FR2810365A1 - Systeme de ventilation d'une paire de plates-formes d'aubes juxtaposees - Google Patents

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Abstract

Une chemise d'étanchéité (9) en tôle métallique posée sous une paire de plates-formes d'aubes (6) afin de couvrir leurs interstices (7) doit cependant laisser s'écouler du gaz de ventilation des plates-formes (6), originaire d'un circuit (10). Des évents (11, 12) sont à cet effet prévus. De manière originale, des bossages (13) sont exécutés sur la chemise (9) pour réaliser un échange de chaleur plus important grâce à l'impact du gaz soufflé avec force sous les plates-formes (6). Enfin, la chemise (9) contribue à amortir les vibrations des plates-formes.

Description

SYSTEME DE VENTILATION D'UNE PAIRE DE PLATES-FORMES
D'AUBES JUXTAPOSEES
DESCRIPTION
Le sujet de cette invention est un système de ventilation d'une paire de plates-formes d'aubes juxtaposées. Les systèmes de ventilation qu'on trouve dans les turbomachines servent généralement à souffler un courant de gaz sur une portion de structure portée à une température différente de ce gaz pour la protéger d'échauffements excessifs ou, dans certaines applications, pour régler sa dilatation thermique et accomplir un réglage de jeu qui améliore le rendement d'écoulement de la machine. On s'intéresse ici à la ventilation de plates-formes d'aubes implantées côte à côte sur une même circonférence et qui servent à couvrir les cavités séparant les portions inférieures des aubes, et à donner un contour plus régulier à la veine d'écoulement de la machine. Les cavités peuvent être mises à profit en y soufflant le gaz de ventilation. Toutefois, il sortirait des cavités par les interstices de juxtaposition des platesformes et aurait alors peu d'effet. C'est pourquoi on dispose
encore des moyens d'étanchéité placés sous les plates-
formes et qui obstruent les interstices de juxtaposition. Les pièces d'étanchéité sont conçues pour laisser le gaz de ventilation arriver aux portions des plates-formes qu'on souhaite ventiler; ces portions sont munies d'orifices d'éventement que le gaz traverse pour quitter les cavités. C'est surtout en parcourant ces orifices d'éventement que le gaz produit
l'échange thermique souhaité.
L'invention peut être tenue pour un perfectionnement du système décrit dans le brevet français 2 758 855, o les pièces d'étanchéité sont des chemises métalliques formées d'une tôle qui repose sous la face inférieure des plates-formes et que les forces centrifuges produites sur les aubes mobiles pendant le fonctionnement de la machine pressent contre les plates-formes. La tôle est munie de perçages que traverse le gaz de ventilation pour parvenir aux plates-formes; ces perçages débouchent dans des fossettes collectrices creusées dans les plates-formes
et qui constituent des extrémités de serpentins, c'est-
à-dire de conduits sinueux, encore creusés dans les plates-formes et que les gaz de ventilation doivent parcourir pour atteindre les orifice d'éventement traversant les plates-formes. L'échange de chaleur est accompli par convexion. On a toutefois conclu que cette
disposition n'était pas assez efficace.
L'objet de l'invention est donc d'améliorer la chemise d'étanchéité en tôle ou plaque métallique de façon à accroître l'échange de chaleur redevable au gaz de ventilation, sans compromettre l'étanchéité et en obtenant un amortissement satisfaisant des vibrations
des plates-formes d'aubes.
Selon l'invention, la chemise est munie de bossages à l'emplacement des perçages, des chambres étant formées entre les plates-formes et les bossages, et les orifices d'éventement débouchant dans les chambres. Il résulte de cela que le gaz de ventilation traversant les perçages de la chemise est soufflé vers les plates-formes à une vitesse qui accroît l'échange de chaleur grâce à l'impact contre les plates-formes
qui est réalisé.
Avantageusement, les bossages s'allongent parallèlement à une jonction des plates-formes de manière à englober chacun plusieurs perçages ou plusieurs orifices d'éventement; il est par ailleurs avantageux que les orifices d'éventement fassent respectivement face aux perçages pour faciliter
l'écoulement des gaz de ventilation.
Une réalisation possible de l'invention sera maintenant décrite en référence aux figures, parmi lesquelles la figure 1 est une vue de face d'une paire d'aubes, et la figure 2 est une vue en perspective du système. Les aubes envisagées dans l'invention peuvent être des aubes mobiles de turbine, notamment du premier étage d'une turbine à haute pression, qui sont soumises à des échauffements très élevés de la chambre de combustion voisine, et qui sont insérées dans des rainures d'un disque 1. Elles comprennent un pied 2 engagé dans une rainure du disque 1, une échasse 3, et une pale 4 placée dans la veine d'écoulement des gaz de combustion 5 et qui constitue la partie utile de l'aube. De plus, elles comprennent une plate-forme 6 sensiblement en arc de cercle et qui s'étend autour de
la jonction de l'échasse 3 et de la pale 4. Les plates-
formes 6 d'une paire d'aubes voisines se juxtaposent en ne laissant subsister qu'un interstice 7 entre elles, qui unit la veine 5 à une cavité 8 délimitée par les plates-formes 6 et les échasses 3 des aubes adjacentes et par le disque 1. Cet interstice 7 est fermé par une pièce d'étanchéité consistant ici en une chemise 9 en tôle métallique disposée dans la cavité 8 et couvrant la face inférieure des plates-formes 6 et l'interstice
7 d'une échasse 3 à l'autre.
Du gaz frais de ventilation est soufflé dans la cavité 8 par un conduit tel que 10 creusé à travers le pied 2 et l'échasse 3 d'une des aubes voisines ou par un trou inter-aubes à l'amont de la cavité 8. Le gaz est ordinairement originaire des compresseurs ou de la turbine. Mais comme les possibilités de construire le circuit du conduit 10 sont nombreuses et ont été abondamment décrites ailleurs, on ne les rappellera pas ici. Des orifices d'éventement 11 traversent les plates-formes 6 aux endroits sur lesquels il faut faire porter le refroidissement tout en permettant au gaz de quitter la cavité 8 et de rejoindre la veine 5. La chemise 9 est munie de perçages 12 situés respectivement en face des orifices d'éventement 11; de plus, des bossages 13 sont formés sur la chemise 9 aux emplacements de ces perçages 12 afin de former des chambres 14 entre eux et les plates-formes 6. On voit à la figure 2 que les bossages 13 ont une extension longitudinale parallèle à l'interstice 7 afin d'englober plusieurs orifices
d'éventement 11 et perçages 12.
Le but des bossages consiste en ce que le gaz de ventilation traversant les perçages 12 et soufflé vers les plates-formes 6 les refroidit par impact, plus fortement que dans la conception antérieure o le refroidissement était réalisé par convection. La chemise 9 épouse sensiblement la surface inférieure des plates-formes 6 hors des bossages 12, sauf peut-être aux extrémités, qui peuvent être courbées. Elle est assez souple pour bien reposer sous les plates-formes 6, avec une certaine pression, quand les forces centrifuges provenant de la rotation du disque 1 lui sont appliquées, et contribue alors à
amortir leurs vibrations.

Claims (3)

REVENDICATIONS
1. Système de ventilation d'une paire de plates-formes (6) d'aubes juxtaposées et couvrant une cavité (8), comprenant des moyens (10) pour insuffler du gaz de ventilation dans la cavité, une chemise (9) d'étanchéité disposée sous les plates-formes dans la cavité et munie de percages (12), et des orifices d'éventement (11) traversant les platesformes, caractérisé en ce que la chemise est munie de bossages (13) à l'emplacement des perçages (12), des chambres (14) étant formées entre les plates-formes et les bossages, les orifices d'éventement débouchant dans les chambres.
2. Système de ventilation d'une paire de plates-formes d'aubes suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les bossages s'allongent
parallèlement à une jonction (7) des plates-formes.
3. Système de ventilation d'une paire de plates-formes d'aubes suivant l'une quelconque des
revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les
orifices d'éventement (11) font respectivement face aux
perçages (12).
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RU2460886C1 (ru) * 2011-04-26 2012-09-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Ротор турбины

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