FR2557207A1 - Systeme de refroidissement pour fournir un tampon d'air a un compartiment de palier - Google Patents
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Abstract
SYSTEME DE REFROIDISSEMENT POUR FOURNIR UN TAMPON D'AIR A UN COMPARTIMENT DE PALIER. SYSTEME DE REFROIDISSEMENT 46 POUR UNE TURBINE A GAZ 10 A TURBOSOUFFLANTE. DIFFERENTS DETAILS DE CONSTRUCTION AUGMENTENT L'EFFICACITE D'UN ECHANGEUR DE CHALEUR 48 DISPOSE DANS UN TRAJET D'ECOULEMENT SECONDAIRE 24. DANS UN MODE DE REALISATION, L'AIR REFROIDI EST UTILISE POUR PROTEGER UN COMPARTIMENT DE PALIER. UTILISATION POUR LE REFROIDISSEMENT DE MOTEURS A TURBINE A GAZ.
Description
Système de refroidissement pour fournir un tampon d'air à un compartiment
de palier L'invention concerne des moteurs à turbine à gaz, et plus particulièrement un appareil permettant de conduire de l'air à haute pression, température élevée, le long d'un trajet d'écoulement vers une aube mobile de
rotor, qui passe près d'un compartiment de palier.
L'invention a -été développée pour des turbines à gaz à
flux axial, et s'applique dans d'autres domaines.
Les moteurs à turbine à gaz à flux axial comprennent une section de compression, une section de combustion, et une section de turbine. Un trajet d'écoulement pour le milieu gazeux actif traverse axialement les sections du moteur. Pendant que les gaz progressent le long du trajet d'écoulement, ils sont comprimés dans la section de compression, et brûlés avec du combustible dans la section de combustion, pour ajouter de l'énergie aux gaz. Les gaz chauds, sous pression, se détendent dans la section de turbine pour fournir le
travail et la poussée utiles.
Un rotor dans la section de turbine possède un agencement de rotor pour extraire du travail utile des gaz chauds, sous pression. L'agencement de rotor comprend au moins deux étages d'agencements d'aubes mobiles de disques de rotors. Le rotor possède un arbre de rotor qui relie ces étages à un autre agencement de rotor dans la section de compression, pour fournir du travail à la section de compression en vue de comprimer le milieu gazeux actif. Un stator s'étend axialement sur l'étendue du moteur pour entourer le rotor et le suporter par l'intermédiaire d'un palier généralement disposé dans un compartiment de palier. Le compartiment de palier est disposé dans une
cavité interne du moteur.
Au fur et à mesure que les températures et les pressions de travail des moteurs augmentent dans les moteurs modernes, il devient nécessaire de fournir de l'air de refroidissement sous pression aux étages de rotor de la turbine qui sont les plus proches de la zone de
sortie de la section de combustion.
Un trajet d'écoulement commode pour fournir l'air de refroidissement au second agencement de rotor passe par
la cavité interne contenant le compartiment de palier.
L'air de refroidissement à une pression suffisamment élevée pour être utilisé dans la section de turbine est conduit depuis un étage arrière du compresseur. La température de l'air est faible comparée à celle de la section de turbine, ce qui est bon pour le refroidissement, mais est élevée comparée à l'intérieur du compartiment de palier. A cause de la pression élevée requise pour la turbine, cet "air de refroidissement" a posé des problèmes dans le compartiment de palier. L'air chaud se fraie un chemin au delà des joints dans le compartiment de palier. La fuite de gaz chauds sous pression par les joints, dans le compartiment de palier, s'accompagne fréquemment de sévères distorsions thermiques, entraînant de petites poches d'auto-allumage près de la section des joints. On évite le problème des sévères distorsions thermiques en maitenant le compartiment de palier à une très faible pression. Ceci n'est plus réalisable à l'heure actuelle à cause de l'incapacité des moyens d'étanchéité connus pour le compartiment de palier à conserver leur intégrité devant une différence de pression élevée qui doit exister dans les moteurs actuels, pour amener l'air de refroidissement à la pression correcte à la section de turbine. Le refroidissement de tout l'air passant dans la cavité à air interne résoudrait ce problème, pourvu que la pression soit maintenue aux niveaux convenables; ceci n'est cependant pas réalisable à cause de la forte réduction de rendement qui accompagne le refroidissement de l'air, aussi bien en ce qui concerne
l'énergie parasite que l'énergie non disponible.
En accord avec cela, les scientifiques et les ingénieurs cherchent des méthodes pour fournir de l'air chaud sous pression à un agencement de rotor par la cavité interne, d'une façon et avec une structure qui empêchent les sévères distorsions thermiques dans des compartiments de paliers adjacents. Selon l'invention, une faible quantité d'air est conduite à l'écart du trajet d'écoulement primaire pour le milieu actif, vers un échangeur de chaleur en comunication pour un fluide avec un trajet d'écoulement secondaire pour le milieu actif du moteur, est refroidie dans l'échangeur de chaleur, et est conduite au compartiment de palier du moteur, o l'air est utilisé pour fournir un rideau d'air à haute pression, faible température, près des moyens
d'étanchéité du compartiment de palier.
Selon un mode de réalisation, un moteur à turbine à gaz possède un échangeur de chaleur disposé dans le compartiment de soufflante, qui est en communication pour un fluide avec des cavités adjacentes aux moyens
d'étanchéité, dans un compartiment de palier.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'échangeur de chaleur de la soufflante est une traverse profilée s'étendant radialement en travers du trajet d'écoulement du milieu actif, et possède des tubes de contact pour amener des gaz chauds à frapper l'intérieur
de la surface profilée, pour refroidir les gaz.
Une caractéristique principale de l'invention est un compartiment de palier possédant une première cavité tampon et une seconde cavité tampon près des moyens d'étanchéité du compartiment de palier. Une autre caractéristique de l'invention est un échangeur de chaleur en communication pour un fluide avec le milieu gazeux
actif provenant de la section de soufflante du moteur.
Dans un mode de réalisation, l'échangeur de chaleur est
disposé dans le compartiment de soufflante du moteur.
L'échangeur de chaleur est en communication pour un fluide par un conduit avec une source à haute pression dans le trajet d'écoulement du milieu actif et avec les cavités tampons dans le compartiment de palier. Une autre caractéristique de l'invention est une enceinte de maintien de la pression. L'échangeur de chaleur possède une surface profilée qui forme une première enceinte de maintien de la pression, et des tubes de contact à l'intérieur de la première enceinte, formant une seconde enceinte pour l'air qui frappe les parois de la surface profilée. Un tube de contact est disposé près du bord d'attaque pour amener l'air à frapper les surfaces internes d'une surface profilée adjacente aux surfaces extérieurs ayant la couche limite la plus mince sur la
surface profilée.
Un avantage principal de l'invention est la capacité à conduite de l'air de refroidissement à haute température, haute pression, dans une région adjacente à une cavité de palier. Un autre avantage est l'effet, sur le rendement du moteur, du système de refroidissement pour le compartiment de palier qui est minimisé par la faible quantité d'air de refroidissement requise pour protéger le compartiment de palier. Un avantage est le poids de l'enceinte de pression qui résulte de la forme courbe profilée et de l'utilisation d'un refroidissement par contact pour utiliser efficacement la masse de l'échangeur de chaleur pour contenir les hautes pressions et refroidir les gaz chauds. Un autre avantage est encore la position de l'échangeur de chaleur qui évite des problèmes posés par la fuite de gaz chauds de l'échangeur de chaleur dans
une cavité du moteur.
Les caractéristiques et avantages de l'invention qui précèdent apparaîtront mieux à la lumière de la
description détailléequi suit du mode de réalisation
préféré de mise en oeuvre de l'invention, et des dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue de profil, en élévation, d'un moteur à turbine à gaz à turbosoufflante, des parties internes choisies du moteur étant présentées en traits interrompus et des trajets d'écoulement par des flèches, La figure 2 est une vue en coupe transversale d'une partie de la section de compression, de la section de combustion et de la section de turbine du moteur, montrant un mode de réalisation de l'invention et un second mode de réalisation en traits interrompus, La figure 3 est une vue à échelle agrandie d'une partie du moteur présenté à la figure 2, et illustre un troisième mode de réalisation possible, La figure 4 représente un autre mode de réalisation de la construction de la figure 2, comme indiqué en traits interrompus à la figire 2, La figure 5 est une vue en élévation, en coupe transversale, de l'échangeur de chaleur de maintien de la pression disposé dans le compartiment de soufflante du moteur, La figure 6 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne 6-6 à la figure 5, et La figure 7 est une représentation graphique du retard d'allumage (caractéristique de temps d'auto-allumage), en fonction de la température du mélange
d'huile et d'air, pour différentes pressions.
La figure 1 est une vue de profil, en élévation, d'un moteur à turbine à gaz à turbosoufflante, 10. Le moteur possède un axe de rotation Ar. Le moteur comprend une section de soufflante 12, une section de compression 14, une section de combustion 16 et une section de turbine 18. Un trajet d'écoulement annulaire 22 pour un milieu gazeux actif primaire traverse axialement ces sections du moteur. Un trajet d'écoulement annulaire 24 pour un milieu gazeux actif secondaire se situe radialement à l'extérieur du trajet d'écoulement pour le milieu gazeux actif primaire. Le trajet d'écoulement secondaire traverse axialement la section de soufflante du moteur. unue uni L a indiqué en traits interrompus, un agencement de stator 26 s'étend axialement dans le moteur pour limiter les trajetsd'écoulement pour le milieu actif et supporter les composants rotatifs comme l'agencement de rotor 28. L'agencement de rotor limite le trajet d'écoulement 22 pour le milieu gazeux actif et s'étend axialement dans la section de compression et la section de turbine du moteur. L'agencement de rotor possède des étages de rotor possédant des aubes mobiles de rotor qui s'étendent radialement vers l'extérieur en travers du trajet d'écoulement du milieu actif, comme indiqué par l'aube mobile arrière 30 du rotor dans le compresseur, et par les aubes mobiles 32, 34 du rotor du premier et du
second étages dans la turbine.
Un arbre de rotor 36 s'étend axialement pour relier les étages arrière du rotor dans le compresseur et le premier et le second étages dans la turbine. Un palier (non représenté) s'étend entre l'agencement de rotor et l'arbre du rotor, pour supporter l'arbre. Un logement de palier 38 s'étend circonférentiellement autour de l'arbre du rotor pour enclore le palier dans un compartiment de palier 40. Une cavité annulaire 42 à l'extérieur de l'arbre du rotor adapte le compartiment pour recevoir le
compartiment de palier.
Un trajet d'écoulement 44 pour l'air de refroidissement pour le second étage de rotor 34 traverse axialement la cavité annulaire 42. Un système de refroidissement 46 pour fournir de l'air sous pression au compartiment de palier comprend un échangeur de chaleur 48 disposé dans la section de soufflante du moteur. Un premier conduit 52 s'étend d'un étage arrière du compresseur à haute pression pour amener de l'air sous pression, chaud, à l'échangeur de chaleur. Un second conduit 54 s'étend à partir de l'échangeur de chaleur pour conduire de l'air sous pression, refroidi, au compartiment de palier 38. Une partie du conduit 54 dans la zone du
compartiment de palier est découpée pour la clarté.
La figure 2 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle d'une partie de la section de compression 14, de la section de combustion 16 et de la section de turbine 18. Le premier conduit 52 et le second
conduit 54 sont découpés pour la clarté.
L'agencement de stator 26 comprend un carter externe 56 qui s'étend circonférentiellement autour de l'axe de rotation A. Un carter diffuseur interne 58 r s'étend radialement vers l'intérieur à partir du carter externe. Le carter diffuseur interne divise l'intérieur du moteur en la cavité annulaire interne 42 et une cavité annulaire-externe 62. Une chambre de combustion annulaire 64 s'étend circonférentiellement pour définir une zone de combustion pour le combustible dans la cavité externe. Le trajet d'écoulement primaire 22 pour le milieu gazeux chaud s'étend vers l'arrière à partir de l'étage de rotor arrière 28 du compresseur 14, à travers la chambre de combustion, et de là dans la section de turbine à haute pression. Dans la section de turbine, le trajet d'écoulement traverse le premier étage de rotor 32 et le
second étage de rotor 34 (non représenté).
Une entretoise annulaire 66 s'étend radialement vers l'intérieur à partir du carter diffuseur interne, en travers de la cavité interne 42 et du trajet d'écoulement 44. Un palier 68 disposé dans le compartiment de palier s'étend entre l'entretoise et l'arbre 36 du rotor. Le logement 38 du compartiment de palier s'étend circonférentielement autour du palier pour le protéger et retenir dans le compartiment de palier tout lubrifiant pulvérisé sur le palier. Le logement 38 du palier comprend un carter 70 qui s'étend circonférentiellement autour du palier. Un premier écran 72 et un second écran 74 sont écartés axialement du carter, laissant entre eux un premier collecteur annulaire 76 et un second collecteur annulaire 78. Un écran thermique 82 et un écran thermique 84 sont écartés axialement du premier et du second écrans
pour laisser entre eux un espace d'air mort.
Le premier et le second collecteurs annulaires sont prévus pour recevoir de l'air du conduit 54, par des ouvertures 86, 88. Le conduit 54 se termine dans une première conduite 92 et une seconde conduite 94 qui sont
en communication pour un fluide avec ces ouvertures.
Un autre mode de réalisation 96 est présenté en traits interrompus et est expliqué plus en détail en liaison avec la figure 4. L'autre mode de réalisation n'emploie pas de conduit 54 pour amener l'air de
refroidissement sous pression au compartiment de palier.
Au lieu de cela, l'arbre de rotor 36 possède une surface
98 s'étendant radialement, qui limite la cavité interne.
La rotation de 1' arbre autour de l'axe de rotation à des vitesses qui peuvent dépasser neuf mille tours par minute accélère l'air dans la cavité jusqu'à des vitesses supérieures à 30,48 m/sec (100 pieds/seconde). La distribution 100 de la circulation des gaz actifs dans la cavité crée une région de haute pression P+ dans la
cavité,par rapport à une région de basse pression P-.
La figure 3 représente un autre mode de réalisation du logement de palier 72 et présente un logement de palier possédant plusieurs conduites 108 en
communication pour un fluide avec le second conduit 54.
Chaque conduite est reliée au premier collecteur annulaire 76 et au second collecteur annulaire 78. Une plaque de contact 112 s'étend circonférentiellement dans le premier collecteur annulaire. La plaque possèdeune première extrémité 114 pressée contre le premier écran 72, et une seconde extrémité 116 adjacente à la conduite 108. Des saillies d'écartement localisées 118 écartent la plaque de contact de l'écran, laissant entre eux une région d'alimentation 122. La région d'alimentation est en communication pour un fluide à la seconde extrémité, avec les plusieurs conduites 108 pour l'air refroidi, sous pression. Les saillies écartent également la plaque de contact du carter annulaire 74, laissant entre eux une région de contact 124. Plusieurs trous 126 traversent la plaque de contact pour placer la région d'alimentation en communication pour un fluide avec la région de contact. Une seconde plaque de contact 112 peut être disposée dans le second collecteur annulaire 78. Pour désigner des parties de la seconde plaque de contact, on utilise les mêmes références numériques que pour des parties de la
première plaque de contact ayant les mêmes fonctions.
Le logement de palier possède une première extrémité 128 et une seconde extrémité 130. Un premier moyen d'étanchéité 131 est disposé à la première extrémité, et un second moyen d'étanchéité 132 est disposé à la seconde extrémité. Le logement de palier est écarté radialement de l'agencement de rotor à la première extrémité, laissant une cavité tampon annulaire 133 entre eux, près du premier moyen d'étanchéité. Le logement de palier est également écarté radialement de l'agencement de rotor à la seconde extrémité, laissant entre eux une seconde cavité tampon annulaire 134 près du second moyen d'étanchéité. Chaque cavité tampon est en communication pour un fluide avec le conduit 54, par l'intermédiaire d'un collecteur associé et de plusieurs trous 135 écartés circonférentiellement dans le logement ou, alternativement, comme indiqué en traits interrompus, le conduit 54 peut amener l'air de refroidissement directement aux cavités tampons par l'intermédiaire de
plusieurs conduites 108.
Dans le mode de réalisation représenté, le premier moyen d'étanchéité définit une partie de la première cavité tampon, et le second moyen d'étanchéité définit une
partie de la seconde cavité tampon.
Chaque moyen d'étanchéité comprend une structure de support de joint 136 et une bague d'étanchéité en carbone 138 qui est pressée par un ressort (non représenté) contre une structure adjacente du rotor, par exemple la plaque de joint 142. Un élément d'étanchéité 144 s'étend circonférentiellement, et est attaché à l'arbre 36 du rotor. L'élément d'étanchéité possède une lame circonférentielle 146 qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir de l'élément d'étanchéité, jusqu'à proximité d'une partie du logement, comme l'écran
thermique 82 ou l'écran thermique 84.
L'intérieur du compartiment de palier est alimenté en huile pour lubrifier le palier 68, par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation (non représentée) qui pulvérise de l'huile sur le palier. L'huile sert à refroidir le palier, et se trouve à une température bien inférieure à celle de la cavité interne. Une conduite de retour (non représentée) prélève l'huile du fond du compartiment de palier et la fait circuler vers un échangeur de chaleur, en relation de transfert de chaleur avec le combustible du moteur. On peut de plus prévoir une source d'huile supplémentaire, comme des conduites 156 et 158 de pulvérisation d'huile. Ces conduites sont percées de trous 160 pour pulvériser l'huile sur les surfaces internes du carter adjacentes aux régions de contact 124, et d'autres surfaces internes du carter adjacentes aux
régions exigeant un refroidissement supplémentaire.
La figure 4 représente l'autre mode de réalisation mentionné dans la discussion de la figure 2, et présente un carter 96 employant plusieurs premières manches à air 102 et plusieurs secondes manches à air 104 alignées avec le courant qui s'approche, pour capturer et conduire l'air provenant de la seconde région P+ de la cavité interne dans les collecteurs annulaires 76 et 78. Lorsqu'il pénètre dans le collecteur, l'air est à une pression statique supérieure à celle régnant dans la région
désignée par P-.
La figure 5 est une vue de profil, en élévation, à
échelle agrandie, de l'échangeur de chaleur 48.
L'échangeur de chaleur s'étend radialement en travers du trajet d'écoulement secondaire 24 pour le milieu gazeux actif. L'échangeur de chaleur a une forme profilée, formée par la section profilée 164. Une section de base 166 a une paroi de base 168 s'étendant suivant la profondeur. Un premier conduit 172 dans la paroi de base adapte l'échangeur de chaleur pour qu'il soit en communication pour un fluide, à travers la paroi de base, avec une source de gaz chauds, sous pression, comme le premier conduit 52. Le conduit 52 est en communication pour un fluide avec l'étage arrière du compresseur à haute pression. Les gaz passant dans ce conduit sont à une pression qui dépasse quatorze bars (Pd 14 bars) et sont à une température bien supérieure à quatre cent trente degrés Celsius (430 C). Un second conduit 174 adapte l'échangeur de chaleur pour qu'il soit en communication pour un fluide, à travers la paroi de base,
avec un conduit d'évacuation, comme le second conduit 54.
Le conduit d'évacuation est en communication pour un fluide avec les cavités tampons annulaires 133, 134
adjacentes au compartiment de palier du moteur.
La section profilée comprend un bord d'attaque 176, un bord de fuite 178 et une première paroi latérale 182. Une seconde paroi latérale 184 est reliée à la première au bord d'attaque et au bord de fuite. La seconde paroi latérale est écartée de la première, pour former entre elles une cavité 186. Une paroi de tête 188 s'étend selon la profondeur entre la première et la
seconde parois latérales.
Une première chicane 192 s'étend dans le sens de l'épaisseur à partir de la paroi de base 168 pour diviser la cavité 186 en une partie frontale 194 et une partie arrière 196. La première chicane est écartée de la paroi de tête, laissant entre elles un passage de circulation 198. La partie arrière 196 est en communication pour un
fluide avec le conduit d'évacuation 174.
Plusieurs secondes chicanes 202 sont disposées dans la partie frontale 194 de la cavité 186. Les secondes chicanes s'étendent dans le sens de l'épaisseur et sont écartées les undes autres dans le sens de la profondeur, laissant entre elles plusieurs passages 204 s'étendant dans le sens de l'épaisseur, dont l'un est adjacent à la région 176 du bord d'attaque. Plusieurs tubes de contact 206 sont disposés dans la partie frontale 194 de la surface profilée. Chaque tube est disposé- dans un passage associé. Chaque tube possède un espace interne 208 en communication pour un fluide avec le conduit 52 pour gaz chauds sous pression. Plusieurs trous 210 traversent les parois du tube de contact pour diriger le courant contre les parois latérales de la surface profilée et, dans le cas du tube du bord d'attaque, contre la région du bord d'attaque de la surface profilée. Dans d'autres constructions, l'air chaud peut être dirigé sur les
chicanes 202.
Chaque tube de contact 206 est écarté dans le sens de la profondeur des chicanes 202 et dans le sens de l'épaisseur des parois latérales 182, 184, par des saillies d'écartement localisées 212 laissant entre elles un espace de contact G. L'espace de contact s'étend dans le sens de l'épaisseur pour laisser un passage annulaire d'écoulement 214 autour de chaque tube, en communication
pour un fluide avec le passage 198.
La figure 6 est une vue en coupe transversale, agrandie, de l'échangeur de chaleur 48, prise suivant la ligne 6-6 de la figure 5, et montre la relation entre les tubes de contact 206, les parois latérales 182, 184 et les chicanes-202. Comme on le voit, les saillies 212 s'étendent depuis les parois latérales et les chicanes jusqu'aux tubes, pour former le passage d'écoulement
annulaire 214.
La figure 7 est une représentation graphique du retard d'allumage en millisecondes (caractéristique de retard d'allumage en millisecondes (caractéristique de temps d'allumage) d'un mélange d'huile et d'air en fonction de la température en degré Celsius. Comme on peut le voir, la caractéristique de temps d'allumage diminue
avec l'augmentation de la température et de la pression.
Pendant le fonctionnement du moteur à turbine à gaz 10, un milieu gazeux actif circule le long du trajet d'écoulement primaire 22 et le trajet d'écoulement secondaire 24. Au fur et à mesure qu'ils se déplacent le long du trajet d'écoulement primaire, les gaz sont comprimés dans les sections de compression et de soufflante, pour ajouter de l'énergie aux gaz en les chauffant. Les gaz chauds, comprimés, sont déchargés par la section de turbine pour produire une poussée et un travail utile en entraînant l'agencement de rotor autour de son axe de rotation Ar. La température de ces gaz peut approcher onze cents degrés Celsius, et leur pression
peut dépasser quatorze bars.
Les aubes mobiles de rotor à refroidir, qui s'étendent dans le trajet d'écoulement du milieu actif, comme les aubes mobiles 32, 34 des rotors, sont plongées dans le milieu gazeux actif chaud, et reçoivent de la chaleur des gaz. Les aubes mobiles sont refroidies en faisant passer de l'air de refroidissement comprimé dans les aubes mobiles et dans le trajet d'écoulement du milieu actif. L'air de refroidissement est comprimé à une pression élevée pour dépasser les pressions élevées du milieu gazeux actif dans la section de turbine à haute pression du trajet d'écoulement. Une source d'air de refroidissement convenable pour le refroidissement sous pression des aubes mobiles dans la section de turbine à haute pression est la région de décharge de l'étage de rotor arrière du compresseur à haute pression, l'étage de
rotor 30 du compresseur à haute pression.
L'air de refroidissement comprimé pour les aubes mobiles du rotor du premier étage est fourni par le trajet d'écoulement C1 pour l'air de refroidissement. L'air de refroidissement pour les aubes mobiles du rotor du second étage est fourni à une pression légèrement inférieure à celle du premier étage, mais encore très élevée à cause de la proximité du rotor du second étage, dans le trajet d'écoulement, par rapport au dernier étage du compresseur à haute pression. L'étage de rotor 30 est également une source satisfaisante d'air de refroidissement pour les aubes mobiles 34 du rotor du second étage. L'air de refroidissement est dévié du trajet d'écoulement primaire vers la cavité annulaire interne 42 en suivant le trajet d'écoulement 44. L'air refroidi circule dans le compartiment de palier et à travers l'alésage du premier étage de rotor 32 vers les aubes mobiles du rotor du second étage. Bien que l'air sous haute pression agisse comme air de refroidissement à pression modérée sur les aubes mobiles du rotor (qui peuvent voir des températures de gaz approchant onze cents degrés Celsius et des pressions légèrement inférieures à celles de l'air, la température de l'air dépasse quatre cent trente degrés Celsius, et la pression dépassera
quatorze bars.
En ce qui concerne l'intérieur du compartiment de palier 40 qui travaillera à des températures inférieures à deux cents degrés Celsius et à des pressions bien inférieures à la pression dans la cavité interne, l'air de refroidissement dans le trajet d'écoulement 44 est de
l'air chaud, à haute pression.
L'efficacité du premier moyen d'étanchéité 131 et du second moyen d'étanchéité 132 décroît rapidement lorsque la pression agissant sur le joint commence à dépasser sept bars. Il en résulte que le compartiment de palier travaille à une pression supérieure à sept bars pour assurer que la pression sur les joints ne dépasse pas sept bars. Comme on le voit à la figure 7, l'air fuyant le long d'un trajet de fuite L1 ou L2 dans le mélange d'huile et d'air dans le compartiment de palier, à une température de quatre cent trente degrés Celsius, entraînera un auto- allumage dans les cent millisecondes de son entrée dans le compartiment, assurant que l'air de fuite ne peut être mélangé au milieu plus froid du compartiment de palier qui est à approximativement cent cinquante degrés Celsius. Dans des conditions de fonctionnement spéciales du moteur, par exemple un décollage du niveau de la mer, la température de l'air dans la cavité interne peut approcher quatre cent quatre-vingts degrés Celsius, la durée pour l'auto-allumage
est de l'ordre de cinq millisecondes. En accord avec cela, des zones localisées du moteur adjacentes aux moyen
d'étanchéité 131, 132 recoivent de l'air à température inférieure. Par exemple, la première cavité tampon 133 et la seconde cavité tampon 134 sont placées en communication pour un fluide avec une source d'air à pression statique supérieure à la pression statique locale de l'air dans la cavité interne adjacente au moyen d'étanchéité pour empêcher l'air dans la cavité interne de circuler dans le moyen d'étanchéité. L'air tampon est fourni avec un débit suffisamment faible pour que toute fuite d'airsoit alimentée par l'air comprimé, et que l'air soit refroidi dans une mesure empêchant un auto-allumage lorsque la fuite d'air arrive dans la chambre. A cet égard, le mode de fonctionnement le plus prudent consiste à déterminer le temps d'auto-allumage, c'est-à-dire la caractéristique d'auto-allumage de la fuite d'air. Ensuite, on détermine le plus long laps de temps que l'air de fuite passe dans le compartiment de palier avant qu'il ne soit complètement mélangé au mélange air/huile à température inférieure dans le compartiment de
palier, c'est-à-dire la caractéristique d'extinction.
Ensuite, on refroidit l'air tampon jusqu'à ce que l'air comprimé ait une caractéristique de temps d'auto-allumage supérieure à la caractéristique de temps d'extinction. Un mode de fonctionnement encore plus prudent consiste à supposer que le laps de temps pour un mélange complet est le temps de séjour le plus court de l'air dans le compartiment de palier, et dépend du débit du mélange d'air et d'huile dans le compartiment de palier. Le temps dans le compartiment est la caractéristique de temps de
séjour du compartiment.
Ainsi, en utilisant ce mode de fonctionnement qui permet au compartiment de palier 40 de travailler dans un milieu chaud, à haute pression, de l'air sous pression est fourni à une région tampon, comme les cavités tampons 133 134, sous une pression statique supérieure à la pression statique locale dans la cavité à air interne, et à une température suffisamment basse pour que la caractéristique d'auto-allumage de l'air tampon fourni soit supérieure à la caractéristique de temps d'extinction ou de séjour de l'air lorsqu'il fuit dans le compartiment de palier en
suivant des trajets de fuite tels que L1 et L2.
Une source d'air sous pression est la section de compresseur à haute pression du moteur. Cependant, l'air est à une température élevée. Comme on le voit dans les modes de réalisation illustrés aux figures 1, 2 et 3, une partie de l'air du compresseur à haute pression (avec un débit qui satisfait au moins la fuite d'air au premier moyen d'étanchéité et au second moyen d'étanchéité lorsque l'air est délivré aux cavités tampons) est conduite à l'écart du trajet d'écoulement du compresseur et amenée par le conduit 52 à l'échangeur de chaleur 48. L'air
chaud, sous pression, pénètre dans l'échangeur de chaleur.
L'échangeur de chaleur tire avantage de la forte pression de l'air en conduisant l'air aux tubes de contact 206 et en amenant le courant à frapper les parois latérales et le bord d'attaque 176 de l'échangeur de chaleur profilé. Le courant violent, ou de contact augmente fortement le mécanisme de transfert de chaleur par conduction et convection, est constitue une manière efficace de refroidir l'air par transfert de la chaleur de l'air aux
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parois de l'échangeur de chaleur. L'air de dérivation de la soufflante, se précipitant sur les surfaces extérieures de la surface profilée 176, reçoit de la chaleur des gaz, augmentant son contenu énergétique lorsqu'il sort, pour assurer une poussée secondaire du moteur. Un avantage particulier de ce type d'échangeur de chaleur est la minceur de la couche limite qui existe sur la région du bord d'attaque de la surface profilée et la partie frontale des parois latérales, qui permet un transfert de chaleur par turbulence entre les parois latérales et l'air de la soufflante. Un échangeur de chaleur similaire à tubes pourrait être placé sur le côté du conduit, comme indiqué en traits discontinus par l'échangeur de chaleur 48. Dans ce cas, une paroi de l'échangeur de chaleur serait en relation d'échange termique direct avec le milieu gazeux actif en circulation. Alternativement, un échangeur de chaleur pourrait utiliser l'air chaud à haute pression pour un transfert de chaleur par convection, en utilisant la haute pression pour forcer l'air dans des canaux annulaires ayant un diamètre hydraulique important,
comme les canaux 214.
La différence de pression entre l'échangeur de chaleur 48 et son environnement dépassera quatorze bars, ce qui exige que l'échangeur de chaleur agisse à la fois comme échangeur de chaleur et comme enceinte de maintien de la pression. Un avantage à cet égard est constitué par les parois latérales incurvées de l'échangeur de chaleur, qui résistent à la pression à la fois par des efforts de traction (paroi latérale 182) et des efforts de compression. Ces parois incurvées sont utilisées en combinaison avec les plaques rigides, en forme d'âmes, s'étendant entre les plaques, comme la chicane 192 et les chicanes 202. Ainsi, les chicanes remplissent la double fonction de guidage du courant à l'intérieur de l'échangeur de chaleur et de maintien de la cohésion de
l'échangeur de chaleur.
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Les tubes remplissent également une double fonction, l'une étant d'aider la surface profilée à contenir les gaz comprimés: d'abord, Ies tubes dirigent l'écoulement violent et forment les passages d'échange de chaleur par convection; en deuxième lieu, les tubes agissent comme enceinte interne de maintien de la pression, pour recevoir l'air comprimé à l'intérieur de l'enceinte de maintien externe formée par les parois latérales 182, 184. Un autre avantage du conduit de soufflante comme endroit pour refroidir l'air chaud, sous pression, est l'absence de vapeurs combustibles. Dans le cas o le conduit d'alimentation 52 ou l'échangeur de chaleur 48 engendrent une fuite, les gaz de fuite, pouvant posséder une faible caractéristique d'auto-allumage, sont 4balayés hors du moteur par le milieu gazeux actif dans le
trajet d'écoulement secondaire.
Après que l'échangeur de chaleur 48 a refroidi l'air, l'air refroidi est renvoyé par le second conduit 54 à l'intérieur du moteur. L'air refroidi est amené directement dans la première et la seconde cavités tampons 133, 134, comme indiqué en traits discontinus à la figure 3, ou l'air refroidi est amené dans le premier collecteur annulaire 76 et le second collecteur annulaire 78 et de là dans la première et la seconde cavités tampons. Pendant que l'air circule dans les collecteurs, de la chaleur est cédée à l'intérieur du compartiment de palier, refroidissant encore l'air avant qu'il n'atteigne les cavités tampons. Comme on le voit à la figure 3, le refroidissement supplémentaire de l'air est favorisé en amenant l'air à frapper, par les plaques de contact 112, les surfaces du carter 70. Le refroidissement de l'air est encore favorisé en envoyant de l'huile frapper le
logement, par les conduites de pulvérisation 156, 158.
Même sans la plaque de contact et sans pulvérisation d'huile, des expériences ont montré que la température de l'air tampon peut être amenée à moins de trois cent soixante-dix degrés Celsius en utilisant l'échangeur de
chaleur seul dans le conduit de la soufflante.
La quantité d'air utilisée pour alimenter les cavités tampons avec au moins suffisamment d'air pour remplacer l'air perdu par les chemins de fuite L1, L2 et L3 est faible comparée à des constructions qui pourraient utiliser de grands volumes d'air pour purger l'intérieur du compartiment de palier 40 ou assurer un tampon complet pour tout le compartiment. Néanmoins, cet air tampon est de l'air prélevé du trajet d'écoulement du milieu actif vers un trajet d'écoulement qui ne produit pas de travail utile. Egalement, bien que l'échangeur de chaleur dans le conduit de la soufflante soit petit, et profilé aérodynamiquement, il représente un corps étranger
dans le trajet d'écoulement 24 aérodynamique du moteur.
Le compartiment 40 de palier représenté-en traits discontinus et à la figure 4 n'est pas relié à un échangeur de chaleur à l'extérieur du trajet d'écoulement du milieu actif, et des gaz supplémentaires ne sont pas soutirés directement du trajet d'écoulement du milieu actif. Au lieu de cela, une partie de l'air de refroidissement chaud provenant de la cavité annulaire interne 42 est conduite à l'écart de la région à haute pression P+ de la cavité par les manches à air 96, 98. Les manches à air transforment une partie substantielle de la pression dynamique de l'air, et donc une partie substantielle de la pression totale de l'air, en pression statique. Il en résulte que l'air provenant de la cavité interne 42 circule comme l'air dans les modes de réalisation des figures 1-3 vers les collecteurs annulaires 76, 78 et de là dans les cavités tampons 133, 134. Comme dans les modes de réalisation représentés aux figures 1-3, le refroidissement de l'air tampon peut être augmenté par des plaques de contact 112 et en envoyant de l'huile frapper la surface du logement adjacente aux régions de contact 124. Des expériences ont montré qu'un refroidissement convenable de l'air tampon peut être assuré en faisant circuler l'air de la cavité interne dans le collecteur annulaire, sans plaque de contact et sans conduites spéciales pour pulvériser de l'huile à l'intérieur du logement. La capacité thermique du compartiment de palier est grande par rapport à la quantité de chaleur enlevée de l'air circulant vers les cavités tampons, et prélevée par l'écoulement massique à partir des cavités tampons, par les premiers trajets de fuite L1 et les seconds trajets de fuite L2. Il en résulte que seule une faible augmentation de la température de l'huile résulte du refroidissement de l'air tampon, et n'entraîne pas de dégradation du rendement du moteur. En fait, cette chaleur peut être rejetée dans le combustible allant vers la chambre de combustion, par un refroidisseur combustible/huile du moteur, et être donc renvoyée dans
le trajet d'écoulement du milieu actif.
Bien que l'invention ait été représentée et décrite en liaison avec des modes de réalisation détaillés, l'homme du métier doit comprendre que différentes modifications de forme et de détail peuvent y
être apportées sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (6)
1. Dans un moteur à turbine à gaz à turbosoufflante, à flux axial, du type possédant une section de soufflante (12), une section de compresseur (14), un trajet d'écoulement primaire (22) pour le milieu gazeux actif, qui traverse la section de compresseur (14), et un trajet d'écoulement secondaire (24) pour le milieu gazeux actif, qui traverse la section de soufflante (12), possédant un agencement de rotor (28), un agencement de stator (26) écarté de l'agencement de rotor (28), une cavité interne (42) adjacente à l'agencement de rotor (28), remplie de gaz provenant du trajet d'écoulement (22) du milieu actif, et un palier (68) disposé entre l'agencement de stator (26) et l'agencement de rotor (28) pour supporter l'agencement de rotor (28) et possédant un logement de palier (38) comprenant un carter (70) s'étendant circonférentiellement autour du palier (68) pour définir un compartiment de palier (40), le logement (38) possédant au moins une extrémité (128) adjacente à l'agencement de rotor (28), le moteur possédant un premier moyen d'étanchéité (131) à la première extrémité (128) du logement (38) qui s'étend jusqu'à proximité de l'agencement de rotor (28), caractérisé en ce que le logement de palier (38) est écarté de l'agencement de rotor (28), laissant entre eux une cavité tampon (133) adjacente au moyen d'étanchéité (131), en communication pour un fluide par un chemin de fuite (L1, L2) avec le compartiment de palier (40) et en communication pour un fluide par un second chemin de fuite (L3) avec la cavité interne, et par un système de refroidissement (46) pour fournir de l'air de refroidissement sous pression à une température inférieure à celle régnant dans la cavité interne (42), qui comprend un échangeur de chaleur (48) en communication pour un fluide avec le milieu gazeux actif du trajet d'écoulement secondaire (24), un conduit (52) pour amener de l'air sous pression à l'échangeur de chaleur (48) à partir d'un étage arrière du compresseur à haute pression, un conduit (54) pour amener l'air refroidi de l'échangeur de chaleur (48) au compartiment de palier (40), et un moyen pour décharger l'air refroidi dans la
cavité tampon (133).
2. Moteur à turbine à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur comprend de plus un écran (72) écarté axialement de la surface du carter (70), laissant entre eux un collecteur annulaire (76) en communication pour un fluide avec la cavité tampon (133), et en ce que le conduit (54) pour amener l'air sous pression de l'échangeur de chaleur (48) de la soufflante à la cavité tampon (133) est en communication pour un fluide
avec le collecteur (76).
3. Moteur à turbine à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (48) est disposé dans le conduit de soufflante de sorte qu'au moins une paroi de l'échangeur de chaleur soit adjacente au trajet d'écoulement annulaire secondaire (24) pour les gaz, et en ce que les gaz chauds provenant de la section de compression (14) circulent dans des passages dans les aubes fixes (164) pour assurer un refroidissement par convection des gaz, la chaleur étant transférée des gaz, à travers la paroi adjacente au trajet d'écoulement (24) pour le milieu actif, aux gaz dans le trajet d'écoulement
(24) pour le milieu actif.
4. Moteur à turbine à gaz selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (48) est une entretoise s'étendant radialement en travers du trajet d'écoulement (24) du milieu actif, possédant un bord d'attaque (176), un bord de fuite (178), une première paroi latérale (182) et une seconde paroi latérale (184) reliée à la première (182) au bord d'attaque (176) et au bord de fuite (178), laissant entre elles une cavité (186) définissant une enceinte de maintien de la pression pour retenir le milieu gazeux actif chaud, sous pression, provenant de la section de compresseur (14), et une seconde enceinte de maintien de la pression disposée à l'intérieur de la première, possédant un espace interne en communication pour un fluide avec les gaz chauds, sous pression, pour amener les gaz chauds, sous pression, à frapper la région du bord d'attaque (176) de l'échangeur
de chaleur (48).
5. Moteur à turbine à gaz selon la revendication 4, caractérisé en ce que la seconde enceinte de maintien de la pression cons-te en plusieurs tubes de contact (206), et en ce que l'échangeur de chaleur (48) comprend une section de base (166) en communication pour un fluide avec les gaz chauds, sous pression, et une section profilée qui forme la seconde enceinte de maintien de la pression.
6. Echangeur de chaleur (48) pour moteur à turbine à gaz, de forme profilée, pour refroidir des gaz chauds, sous presion, caractérisé en ce qu'il comprend: A. une section de base (166) possédant une paroi de base (168) s'étendant dans le sens de la profondeur, un premier conduit (52) adaptant l'échangeur de chaleur (48) pour qu'il soit en communication pour un fluide par la paroi de base (168) avec une source de gaz chauds, sous pression, et un second conduit (54) qui adapte l'échangeur de chaleur (48) pour l'évacuation de gaz refroidis, sous pression, B. une section profilée (164) comprenant un bord d'attaque (176) un bord de fuite (178) une première paroi latérale (182) une seconde paroi latérale (184) reliée à la première (182) au bord d'attaque- (176) et au bord de fuite (178) et écartée de la première paroi latérale (182) pour former entre elles une cavité (186), une paroi de tête (188) s'étendant dans le sens de la profondeur, entre la première paroi latérale (182) et la seconde paroi latérale (184), une première chicane (192) s'étendant dans le sens de l'épaisseur, à partir de la paroi de base (168), pour diviser la cavité (186) en une partie frontale (194) et une partie arrière (156), et qui est écartée de la paroi de tête (188), laissant entre elles un passage de communication (198), la partie arrière (196) étant en communication pour un fluide avec le conduit d'évacuation (54), plusieurs secondes chicanes (202) disposées dans la partie frontale (196), s'étendant dans le sens de l'épaisseur et écartées les unes des autres dans le sens de la profondeur, laissant entre elles plusieurs passages 204 s'étendant dans le sens de l'épaisseur, plusieurs tubes de contact (206) possédant chacun un espace interne en communication pour un fluide avec le premier conduit (52), disposé chacun dans l'un des passages (204) et écartés dans le sens de la profondeur des parois latérales (182, 184), et des secondes chicanes (202), laissant entre eux un espace de contact (G) s'étendant dans le sens de l'épaisseur, pour définir autour de chaque tube (206) un passage d'écoulement annulaire (214) en communication pour un fluide avec le passage de communication (198) et percés chacun de plusieurs alésages (210) les traversant, pour que l'écoulement frappe directement les parois latérales (182, 184) de la section profilée, et dont l'un est percé d'alésages pour que l'air de refroidissement frappe l'intérieur de la région du bord d'attaque (176) de
la section profilée (164).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/564,995 US4542623A (en) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | Air cooler for providing buffer air to a bearing compartment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2557207A1 true FR2557207A1 (fr) | 1985-06-28 |
| FR2557207B1 FR2557207B1 (fr) | 1991-09-06 |
Family
ID=24256768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR848419768A Expired - Lifetime FR2557207B1 (fr) | 1983-12-23 | 1984-12-24 | Systeme de refroidissement pour fournir un tampon d'air a un compartiment de palier |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4542623A (fr) |
| JP (1) | JPS60142021A (fr) |
| DE (1) | DE3447717C2 (fr) |
| FR (1) | FR2557207B1 (fr) |
| GB (1) | GB2152589B (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0637683A1 (fr) * | 1993-08-05 | 1995-02-08 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Système de ventilation des disques et du stator de turbine d'un turboréacteur |
| WO1995031632A1 (fr) * | 1994-05-17 | 1995-11-23 | Pratt & Whitney Canada Inc. | Compartiment de palier annulaire |
Families Citing this family (62)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4697981A (en) * | 1984-12-13 | 1987-10-06 | United Technologies Corporation | Rotor thrust balancing |
| DE3514352A1 (de) * | 1985-04-20 | 1986-10-23 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Gasturbinentriebwerk mit einrichtungen zur abzweigung von verdichterluft zur kuehlung von heissteilen |
| US4991394A (en) * | 1989-04-03 | 1991-02-12 | Allied-Signal Inc. | High performance turbine engine |
| US5003773A (en) * | 1989-06-23 | 1991-04-02 | United Technologies Corporation | Bypass conduit for gas turbine engine |
| US5203163A (en) * | 1990-08-01 | 1993-04-20 | General Electric Company | Heat exchange arrangement in a gas turbine engine fan duct for cooling hot bleed air |
| US5269133A (en) * | 1991-06-18 | 1993-12-14 | General Electric Company | Heat exchanger for cooling a gas turbine |
| GB2263946A (en) * | 1992-02-04 | 1993-08-11 | Bmw Rolls Royce Gmbh | An arrangement for supplying cooling air to a gas turbine casing. |
| DE4213023A1 (de) * | 1992-04-21 | 1993-10-28 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum Betrieb eines Gasturbogruppe |
| CH687269A5 (de) * | 1993-04-08 | 1996-10-31 | Abb Management Ag | Gasturbogruppe. |
| DE4435322B4 (de) * | 1994-10-01 | 2005-05-04 | Alstom | Verfahren und Vorrichtung zur Wellendichtung und zur Kühlung auf der Abgasseite einer axialdurchströmten Gasturbine |
| DE19524732A1 (de) * | 1995-07-07 | 1997-01-09 | Bmw Rolls Royce Gmbh | Lagerkammer-Anordnung für eine Gasturbinen-Welle |
| US5622438A (en) * | 1995-07-12 | 1997-04-22 | United Technologies Corporation | Fire resistant bearing compartment cover |
| DE10019437A1 (de) * | 2000-04-19 | 2001-12-20 | Rolls Royce Deutschland | Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen der Gehäuse von Turbinen von Strahltriebwerken |
| US6799112B1 (en) * | 2003-10-03 | 2004-09-28 | General Electric Company | Methods and apparatus for operating gas turbine engines |
| US7458202B2 (en) * | 2004-10-29 | 2008-12-02 | General Electric Company | Lubrication system for a counter-rotating turbine engine and method of assembling same |
| US7287384B2 (en) * | 2004-12-13 | 2007-10-30 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Bearing chamber pressurization system |
| US7435052B2 (en) * | 2005-05-20 | 2008-10-14 | Honeywell International Inc. | Shaft oil purge system |
| US7861536B2 (en) * | 2006-03-27 | 2011-01-04 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Ejector controlled twin air source gas turbine pressurizing air system |
| US7591631B2 (en) | 2006-06-30 | 2009-09-22 | United Technologies Corporation | Flow delivery system for seals |
| US7658060B2 (en) * | 2006-07-19 | 2010-02-09 | United Technologies Corporation | Lubricant cooling exchanger dual intake duct |
| EP3012570B1 (fr) * | 2007-04-11 | 2021-07-21 | MAHLE Behr GmbH & Co. KG | Échangeur thermique |
| US20080303360A1 (en) * | 2007-06-11 | 2008-12-11 | Hewlett-Packard Development Company L.P. | Insulated bearing motor assembly |
| US8230957B2 (en) * | 2008-01-30 | 2012-07-31 | Deere & Company | Flow-inducing baffle for engine compartment ventilation |
| US8215895B2 (en) * | 2008-03-03 | 2012-07-10 | Rolls-Royce Corporation | Vapor phase lubrication system |
| US8240974B2 (en) * | 2008-03-21 | 2012-08-14 | United Technologies Corporation | Cold air buffer supply tube |
| US8192151B2 (en) * | 2009-04-29 | 2012-06-05 | General Electric Company | Turbine engine having cooling gland |
| US8997500B2 (en) * | 2010-02-19 | 2015-04-07 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine oil buffering |
| US20120011824A1 (en) * | 2010-07-16 | 2012-01-19 | United Technologies Corporation | Integral lubrication tube and nozzle combination |
| US8845282B2 (en) * | 2011-09-28 | 2014-09-30 | United Technologies Corporation | Seal plate with cooling passage |
| US20130192240A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-01 | Peter M. Munsell | Buffer system for a gas turbine engine |
| WO2014051691A1 (fr) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | United Technologies Corporation | Écoulement d'air formant tampon vers un compartiment de palier |
| US9617916B2 (en) * | 2012-11-28 | 2017-04-11 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Gas turbine engine with bearing buffer air flow and method |
| US10316754B2 (en) | 2013-03-14 | 2019-06-11 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine heat exchanger manifold |
| WO2015088635A2 (fr) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | United Technologies Corporation | Déflecteur d'huile à refroidissement par convection de surface radiale |
| FR3016661B1 (fr) * | 2014-01-23 | 2019-05-03 | Safran Aircraft Engines | Enceinte de palier d'une turbomachine |
| US11808210B2 (en) * | 2015-02-12 | 2023-11-07 | Rtx Corporation | Intercooled cooling air with heat exchanger packaging |
| US10196932B2 (en) * | 2015-12-08 | 2019-02-05 | General Electric Company | OGV heat exchangers networked in parallel and serial flow |
| US11125160B2 (en) * | 2015-12-28 | 2021-09-21 | General Electric Company | Method and system for combination heat exchanger |
| US20170211417A1 (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | United Technologies Corporation | Systems and methods for cooling a bearing |
| US10823061B2 (en) | 2016-07-15 | 2020-11-03 | General Electric Company | Engine air inlet having a double-panel heated wall |
| US10422246B2 (en) | 2016-10-24 | 2019-09-24 | General Electric Company | Bearing housing with impingement cooling system |
| US10830448B2 (en) * | 2016-10-26 | 2020-11-10 | Raytheon Technologies Corporation | Combustor liner panel with a multiple of heat transfer augmentors for a gas turbine engine combustor |
| US9840938B1 (en) * | 2016-12-07 | 2017-12-12 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Housing for bearing cavity in a gas turbine engine |
| EP3450722B1 (fr) * | 2017-08-31 | 2024-02-14 | General Electric Company | Système de distribution d'air pour moteur à turbine à gaz |
| US10781709B2 (en) | 2018-01-09 | 2020-09-22 | General Electric Company | Turbine engine with a seal |
| RU181987U1 (ru) * | 2018-02-01 | 2018-07-31 | Ао "Вникти" | Система для охлаждения опоры подшипников газотурбинного двигателя при его аварийной остановке |
| RU2679573C1 (ru) * | 2018-02-16 | 2019-02-11 | Валерий Николаевич Сиротин | Система охлаждения подшипников турбин газотурбинного двигателя |
| FR3078367B1 (fr) * | 2018-02-23 | 2021-09-03 | Safran Aircraft Engines | Turbomachine comportant un echangeur de chaleur dans la veine secondaire |
| US11199103B2 (en) | 2018-09-06 | 2021-12-14 | General Electric Company | Seal assembly for a turbomachine |
| US10648510B1 (en) * | 2018-10-17 | 2020-05-12 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Baffle for installation inside a bearing chamber of a gas turbine engine |
| US11692479B2 (en) * | 2019-10-03 | 2023-07-04 | General Electric Company | Heat exchanger with active buffer layer |
| US11326519B2 (en) | 2020-02-25 | 2022-05-10 | General Electric Company | Frame for a heat engine |
| US11255264B2 (en) | 2020-02-25 | 2022-02-22 | General Electric Company | Frame for a heat engine |
| US11560843B2 (en) | 2020-02-25 | 2023-01-24 | General Electric Company | Frame for a heat engine |
| US11459909B2 (en) | 2020-09-15 | 2022-10-04 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotating heat exchanger |
| US11530705B2 (en) | 2020-11-17 | 2022-12-20 | Hamilton Sundstrand Corporation | Bearing cooling schemes for aircraft fans |
| DE102021124357A1 (de) * | 2021-09-21 | 2023-03-23 | MTU Aero Engines AG | Hitzeschutzelement für eine Lagerkammer einer Gasturbine |
| US12071896B2 (en) | 2022-03-29 | 2024-08-27 | General Electric Company | Air-to-air heat exchanger potential in gas turbine engines |
| US11834995B2 (en) | 2022-03-29 | 2023-12-05 | General Electric Company | Air-to-air heat exchanger potential in gas turbine engines |
| US12060829B2 (en) | 2022-04-27 | 2024-08-13 | General Electric Company | Heat exchanger capacity for one or more heat exchangers associated with an accessory gearbox of a turbofan engine |
| US11680530B1 (en) | 2022-04-27 | 2023-06-20 | General Electric Company | Heat exchanger capacity for one or more heat exchangers associated with a power gearbox of a turbofan engine |
| US11834992B2 (en) | 2022-04-27 | 2023-12-05 | General Electric Company | Heat exchanger capacity for one or more heat exchangers associated with an accessory gearbox of a turbofan engine |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1484834A (fr) * | 1966-05-09 | 1967-06-16 | Bristol Siddeley Engines Ltd | Perfectionnements apportés aux moteurs comportant une turbine à gaz |
| US3378104A (en) * | 1966-03-08 | 1968-04-16 | Gen Electric | Air-oil separators for use in gas turbine engines |
| US3527054A (en) * | 1969-01-23 | 1970-09-08 | Gen Electric | Pressurization of lubrication sumps in gas turbine engines |
| GB1244340A (en) * | 1968-12-23 | 1971-08-25 | Rolls Royce | Front fan gas turbine engine |
| US3781129A (en) * | 1972-09-15 | 1973-12-25 | Gen Motors Corp | Cooled airfoil |
| FR2205627A1 (fr) * | 1972-11-08 | 1974-05-31 | Bbc Sulzer Turbomaschinen |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2474258A (en) * | 1946-01-03 | 1949-06-28 | Westinghouse Electric Corp | Turbine apparatus |
| US2625009A (en) * | 1948-07-15 | 1953-01-13 | Curtiss Wright Corp | Vehicle engine cooling system utilizing air ejector pump to induce flow of additional cooling air |
| GB1095129A (en) * | 1965-05-10 | 1967-12-13 | Bristol Siddeley Engines Ltd | Improvements in gas turbine engines |
| US3528241A (en) * | 1969-02-24 | 1970-09-15 | Gen Electric | Gas turbine engine lubricant sump vent and circulating system |
| GB1322405A (en) * | 1970-10-02 | 1973-07-04 | Secr Defence | Oil systems for gas turbine engines |
| US4151710A (en) * | 1977-03-11 | 1979-05-01 | United Technologies Corporation | Lubrication cooling system for aircraft engine accessory |
| US4254618A (en) * | 1977-08-18 | 1981-03-10 | General Electric Company | Cooling air cooler for a gas turbofan engine |
| DE3137947C2 (de) * | 1980-09-26 | 1983-10-27 | Rolls-Royce Ltd., London | Für beliebige Flugmanöver taugliches Schmierölsystem für Gasturbinentriebwerke |
-
1983
- 1983-12-23 US US06/564,995 patent/US4542623A/en not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-12-07 JP JP59259033A patent/JPS60142021A/ja active Granted
- 1984-12-12 GB GB08431264A patent/GB2152589B/en not_active Expired
- 1984-12-21 DE DE3447717A patent/DE3447717C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1984-12-24 FR FR848419768A patent/FR2557207B1/fr not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3378104A (en) * | 1966-03-08 | 1968-04-16 | Gen Electric | Air-oil separators for use in gas turbine engines |
| FR1484834A (fr) * | 1966-05-09 | 1967-06-16 | Bristol Siddeley Engines Ltd | Perfectionnements apportés aux moteurs comportant une turbine à gaz |
| GB1244340A (en) * | 1968-12-23 | 1971-08-25 | Rolls Royce | Front fan gas turbine engine |
| US3527054A (en) * | 1969-01-23 | 1970-09-08 | Gen Electric | Pressurization of lubrication sumps in gas turbine engines |
| US3781129A (en) * | 1972-09-15 | 1973-12-25 | Gen Motors Corp | Cooled airfoil |
| FR2205627A1 (fr) * | 1972-11-08 | 1974-05-31 | Bbc Sulzer Turbomaschinen |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0637683A1 (fr) * | 1993-08-05 | 1995-02-08 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Système de ventilation des disques et du stator de turbine d'un turboréacteur |
| FR2708669A1 (fr) * | 1993-08-05 | 1995-02-10 | Snecma | Système de ventilation des disques et du stator de turbine d'un turboréacteur. |
| US5468123A (en) * | 1993-08-05 | 1995-11-21 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | System for ventilating the turbine disks and stator of a turbo jet engine |
| WO1995031632A1 (fr) * | 1994-05-17 | 1995-11-23 | Pratt & Whitney Canada Inc. | Compartiment de palier annulaire |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2152589B (en) | 1987-10-14 |
| US4542623A (en) | 1985-09-24 |
| JPS60142021A (ja) | 1985-07-27 |
| DE3447717C2 (de) | 1998-02-12 |
| GB8431264D0 (en) | 1985-01-23 |
| FR2557207B1 (fr) | 1991-09-06 |
| DE3447717A1 (de) | 1985-07-04 |
| JPH0474532B2 (fr) | 1992-11-26 |
| GB2152589A (en) | 1985-08-07 |
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