontinus sur l'extrados Plu-

sieurs trous de refroidissement 64 s'étendent à travers le bord d'attaque en vue de mettre le premier passage en

communication pour un fluide avec le parcours d'écoule-

ment du milieu de travail Les trous d'air de refroi-

dissement sont inclinés sous un angle obtus par rapport à l'écoulement approchant dans le premier passage et par rapport au bord d'attaque 34 s'étendant dans le sens de l'envergure Plusieurs premières bandes d'entravement 66 S et 66 p situées dans le passage de tête s'étendent sur l'extrados et l'intrados d'une manière semblable aux

différentes bandes d'entravement 62 situées dans le pre-

mier passage Le passage de tête comporte plusieurs

trous de refroidissement pelliculaire 68 répartis inté-

rieurement par rapport à la paroi de tête sur l'intrados de cette dernière Ces trous de refroidissement et un trou 72 ménagé dans le passage de tête mettent ce dernier

en communication pour un fluide avec le parcours d'écou-

lement du milieu de travail.

La partie arrière de la surface portante com-

porte une deuxième chicane 74 s'étendant dans le sens de l'envergure à partir de la première chicane en vue de diviser cette partie arrière en une zone de bord de fuite 76 et une zone de milieu de corde 78 Un passage courbe 82 s'étendant dans le sens de la corde met la zone de bord de fuite en communication pour un fluide avec la zone de milieu de corde Une troisième chicane 84 s'étend dans le sens de l'envergure pour diviser la zone de milieu de corde en un deuxième passage 86 et un

troisième passage 88 Le deuxième passage comporte plu-

sieurs premières bandes d'entravement 90 S situées sur l'extrados du passage, ainsi que plusieurs deuxièmes bandes d'entravement 90 p situées sur l'intrados de la surface portante Un passage courbe 91 s'étendant dans

le sens de la corde met le deuxième passage en communi-

cation pour un fluide avec le troisième passage Ce passage 91 comporte une zone d'angle 91 c Une ailette

92 s'étend'entre l'extrados et l'intrados en étant es-

pacée de la première chicane 48 afin de définir

un passage auxiliaire 94 entre elles Au moins une ban-

de d'entravement angulaire s'étend le long de l'extrados en travers du passage auxiliaire depuis l'extrémité

d'aval de l'ailette jusqu'à la paroi La bande d'entra-

vement angulaire est inclinée vers l'écoulement appro-

chant et forme un angle aigu par rapport à la première chicane L'ailette 92 et le passage auxiliaire 94 sont disposés dans le passage courbe en amont de la zone

d'angle Plusieurs ailettes courbes 98 s'étendent en-

tre l'extrados et l'intrados en vue de guider l'écoule-

ment du premier passage dans le deuxième passage Plu-

sieurs bandes d'entravement l O Op et l O Os sont disposées

dans le deuxième passage.

Le premier passage courbe 82 comporte une zone d'angle 102 En amont de la zone d'angle de ce passage courbe, est prévue une ailette 104 espacée de

la deuxième chicane 74 en laissant subsister un passa-

s ge auxiliaire 106 entre elles Une bande d'entravement 108 s'étend depuis l'ailette jusqu'à la chicane Cette

bande d'entravement est inclinée vers l'écoulement ap-

prochant et elle forme un angle aigu avec la chicane 74.

L'angle formé entre la bande d'entravement et la chi-

cane est d'environ 450 On pense que des bandes d'en-

travement définissant un angle compris entre 150 et 60 seront efficaces suivant la vitesse d'écoulement dans

le passage et la hauteur des bandes d'entravement.

La zone de bord de fuite 76 est en communica-

1 S tion pour un fluide avec le parcours d'écoulement du

milieu de travail via plusieurs embases espacées 112.

Chaque embase s'étend entre l'extrados et l'intrados en vue de bloquer localement l'écoulement et de définir, conjointement avec la deuxième chicane 74, un passage 114 s'étendant dans le sens de l'envergure pour l'air

de refroidissement Ce passage comprend une zone d'an-

gle 118 adjacente à la première chicane 48 et à la deu-

xième chicane 74 dans la zone o le passage décharge son écoulement dans le parcours du milieu de travail via les embases Plusieurs bandes d'entravement 122 sont inclinées vers l'écoulement approchant le long de la chicane dans la zone de bord de fuite et dans la zone* d'angle Ces bandes d'entravement comprennent plusieurs

premières bandes d'entravement 122 S situées sur l'extra-

dos, ainsi que plusieurs deuxièmes bandes d'entravement

122 p situées sur l'intrados.

La figure 2 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne 2-2 de la figure 1 et illustrant

l'extrados 38 et l'intrados 42 de la surface portante.

Comme le montre cette figure, plusieurs bandes d'entra-

vement 62 p et 62 S s'étendent respectivement à partir de l'intrados et de l'extrados de la même manière que les groupes de bandes d'entravement 91 p, 91 S et l O Op,

l O Os L'ailette 104 s'étend entre l'intrados et l'ex-

trados pour définir le passage 106 entre elle et la chicane 74 La bande d'entravement angulaire 108

s'étend entre l'ailette et la chicane.

La figure 3 est une vue partielle en perspec-

tive de la zone d'angle 91 c de la figure 1 La figu-

re 4 est une vue en coupe prise suivant la ligne 4-4

de la figure 3 L'ailette 92 est espacée de la chica-

ne adjacente 48 en définissant le passage auxiliaire

94 entre elles La bande d'entravement angulaire si-

tuée sur l'extrados s'étend depuis l'extrémité d'aval de l'ailette jusqu'à la chicane et elle est inclinée

vers l'écoulement approchant qui est canalisé vers cet-

te bande d'entravement par l'ailette Une bande d'en-

travement angulaire correspondante 96 p s'étend sur l'in-

trados entre l'ailette et la chicane 48 Une bande d'en-

travement verticale 96 v adaptée sur la chicane 48 relie les bandes d'entravement 96 S à la bande d'entravement 96 p.

Au cours du fonctionnement de la machine rota-

tive, les gaz chauds du milieu de travail passent par-

dessus la surface extérieure de la surface portante 16.

La chaleur est transférée des gaz à l'extrados 38 et à l'intrados 42 De l'air de refroidissement s'écoule du

premier conduit 24 en passant à travers le premier pas-

sage 56 et le passage de tête 58 en vue de réduire la

température de l'aube A mesure que l'air de refroidis-

sement s'écoule par-dessus les bandes d'entravement 62 s, 62 p et les bandes d'entravement 66 s, 66 p, ces bandes

d'entravement provoquent des tourbillons dans l'écoule-

ment et créent une turbulence dans la couche limite, ce qui a pour effet d'accroître le transfert de chaleur par

convection entre les parois et l'air de refroidisse-

ment Outre ce refroidissement par convection ayant lieu dans le premier passage et le passage de tête, un refroidissement pelliculaire est assuré par l'air de refroidissement s'écoulant à travers les trous de

refroidissement 64 pratiqués dans la zone de bord d'at-

taque Les trous de refroidissement pelliculaire sont

orientés sous un angle obtus par rapport au bord d'at-

taque et à l'écoulement approchant dans le passage d'air de refroidissement Chacun des jets angulaires d'air de refroidissement a une composante de vitesse orientée dans le sens de l'envergure le long du bord d'attaque En raison de cette composante de vitesse

orientée dans le sens de l'envergure, le refroidisse-

ment balaye une plus grande surface que celle pouvant

l'être par des jets d'air dépourvus de cette composan-

te de vitesse L'air de refroidissement est évacué du

passage de tête par les trous 68 pratiqués dans l'in-

trados en vue d'assurer un refroidissement pelliculai-

re de la zone de tête Etant donné que la pression sta-

tique régnant dans le parcours d'écoulement du milieu de travail est, sur l'intrados, supérieure à celle

* s'exerçant sur l'extrados, on pense que l'air de re-

froidissement sortant des trous 68 balaye la tête de la

surface portante, assurant ainsi un refroidissement pel-

liculaire de la partie arrière de cette tête Le reste de l'air de refroidissement est déchargé dans la zone

de bord de fuite de l'aube par le trou 72 Il peut ar-

river qu'un ou plusieurs trous de refroidissement 64 pratiqués dans la zone du bord-d'attaque 34 soient obstrués par des particules à mesure que ces dernières traversent la turbine et viennent heurter l'aube Les trous ainsi obstrués ne peuvent plus laisser passer l'air de refroidissement Les trous 68 et 72 permettent l'écoulement de cette quantité d'air supplémentaire afin de garantir un refroidissement par convection adéquat

dans le premier passage et le passage de tête.

L'air de refroidissement s'écoule du deuxième conduit 26 dans le passage courbe 91 s'étendant dans le sens de la corde, en passant par le deuxième passage 86 L'ailette 92 située en amont de la zone d'angle

91 c du passage courbe forme, dans ce dernier, un passa-

ge auxiliaire 94 destiné à canaliser une partie de

l'air de refroidissement par-dessus les bandes d'entra-

vement 96 p, 96 S et 96 v pour l'amener dans la zone d'an-

gle 91 c du passage 90 s'étendant dans le sens de la corde Les bandes d'entravement 96 S et 96 p s'étendant en travers du passage auxiliaire forment un angle avec la paroi et l'ailette et elles sont inclinées vers l'écoulement approchant Ces deux bandes d'entravement

(extrados et intrados) ont une hauteur cumulative at-

teignant 15 % de la hauteur du passage.

Comme le montre la figure 3, l'ailette 92 aug-

mente l'écoulement d'air de refroidissement en direction

de la bande d'entravement, ce qui a pour effet d'accen-

tuer et d'accélérer les tourbillons engendrés par les

bandes d'entravement Chaque tourbillon a une composan-

te de vitesse dirigée vers la chicane Les tourbillons se déplacent dans la zone d'angle o ils augmentent la

vitesse du transfert de chaleur en raison de la turbu-

lence qu'ils provoquent, tandis qu'ils augmentent égale-

ment le débit d'air de refroidissement dans cette zone en raison de leur composante de vitesse dirigée dans le

sens de la corde, c'est-à-dire dans une direction oppo-

sée à celle de l'écoulement suivant un trajet courbe.

Outre les tourbillons, comme le montrent les deux lignes de courant dans la zone de la bande d'entravement, les bandes'd'entravement font dévier, vers la chicane, une

partie de l'écoulement ayant lieu dans le passage auxi-

Maire en amont de ces bandes d'entravement.

De la même manière, la zone d'angle 102 com-

porte une ailette 104 définissant un passage auxiliai-

re 106, ainsi qu'une bande d'entravement 108 qui en-

gendre des tourbillons en aval du passage auxiliaire et qui fait dévier une partie de l'écoulement vers la

deuxième chicane en vue de supprimer la séparation en-

tre l'écoulement et le côté de cette chicane à mesure

que l'écoulement pénètre dans la zone du bord de fuite.

L'unique bande d'entravement 108 située dans la zone

d'angle 102 et qui s'étend en travers du passage auxi-

liaire 106, a une hauteur atteignant environ 15 % de la

hauteur totale de ce dernier Le même système est uti-

lisé dans la zone d'angle-118 dans laquelle plusieurs bandes d'entravement angulaires s'étendent sur toute la

longueur du passage 114 A mesure que l'air de refroi-

dissement progresse le long du passage, une partie de

l'écoulement est évacuée via les embases espacées 112.

L'effet giratoire de l'écoulement à l'écart de la chi-

cane et à travers les embases 112 a tendance à provo-

quer une séparation entre l'écoulement et la chicane.

Les bandes d'entravement 122 s, 122 p sont inclinées vers l'écoulement d'air de refroidissement approchant et

elles sont disposées angulairement par rapport à la chi-

cane 74 en vue d'engendrer des tourbillons et de dévier l'écoulement vers la paroi de la chicane sur toute la longueur du passage La vitesse de l'écoulement vers

la chicane et le débit de cet écoulement le long de cet-

te dernière ont pour effet de supprimer la séparation

entre l'écoulement et la chicane, assurant ainsi un re-

froidissement satisfaisant de la zone de cette dernière.

Les bandes d'entravement angulaires assurent également un refroidissement adéquat de la zone d'angle 118 en raison de la force vive accrue de l'écoulement le long

de la chicane, laquelle a pour effet d'entraîner l'écou-

lement d'air de refroidissement dans la zone d'angle qui est ainsi refroidie par cet air Après être passé par

la zone d'angle, l'écoulement est évacué dans le par-

cours d'écoulement du milieu de travail via la zone de

bord de fuite de l'aube.

Bien que l'invention ait été illustrée et dé-

crite en se référant à certaines de ses formes de réali-

sation préférées, l'homme de métier comprendra que di-

verses modifications et omissions peuvent être envisa-

gées tant dans sa forme que dans ses détails sans se dé-

partir de son esprit et de son cadre.

-

Claims

REVENDICATIONS

1 Surface portante apte au refroidissement du type à plusieurs passages comportant des parois intérieures ( 48, 74,84) s'étendant entre son intrados ( 42) et son extradas

( 38) en vue de séparer un passage à l'intérieur de la sur-

face portante, cette dernière comportant également un pas-

sage ( 91) s'étendant dans le sens de la corde en vue de faire dévier l'écoulement de refroidissement par rapport aux passages précités, ce passage ( 91) s'étendant dans le sens de la corde étant délimité par une ( 48) des parois

intérieures précitées, caractérisée par le perfectionne-

ment comprenant: une ailette ( 92) s'étendant entre l'extradas ( 38) et l'intrados ( 42) en étant espacée de la première paroi ( 48) pour laisser subsister un passage auxiliaire ( 94) entre elles; et au moins une bande d'entravement ( 96) située dans le

passage ( 91) s'étendant dans le sens de la corde et incli-

née vers l'écoulement d'air de refroidissement approchant en vue de supprimer la séparation entre l'écoulement et la paroi intérieureprécitée ( 48), cette bande d'entravement ( 92) s'étendant sous un angle aigu depuis la paroi ( 48)

jusqu'à l'ailette ( 92) afin de dévier une partie de l'écou-

lement dans le passage auxiliaire ( 94) contre la paroi précitée ( 48) et de provoquer une turbulence dans la couche

limite adjacente à cette dernière.

2 Surface portante apte au refroidissement suivant

la revendication 1, caractérisée en ce que la bande d'en-

travement inclinée ( 92) est une première bande ( 96 s) qui

s'étend sur l'extradas ( 38) en travers du passage auxi-

laire ( 94) depuis l'ailette ( 92) jusqu'à la paroi précitée ( 48), une deuxième bande d'entravement inclinée ( 96 p) s'

étendant sur l'intrados ( 42) en travers du passage auxi-

liaire ( 94) depuis l'ailette ( 92) jusqu'à la paroi ( 48).

3 Surface portante apte au refroidissement suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend

également une troisième bande d'entravement ( 96 v) s'éten-

dant sur la première paroi précitée ( 48) depuis la première bande d'entravement inclinée ( 96 s) jusqu'à la deuxième 16 -

bande d'entravement inclinée ( 96 p).

4 Surface portante apte au refroidissement suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le passage ( 94) a une hauteur h qui est réduite d'environ 15 % à l'emplace- ment de la bande d'entravement ( 96 s) prévue sur l'extrados

( 38).

Aube mobile apte au refroidissement destinée à être utilisée avec une machine rotative à flux axial, cette aube comprenant:

un talon ( 12) permettant de l'engager sur un assem-

blage de rotor et comportant une paroi ( 22) s'étendant dans le sens de la corde, un premier conduit ( 24) conçu pour être en communication pour un fluide avec une source d'air de refroidissement via cette paroi ( 22), un deuxième conduit ( 26) conçu pour être en communication pour un fluide avec une source d'air de refroidissement, ainsi qu' un troisième conduit ( 28) s'étendant à travers la paroi de talon précitée ( 22); une surface portante( 16) comportant: un bord d'attaque ( 34), un bord de fuite ( 36), un extrados ( 38), et un intrados ( 42) réuni à l'extrados ( 38) au bord d'attaque ( 34) et au bord de fuite ( 36) en étant espacé de cet extrados ( 38) pour définir une cavité ( 44) entre eux, une paroi de tête ( 46) s'étendant dans le sens de la corde entre l'extrados ( 38) et l'intrados ( 42), une première chicane ( 48) s'étendant dans le sens de l'envergure en étant espacée du bord d'attaque ( 34), ainsi que dans le sens de la corde en étant espacée de la paroi de tête ( 46) afin de diviser la cavité ( 44) en une partie arrière ( 76), une partie avant ( 52) comportant

un premier passage ( 56), ainsi qu'une partie de tête com-

portant un passage de tête ( 58) en communication pour un fluide avec le premier passage ( 56), une deuxième chicane ( 74) s'étendant dans le sens de l'envergure à partir de la première chicane ( 48) en vue de diviser la partie arrière de la cavité en une 17 - zone de bord de fuite ( 76) et une zone de milieu de corde

( 78), cette deuxième chicane ( 74) étant espacée de la pa-

roi de talon ( 22) en définissant, entre elles, un premier passage courbe ( 82) d'étendant dans le sens de la corde, et une troisième chicane ( 84) s'étendant dans le sens de l'envergure en vue de diviser la zone de milieu de corde ( 78) de l'aube ( 10) en un deuxième passage ( 86) s' étendant vers l'extérieur de la zone de talon ( 12) vers la partie de la première chicane ( 48) qui s'étend dans le

sens de la corde, et en un troisième passage ( 88) s'éten-

dant vers l'intérieur à partir de la partie de la première chicane ( 48) qui s'étend dans le sens de la corde, cette troisième chicane ( 84) étant espacée de la partie de la première chicane ( 48) qui s'étend dans le sens de la corde afin de définir, entre elles, un deuxième passage courbe ( 91) s'étendant dans le sens de la corde,

caractérisée en ce que le premier passage ( 56) est en com-

munication pour un fluide avec le premier conduit ( 24 j et

comporte plusieurs bandes d'entravement ( 62 s,62 p) s'éten-

dant au travers perpendiculairement au sens d'écoulement, tandis que le bord d'attaque ( 34) comporte plusieurs trous de refroidissement pelliculaire ( 64) qui le traversent et qui sont disposés angulairement pour former un angle obtus par rapport à l'écoulement approchant, ces trous ( 64)

établissant une communication d'écoulement entre le pre-

mier passage ( 56) et le parcours d'écoulement du milieu de travail; plusieurs deuxièmes bandes d'entravement ( 66 s,66 p)

s'étendent en travers du passage de tête ( 58) sur l'ex-

trados ( 38) et l'intrados ( 42) perpendiculairement à 1 ' écoulement; plusieurs trous ( 68) ménagés dans l'intrados ( 42) et un trou ( 72) ménagé dans la zone du bord de fuite ( 76) établissent une communication d'écoulement entre le passage

de tête ( 58) et le parcours d'écoulement du milieu de tra-

vail; le deuxième passage ( 86) est en communication pour un fluide avec le deuxième conduit ( 26) et comporte plusieurs bandes d'entravement ( 90 s,90 p) perpendiculaires au sens do 18 - écoulement; le deuxième passage courbe ( 91) s'étend entre les deuxième et troisième passages ( 86,88) et comporte plusieurs ailettes courbes ( 98) destinées à détourner l'écoulement, ainsi qu'une ailette ( 92) s'étendant entre l'extrados ( 38) et l'intrados ( 42), cette ailette ( 92) étant espacée de la première chicane ( 48) en définissant un passage auxiliaire ( 94) entre elles, tandis que ce passage courbe ( 91) comporte également au moins une bande d'entravement angulaire ( 96)

s'étendant sur l'extrados ( 38) ou l'intrados ( 42) en tra-

vers du passage auxiliaire ( 94) depuis l'ailette précitée ( 92) jusqu'à la première chicane ( 48); le troisième passage ( 88) comporte plusieurs bandes

d'entravement ( O ls, l O Op) s'étendant en travers perpendi-

culairement à l'écoulement approchant; le premier passage courbe ( 82) s'étend entre le troisième passage ( 88)et la zone de bord de fuite ( 76) de l'aube ( 10) en vue d'établir une communication d'écoulement entre eux; le premier passage courbe ( 82) comporte une ailette ( 104) s'étendant entre l'extrados ( 38)et l'intrados ( 42) en étant espacée de la deuxième chicane ( 74) pour définir

une passage auxiliaire ( 106) entre elles, ce premier pas-

sage courbe ( 82) comportant également au moins une bande d'entravement angulaire ( 108) s'étendant sur l'extrados ( 38) ou l'intrados ( 42) en travers du passage auxiliaire

( 106) depuis l'ailette précitée jusqu'à la deuxième chi-

cane ( 74), cette bande ( 108) étant inclinée vers l'écoule-

ment approchant, et la zone de vord de fuite ( 76) de l'aube ( 10) comporte plusieurs embases ( 112) entre lesquelles sont ménagés des

espaces qui s'étendent entre l'extrados ( 38) et l'intra-

dos ( 42) afin que l'1 air de refroidissement puisse être dé-

chargé de l'aube mobile ( 10), ces embases ( 112) étant es-

pacées de la deuxième chicane ( 74) en vue de définir un passage ( 114) pour l'air de refroidissement dans la partie arrière ( 76) de l'aube ( 10) , ce passage ( 114) comportant plusieurs bandes d'entravement ( 122 s, 122 p) inclinées vers l'écoulement approchant et disposées sous un angle aigu 19 -

par rapport a la deuxième chicane ( 74).