RU2805105C2

RU2805105C2 - Turbomachine blade with improved cooling

Info

Publication number: RU2805105C2
Application number: RU2021132292A
Authority: RU
Inventors: Леандр ОСТИНО; Пьер Гийом ОЗИЙОН; Мишель СЛЮСАЖ; Патрис ЭНО; Томас Оливье Мишель Пьер ДЕ РОККИНЬИ; Ромен Пьер КАРИУ; Ба-Фук ТАНГ; Адриен Бернар Венсан РОЛЛИНЖЕ; Вьянне СИМОН
Original assignee: Сафран; Сафран Эркрафт Энджинз
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2023-10-11

Abstract

FIELD: turbomachine.

SUBSTANCE: invention is related to a turbine blade comprising a root portion supporting a blade ending in a tip-shaped end portion, the blade having an inner surface wall and an outer surface wall, as well as a leading edge, a trailing edge and an end wall defining the bottom of the tip, through which the inner surface wall connected to the wall of the outer surface, said blade also includes: a serpentine middle contour (28) including a first radial tube (41) which collects air at the root and is connected through a first bend (46) to a second radial tube (42), which is connected by means of a second bend (47) to a third radial tube (43); a cavity (36) under the tip, running along the wall (21) of the outer surface and extending from the central region of the end part (S) to the trailing edge (17); a central radial tube (34) collecting air at the root and extending between at least two of the three tubes (41, 42, 43) of the middle circuit (28) and directly supplying the cavity (36) under the tip.

EFFECT: airflow required to cool the blade's midsection is reduced to promote better cooling of critical portions of the blade, such as the bottom surface wall in the tip region near the trailing edge.

15 cl, 10 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к лопасти для двигателя летательного аппарата типа турбомашины, такой как, например, турбореактивный двигатель или турбовинтовой двигатель, и оно применяется, в частности, к лопасти турбины с высоким типом давления.The invention relates to a blade for an engine of a turbomachine-type aircraft, such as, for example, a turbojet engine or a turboprop engine, and it applies in particular to a high-pressure type turbine blade.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

В таком турбореактивном двигателе, обозначенном ссылкой 1 на фиг. 1, воздух захватывается внутрь впускной муфты 2, чтобы проходить через винт, включающий в себя последовательность вращающихся лопаток 3, перед разделением на центральный первичный поток и вторичный поток, окружающий первичный поток.In such a turbojet engine, designated by reference 1 in FIG. 1, air is entrained inside the inlet sleeve 2 to pass through the propeller including a series of rotating blades 3 before being separated into a central primary stream and a secondary stream surrounding the primary stream.

Первичный поток сжимается посредством компрессоров низкого давления 4 и высокого давления 5 перед достижением камеры 6 сгорания, после которой он расширяется через турбину 7 высокого давления и турбину 8 низкого давления перед выпуском, в то же время создавая дополнительную тягу. Вторичный поток продвигается непосредственно винтом, чтобы создавать основную тягу.The primary flow is compressed by low pressure compressors 4 and high pressure 5 before reaching the combustion chamber 6, after which it expands through a high pressure turbine 7 and a low pressure turbine 8 before being discharged, at the same time generating additional thrust. The secondary flow is propelled directly by the propeller to produce the main thrust.

Каждая турбина 7, 8 включает в себя последовательность лопастей, которые радиально ориентированы и равномерно разнесены вокруг оси вращения AX, наружный кожух 9 окружает весь двигатель.Each turbine 7, 8 includes a series of blades that are radially oriented and uniformly spaced about an axis of rotation AX, an outer casing 9 surrounding the entire engine.

Охлаждение лопастей турбины обеспечивается посредством циркуляции в каждой лопасти воздуха, затянутого выше по потоку от камеры сгорания и захваченного в корневой части лопасти, этот воздух выпускается через отверстия и/или щели, проходящие сквозь стенки этих лопастей.Cooling of the turbine blades is achieved by circulating air into each blade, drawn upstream from the combustion chamber and trapped at the root of the blade, this air is released through holes and/or slots passing through the walls of these blades.

В общем, эффективность охлаждения, и, в частности, снижение расхода, необходимого для охлаждения лопастей турбин высокого давления, предоставляет возможность уменьшать расход топлива турбореактивного двигателя и увеличивать срок службы лопастей. В этом отношении, различные компоновки лопастей были предложены, как, в частности, в патентном документе FR3021697.In general, cooling efficiency, and in particular the reduction in flow rate required to cool high pressure turbine blades, provides the opportunity to reduce turbojet engine fuel consumption and increase blade life. In this regard, various blade arrangements have been proposed, as in particular in patent document FR3021697.

Тем не менее, очевидно, что охлаждение лопастей турбины высокого давления требует постоянного усилия по улучшению, в частности, вследствие непрерывного развития рабочих условий, способов производства и требований по производительности.However, it is clear that high pressure turbine blade cooling requires continuous improvement efforts, in particular due to the continuous development of operating conditions, production methods and performance requirements.

В этом контексте, целью изобретения является предоставление новой конструкции лопасти, имеющей улучшенный контур охлаждения.In this context, the object of the invention is to provide a new blade design having an improved cooling circuit.

Описание изобретенияDescription of the invention

Для этого, целью изобретения является лопасть турбины турбомашины, такой как турбореактивный двигатель, предназначенная для установки вокруг оси вращения на роторном диске, вращающемся вокруг оси вращения, содержащая корневую часть для установки ее в ячейке диска, и полую лопатку, протягивающуюся от корневой части в радиальном направлении по размаху крыла, заканчивающуюся в концевой части, формирующей законцовку, лопатка содержит стенку нижней поверхности и стенку верхней поверхности, также как переднюю кромку, заднюю кромку и концевую стенку, ограничивающую низ законцовки, и посредством которой стенка нижней поверхности соединяется со стенкой верхней поверхности, эта лопатка также содержит:To this end, the object of the invention is a turbine blade of a turbomachine, such as a turbojet engine, designed to be mounted around an axis of rotation on a rotor disk rotating about an axis of rotation, comprising a root portion for mounting in a cell of the disk, and a hollow blade extending radially from the root portion in the spanwise direction of the wing, terminating at an end portion forming the tip, the blade comprising a lower surface wall and an upper surface wall, as well as a leading edge, a trailing edge and an end wall defining the bottom of the tip, and through which the lower surface wall is connected to the upper surface wall, this spatula also contains:

- средний контур тромбонного типа, включающий в себя первый воздуховод, собирающий воздух в корневой части, и который соединяется первым коленом со вторым воздуховодом, который соединяется вторым коленом с третьим воздуховодом, эти первый, второй и третий воздуховод являются преимущественно радиальными, второй и третий радиальные воздуховоды располагаются между первым воздуховодом и задней кромкой;- a trombone-type middle circuit, including a first air duct collecting air in the root part, and which is connected by a first elbow to a second air duct, which is connected by a second elbow to a third air duct, these first, second and third air ducts are predominantly radial, the second and third radial the air ducts are located between the first air duct and the trailing edge;

- полость под законцовкой, расположенную на стороне стенки верхней поверхности и концевой стенки, и которая протягивается вдоль концевой части до задней кромки;- a cavity under the tip located on the wall side of the top surface and the end wall, and which extends along the end part to the trailing edge;

- преимущественно радиальный центральный воздуховод, расположенный между стенкой верхней поверхности и вторым воздуховода среднего контура, этот центральный воздуховод собирает воздух в корневой части и протягивается, по меньшей мере, между двумя из трех воздуховодов среднего контура, чтобы непосредственно снабжать полость под законцовкой.- a predominantly radial central duct located between the wall of the upper surface and the second duct of the middle circuit, this central duct collecting air at the root and extending between at least two of the three ducts of the middle circuit to directly supply the cavity under the tip.

Благодаря снабжению полости под законцовкой через центральный воздуховод, расположенный между воздуховодами спирального контура, воздух, переносимый в полость под законцовкой, не нагревается, что предоставляет возможность эффективно охлаждать стенку нижней поверхности рядом с концевой частью и с задней кромкой.By feeding the tip cavity through a central duct located between the volute air ducts, the air carried into the tip cavity is not heated, allowing the bottom surface wall adjacent to the tip and trailing edge to be effectively cooled.

Изобретение также относится к лопасти, определенной таким образом, при этом один конец третьего воздуховода и, по меньшей мере, часть первого колена располагаются между полостью под законцовкой и стенкой нижней поверхности.The invention also relates to a blade defined in this manner, with one end of the third duct and at least part of the first bend located between the cavity under the tip and the wall of the lower surface.

Целью изобретения также является лопасть, определенная таким образом, при этом, по меньшей мере, часть первого колена располагается между полостью под законцовкой и стенкой нижней поверхности, и при этом третий воздуховод имеет конец, который заканчивается на концевой стенке.It is also an object of the invention to provide a blade so defined, wherein at least a portion of the first leg is disposed between the cavity below the tip and the bottom surface wall, and wherein the third duct has an end that terminates at the end wall.

Изобретение также относится к лопасти, определенной таким образом, при этом центральный воздуховод и полость под законцовкой формируют L-образный воздуховод, расположенный на стороне стенки верхней поверхности.The invention also relates to a blade defined in this manner, wherein the central air duct and the cavity under the tip form an L-shaped air duct located on the wall side of the upper surface.

Целью изобретения также является лопасть, определенная таким образом, при этом центральный воздуховод проходит, по меньшей мере, между двумя воздуховодами среднего контура, которые оба проходят на протяжении большей части своих соответствующих длин от стенки верхней поверхности до стенки нижней поверхности.It is also an object of the invention to provide a blade so defined, with a central air duct extending between at least two mid-circuit air ducts which both extend over most of their respective lengths from a wall of an upper surface to a wall of a lower surface.

Целью изобретения также является лопасть, определенная таким образом, при этом первый воздуховод и третий воздуховод, оба проходят на большей части своих протяженностей от стенки нижней поверхности до стенки верхней поверхности, и при этом центральный воздуховод проходит, с одной стороны, между первым воздуховодом и третьим воздуховодом, а с другой стороны, между вторым воздуховодом и стенкой верхней поверхности.It is also an object of the invention to provide a blade so defined, wherein the first air duct and the third air duct both extend over most of their extents from the wall of the lower surface to the wall of the upper surface, and wherein the central air duct extends, on the one hand, between the first air duct and the third air duct, and on the other hand, between the second air duct and the wall of the upper surface.

Целью изобретения также является лопасть, определенная таким образом, стенка нижней поверхности включает в себя охлаждающие отверстия, которые проходят сквозь нее и открываются внутрь третьего воздуховода, чтобы формировать пленку для охлаждения стенки нижней поверхности выше по потоку от задней кромки.It is also an object of the invention to provide a blade so defined that the bottom surface wall includes cooling holes that extend therethrough and open into the third duct to form a film for cooling the bottom surface wall upstream of the trailing edge.

Целью изобретения также является лопасть, определенная таким образом, при этом стенка нижней поверхности лишена отверстий, открывающихся внутрь первого воздуховода и/или внутрь второго воздуховода.It is also an object of the invention to provide a blade defined in this way, wherein the lower surface wall is devoid of openings opening into the first air duct and/or into the second air duct.

Целью изобретения также является лопасть, определенная таким образом, включающая в себя охлаждающие щели, проходящие сквозь стенку нижней поверхности вдоль задней кромки для того, чтобы охлаждать ее, и при этом, по меньшей мере, одна из этих щелей располагается на стороне концевой части и снабжается охлаждающим воздухом посредством полости под законцовкой.It is also an object of the invention to provide a blade so defined including cooling slits extending through a wall of a lower surface along a trailing edge in order to cool it, and wherein at least one of these slits is located on the end portion side and is provided with cooling air through the cavity under the tip.

Целью изобретения также является лопасть, определенная таким образом, содержащая дополнительный нижний по потоку контур, включающий в себя преимущественно радиальный нижний по потоку воздуховод, этот нижний по потоку воздуховод собирает воздух в корневой части, чтобы снабжать несколько щелей для охлаждения задней кромки.It is also an object of the invention to provide a blade so defined comprising an additional downstream circuit including a predominantly radial downstream duct, this downstream duct collecting air at the root to supply a plurality of slits for trailing edge cooling.

Целью изобретения также является лопасть, определенная таким образом, при этом нижний по потоку воздуховод снабжает щели через нижнюю по потоку рампу, с которой он сообщается посредством преимущественно осевых каналов.It is also an object of the invention to provide a blade defined in this way, with the downstream air duct supplying slots through a downstream ramp with which it communicates via predominantly axial channels.

Целью изобретения также является лопасть, определенная таким образом, содержащая, по меньшей мере, один преимущественно радиальный верхний по потоку воздуховод, предназначенный для охлаждения передней кромки, этот радиальный верхний по потоку воздуховод собирает охлаждающий воздух в корневой части, чтобы охлаждать переднюю кромку, выпуская этот воздух через отверстия, проходящие сквозь стенку лопатки на передней кромке.It is also an object of the invention to provide a blade so defined comprising at least one predominantly radial upstream duct for cooling a leading edge, this radial upstream duct collecting cooling air at the root to cool the leading edge by releasing this air through holes passing through the blade wall at the leading edge.

Целью изобретения также является турбина турбомашины, содержащая лопасть, определенную таким образом.It is also an object of the invention to provide a turbine of a turbomachine containing a blade defined in this manner.

Целью изобретения также является турбина, определенная таким образом.The invention also aims at a turbine defined in this way.

Целью изобретения является также керамический сердечник для изготовления лопасти турбины турбомашины, такой как турбореактивный двигатель, предназначенной для установки вокруг оси вращения на роторном диске, вращающемся вокруг оси вращения, содержащей корневую часть для установки ее в ячейке диска, и полую лопатку, протягивающуюся от корневой части в радиальном направлении по размаху крыла, заканчивающуюся в концевой части, формирующей законцовку, лопатка содержит стенку нижней поверхности и стенку верхней поверхности, также как переднюю кромку, заднюю кромку и концевую стенку, ограничивающую низ законцовки, и посредством которой стенка нижней поверхности соединяется со стенкой верхней поверхности, этот сердечник содержит:It is also an object of the invention to provide a ceramic core for the manufacture of a turbine blade of a turbomachine, such as a turbojet engine, designed to be mounted about an axis of rotation on a rotor disk rotating about an axis of rotation, comprising a root portion for mounting in a cell of the disk, and a hollow blade extending from the root portion in a radial direction along the wing span, terminating at the end portion forming the tip, the blade contains a lower surface wall and an upper surface wall, as well as a leading edge, a trailing edge and an end wall defining the bottom of the tip, and through which the lower surface wall is connected to the upper surface wall surface, this core contains:

- элемент сердечника, чтобы формировать средний контур трамбонного типа, включающий в себя первый воздуховод, собирающий воздух в корневой части, и который соединяется первым коленом со вторым воздуховодом, который соединяется вторым коленом с третьим воздуховодом, эти первый, второй и третий воздуховоды являются преимущественно радиальными, второй и третий воздуховоды располагаются между первым воздуховодом и задней кромкой;- a core element to form a trambo-type middle circuit, including a first duct collecting air at the root portion, and which is connected by a first bend to a second duct, which is connected by a second bend to a third duct, these first, second and third ducts being predominantly radial , the second and third air ducts are located between the first air duct and the trailing edge;

- другой элемент сердечника, чтобы формировать полость под законцовкой, расположенную на стороне стенки верхней поверхности и концевой стенкой, и которая протягивается от центральной области концевой части до задней кромки, также как преимущественно радиальный центральный воздуховод, расположенный между стенкой верхней поверхности и средним воздуховодом, этот центральный воздуховод собирает воздух в корневой части и проходит, по меньшей мере, между двумя из трех воздуховодов среднего контура, чтобы непосредственно снабжать полость под законцовкой.- another core element to form a cavity under the tip located on the wall side of the upper surface and the end wall, and which extends from the central region of the end part to the trailing edge, as well as a predominantly radial central air duct located between the wall of the upper surface and the middle air duct, this a central duct collects air at the root end and extends between at least two of the three mid-loop ducts to directly supply the cavity below the tip.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Фиг. 1 является видом в разрезе известного турбодвигателя;Fig. 1 is a sectional view of a known turbo engine;

Фиг. 2 является внешним видом в перспективе лопасти согласно изобретению;Fig. 2 is a perspective view of a blade according to the invention;

Фиг. 3 является видом в перспективе концевой части лопасти согласно изобретению;Fig. 3 is a perspective view of an end portion of a blade according to the invention;

Фиг. 4 является видом охлаждающего контура выше по потоку от лопасти согласно изобретению, показанным отдельно и рассматриваемым со стороны нижней поверхности;Fig. 4 is a view of the cooling circuit upstream of a blade according to the invention, shown separately and viewed from the bottom surface;

Фиг. 5 является видом среднего охлаждающего контура лопасти согласно изобретению, показанным отдельно и рассматриваемым со стороны нижней поверхности;Fig. 5 is a view of the middle cooling circuit of a blade according to the invention, shown separately and viewed from the bottom surface;

Фиг. 6 является видом центральной охлаждающей системы лопасти согласно изобретению, показанным отдельно и рассматриваемым со стороны нижней поверхности;Fig. 6 is a view of the central cooling system of a blade according to the invention, shown separately and viewed from the bottom surface;

Фиг. 7 является видом нижнего по потоку охлаждающего контура лопасти согласно изобретению, показанным отдельно и рассматриваемым со стороны нижней поверхности;Fig. 7 is a view of the downstream cooling circuit of a blade according to the invention, shown separately and viewed from the bottom surface;

Фиг. 8 является общим обзором четырех охлаждающих контуров, которые размещены в лопасти согласно изобретению и рассматриваются со стороны нижней поверхности;Fig. 8 is a general overview of the four cooling circuits that are located in the blade according to the invention and viewed from the bottom surface;

Фиг. 9 является общим обзором, показывающим средний контур и центральный охлаждающий контур, которые размещены в лопасти согласно изобретению и видны со стороны нижней поверхности;Fig. 9 is a general overview showing the middle circuit and the central cooling circuit, which are located in the blade according to the invention and are visible from the bottom surface;

Фиг. 10 показывает полость под законцовкой, также как средний, центральный и нижний по потоку контуры, рассматриваемые в направлении по размаху крыла на расстоянии от продольной оси.Fig. 10 shows the cavity under the tip, as well as the mid, central and downstream contours viewed in the spanwise direction of the wing at a distance from the longitudinal axis.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

Идеей в основе изобретения является конструирование лопасти, в которой воздушный поток, необходимый для охлаждения ее средней части, уменьшается, чтобы способствовать лучшему охлаждению ее критичных частей, таких как, в частности, стенка нижней поверхности в области концевой части рядом с задней кромкой.The idea behind the invention is to design a blade in which the air flow required to cool its middle part is reduced to promote better cooling of its critical parts, such as in particular the bottom surface wall in the tip region near the trailing edge.

Общая компоновка лопастиGeneral blade layout

Лопасть согласно изобретению, помеченная ссылкой 11 на фиг. 2, содержит корневую часть P, посредством которой она прикрепляется к ячейке роторного диска, называемого диском турбины, и лопатку 12, поддерживаемую этой корневой частью P, с платформой 13, соединяющей корневую часть P с лопаткой 12. Эта лопасть 11, которая является полой, включает в себя четыре внутренних контура, в которых циркулирует охлаждающий воздух, захваченный посредством четырех отверстий, расположенных на радиально внутренней поверхности 14 корневой части P.The blade according to the invention, marked with reference 11 in FIG. 2, comprises a root portion P, by which it is attached to a cell of a rotor disk called a turbine disk, and a blade 12 supported by this root portion P, with a platform 13 connecting the root portion P to the blade 12. This blade 11, which is hollow, includes four internal circuits in which cooling air circulates, captured through four holes located on the radially inner surface 14 of the root part P.

Лопатка 12 имеет форму, скрученную вокруг оси, называемой осью EV по размаху, практически перпендикулярной оси AX вращения ротора, поддерживающего лопасть, эта ось вращения является продольной осью двигателя. Она содержит переднюю кромку 16, практически параллельную направлению EV по размаху и расположенную выше по потоку AM или перед лопастью, относительно общего направления газового потока в турбомашине. Она включает в себя заднюю кромку 17, практически параллельную передней кромке 16 и разнесенную с интервалом от нее по оси AX, чтобы быть ниже по потоку AV или позади лопасти. Она также содержит концевую часть S, практически параллельную основанию 18 и разнесенную с интервалом от него в направлении EV по размаху.The blade 12 has a shape twisted about an axis called the span axis EV, substantially perpendicular to the rotation axis AX of the rotor supporting the blade, this rotation axis being the longitudinal axis of the engine. It comprises a leading edge 16 substantially parallel to the spanwise direction EV and located upstream AM or in front of the blade relative to the general direction of the gas flow in the turbomachine. It includes a trailing edge 17 substantially parallel to and spaced from the leading edge 16 along the axis AX to be downstream AV or behind the blade. It also includes an end portion S substantially parallel to and spaced apart from the base 18 in the spanwise direction EV.

Двумя главными стенками этой лопасти являются ее стенка 19 нижней поверхности, видимая на фиг. 2, и ее стенка 21 верхней поверхности, которые разнесены с интервалом друг от друга, в то же время соединяясь на передней кромке 16, на задней кромке 17 и в области концевой части S. Стенка нижней поверхности включает в себя охлаждающие отверстия 22, которые проходят сквозь нее, и снабжается внутренним охлаждающим контуром, чтобы формировать пленку на внешней стороне нижней поверхности 19 для того, чтобы защищать ее термически в области, расположенной выше по потоку от задней кромки 17.The two main walls of this blade are its bottom surface wall 19, visible in FIG. 2 and its upper surface wall 21, which are spaced apart from each other while connecting at the leading edge 16, the trailing edge 17 and the end portion region S. The lower surface wall includes cooling holes 22 that extend therethrough, and is provided with an internal cooling circuit to form a film on the outside of the bottom surface 19 in order to protect it thermally in a region located upstream of the trailing edge 17.

Передняя кромка 16 является куполообразной и включает в себя охлаждающие отверстия 23, проходящие через ее стенку, а задняя кромка 17, которая является заостренной, включает в себя последовательность охлаждающих щелей. Эти щели 24 имеют короткие длины и проходят параллельно направлению EV по размаху, являясь разнесенными и в продолжение друг друга в направлении EV по размаху, т.е., радиальном направлении, и они располагаются на коротком расстоянии от задней кромки, строго говоря. Каждая щель 24 проходит сквозь стенку нижней поверхности, чтобы выдувать воздух на внешнюю сторону этой стенки нижней поверхности по направлению к задней кромке, которая снабжается внешними ребрами, канализирующими этот воздух параллельно оси AX.The leading edge 16 is domed and includes cooling holes 23 extending through its wall, and the trailing edge 17, which is pointed, includes a series of cooling slits. These slits 24 have short lengths and extend parallel to the spanwise direction EV, being spaced apart from and in continuation of each other in the spanwise direction EV, ie, the radial direction, and they are located at a short distance from the trailing edge, strictly speaking. Each slot 24 extends through a wall of the lower surface to blow air onto the outer side of that wall of the lower surface towards the trailing edge, which is provided with external fins channeling this air parallel to the axis AX.

Как показано на фиг. 3, концевая часть S включает в себя концевую стенку 25, ориентированную перпендикулярно направлению EV по размаху, которая соединяет стенки нижней поверхности и верхней поверхности. Эта концевая стенка 25 устанавливается тыльной стороной к оси AX относительно свободных кромок стенок нижней поверхности и верхней поверхности, чтобы формировать с ними полый фрагмент, называемый законцовкой и идентифицированный ссылкой B, которая является открытой в направлении, противоположном оси AX.As shown in FIG. 3, the end portion S includes an end wall 25 oriented perpendicular to the spanwise direction EV, which connects the walls of the lower surface and the upper surface. This end wall 25 is mounted with its rear side facing the axis AX relative to the free edges of the walls of the lower surface and the upper surface to form therewith a hollow fragment called an end and identified by reference B, which is open in a direction opposite to the axis AX.

Эта лопасть является цельной деталью из литья металлического материала, которая получается с помощью набора сердечников, чтобы ограничивать ее внутренние охлаждающие воздуховоды, эти сердечники удаляются после отливки и охлаждения, например, с помощью процесса химического травления. Фиг. 4-10 показывают внутренние области лопасти, которые представлены в данном документе формами сердечников, предоставляющих возможность производства этой лопасти. Формы на этих фиг. 4-10, таким образом, существуют в рельефе, но они также составляют представления полых форм лопасти.This blade is a single piece of cast metal material which is produced by using a set of cores to define its internal cooling ducts, these cores are removed after casting and cooling, for example by a chemical etching process. Fig. 4-10 show the internal regions of the blade, which are represented herein by core shapes that enable the production of the blade. The shapes in these figs. 4-10 thus exist in relief, but they also constitute representations of the hollow shapes of the blade.

Лопасть 11 согласно изобретению включает в себя четыре внутренних охлаждающих контура: верхний по потоку контур 26; центральный контур 27; средний контур 28, проходящий с той или другой стороны центрального контура; и нижний по потоку контур 29.The blade 11 according to the invention includes four internal cooling circuits: an upstream circuit 26; central contour 27; the middle contour 28, passing on one side or the other of the central contour; and downstream circuit 29.

Производство этой лопасти посредством литья обеспечивается с помощью керамических сердечников, содержащих четыре элемента сердечника, которые могут быть надежно скреплены вместе, каждый элемент сердечника ограничивает один из контуров 26, 27, 28 и 29.The production of this blade by casting is achieved using ceramic cores containing four core elements that can be securely fastened together, each core element defining one of the contours 26, 27, 28 and 29.

Верхний по потоку контурUpstream circuit

Как показано на фиг. 4, верхний по потоку контур 26 включает в себя радиальный верхний по потоку воздуховод 31, т.е., проходящий параллельно направлению EV по размаху. Этот воздуховод проходит от своего раструба 32, расположенного в корневой части P лопатки, до области концевой части S, расположенной под законцовкой: он заканчивается концевой стенкой, ограничивающей низ законцовки лопасти.As shown in FIG. 4, the upstream loop 26 includes a radial upstream air duct 31, i.e., running parallel to the spanwise direction EV. This duct extends from its bell 32, located in the root part P of the blade, to the area of the end part S located below the tip: it ends in an end wall defining the bottom of the tip of the blade.

Воздух, собранный в раструбе 32, движется по воздуховоду 31, чтобы снабжать охлаждающие отверстия 23, предоставляя возможность эффективного охлаждения фрагмента стенки, составляющего переднюю кромку 16 лопасти.The air collected in the bell 32 moves through the duct 31 to supply the cooling holes 23, allowing the wall portion constituting the leading edge 16 of the blade to be effectively cooled.

Центральный контурCentral outline

Центральный контур 27, который появляется на фиг. 6, содержит преимущественно радиальный центральный воздуховод 34, продолжаемый осевой полостью под законцовкой 36, т.е., проходящий по оси AX, этот центральный воздуховод 34 предназначается для подачи воздуха в эту полость под законцовкой 36 и для охлаждения области концевой части S рядом с задней кромкой. Центральный воздуховод 34 протягивается от корневой части P лопасти, где он включает в себя раструб 37, через который он собирает охлаждающий воздух, и он заканчивается концевой стенкой 25.The central outline 27 that appears in FIG. 6 comprises a predominantly radial central air duct 34 extended by an axial cavity below the tip 36, i.e., extending along the axis AX, this central air duct 34 is intended to supply air to this cavity under the tip 36 and to cool the region of the end portion S adjacent the rear edge. A central duct 34 extends from the root portion P of the blade, where it includes a bell 37 through which it collects cooling air, and it ends at an end wall 25.

Полость под законцовкой 36 протягивается продольно, от центральной области концевой части S до задней кромки 17, и верхний по потоку конец этой полости 36 соединяется с радиальным концом центрального воздуховода 34, чтобы снабжаться воздухом через него. Длина полости под законцовкой 36 содержится между 10 и 50% осевой хорды аэродинамического профиля лопасти, т.е., длины лопатки в осевом направлении. Короткая длина предоставляет возможность снабжения щели(ей) 24 задней кромки свежим воздухом, который не нагревается в соприкосновении со стенками нижней поверхности и верхней поверхности. Большая длина обеспечивает улучшенное охлаждение стенки нижней поверхности в концевой части лопасти.The cavity under the tip 36 extends longitudinally from the central region of the end portion S to the trailing edge 17, and the upstream end of this cavity 36 is connected to the radial end of the central air duct 34 to be supplied with air therethrough. The length of the cavity under the tip 36 is contained between 10 and 50% of the axial chord of the airfoil of the blade, i.e., the length of the blade in the axial direction. The short length allows the trailing edge slot(s) 24 to be supplied with fresh air that is not heated in contact with the walls of the lower surface and the upper surface. The longer length provides improved cooling of the lower surface wall at the tip of the blade.

Эта полость под законцовкой 36 ограничивается поперечно, с одной стороны, стенкой 21 верхней поверхности по большей части длины этой полости, а с другой стороны стенкой 19 нижней поверхности поблизости от задней кромки 17 и в передней части внутренней изогнутой стенкой лопасти, отделяющей средний контур от центрального контура. Другими словами, на большей части своей протяженности полость под законцовкой 36 находится в соприкосновении с верхней поверхностью, и она находится в соприкосновении с верхней поверхностью и нижней поверхностью в нижней по потоку области лопасти, т.е., рядом с задней кромкой этой лопатки. Эта полость под законцовкой 36 ограничивается по оси EV по размаху, концевой стенкой 25, и нижней стороной, параллельной этой концевой стенке и разнесенной с интервалом от нее.This cavity under the tip 36 is limited transversely, on the one hand, by the wall 21 of the upper surface along most of the length of this cavity, and on the other hand by the wall 19 of the lower surface near the trailing edge 17 and in the front part by the inner curved wall of the blade separating the middle contour from the central one. contour. In other words, for most of its extent, the cavity under the tip 36 is in contact with the upper surface, and it is in contact with the upper surface and the lower surface in the downstream region of the blade, that is, near the trailing edge of the blade. This cavity under the tip 36 is limited along the span axis EV by the end wall 25, and by a lower side parallel to and spaced from this end wall.

Центральный воздуховод 34, в свою очередь, ограничивается поперечно стенкой 19 нижней поверхности и стенкой, отделяющей центральный контур 27 от среднего контура 28. Воздух, циркулирующий в этом центральном воздуховоде 34, таким образом, контактирует со стенкой 19 нижней поверхности, но не со стенкой 21 верхней поверхности.The central duct 34, in turn, is limited transversely by the lower surface wall 19 and the wall separating the central loop 27 from the middle loop 28. The air circulating in this central duct 34 is thus in contact with the lower surface wall 19, but not with the wall 21 top surface.

Полость под законцовкой 36, таким образом, протягивается преимущественно в концевой части лопасти центральной части до области рядом с задней кромкой 17 для того, чтобы обеспечивать максимальное охлаждение посредством теплообмена в этой области, которая подвергается воздействию газа высокой температуры и является критичной для окисления и отслаивания. Эта полость 36 предоставляет возможность, в частности, подачи свежего воздуха к одной или более щелям 24 для охлаждения задней кромки на стороне нижней поверхности, которые являются ближайшими к концевой части S, в то же время эффективно вентилируя стенку 19 нижней поверхности рядом с концевой частью S и с задней кромкой 17 через ее внутреннюю поверхность.The cavity under the tip 36 thus extends predominantly from the blade tip of the center portion to an area adjacent to the trailing edge 17 in order to provide maximum cooling through heat exchange in this area which is exposed to high temperature gas and is critical for oxidation and flaking. This cavity 36 allows, in particular, fresh air to be supplied to one or more trailing edge cooling slits 24 on the bottom surface side that are proximal to the end portion S, while effectively ventilating the bottom surface wall 19 adjacent to the end portion S and with the trailing edge 17 through its inner surface.

Спиральный средний контурSpiral middle circuit

Средний контур 28, который видим на фиг. 5, включает в себя три радиальных воздуховода 41, 42 и 43, сообщающиеся друг с другом в спиральной компоновке, также называемой тромбоном, чтобы максимизировать путь воздуха для того, чтобы использовать воздух из этого воздуховода с полной производительностью. Первый и третий воздуховоды 41 и 43 располагаются соответственно выше по потоку и ниже по потоку от центрального воздуховода 34 контура 27, в то время как второй воздуховод 42 находится на том же уровне, что и центральный воздуховод 34 по оси AX, в то же время размещаясь между этим центральным воздуховодом 34 и стенкой нижней поверхности.The middle contour 28, which is visible in Fig. 5 includes three radial ducts 41, 42 and 43 communicating with each other in a helical arrangement, also called a trombone, to maximize the air path in order to utilize the air from the duct at full capacity. The first and third air ducts 41 and 43 are located, respectively, upstream and downstream of the central air duct 34 of the circuit 27, while the second air duct 42 is located at the same level as the central air duct 34 along the axis AX, while at the same time being located between this central air duct 34 and the bottom surface wall.

Воздуховоды 41, 42, 43, составляющие средний контур 28, таким образом, располагаются вокруг центрального воздуховода 34, чтобы ограничивать нагрев воздуха, проводимого этим центральным воздуховодом 34 в полость под законцовкой 36, с тем, чтобы эффективно охлаждать область концевой части лопасти рядом с задней кромкой.The air ducts 41, 42, 43 constituting the middle circuit 28 are thus arranged around the central air duct 34 to limit the heating of the air conducted by this central air duct 34 into the cavity below the tip 36 so as to effectively cool the tip region of the blade near the rear. edge.

Первый воздуховод:First duct:

Первый воздуховод 41, таким образом, располагается продольно между верхним по потоку воздуховодом 31 верхнего по потоку контура 26 и центральным воздуховодом 34 центрального контура 27, проходя бок о бок с ними обоими. Этот первый воздуховод 41 собирает воздух в корневой части P посредством своего раструба 44, и он заканчивается в концевой стенке, соединяясь со вторым воздуховодом 42 посредством первого колена 46. Этот первый воздуховод 41 проходит поперечно от стенки 21 верхней поверхности до стенки 19 нижней поверхности, так что воздух, протекающий в нем, находится в непосредственном соприкосновении со стенками нижней поверхности и верхней поверхности.The first air duct 41 is thus positioned longitudinally between the upstream air duct 31 of the upstream circuit 26 and the central air duct 34 of the central circuit 27, passing side by side with both of them. This first duct 41 collects air at the root portion P through its bell 44, and it terminates at an end wall connecting to the second duct 42 through a first elbow 46. This first duct 41 extends transversely from the upper surface wall 21 to the lower surface wall 19, so that the air flowing through it is in direct contact with the walls of the lower surface and the upper surface.

Этот первый воздуховод 41 не имеет отверстий, проходящих сквозь стенку 19 нижней поверхности, и отверстий, проходящих сквозь стенку 21 верхней поверхности: он не создает охлаждающую пленку на внешней поверхности лопасти. Это предоставляет возможность способствовать высокому расходу в этом первом воздуховоде. Когда воздух циркулирует в этом первом воздуховоде от корневой части P до концевой части S, он прижимается к стенке нижней поверхности ускорением Кориолиса, но протяженность контактной поверхности со стенкой нижней поверхности уменьшается: это сочетание предоставляет возможность увеличивать теплообмен со стенкой нижней поверхности, чтобы охлаждать ее, насколько возможно.This first air duct 41 has no openings through the lower surface wall 19 and no openings through the upper surface wall 21: it does not create a cooling film on the outer surface of the blade. This provides the opportunity to promote high flow rates in this first duct. As the air circulates in this first duct from the root part P to the end part S, it is pressed against the wall of the lower surface by the Coriolis acceleration, but the extent of the contact surface with the wall of the lower surface is reduced: this combination makes it possible to increase the heat exchange with the wall of the lower surface in order to cool it, as far as it's possible.

Второй воздуховод:Second duct:

Второй воздуховод 42 среднего контура 28 идет бок о бок с первым воздуховодом 41 и центральным воздуховодом 34 центрального контура 27, протягиваясь поперечно между стенкой 19 нижней поверхности и внутренней стенкой, которая отделяет его от центрального воздуховода 34, этот центральный воздуховод проходит поперечно от этой внутренней стенки до стенки 21 верхней поверхности. Этот второй воздуховод 42, таким образом, имеет толщину в поперечном направлении, которая равна порядка половины толщины первого воздуховода 41, и воздух, циркулирующий в нем, контактирует со стенкой 19 нижней поверхности, но не контактирует со стенкой 21 верхней поверхности.The second duct 42 of the central circuit 28 runs side by side with the first duct 41 and the central duct 34 of the central circuit 27, extending transversely between the lower surface wall 19 and the inner wall that separates it from the central duct 34, this central duct extending transversely from this inner wall to the wall 21 of the upper surface. This second air duct 42 thus has a thickness in the transverse direction that is about half the thickness of the first air duct 41, and the air circulating therein contacts the lower surface wall 19 but does not contact the upper surface wall 21.

Необязательно, этот второй воздуховод 42 сам также лишен отверстий, проходящих сквозь стенку 19 нижней поверхности: в этом случае, он не способствует охлаждению посредством внешней пленки, для того, чтобы способствовать высокому расходу также в этом втором воздуховоде 42. Когда воздух циркулирует в этом втором воздуховоде 42 от концевой части S до корневой части P, он прижимается ускорением Кориолиса к внутренней стенке, которая подвергается воздействию температуры газа меньше по сравнению со стенкой нижней поверхности, так что нагрев воздуха в этом втором воздуховоде 42 является относительно низким.Optionally, this second air duct 42 is itself also devoid of openings passing through the bottom surface wall 19: in this case, it does not contribute to cooling by means of the outer film, in order to promote high flow also in this second air duct 42. When air circulates in this second duct 42 from the end portion S to the root portion P, it is pressed by the Coriolis acceleration against the inner wall, which is exposed to a lower gas temperature compared with the bottom surface wall, so that the heating of the air in this second duct 42 is relatively low.

Внутренняя стенка:Inner wall:

Внутренняя стенка лопасти, не показана на чертежах, проходит между вторым воздуховодом 42 среднего контура 28 и центральным воздуховодом 34 центрального контура 27, является изогнутой центральной стенкой, протягивающейся, с одной стороны, от основания 18 до области концевой части S, а с другой стороны, от нижней поверхности 19 до верхней поверхности 21. Кроме того, эта внутренняя стенка имеет относительно низкую температуру, поскольку она не контактирует с текучей средой, в которую погружена лопасть. Кроме того, эта внутренняя стенка принимает на себя значительную долю центробежных сил, которым подвергается лопасть в эксплуатации, что ограничивает повреждение этой лопасти посредством ползучести материала.The inner wall of the blade, not shown in the drawings, extends between the second air duct 42 of the middle circuit 28 and the central air duct 34 of the central circuit 27, is a curved central wall extending on the one hand from the base 18 to the end portion area S, and on the other hand from the lower surface 19 to the upper surface 21. Moreover, this inner wall has a relatively low temperature since it is not in contact with the fluid in which the blade is immersed. In addition, this inner wall absorbs a significant portion of the centrifugal forces to which the blade is subjected in service, thereby limiting damage to the blade through material creep.

Третий воздуховод:Third duct:

Второй воздуховод 42 соединяется в области основания 18 лопасти с третьим воздуховодом 43, посредством второго колена 47, расположенного поперечно между стенкой нижней поверхности и внутренней стенкой.The second air duct 42 is connected in the area of the base 18 of the blade with the third air duct 43 by means of a second elbow 47 located transversely between the wall of the lower surface and the inner wall.

Третий воздуховод 43 разнесен на расстояние от второго воздуховода 42 по оси AX, и он проходит бок о бок с упомянутым вторым воздуховодом, проходящим от основания 18 до области под законцовкой, параллельно центральному воздуховоду 34, который также идет бок о бок с ним. На большей части своей протяженности этот третий воздуховод 43 проходит поперечно от стенки 19 нижней поверхности до стенки 21 верхней поверхности. Но в его окончании сечение этого третьего воздуховода 43 уменьшается таким образом, что он проходит поперечно от полости под законцовкой 36 до стенки 19 нижней поверхности, и он заканчивается концевой стенкой 25.The third air duct 43 is spaced apart from the second air duct 42 along the axis AX, and it extends side by side with said second air duct extending from the base 18 to the area below the tip, parallel to the central air duct 34, which also runs side by side with it. For most of its length, this third air duct 43 extends transversely from the lower surface wall 19 to the upper surface wall 21. But at its end, the cross-section of this third air duct 43 is reduced in such a way that it extends transversely from the cavity under the tip 36 to the wall 19 of the lower surface, and it ends with the end wall 25.

Воздух, циркулирующий в этом третьем воздуховоде 43, таким образом, непосредственно контактирует со стенками нижней поверхности и верхней поверхности на большей части его протяженности, но он контактирует только с нижней поверхностью в конечном фрагменте этого воздуховода вследствие того факта, что этот конец протягивается от полости под законцовкой 36 до стенки 19 нижней поверхности.The air circulating in this third duct 43 is thus in direct contact with the walls of the lower surface and the upper surface for most of its extent, but it is in contact only with the lower surface in the final portion of this duct due to the fact that this end extends from the cavity underneath. end 36 to wall 19 of the lower surface.

Раструб 44 составляет только путь подачи воздуха для всего среднего контура, этот воздух проходит последовательно через воздуховоды 41, 42 и 43. Когда он проходит через первый и второй воздуховод 41 и 42, этот воздух сохраняет высокий расход благодаря отсутствию отверстий в первом воздуховоде и необязательно во втором воздуховоде, и он слегка нагревается в них. Когда воздух достигает третьего воздуховода 43, таким образом, он имеет высокий расход и относительно низкую температуру, предоставляющую возможность эффективно охлаждать эту часть. Эта часть охлаждается, в частности, посредством охлаждающих отверстий 22, проходящих сквозь стенку 19 нижней поверхности, чтобы формировать пленку из воздуха, термически защищающую внешнюю сторону стенки 19 нижней поверхности выше по потоку от задней кромки 17.The bell 44 constitutes the only air supply path for the entire middle circuit, this air passing sequentially through the air ducts 41, 42 and 43. When it passes through the first and second air ducts 41 and 42, this air maintains a high flow rate due to the absence of holes in the first air duct and optionally in the second duct, and it warms up slightly in them. When the air reaches the third air duct 43, it thus has a high flow rate and a relatively low temperature, allowing this part to be effectively cooled. This portion is cooled in particular by cooling holes 22 extending through the bottom surface wall 19 to form a film of air thermally protecting the outside of the bottom surface wall 19 upstream of the trailing edge 17.

В общем, благодаря сочетанию центрального контура 27 и среднего контура 28 согласно изобретению, поток воздуха для охлаждения области в середине лопатки является меньшим по сравнению с расходом, требуемым для традиционного контура охлаждения.In general, due to the combination of the central circuit 27 and the middle circuit 28 according to the invention, the air flow for cooling the region in the middle of the blade is less than that required for a conventional cooling circuit.

Компоновка среднего контура относительно полости под законцовкойLayout of the middle contour relative to the cavity under the tip

Как видно более четко на фиг. 9 и 10, полость под законцовкой 36 протягивается от стороны верхней поверхности, относительно окончания третьего воздуховода 43, и до первого колена 46, которые оба идут бок о бок с нижней поверхностью. Эта полость под законцовкой 36 охлаждает стенку 19 нижней поверхности в концевой части лопасти рядом с задней кромкой.As can be seen more clearly in FIG. 9 and 10, the cavity under the tip 36 extends from the side of the top surface, relative to the end of the third duct 43, and to the first elbow 46, which both extend side by side with the bottom surface. This cavity under the tip 36 cools the lower surface wall 19 at the tip of the blade near the trailing edge.

Полость под законцовкой изолируется от стенки нижней поверхности, которая является горячей, на большей части своей протяженности, благодаря первому воздуховоду 41 и первому колена 46, оба расположены между полостью под законцовкой 36 и нижней поверхностью 19, которая является самой горячей стенкой. Таким образом, воздух, поступающий на нижнем по потоку конце полости под законцовкой, является достаточно холодным, чтобы эффективно охлаждать нижнюю поверхность рядом с задней кромкой.The cavity under the tip is isolated from the bottom surface wall, which is hot, for most of its extent, by the first duct 41 and the first elbow 46, both located between the cavity under the tip 36 and the bottom surface 19, which is the hottest wall. Thus, the air entering at the downstream end of the tip cavity is cool enough to effectively cool the lower surface near the trailing edge.

В этом контексте, и как видно более четко на фиг. 10, сечение третьего воздуховода 43 сужается в его конце, с тем, чтобы освобождать пространство для полости под законцовкой 36.In this context, and as seen more clearly in FIG. 10, the cross-section of the third air duct 43 narrows at its end in order to free up space for a cavity under the tip 36.

В варианте, окончание третьего воздуховода 43 находится под полостью под законцовкой 36 с тем, чтобы протягиваться выше по потоку протяженности полости под законцовкой в соприкосновении со стенкой нижней поверхности, чтобы дополнительно улучшать охлаждение концевой части лопасти: низкий расход относительно нагретого воздуха, поступающего в конец третьего воздуховода 43, не используется для охлаждения концевой части лопасти на стороне нижней поверхности рядом с задней кромкой. Этот вариант, который может быть обусловлен производственными ограничениями элементов сердечников и ограничениями отливки, не соответствует представлению конца третьего воздуховода, как он выглядит на фиг. 5 и 8-10.In an embodiment, the end of the third air duct 43 is located under the cavity below the tip 36 so as to extend upstream of the extent of the cavity under the tip in contact with the wall of the lower surface to further improve the cooling of the tip of the blade: low flow rate of relatively heated air entering the end of the third air duct 43, is not used for cooling the tip of the blade on the side of the lower surface near the trailing edge. This option, which may be due to manufacturing limitations of the core elements and casting limitations, does not represent the end of the third duct as it appears in FIG. 5 and 8-10.

Нижний по потоку контурDownstream circuit

Как может быть видно на фиг. 7, нижний по потоку контур 29 включает в себя нижний по потоку воздуховод 51, снабжающий нижнюю по потоку рампу 52, которая идет бок о бок с этим нижним по потоку воздуховодом 51, и которая, в свою очередь, снабжает охлаждающие щели 24.As can be seen in FIG. 7, the downstream circuit 29 includes a downstream duct 51 supplying a downstream ramp 52 that runs side by side with the downstream duct 51 and which in turn supplies cooling slits 24.

Более конкретно, нижняя по потоку рампа 52 находится на расстоянии от воздуховода 51 по оси AX, и она соединяется с последним рядом преимущественно осевых каналов 54, т.е., проходящих по оси AX. Эти каналы 54 равномерно разнесены радиально относительно друг друга в направлении EV по размаху и обеспечивают равномерную подачу воздуха к нижней по потоку рампе 52 по всей ее высоте, каждый канал имеет откалиброванное проходное сечение, т.е., предварительно определенное проходное сечение.More specifically, the downstream ramp 52 is spaced from the air duct 51 along the axis AX, and it connects to the last row of predominantly axial ducts 54, ie, along the axis AX. These channels 54 are evenly spaced radially relative to each other in the spanwise direction EV and provide a uniform supply of air to the downstream ramp 52 over its entire height, each channel having a calibrated flow area, i.e., a predetermined flow area.

Воздуховод 51 и рампа 52 проходят в направлении EV по размаху от раструба 53, расположенного в корневой части P, и через который охлаждающий воздух собирается, до полости под законцовкой 36.The air duct 51 and the ramp 52 extend in the direction EV along the span from the bell 53, located in the root part P, and through which the cooling air is collected, to the cavity under the tip 36.

В общем, различные контуры могут включать в себя нарушители потока, размещенные в их воздуховодах, чтобы создавать турбулентность для того, чтобы увеличивать теплообмены между воздухом и лопастью в упомянутых контурах.In general, various circuits may include flow disruptors located in their ducts to create turbulence to increase heat exchanges between the air and the blade in said circuits.

ПреимуществаAdvantages

В общем, лопатка согласно изобретению предоставляет возможность уменьшать расход воздуха, необходимый для ее охлаждения, значительно уменьшая расход, необходимый для охлаждения среднего фрагмента лопасти, протягивающегося практически на полпути между ее передней кромкой и ее задней кромкой, и сохраняя холодный воздух для охлаждения нижней поверхности рядом с концевой частью и с задней кромкой.In general, the blade according to the invention provides the ability to reduce the air flow required to cool it by significantly reducing the flow required to cool the middle portion of the blade extending substantially halfway between its leading edge and its trailing edge, and retaining cool air to cool the lower surface nearby with end part and with trailing edge.

Благодаря снабжению полости под законцовкой через центральную трубку, расположенную между трубками контура спирального типа, воздух, переносимый в полость под законцовкой, не нагревается, что предоставляет возможность эффективно охлаждать стенку нижней поверхности рядом с концом и с задней кромкой.By supplying the cavity under the tip through a central tube located between the spiral-type circuit tubes, the air carried into the cavity under the tip is not heated, allowing the bottom surface wall near the tip and trailing edge to be effectively cooled.

Тот факт, что первый и второй воздуховод спирального контура лишены отверстий по направлению к верхней поверхности и по направлению к нижней поверхности, предоставляет возможность сохранять высокий расход в этом спиральном контуре, чтобы эффективно охлаждать внешние стороны нижней по потоку части лопасти благодаря третьему воздуховоду этого спирального контура.The fact that the first and second ducts of the helical circuit are devoid of openings towards the upper surface and towards the lower surface makes it possible to maintain a high flow rate in this helical circuit in order to effectively cool the outer sides of the downstream part of the blade thanks to the third duct of this helical circuit .

С этой компоновкой верхний по потоку контур включает в себя единственный воздуховод, предназначенный для охлаждения передней кромки, которая, таким образом, также охлаждается до максимума.With this arrangement, the upstream loop includes a single duct dedicated to cooling the leading edge, which is thus also cooled to its maximum.

Claims

1. A turbine blade of a turbomachine, such as a turbojet engine, designed to be mounted about an axis of rotation (AX) on a rotor disk rotating about an axis of rotation (AX), containing a root portion (P) for mounting it in a cell of the disk, and a hollow blade (12 ), extending from the root part (P) in the radial direction (EV) along the span, ending at the end part (S), forming tip (B), the blade (12) contains a lower surface wall (19) and an upper surface wall (21), as well as a leading edge (16), a trailing edge (17) and an end wall (25) defining the bottom of the tip (B) , and by means of which the wall (19) of the lower surface is connected to the wall (21) of the upper surface, this blade (12) also contains

a middle circuit (28) of trombone type, including a first air duct (41) collecting air in the root part (P), and which is connected by a first elbow (46) to a second air duct (42), which is connected by a second elbow (47) to a third an air duct (43), these first, second and third air ducts (41, 42, 43) are predominantly radial, the second and third air ducts (42, 43) are located between the first air duct (41) and the trailing edge (17);

a cavity under the tip (36) located on the side of the wall (21) of the upper surface and the end wall (25), and which extends along the end part (S) to the trailing edge (17);

a predominantly radial central air duct (34) located between the wall (21) of the upper surface and the second air duct (42) of the middle circuit (28), this central air duct (34) collects air in the root part (P) and passes between at least two of the three air ducts (41, 42, 43) of the middle circuit (28) to directly supply the cavity under the tip (36).

2. The blade according to claim 1, wherein at least part of the first bend (46) and one end of the third air duct (43) are located between the cavity under the tip (36) and the wall (19) of the lower surface.

3. The blade according to claim 1, wherein at least part of the first bend (46) is located between the cavity under the tip (36) and the wall (19) of the lower surface, and the third air duct (43) has an end that ends in the end wall (25).

4. The blade according to claim 1, in which the central air duct (34) and the cavity under the tip (36) form an L-shaped air duct located on the side of the wall (21) of the upper surface.

5. The blade according to claim 1, in which the central air duct (34) extends between at least two air ducts (41, 43) of the middle circuit (28), which both extend for most of their respective lengths from the wall (21) of the upper surface to the wall (19) of the lower surface.

6. The blade of claim 5, wherein the first air duct (41) and the third air duct (43) both extend over most of their lengths from the lower surface wall (19) to the upper surface wall (21), and the central air duct ( 34) passes, on the one hand, between the first air duct (41) and the third air duct (43), and on the other hand, between the second air duct (42) and the wall (21) of the upper surface.

7. The blade of claim 1, wherein the lower surface wall (19) includes cooling holes (22) that extend therethrough and open into a third air duct (43) to form a film for cooling the lower surface wall (19) above downstream from the trailing edge (17).

8. The blade according to claim 1, in which the wall of the lower surface is devoid of holes opening into the first air duct (41) and/or into the second air duct (42).

9. The blade according to claim 1, including cooling slits (24) extending through the wall (19) of the lower surface along the trailing edge (17) in order to cool it, and at least one of these slits (24) is located on the end part (S) side and is supplied with cooling air through a cavity under the tip (36).

10. The blade according to claim 1, comprising an additional downstream circuit (29) including a predominantly radial downstream duct (51), this downstream duct (51) collects air at the root portion (P) to supply several slits (24) for cooling the trailing edge (17).

11. The blade according to claim 10, in which the downstream air duct (51) supplies the slots (24) through the downstream ramp (52), with which it communicates via predominantly axial channels (54).

12. The blade according to claim 1, comprising at least one predominantly radial upstream duct (31) specifically designed to cool the leading edge (16), this upstream duct (31) collecting cooling air at the root part ( P) to cool the leading edge (16) by releasing this air through holes (22) passing through the wall of the blade onto the leading edge (16).

13. Turbine of a turbomachine containing a blade according to claim 1.

14. Turbomachine containing a turbine according to the previous paragraph.

15. A ceramic core for making a turbine blade of a turbomachine, such as a turbojet engine, designed to be mounted about an axis of rotation (AX) on a rotor disk rotating about an axis of rotation (AX), containing a root portion (P) for mounting it in a cell of the disk, and a hollow blade (12) extending from the root part (P) in the radial direction (EV) along the span, ending at the end part (S) forming tip (B), the blade (12) contains a lower surface wall (19) and an upper surface wall (21), as well as a leading edge (16), a trailing edge (17) and an end wall (25) defining the bottom of the tip (B) , and by means of which the wall (19) of the lower surface is connected to the wall (21) of the upper surface, this core contains

a core element for forming a trombone-type middle circuit (28), including a first air duct (41) collecting air at the root portion (P), and which is connected by a first elbow (46) to a second air duct (42), which is connected by a second elbow ( 47) with a third air duct (43), these first, second and third air ducts (41, 42, 43) are predominantly radial, the second and third air ducts (42, 43) are located between the first air duct (41) and the trailing edge (17);

another core element to form a cavity under the tip (36) located on the side of the wall (21) of the top surface and the end wall (25), and which extends along the end portion (S) to the trailing edge (17), as well as a predominantly radial central duct (34) located between the upper surface wall (21) and the middle contour (28), this central duct (34) collects air at the root (P) and passes between at least two of the three ducts (41, 42 , 43) of the middle contour (28) and directly supplies the cavity under the tip (36).