FR3115562A1 - Injecteur d’air de refroidissement pour turbine de turbomachine - Google Patents
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Abstract
L’invention se rapporte à un injecteur (30) d’air de refroidissement pour turbine, comprenant des canaux d’injection (35) s’étendant deux-à-deux tête-bêche de manière à refroidir simultanément un disque amont et un disque aval de la turbine. Figure pour l’abrégé : Fig. 7
Description
L’invention se rapporte au domaine des turbines de turbomachine, notamment pour un ensemble propulsif d’aéronef.
L’invention se rapporte plus spécifiquement à la ventilation d’une telle turbine.
État de la technique antérieure
Une turbomachine conventionnelle, par exemple un turboréacteur à double corps, comprend un circuit de ventilation permettant notamment de refroidir des roues mobiles d’une turbine haute pression de cette turbomachine.
Les documents FR 2 841 591 A1 et FR 2 777 318 A1 divulguent des exemples de turbines haute pression.
Le circuit de ventilation d’une turbomachine est généralement configuré pour prélever de l’air au niveau d’un compresseur haute pression de la turbomachine et pour acheminer l’air ainsi prélevé dans la turbine de manière à alimenter un ou plusieurs injecteurs s’étendant dans une ou plusieurs cavités délimitées par des disques des roues mobiles.
Les injecteurs conventionnels sont configurés pour introduire dans la ou les cavités correspondantes de l’air de refroidissement selon une direction sensiblement parallèle à un axe de rotation des roues mobiles en direction de celles-ci.
De tels injecteurs axiaux ne permettent généralement pas de maîtriser convenablement le débit et la répartition de l’air de refroidissement, ce qui réduit les performances de ventilation et plus généralement de la turbomachine.
L’invention vise à améliorer les performances de ventilation d’une turbine de turbomachine, à réduire la masse de la turbine et à simplifier son assemblage.
Un but particulier de l’invention est de fournir un injecteur compact capable de refroidir efficacement une turbine bi-étage contrarotative ou tournant dans un même sens.
Pour ce faire, il est proposé un injecteur d’air de refroidissement pour turbine de turbomachine, s’étendant autour d’un axe central longitudinal et comprenant des canaux d’injection circonférentiellement répartis les uns par rapport aux autres autour de l’axe, chacun des canaux d’injection comprenant une cavité interne qui comporte une portion d’extrémité d’entrée pourvue d’une entrée d’air et une portion d’extrémité de sortie pourvue d’une sortie d’air. Selon l’invention, les canaux d’injection sont répartis en une première et une deuxième séries, la portion d’extrémité de sortie de chacun des canaux d’injection de la première série étant dirigée longitudinalement vers un premier côté de l’injecteur et orientée tangentiellement vis-à-vis de l’axe dans un premier sens, la portion d’extrémité de sortie de chacun des canaux d’injection de la deuxième série étant dirigée longitudinalement vers un deuxième côté de l’injecteur opposé au premier côté et orientée tangentiellement vis-à-vis de l’axe dans le premier sens ou dans un deuxième sens opposé au premier sens.
Un tel injecteur permet de refroidir simultanément deux disques situés longitudinalement de part et d’autre de l’injecteur, en particulier dans une turbine comprenant au moins deux étages.
L’injecteur de l’invention permet en particulier d’injecter de l’air de refroidissement de manière à produire un mouvement circulaire autour de l’axe central longitudinal, en particulier dans le même sens de rotation qu’un ou plusieurs disques de roues mobiles vers lesquels l’air de refroidissement est longitudinalement dirigé.
Il en résulte une diminution de la température totale relative de l’air de refroidissement et un meilleur refroidissement des disques.
Dans un mode de réalisation, l’injecteur comprend une couronne annulaire s’étendant autour de l’axe central longitudinal, les canaux d’injection s’étendant en saillie par rapport à la couronne annulaire.
Une telle architecture permet de former des canaux d’injection sans que ceux-ci ne soient creusés ou formés au sein d’une structure massive, ce qui permet de réduire la quantité de matière formant l’injecteur.
Il est estimé que l’invention permet ainsi de diviser au moins par deux la masse d’un injecteur conventionnel.
En particulier, des canaux d’injection en saillie peuvent être formés à l’aide d’une quantité de matière relativement faible.
Par exemple, chacun des canaux d’injection peut comprendre une paroi délimitant le canal interne correspondant.
De préférence, chacun des canaux d’injection comprend une paroi d’épaisseur constante le long du canal interne correspondant, c’est-à-dire entre l’entrée et la sortie de ce canal interne.
Dans un mode de réalisation, la couronne annulaire comprend des ouvertures formant chacune l’entrée de l’un respectif des canaux d’injection.
La couronne annulaire peut en particulier remplir une fonction de support des canaux d’injection et de fixation de l’injecteur sur une partie de la turbine telle qu’un distributeur de cette turbine.
La géométrie des canaux d’injection peut être relativement complexe afin de pouvoir y introduire de l’air selon une direction d’admission différente de ladite direction d’injection, par exemple selon une direction d’admission radiale.
Ainsi, dans un mode de réalisation, l’entrée de la portion d’extrémité d’entrée de chacun des canaux d’injection définit une direction d’admission qui est orientée selon une direction radiale vis-à-vis de l’axe central longitudinal, chacun des canaux d’injection comprenant une portion intermédiaire coudée reliant l’une à l’autre la portion d’extrémité d’entrée et la portion d’extrémité de sortie.
Dans un mode de réalisation, la cavité interne de chacun des canaux d’injection présente une section ayant une aire qui diminue depuis l’entrée jusqu’à la sortie.
La réduction de section de la cavité interne des canaux d’injection permet d’accélérer le flux d’air et, en combinaison avec l’orientation de leur portion d’extrémité de sortie, d’obtenir une vitesse de déplacement de l’air de refroidissement dont la composante tangentielle est plus importante que celle résultant d’un injecteur conventionnel.
De préférence, la diminution de l’aire de la section de la cavité interne de chacun des canaux d’injection respecte une fonction monotone.
Autrement dit, la section de la cavité interne de chacun des canaux d’injection a de préférence une aire qui ne fait que décroître depuis l’entrée jusqu’à la sortie.
Le rapport de l’aire de la section de l’entrée sur l’aire de la section de sortie est par exemple supérieur à 1 et inférieur ou égal à 10.
Dans un mode de réalisation, les canaux d’injection de la première et de la deuxième série sont respectivement répartis de manière à former plusieurs couples de canaux d’injection circonférentiellement répartis autour de l’axe central longitudinal, les canaux d’injection de chacun des couples étant disposés tête-bêche.
L’invention concerne aussi une turbine pour turbomachine comprenant un injecteur tel que défini ci-dessus.
La turbine peut être une turbine haute pression, par exemple pour un turboréacteur d’ensemble propulsif d’aéronef.
Dans un mode de réalisation, la turbine comprend un distributeur et un injecteur tel que défini ci-dessus, le distributeur comprenant une ou plusieurs cavités en communication fluidique avec la cavité interne de chacun des canaux d’injection de l’injecteur de manière à pouvoir introduire dans la cavité interne de chacun des canaux d’injection, via l’entrée correspondante, de l’air circulant dans la ou les cavités du distributeur.
Dans un mode de réalisation, la turbine comprend une roue mobile amont, une roue mobile aval et un injecteur tel que défini ci-dessus, l’injecteur s’étendant longitudinalement entre la roue mobile amont et la roue mobile aval.
La variante de réalisation dans laquelle la portion d’extrémité de sortie des canaux d’injection de chacune des première et deuxième séries est orientée tangentiellement dans le premier sens est particulièrement adaptée à une telle turbine dans laquelle les roues mobiles amont et aval tournent l’une par rapport à l’autre dans un même sens de rotation.
La variante de réalisation dans laquelle la portion d’extrémité de sortie des canaux d’injection de la première série est orientée tangentiellement dans le premier sens tandis que la portion d’extrémité de sortie des canaux d’injection de la deuxième série est orientée tangentiellement dans le deuxième sens est particulièrement adaptée à une telle turbine dans laquelle les roues mobiles amont et aval tournent l’une par rapport à l’autre dans un sens de rotation différent.
L’invention concerne aussi une turbomachine comprenant une turbine telle que définie ci-dessus, notamment une turbomachine à double corps pour ensemble propulsif d’aéronef, un ensemble propulsif pour aéronef comprenant une telle turbomachine ainsi qu’un aéronef comprenant un tel ensemble propulsif.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un injecteur tel que défini ci-dessus.
De préférence, ce procédé est un procédé de fabrication additive, c’est-à-dire qu’il comprend au moins une étape de fabrication additive.
L’invention permet ainsi de réduire le nombre de pièces d’assemblage.
Notamment, lorsque l’injecteur comprend deux séries de canaux d’injection telles que définies ci-dessus, le procédé peut comprendre une première étape de fabrication additive d’une première partie de l’injecteur comprenant la première série de canaux d’injection, une deuxième étape de fabrication additive d’une deuxième partie de l’injecteur comprenant la deuxième série de canaux d’injection, et une troisième étape d’assemblage des première et deuxième parties de l’injecteur l’une avec l’autre.
L’injecteur, notamment lorsque celui-ci comprend une unique série de canaux d’injection, peut aussi être fabriqué d’une seule pièce, par fabrication additive.
Plus généralement, l’invention permet ainsi de réduire le coût de production d’un tel injecteur et de réduire la masse de la turbine et du circuit de ventilation de la turbomachine tout en améliorant les performances de ventilation et par suite de la turbomachine.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée, non limitative, qui suit.
La description détaillée qui suit fait référence aux dessins annexés sur lesquels :
Description détaillée de modes de réalisation
Les figures 1 à 7 comprennent un référentiel L-R-T définissant respectivement des directions longitudinale (ou axiale) L, radiale R et tangentielle (ou circonférentielle) T orthogonales entre elles.
Il est représenté à la figure 1 un ensemble propulsif 1 d’aéronef comprenant une turbomachine 2 carénée par une nacelle 3. Dans cet exemple, la turbomachine 2 est un turboréacteur à double corps et à double flux.
Par la suite, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à un sens D1 d’écoulement des gaz à travers l’ensemble propulsif 1 lorsque celui-ci génère une poussée. Le sens d’écoulement D1 est parallèle à la direction longitudinale L.
Le turboréacteur 2 présente un axe central longitudinal A1 et comprend, de l’amont vers l’aval, une soufflante 4, un compresseur basse pression 5, un compresseur haute pression 6, une chambre de combustion 7, une turbine haute pression 8 et une turbine basse pression 9. Les compresseurs 5 et 6, la chambre de combustion 7 et les turbines 8 et 9 forment un générateur de gaz.
Lors du fonctionnement du turboréacteur 2, un écoulement d’air 10 pénètre dans l’ensemble propulsif 1 par une entrée d’air en amont de la nacelle 3, traverse la soufflante 4 puis se divise en un flux primaire 10A central et un flux secondaire 10B. Le flux primaire 10A s’écoule dans une veine primaire 11A de circulation des gaz traversant les compresseurs 5 et 6, la chambre de combustion 7 et les turbines 8 et 9. Le flux secondaire 10B s’écoule quant à lui dans une veine secondaire 11B entourant le générateur de gaz et délimitée radialement vers l’extérieur par la nacelle 3.
De manière connue en soi, une turbine telle que la turbine haute pression 8 ou la turbine basse pression 9 comporte un ou plusieurs étages comprenant chacun un distributeur et une roue mobile. Le distributeur d’un étage comprend une couronne d’aubes statoriques configurées pour dévier le flux primaire 10A provenant de la chambre de combustion 7 vers les aubes de la roue mobile du même étage de manière à entraîner cette roue mobile en rotation. Pour chacune des turbines 8 et 9, le ou les distributeurs forment un stator de la turbine et la ou les roues mobiles forment un rotor de la turbine.
La figure 2 illustre un exemple d’architecture de turbine haute pression 8.
La turbine 8 de la figure 2 comprend, de l’amont vers l’aval, une roue mobile amont 15, un distributeur 16 et une roue mobile aval 17.
La roue mobile amont 15 appartient à un premier étage de la turbine 8. Le distributeur 16 et la roue mobile aval 17 appartiennent à un deuxième étage de la turbine 8.
Les roues mobiles 15 et 17 comprennent chacune un disque 18 et 19, respectivement.
Dans cet exemple, les disques 18 et 19 sont tous deux solidaires d’un arbre 20 du turboréacteur 2 tel qu’un arbre haute pression, de sorte que les roues mobiles 15 et 17 soient entraînées dans un même sens de rotation autour de l’axe A1.
La turbine 8 de la figure 2 forme ainsi une turbine mono-rotationnelle.
De part et d’autre du distributeur 16, des organes 22 assurent l’étanchéité d’une cavité de ventilation 25 qui s’étend radialement vers l’intérieur par rapport à la veine primaire 11A.
Les organes 22 sont dans cet exemple des joints d’étanchéité à labyrinthe conventionnels comprenant un matériau abradable 23 porté par le distributeur 16 et des léchettes 24 solidaires des disques 18 et 19 en rotation autour de l’axe A1.
La cavité de ventilation 25 s’étend longitudinalement entre les roues mobiles 15 et 17 de sorte qu’une partie des disques 18 et 19 soit exposée aux gaz présents dans la cavité de ventilation 25.
La turbomachine 2 comprend un circuit de ventilation permettant de prélever de l’air de la veine primaire 11A dans le compresseur haute pression 6 et d’acheminer cet air jusqu’à la turbine 8 afin de la ventiler. Dans la présente description, l’air ainsi acheminé est appelé « air de refroidissement ».
Le circuit de ventilation comprend des cavités radiales 27 traversant radialement une ou plusieurs aubes du distributeur 16 et étant en communication fluidique avec une cavité annulaire radialement externe (non représentée) alimentée en air de refroidissement.
La turbine 8 comprend en outre un injecteur 30 fixé au distributeur 16 de manière à s’étendre dans la cavité de ventilation 25.
L’injecteur 30 est configuré pour injecter dans la cavité de ventilation 25 de l’air de refroidissement provenant de la cavité radialement externe et acheminé jusqu’à l’injecteur 30 via les cavités radiales 27 du distributeur 16.
De manière connue en soi, l’air de refroidissement injecté dans la cavité de ventilation 25 est destiné à refroidir les disques 18 et 19 et plus généralement les roues mobiles 15 et 17 et contribue à l’étanchéité de la cavité de ventilation 25 vis-à-vis de la veine primaire 11A.
La figure 3 illustre une autre architecture de turbine 8 qui se distingue de celle de la figure 2 en ce que le disque 18 est solidaire en rotation autour de l’axe A1 d’un premier arbre 20 tel qu’un arbre haute pression tandis que le disque 19 est solidaire en rotation autour de l’axe A1 d’un deuxième arbre 32 tel qu’un arbre basse pression.
Dans cet exemple, l’arbre haute pression 20 est entraîné en rotation autour de l’axe A1 dans un premier sens de rotation et l’arbre basse pression 32 est entraîné en rotation autour de l’axe A1 dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation.
Il en résulte que les disques 18 et 19 de la figure 3 tournent en sens opposés l’un par rapport à l’autre autour de l’axe A1, formant une turbine 8 contrarotative.
L’invention se rapporte plus spécifiquement à la structure de l’injecteur 30 et à sa fabrication, étant entendu que la description qui suit s’applique par analogie à des turbines ayant une architecture différente de celle des figures 2 et 3 et/ou étant destinées à un moteur différent de la turbomachine 2 de la figure 1.
Les figures 4 à 7 montrent un injecteur 30 selon un premier mode de réalisation de l’invention.
En référence aux figures 6 et 7, l’injecteur 30 a une forme globalement annulaire s’étendant autour d’un axe central longitudinal qui correspond dans cet exemple à l’axe A1 précité lorsque l’injecteur 30 est relié au distributeur 16.
Plus précisément, l’injecteur 30 comprend une couronne annulaire 34 s’étendant autour de l’axe A1 et des canaux d’injection 35 circonférentiellement répartis les uns par rapport aux autres autour de l’axe A1.
Dans cet exemple, la couronne annulaire 34 comprend deux équerres 36 et 37 en forme de « L ».
La première équerre 36 comprend une patte radiale 38 et une patte axiale 39. De même, la deuxième équerre 37 comprend une patte radiale 40 et une patte axiale 41.
Les équerres 36 et 37 sont fixées l’une à l’autre, par exemple par brasage, par leur patte radiale 38/40 de manière à présenter dans un plan L-R une section en « T ».
L’injecteur 30 est fixé au distributeur 16, par exemple par brasage, par les pattes axiales 39 et 41 des équerres 36 et 37.
En référence à la figure 6, les canaux d’injection 35 forment dans cet exemple deux séries. Les canaux d’injection 35 de la première série sont reliés à la première équerre 36. Les canaux d’injection 35 de la deuxième série sont reliés à la deuxième équerre 37.
Les figures 4 et 5 montrent plus précisément la géométrie d’un canal d’injection 35, appartenant en l’occurrence à la première série. Sur la figure 4, le canal d’injection 35 de la première série est celui situé vers l’avant, à gauche de cette figure.
La description qui suit se rapporte à ce canal d’injection 35 particulier des figures 4 et 5 et s’applique par analogie aux autres canaux d’injection 35.
En référence à la figure 4, le canal d’injection 35 s’étend en saillie par rapport à la couronne annulaire 34, en l’occurrence par rapport à la première équerre 36.
Plus précisément, le canal d’injection 35 comprend une paroi reliée à la patte axiale 39 de la première équerre 36 et s’étendant radialement vers l’intérieur relativement à la patte axiale 39.
La paroi formant le canal d’injection 35 délimite un espace creux qui forme une cavité interne s’étendant le long du canal d’injection 35.
Dans cet exemple, la paroi du canal d’injection 35 a une épaisseur constante le long du canal d’injection 35.
Le canal d’injection 35 ou, plus précisément, la cavité interne du canal d’injection 35 comprend une portion d’extrémité d’entrée 50, une portion intermédiaire 51 et une portion d’extrémité de sortie 52.
La portion d’extrémité d’entrée 50 est reliée à la patte axiale 39 de la première équerre 36 et définit une direction d’admission A2 qui présente une composante radiale, c’est-à-dire une composante orthogonale à l’axe central longitudinal A1.
La portion d’extrémité de sortie 52 définit une direction d’injection A3 qui présente une composante longitudinale et une composante tangentielle.
La portion intermédiaire 51, qui relie l’une à l’autre la portion d’extrémité d’entrée 50 et la portion d’extrémité de sortie 52, est coudée.
Ainsi, le canal d’injection 35 et sa cavité interne s’étendent le long d’une ligne courbe.
La patte axiale 39 de la première équerre 36 comprend une ouverture 54, traversant radialement cette patte axiale 39, de manière à former une ouverture d’admission, ou entrée, mettant la cavité interne du canal d’injection 35 en communication fluidique avec un espace délimité radialement vers l’intérieur par la couronne 34.
La portion d’extrémité de sortie 52 est pourvue d’une ouverture d’injection 55, ou sortie, mettant la cavité interne en communication fluidique avec un espace délimité radialement vers l’extérieur par la couronne 34.
Lorsque l’injecteur 30 est relié au distributeur 16, la cavité interne du canal d’injection 35 est en communication fluidique avec la ou les cavités radiales 27 du distributeur 16 de manière à pouvoir introduire au sein de cette cavité interne de l’air de refroidissement via l’entrée 54 et injecter cet air de refroidissement au sein de la cavité de ventilation 25 via la sortie 55.
Dans cet exemple, la direction d’injection A3 s’étend dans un plan parallèle aux directions longitudinale L et tangentielle T.
En référence à la figure 5, la composante tangentielle de la direction d’injection A3 se traduit par le fait que celle-ci est oblique par rapport à un plan P1 passant par l’axe central longitudinal A1 et comprenant un point appartenant à la fois à la section définie par la sortie 55 et à la direction d’injection A3.
Il est préféré que l’angle C1 entre la direction d’injection A3 et le plan P1 soit inférieur à 50°.
L’entrée 54 du canal d’injection 35 présente une section ayant sensiblement une forme de parallélogramme surmonté d’une forme circulaire. De préférence, la forme circulaire de l’entrée 54 a un rayon inférieur à 5 mm.
Dans un autre mode de réalisation, non représenté, la section de l’entrée 54 peut avoir une forme sensiblement triangulaire.
La sortie 55 du canal d’injection 35 présente une section ayant sensiblement une forme rectangulaire à bords arrondis.
L’aire de la section de l’entrée 54 est supérieure à l’aire de la section de la sortie 55.
Dans cet exemple, la section de la cavité interne du canal d’injection 35 présente une aire qui diminue progressivement, de manière monotone, depuis l’entrée 54 jusqu’à la sortie 55.
La forme de la section de la cavité interne évolue le long de la portion intermédiaire 51 de manière à passer progressivement de la forme de la section de l’entrée 54 à celle de la section de la sortie 55.
Compte tenu de la géométrie du canal d’injection 35, de l’air de refroidissement introduit dans la cavité interne par l’entrée 54 a une vitesse qui présente, lors de son déplacement dans la portion d’extrémité d’entrée 50, principalement une composante radiale et, dans une moindre mesure, une composante tangentielle. Lors de son passage dans la portion intermédiaire 51, la composante radiale de la vitesse de l’air diminue tandis que sa composante axiale devient positive. La portion d’extrémité de sortie 52 permet d’orienter l’air selon la direction d’injection A3 de sorte que la vitesse de l’air ait une composante axiale et une composante tangentielle.
Dans le mode de réalisation des figures 4 à 7, la portion d’extrémité de sortie 52 de chacun des canaux d’injection 35 de la première série – par exemple le canal d’injection 35 situé vers l’avant, à gauche, sur la figure 4 – est dirigé longitudinalement vers un premier côté de l’injecteur 30 et tangentiellement dans un premier sens. La portion d’extrémité de sortie de chacun des canaux d’injection 35 de la deuxième série – par exemple le canal d’injection 35 vers l’arrière, à droite, sur la figure 4 – est dirigée longitudinalement vers un deuxième côté de l’injecteur opposé au premier côté et tangentiellement dans un deuxième sens opposé au premier sens.
Ce mode de réalisation est particulièrement adapté à une configuration telle que celle illustrée sur la figure 3 dans laquelle la roue mobile amont 15 et la roue mobile aval 17 tournent l’une par rapport à l’autre dans un sens de rotation différent autour de l’axe central longitudinal A1.
La roue mobile amont 15 de la turbine 8 de la figure 3 tourne dans un premier sens tandis que la roue mobile aval 17 tourne dans un deuxième sens opposé.
Dans cet exemple, la portion d’extrémité de sortie 52 de chacun des canaux d’injection 35 de la première série est dirigée longitudinalement vers la première roue mobile 15, tangentiellement dans le premier sens. La portion d’extrémité de sortie 52 de chacun des canaux d’injection 35 de la deuxième série est dirigée longitudinalement vers la deuxième roue mobile 17, tangentiellement dans le deuxième sens.
La figure 8 montre un injecteur 30 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention qui se distingue de celui de la figure 6 en ce que les portions d’extrémité de sortie 52 de l’ensemble des canaux d’injection 35, à la fois de la première et de la deuxième série, sont tangentiellement orientées dans un même sens.
La description du mode de réalisation des figures 4 à 7 qui précède s’applique par analogie au mode de réalisation de la figure 8.
Le mode de réalisation de la figure 8 est particulièrement adapté à une configuration telle que celle illustrée sur la figure 2 dans laquelle la roue mobile amont 15 et la roue mobile aval 17 tournent dans un même sens de rotation autour de l’axe central longitudinal A1, par convention un premier sens.
Dans cet exemple, la portion d’extrémité de sortie 52 de chacun des canaux d’injection 35 de la première série est dirigée longitudinalement vers la première roue mobile 15, tangentiellement dans le premier sens. La portion d’extrémité de sortie 52 de chacun des canaux d’injection 35 de la deuxième série est dirigée longitudinalement vers la deuxième roue mobile 17, tangentiellement dans le deuxième sens.
Dans chacun de ces exemples, le flux d’air de refroidissement sortant des canaux d’injection 35 de l’injecteur 30 circule circonférentiellement dans le même sens de rotation que le disque 18 ou 19 vers lequel ce flux correspondant est dirigé, ce qui permet d’améliorer le refroidissement des disques 18 et 19.
Bien entendu, le nombre de canaux d’injection 35 et les dimensions de leur canal interne, notamment l’aire de la section de la sortie 55, sont déterminés en fonction du débit nécessaire au refroidissement des disques 18 et 19, à la préservation de l’étanchéité de la cavité de ventilation 25 et plus généralement à la ventilation de la turbine 8.
L’invention couvre de nombreuses variantes de réalisation basées sur les principes qui viennent d’être décrits. Par exemple, l’injecteur 30 peut comprendre dans une même série différents types de canaux d’injection 35 qui se distinguent les uns des autres par l’orientation relative de la direction d’injection A3 et/ou par les dimensions de leur cavité interne, de leur entrée 54 et/ou de leur sortie 55.
Concernant la fabrication de l’injecteur 30, celui-ci est avantageusement réalisé par fabrication additive.
Dans les exemples décrits ci-dessus, chacune des équerres 36 et 37 est réalisée séparément par fabrication additive, en commençant par la patte radiale 38/40 et en terminant par l'extrémité de sortie 52 des canaux d'injection 35.
Les équerres 36 et 37 sont ensuite fixées l’une à l’autre par brasage de manière à former l’injecteur 30, lequel peut alors être fixé au distributeur 16 de la turbine 8.
Claims (9)
- Injecteur (30) d’air de refroidissement pour turbine (8, 9) de turbomachine (2), s’étendant autour d’un axe (A1) central longitudinal et comprenant des canaux d’injection (35) circonférentiellement répartis les uns par rapport aux autres autour de l’axe (A1), chacun des canaux d’injection (35) comprenant une cavité interne qui comporte une portion d’extrémité d’entrée (50) pourvue d’une entrée (54) d’air et une portion d’extrémité de sortie (52) pourvue d’une sortie (55) d’air, caractérisé en ce que les canaux d’injection (35) sont répartis en une première et une deuxième séries, la portion d’extrémité de sortie (52) de chacun des canaux d’injection (35) de la première série étant dirigée longitudinalement (L) vers un premier côté de l’injecteur (30) et orientée tangentiellement (T) vis-à-vis de l’axe (A1) dans un premier sens, la portion d’extrémité de sortie (52) de chacun des canaux d’injection (35) de la deuxième série étant dirigée longitudinalement (L) vers un deuxième côté de l’injecteur (30) opposé au premier côté et orientée tangentiellement (T) vis-à-vis de l’axe (A1) dans le premier sens ou dans un deuxième sens opposé au premier sens.
- Injecteur (30) selon la revendication 1, comprenant une couronne annulaire (34) s’étendant autour de l’axe central longitudinal (A1), les canaux d’injection (35) s’étendant en saillie par rapport à la couronne annulaire (34).
- Injecteur (30) selon la revendication 2, dans lequel la couronne annulaire (34) comprend des ouvertures formant chacune l’entrée (54) de l’un respectif des canaux d’injection (35).
- Injecteur (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’entrée (54) de la portion d’extrémité d’entrée (50) de chacun des canaux d’injection (35) définit une direction d’admission (A2) qui est orientée selon une direction radiale (R) vis-à-vis de l’axe central longitudinal (A1), chacun des canaux d’injection (35) comprenant une portion intermédiaire (51) coudée reliant l’une à l’autre la portion d’extrémité d’entrée (50) et la portion d’extrémité de sortie (52).
- Injecteur (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la cavité interne de chacun des canaux d’injection (35) présente une section ayant une aire qui diminue depuis l’entrée (54) jusqu’à la sortie (55), le rapport de l’aire de la section de l’entrée (54) sur l’aire de la section de la sortie (55) étant de préférence supérieur à 1 et inférieur ou égal à 10.
- Injecteur (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les canaux d’injection (35) de la première et de la deuxième série sont respectivement répartis de manière à former plusieurs couples de canaux d’injection (35) circonférentiellement répartis autour de l’axe central longitudinal (A1), les canaux d’injection (35) de chacun des couples étant disposés tête-bêche.
- Turbine (8, 9) pour turbomachine (2), comprenant un distributeur (16) et un injecteur (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, le distributeur (16) comprenant une ou plusieurs cavités (27) en communication fluidique avec la cavité interne de chacun des canaux d’injection (35) de l’injecteur (30) de manière à pouvoir introduire dans la cavité interne de chacun des canaux d’injection (35), via l’entrée (54) correspondante, de l’air circulant dans la ou les cavités (27) du distributeur (16).
- Turbine (8, 9) pour turbomachine (2), notamment selon la revendication 7, comprenant une roue mobile amont (15), une roue mobile aval (17) et un injecteur (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, l’injecteur (30) s’étendant longitudinalement (L) entre la roue mobile amont (15) et la roue mobile aval (17).
- Turbomachine (2) pour ensemble propulsif (1) d’aéronef, comprenant une turbine (8, 9) selon la revendication 7 ou 8.
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