FR2965010A1

FR2965010A1 - Device for cooling external wall of casing of turbine e.g. high pressure turbine, of double-flow turbojet of CFM56 engine in aircraft, has convection cooling unit that cools zone of internal wall corresponding to one of fixing units

Info

Publication number: FR2965010A1
Application number: FR1057473A
Authority: FR
Inventors: Alexandra Morvan; Julien Renaud; Thierry Lequitte; Gilles Jeannin
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-03-23
Anticipated expiration: 2030-09-17
Also published as: FR2965010B1

Abstract

The device has a set of stages comprising turbine rings that are fixed at an internal wall of a casing (30) by fixing units i.e. hooks (31, 32), where the stages are integrated to the wall of the casing. An impingement cooling unit i.e. downstream tube (140), cools a zone of the wall corresponding to one of the fixing units. A convection cooling unit cools a zone of the wall corresponding to other fixing unit, where the convection cooling unit constitutes an air guidance unit i.e. annular sheet (141), radial partition (142), air flow disturber (143) and passages (145).

Description

1 La présente invention concerne le refroidissement de carters de turbines dans un moteur à turbine à gaz, notamment de turbine basse pression dans un moteur multi-corps et plus particulièrement dans un moteur double corps. The present invention relates to the cooling of turbine casings in a gas turbine engine, in particular a low-pressure turbine in a multi-body engine and more particularly in a double-body engine.

Un moteur à turbine à gaz double corps comprend en aval de la chambre de combustion une turbine dite à haute pression, désignée HP, suivie d'une turbine dite à basse pression, désignée BP, cette dernière étant alimentée par les gaz partiellement détendus dans la turbine à haute pression. Dans les moteurs à application aéronautique à usage commercial, la turbine BP est composée de plusieurs étages. Les roues des aubes des différents étages sont montées sur un rotor commun, coaxial avec le rotor de la turbine HP. Des roues d'aubes statoriques formant distributeurs sont intercalées entre les roues de turbine. Chaque étage d'aubes statoriques a pour fonction de distribuer les gaz moteurs de l'étage amont sur l'étage de turbine aval. Les aubes de distributeurs sont disposées radialement par rapport à l'axe du moteur en étant fixées à la paroi interne du carter formant l'enveloppe de la turbine BP. Un mode de fixation comprend des rails transversaux, usinés sur la face interne de la paroi du carter de turbine. Les rails ont une section en forme de crochet ouvert vers l'aval et ménageant une face d'appui radial sur laquelle est glissé un rail de profil complémentaire ménagé sur les jantes des roues de distributeurs. Le montage des anneaux de turbine comprend également un système de rails. A double-body gas turbine engine comprises, downstream of the combustion chamber, a so-called high-pressure turbine, designated HP, followed by a so-called low-pressure turbine, designated LP, the latter being supplied by the partially-expanded gases in the combustion chamber. high pressure turbine. In commercial aircraft engines, the LP turbine is composed of several stages. The wheels of the blades of the different stages are mounted on a common rotor, coaxial with the rotor of the HP turbine. Valve stator vane wheels are interposed between the turbine wheels. Each stage of stator vanes has the function of distributing the engine gases from the upstream stage to the downstream turbine stage. The valve vanes are arranged radially relative to the axis of the motor being fixed to the inner wall of the housing forming the envelope of the LP turbine. A method of attachment includes transverse rails, machined on the inner face of the wall of the turbine housing. The rails have a hook-shaped section open downstream and forming a radial bearing surface on which is slid a complementary profile rail formed on the rims of the distributor wheels. The mounting of the turbine rings also includes a rail system.

En pied d'aubes, les distributeurs sont solidaires d'un anneau de joint à labyrinthes assurant l'étanchéité interne avec le rotor de turbine. Les anneaux de turbines forment l'enveloppe externe cylindrique balayée par les sommets des aubes mobiles de turbine ; l'espace entre les anneaux de turbine et les talons des aubes est configuré pour former des joints à labyrinthe et assurer l'étanchéité aux gaz moteur en définissant un jeu en sommet d'aubes aussi réduit que possible. At the bottom of the blades, the distributors are secured to a labyrinth seal ring providing internal sealing with the turbine rotor. The turbine rings form the cylindrical outer shell swept by the tops of the turbine blades; the space between the turbine rings and the blade stubs is configured to form labyrinth seals and seal the engine gases by defining a blade tip clearance as small as possible.

Pendant un cycle de fonctionnement du moteur, le flux de gaz moteur et la température varient avec pour conséquence une variation de la température du carter de turbine. Il est nécessaire de maîtriser l'évolution de la température de ce dernier pour éviter d'une part une surchauffe de certains de ses éléments, comme les crochets mentionnés ci-dessus, et d'autre part de maîtriser les jeux en sommets des aubes de turbine. En phase de décollage et de montée de l'aéronef, il faut ainsi réduire la température du carter de turbine BP pour garantir la tenue mécanique des crochets. Il faut également réduire la température du carter en phase de croisière pour During a running cycle of the engine, the flow of engine gas and the temperature vary, resulting in a change in the temperature of the turbine casing. It is necessary to control the evolution of the temperature of the latter to avoid, on the one hand, overheating of some of its elements, such as the hooks mentioned above, and on the other hand to control the games at the top of the blades of turbine. During the takeoff and climb phase of the aircraft, it is necessary to reduce the temperature of the LP turbine casing to guarantee the mechanical strength of the hooks. It is also necessary to reduce the crankcase temperature during cruising

2 réduire les jeux en sommet d'aubes mobiles ainsi que les jeux en pied d'aubes de distributeurs. De la qualité de ces jeux dépendent le rendement de la machine et la consommation spécifique. On cherche à réduire celle-ci autant que possible. 2 reduce the blade-top clearances as well as the clearance at the bottom of the valve vanes. The quality of these games depends on the efficiency of the machine and the specific consumption. We try to reduce it as much as possible.

Il est connu de réaliser des systèmes de ventilation du carter permettant de refroidir les éléments du stator. Par exemple, un moteur commercial existant tel que le moteur CFM56 comprend un système de ventilation de la paroi externe du carter associé à un balayage interne des deux premiers crochets du côté amont de la turbine. Le système de ventilation externe du carter est formé de tubes disposés au droit des crochets sur lesquels sont montés les distributeurs et les anneaux de turbine. Les tubes sont alimentés en air prélevé en amont, au compresseur fan, et sont pourvus d'orifices pour refroidir par impact la paroi de carter dans les zones où se situent les crochets. Le second système est constitué d'air prélevé dans la cavité de distributeur amont. It is known to provide ventilation systems of the housing for cooling the stator elements. For example, an existing commercial engine such as the CFM56 engine includes a ventilation system of the outer wall of the casing associated with an internal scan of the first two hooks on the upstream side of the turbine. The external ventilation system of the housing is formed of tubes arranged in line with the hooks on which are mounted the distributors and the turbine rings. The tubes are supplied with air taken upstream, the fan compressor, and are provided with orifices to cool by impacting the housing wall in the areas where the hooks are located. The second system consists of air taken from the upstream distributor cavity.

Ces systèmes de ventilation sont efficaces mais peuvent être perfectionnés. Le refroidissement par impact est très localisé et entraîne des gradients de température très importants dans les crochets les plus chauds ; ces gradients de température sont susceptibles d'affecter la durée de vie des pièces. Ces gradients peuvent également être associés à une répartition non homogène des températures sur la circonférence du carter, résultant d'une répartition hétérogène des circulations d'air à l'intérieur de la nacelle enveloppant le moteur. Il s'ensuit la manifestation de distorsions de la paroi du carter susceptibles de pénaliser les jeux en sommet d'aubes et sous les distributeurs, et donc la performance de la machine. These ventilation systems are effective but can be improved. The impact cooling is very localized and leads to very large temperature gradients in the hottest hooks; these temperature gradients are likely to affect the service life of the parts. These gradients can also be associated with a non-homogeneous distribution of the temperatures on the circumference of the casing, resulting from a heterogeneous distribution of the air circulations inside the nacelle enveloping the engine. It follows the manifestation of distortions of the housing wall may penalize the games at the top of the blades and under the distributors, and therefore the performance of the machine.

La présente invention vise à remédier à ce problème. The present invention aims to remedy this problem.

Conformément à l'invention, le dispositif pour refroidir la paroi extérieure du carter de turbine d'un moteur à turbine à gaz, la turbine comportant une pluralité d'étages avec des roues de distributeurs et des anneaux de turbine fixés à la paroi interne du carter par des moyens de fixation formant crochets et solidaires de la paroi du carter, est caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un moyen de refroidissement par impact d'air et un moyen de refroidissement par convection, le moyen de refroidissement par impact refroidissant au moins une zone de la paroi correspondant à un premier des desdits moyens de fixation, le moyen de refroidissement par convection refroidissant une zone de la paroi correspondant à un second desdits moyens de fixation. According to the invention, the device for cooling the outer wall of the turbine casing of a gas turbine engine, the turbine comprising a plurality of stages with distributor wheels and turbine rings fixed to the inner wall of the turbine casing. housing by fastening means forming hooks and secured to the housing wall, is characterized in that it comprises at least one air-impingement cooling means and a convection cooling means, the impact cooling means cooling at least one zone of the wall corresponding to a first one of said fixing means, the convection cooling means cooling an area of the wall corresponding to a second of said fixing means.

3 Par l'invention, on assure un refroidissement différencié, tous les moyens de fixation ne nécessitant pas la même intensité de refroidissement ; on localise le mode de refroidissement le plus intense, c'est-à-dire par impact, dans les zones critiques, le refroidissement par convection étant réservé aux zones non critiques. On qualifie de critiques les moyens de fixation situés le long du carter dans des zones où une surchauffe du moyen de fixation peut survenir. La localisation dépend du moteur. Ainsi pour un certain type de moteur les zones critiques sont localisées un crochet sur deux, pour un autre type de moteur les zones critiques sont localisées un peu en aval de l'entrée de la turbine. By the invention, it provides a differentiated cooling, all fixing means do not require the same cooling intensity; the most intense cooling mode, that is to say by impact, is located in the critical zones, the convection cooling being reserved for non-critical zones. The fastening means located along the housing are considered critical in areas where overheating of the fastening means may occur. The location depends on the engine. Thus for a certain type of engine the critical areas are located every second hook, for another type of engine the critical areas are located a little downstream of the inlet of the turbine.

Par ailleurs le refroidissement par convection permet une répartition des températures plus homogène dans les zones non critiques. Afin de rendre le refroidissement par convection plus efficace on dispose avantageusement des éléments perturbateurs dans le parcours de l'air de refroidissement. In addition, convection cooling allows a more homogeneous distribution of temperatures in non-critical areas. In order to make convective cooling more efficient, it is advantageous to have disturbing elements in the path of the cooling air.

20 On assure une utilisation optimale de l'air de refroidissement avec un moyen de guidage de l'air après impact pour assurer au moins en partie le refroidissement par convection. On réduit ainsi la consommation d'air de refroidissement. Optimum use of the cooling air is ensured with post-impact air guiding means for at least partly convective cooling. This reduces the consumption of cooling air.

25 De préférence, le dispositif comprend un moyen d'isolation thermique du carter, ledit moyen d'isolation thermique ménageant avec la paroi du carter un espace formant le moyen de guidage d'air de convection. Un tel agencement permet de combiner le guidage de l'air de refroidissement et l'isolation thermique du carter par rapport à la circulation d'air entre le 30 moteur et la paroi de la nacelle dans laquelle le moteur est compris. On réduit de cette façon les hétérogénéités de température qui en résultent. Preferably, the device comprises a thermal insulation means of the housing, said thermal insulation means forming with the wall of the housing a space forming the convection air guiding means. Such an arrangement makes it possible to combine the guidance of the cooling air and the thermal insulation of the casing with respect to the air flow between the engine and the wall of the nacelle in which the engine is included. In this way, the resulting temperature heterogeneities are reduced.

Selon un mode de réalisation du dispositif de refroidissement, le moyen de refroidissement par impact d'air comprend des tubes transversaux, disposés 35 au droit des premiers moyens de fixation et percés d'orifices d'injection d'air en direction de la zone à refroidir. Selon un mode de réalisation particulier, les premiers moyens de fixation alternant vers l'aval avec les seconds moyens de fixation, une tôle d'isolation thermique étant disposée entre deux desdits tubes, avec des orifices d'évacuation d'air côté aval des 40 tôles. Ainsi, selon ce mode de réalisation, la tôle d'isolation thermique15 According to one embodiment of the cooling device, the air impact cooling means comprises transverse tubes arranged at the right of the first fixing means and pierced with air injection orifices towards the zone to be cool. According to a particular embodiment, the first fastening means alternating downstream with the second fastening means, a thermal insulation sheet being disposed between two of said tubes, with air outlet orifices on the downstream side of the 40 sheets. Thus, according to this embodiment, the thermal insulation sheet15

4 ménage un espace annulaire entre deux tubes de refroidissement par impact 1 long duquel la paroi est refroidie par convection. 4 provides an annular space between two impact cooling tubes 1 along which the wall is cooled by convection.

Selon un autre mode de réalisation, le moyen de refroidissement par impact comprend un boîtier collecteur d'air alimentant au moins une tôle percée d'orifices d'injection d'air en direction de la zone des premiers moyen de fixation à refroidir. According to another embodiment, the impact cooling means comprises an air collector housing supplying at least one sheet pierced with air injection orifices in the direction of the zone of the first fastening means to be cooled.

L' invention porte également sur le turbomoteur à turbine à gaz comprenant 10 un dispositif de refroidissement tel que décrit ci-dessus. The invention also relates to the gas turbine engine comprising a cooling device as described above.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'un mode de réalisation de 15 l'invention donné à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés. La figure 1 représente une vue en élévation d'un moteur à turbine à gaz, La figure 2 représente une vue partielle en coupe longitudinale d'une 20 turbine comprenant le carter et le moyen de refroidissement selon l'art antérieur ; La figure 3 représente une vue partielle en coupe longitudinale d'une turbine comprenant le carter et un moyen de refroidissement selon un mode de réalisation de l'invention ; 25 La figure 4 représente un autre mode de réalisation de l'invention. The invention will be better understood, and other objects, details, features and advantages thereof will become more clearly apparent in the following detailed explanatory description of an embodiment of the invention given by way of purely illustrative and non-limiting example, with reference to the accompanying schematic drawings. FIG. 1 represents an elevational view of a gas turbine engine; FIG. 2 shows a partial view in longitudinal section of a turbine comprising the casing and the cooling means according to the prior art; FIG. 3 represents a partial view in longitudinal section of a turbine comprising the casing and a cooling means according to one embodiment of the invention; Figure 4 shows another embodiment of the invention.

En se reportant à la figure 1 on voit un moteur à turbine à gaz 1 à application aéronautique constituant un turboréacteur à double corps et à double flux. Il comporte de l'amont vers l'aval dans le sens d'écoulement 30 de l'air à travers le moteur, une soufflante avant 2, un compresseur de gavage, l'ensemble formant l'unité de compresseur BP 3, un compresseur HP 4, la chambre de combustion 5, la turbine HP 6, la turbine BP 7 et la tuyère 8 de flux primaire. Referring to Figure 1 there is shown a gas turbine engine 1 aeronautical application constituting a turbojet engine with double body and dual flow. It comprises from upstream to downstream in the direction of flow of air through the engine, a front blower 2, a booster compressor, the assembly forming the compressor unit BP 3, a compressor HP 4, the combustion chamber 5, the HP turbine 6, the LP turbine 7 and the primary flow nozzle 8.

35 Pour piloter les jeux entre les parties mobiles et fixes de la turbine BP, tout en refroidissant les points chauds, il est connu de disposer sur le carter de la turbine BP des tubes transversaux parallèlement les uns aux autres en vis-à-vis des zones que l'on souhaite refroidir. Les tubes sont alimentés en air de refroidissement et comprennent des perforations par lesquelles l'air est 40 délivré sous la forme de jets projetés contre la paroi. Le refroidissement est localisé à la zone d'impact des jets d'air et est très efficace. Sur la figure 2, on voit une partie de la turbine BP 7 du moteur de la figure 1. La turbine BP comprend plusieurs étages, ici cinq, d'aubes mobiles agencés en roues 10 de l'amont vers l'aval. Les roues mobiles sont séparées 5 par des roues 20 d'aubes fixes formant des distributeurs entre les étages mobiles. Le carter 30 enveloppant la turbine comprend des rails 31 et 32 formant des moyens de fixation des roues d'aubes de distributeurs. Les rails sont annulaires et perpendiculaires à l'axe moteur ; ils sont en forme de crochets quand ils sont vus en coupe, tels que sur la figure ; les rails 31 comprennent une partie parallèle à l'axe moteur avec une surface d'appui radial. Entre cette surface et la paroi du carter, sont glissés les crochets amont des couronnes de distributeurs. En aval les crochets aval des couronnes de distributeurs sont en appui contre la face radialement interne des crochets 32 chacun situés à l'aval d'un crochet 31. Les crochets 32 forment un appui amont radial aux crochets correspondants des éléments d'anneaux de turbine. Les éléments d'anneau de turbine sont conformés de manière à former un joint à labyrinthes avec les talons des aubes mobiles qui sont en vis-à-vis. Les crochets 31 et 32 forment ainsi une succession de moyens de fixation des distributeurs et des anneaux de turbine des différents étages de la turbine. In order to control the clearances between the moving and stationary parts of the LP turbine, while cooling the hot spots, it is known to place on the casing of the LP turbine transverse tubes parallel to one another opposite the areas that you want to cool. The tubes are supplied with cooling air and include perforations through which air is delivered in the form of jets thrown against the wall. The cooling is located at the impact zone of the air jets and is very efficient. FIG. 2 shows part of the LP turbine 7 of the engine of FIG. 1. The LP turbine comprises several stages, here five, of moving blades arranged in wheels 10 from upstream to downstream. The moving wheels are separated by fixed blade wheels 20 forming distributors between the moving stages. The housing 30 enveloping the turbine comprises rails 31 and 32 forming means for fixing the vanes of the vanes. The rails are annular and perpendicular to the motor axis; they are in the form of hooks when they are seen in section, as in the figure; the rails 31 comprise a portion parallel to the motor axis with a radial bearing surface. Between this surface and the casing wall, the upstream hooks of the distributor rings are slid. Downstream the downstream hooks of the distributor rings bear against the radially inner face of the hooks 32 each located downstream of a hook 31. The hooks 32 form a radial upstream support to the corresponding hooks of the turbine ring elements. . The turbine ring members are shaped to form a labyrinth seal with the blades of the moving blades facing each other. The hooks 31 and 32 thus form a succession of means for fixing the distributors and the turbine rings of the different stages of the turbine.

Pour piloter la dilation du carter en fonction des phases de fonctionnement de la machine et aussi éviter la surchauffe des moyens de fixation, on a prévu un dispositif de refroidissement par impact d'air. Les tubes 40 sont disposés sur le carter à distance déterminée de la paroi, concentriquement aux moyens de fixation 31 et 32. Les tubes 40 sont alimentés en air par des moyens non représentés. Cet air est projeté en jets contre la paroi du carter. En contrôlant le débit de l'air, on pilote la dilation de la paroi du carter et, par voie de conséquence, les jeux entre les parties mobiles et les parties fixes de la turbine BP. To control the expansion of the housing according to the operating phases of the machine and also to prevent overheating of the fastening means, an air impact cooling device has been provided. The tubes 40 are arranged on the housing at a determined distance from the wall, concentrically with the fixing means 31 and 32. The tubes 40 are supplied with air by means not shown. This air is thrown in jets against the crankcase wall. By controlling the flow of air, it controls the expansion of the housing wall and, consequently, the clearances between the moving parts and the fixed parts of the LP turbine.

Pour éviter les hétérogénéités et les gradients de température, on propose, conformément à l'invention, un dispositif combiné de refroidissement par impact et par convection. Sur la figure 3, illustrant un premier mode de réalisation, on retrouve la turbine BP constituée des mêmes éléments que précédemment, à l'exception du dispositif de refroidissement de la paroi du carter. In order to avoid heterogeneities and temperature gradients, a combined device for impact and convection cooling is proposed according to the invention. In Figure 3, illustrating a first embodiment, there is the LP turbine consisting of the same elements as before, except for the cooling device of the housing wall.

40 Le dispositif comprend quatre tubes 140 transversaux concentriques à la paroi de carter 30. Les tubes sont perforés pour la formation de jets d'air35 refroidissant par impact la paroi de carter. Les tubes sont situés axialement au niveau des moyens de fixation amont des distributeurs 20. Sur la figure sont représentés quatre distributeurs 20 fixés par leur crochet amont aux moyens de fixations 31 en forme de crochet. Plusieurs tôles 141annulaires sont fixées extérieurement à distance de la paroi de carter 30. Elles s'étendent en aval de chacun des tubes 140 et ménagent un canal annulaire de convection avec la paroi de carter 30. Ces canaux annulaires sont fermés en amont par une cloison radiale 142 s'étendant entre les tubes 140 et la paroi 30. L'air issu des tubes 140 après avoir frappé la paroi 30 est guidé ainsi vers l'aval le long de la paroi, assurant son refroidissement par convection. Les caractéristiques de l'air issu des tubes sont déterminées de manière à ce que, après impact de la paroi, celui-ci remplisse également la fonction de refroidissement de la paroi 30. L'air est évacué par les passages 145 entre la partie aval des tôles 141 et les tubes 140 en aval. The device comprises four transverse tubes 140 concentric with the housing wall 30. The tubes are perforated for the formation of air jets impinging the housing wall. The tubes are located axially at the upstream fastening means of the distributors 20. In the figure are shown four distributors 20 fixed by their upstream hook to the fastening means 31 in the form of a hook. Several annular sheets 141 are fixed externally at a distance from the casing wall 30. They extend downstream of each of the tubes 140 and form an annular convection channel with the casing wall 30. These annular channels are closed upstream by a partition radial air 142 extending between the tubes 140 and the wall 30. The air from the tubes 140 after striking the wall 30 is thus guided downstream along the wall, ensuring its cooling by convection. The characteristics of the air coming from the tubes are determined so that, after impact of the wall, it also fulfills the cooling function of the wall 30. The air is discharged through the passages 145 between the downstream part plates 141 and the tubes 140 downstream.

Afin d'accroître les échanges thermiques entre le flux d'air le long de la paroi de carter et la paroi elle-même, il est avantageux de ménager des perturbateurs 143 de l'écoulement qui en créant des turbulences dans l'écoulement accélèrent les échanges thermiques entre l'air circulant dans le canal et la paroi elle même. Ces perturbateurs 143 peuvent être formés par des nervures transversales qui s'étendent radialement depuis la paroi 30. Des picots conviennent également. In order to increase heat exchanges between the air flow along the casing wall and the wall itself, it is advantageous to provide disrupters 143 of the flow which, by creating turbulence in the flow, accelerate the flow of air. heat exchanges between the air circulating in the channel and the wall itself. These disturbers 143 may be formed by transverse ribs which extend radially from the wall 30. Spikes are also suitable.

La figure 4 représente une variante d'exécution de l'invention. On retrouve la turbine BP qui n'est pas modifiée. Le dispositif comprend un boîtier collecteur annulaire 240 posé sur une tôle d'isolation thermique 241, également annulaire. Le boîtier est localisé dans la zone du carter pour laquelle on souhaite intensifier le refroidissement par rapport aux autres parties de la paroi 30 du carter. Il s'agit dans cet exemple de deux moyens de fixation 31 et 32 en aval du premier distributeur 20. La tôle 241 ménage un espace annulaire avec la paroi 30 du carter. Des perturbateurs 243 ont été prévus le long de la paroi dans les zones où il s'agit aussi d'intensifier le refroidissement. Une cloison radiale 242, intermédiaire, sous le boîtier collecteur 240 définit deux circuits de refroidissement par convection, indiqués par les flèches, l'un vers l'amont, l'autre vers l'aval. La tôle 241 est percée d'orifices de refroidissement par impact au niveau du boîtier collecteur 240. Figure 4 shows an alternative embodiment of the invention. We find the LP turbine which is not modified. The device comprises an annular collector box 240 placed on a thermal insulation sheet 241, also annular. The housing is located in the area of the housing for which it is desired to intensify the cooling relative to the other parts of the wall 30 of the housing. This is in this example two fastening means 31 and 32 downstream of the first distributor 20. The sheet 241 provides an annular space with the wall 30 of the housing. Disrupters 243 have been provided along the wall in areas where it is also a question of intensifying the cooling. An intermediate radial partition 242 under the collector housing 240 defines two convection cooling circuits indicated by the arrows, one upstream and the other downstream. The plate 241 is pierced with impact cooling orifices at the collector box 240.

Le fonctionnement du dispositif de refroidissement selon cette variante est le suivant. Le boîtier collecteur 240 est alimenté en air de refroidissement depuis une source appropriée située à l'amont du carter de turbine BP. L'air The operation of the cooling device according to this variant is as follows. The collector box 240 is supplied with cooling air from a suitable source located upstream of the LP turbine casing. The air

7 sous pression présent dans le collecteur est éjecté au travers des orifices de la tôle 241, en direction de la paroi de carter. Les jets d'air issus de la paroi 241, sont agencés de façon à assurer le refroidissement requis de la zone d'impact par ceux-ci. Cet air est guidé ensuite le long des deux canaux de convection délimités par la cloison 142, la paroi 30 du carter et la tôle 241, l'un vers l'amont l'autre vers l'aval. L'air refroidit la paroi par convection au contact de celle-ci. Comme dans le mode de réalisation précédent, des perturbateurs 243 peuvent être disposés sur la paroi dans les zones où l'on souhaite un accroissement des échanges thermiques entre le flux d'air et la paroi. L'air est évacué par des ouvertures prévues aux extrémités, respectivement amont et aval, du canal. 7 under pressure present in the manifold is ejected through the orifices of the sheet 241, in the direction of the housing wall. The air jets from the wall 241, are arranged to ensure the required cooling of the impact zone by them. This air is then guided along the two convection channels delimited by the partition 142, the wall 30 of the housing and the sheet 241, one upstream the other downstream. The air cools the wall by convection in contact with it. As in the previous embodiment, disrupters 243 may be arranged on the wall in the areas where it is desired to increase the heat exchange between the air flow and the wall. The air is discharged through openings provided at the ends, respectively upstream and downstream, of the channel.

Par la solution de l'invention, on utilise de manière optimale la quantité d'air de refroidissement disponible. Le même fluide est utilisé pour les 15 deux modes de refroidissement. The solution of the invention optimally utilizes the amount of cooling air available. The same fluid is used for both cooling modes.

On assure par ailleurs, une répartition homogène de la température à la surface du carter, par le guidage de l'air le long du canal annulaire formé par la tôle d'isolation thermique. In addition, a homogeneous distribution of the temperature on the surface of the casing is ensured by guiding the air along the annular channel formed by the thermal insulation sheet.

Claims

REVENDICATIONS1. Device for cooling the outer wall of the turbine casing (30) of a gas turbine engine, the turbine comprising a plurality of stages with distributor wheels (20) and turbine rings fixed to the inner wall of the casing by fixing means (31, 32) forming hooks and secured to the housing wall, characterized in that it comprises at least one air-impingement cooling means (140; 240) and a cooling means by convection means (141, 142, 143, 145; 241, 242, 243, 245), the impact cooling means (140, 240) cooling at least one wall area corresponding to a first one of said fixing means (31, 32), the convection cooling means cooling an area of the wall corresponding to a second one of said fixing means (31, 32).

2. Device according to the preceding claim the convection cooling means comprises disruptive elements (143; 243) of the air flow.

3. Device according to one of the preceding claims, comprising an air guiding means (141, 241) after impact to ensure at least partly cooling by convection. 25

4. Device according to the preceding claim, comprising a thermal insulation means of the housing, said thermal insulation means forming with the housing wall a space forming said air guiding means. 30

5. Cooling device according to one of the preceding claims, the air impact cooling means comprises tubes (140) arranged in line with the first fastening means and pierced with air injection orifices towards the zone. to cool. 35

6. Device according to the preceding claim, the first fastening means alternating downstream with the second fastening means, a thermal insulation sheet being disposed between two of said tubes, with air outlet orifices on the downstream side of the sheets. 40

7. Device according to one of claims 1 to 4, the impact cooling means comprising an air collector housing supplying at least one sheet pierced with air injection orifices towards the area of the first fastening means. to cool.

8. A gas turbine engine comprising a cooling device according to one of the preceding claims.