WO2014154997A1 - Diffuseur à ailettes d'un compresseur radial ou mixte - Google Patents

Diffuseur à ailettes d'un compresseur radial ou mixte Download PDF

Info

Publication number
WO2014154997A1
WO2014154997A1 PCT/FR2014/050693 FR2014050693W WO2014154997A1 WO 2014154997 A1 WO2014154997 A1 WO 2014154997A1 FR 2014050693 W FR2014050693 W FR 2014050693W WO 2014154997 A1 WO2014154997 A1 WO 2014154997A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
leading edge
diffuser
radial
trailing edge
rope
Prior art date
Application number
PCT/FR2014/050693
Other languages
English (en)
Inventor
Laurent Tarnowski
Nicolas BULOT
Original Assignee
Turbomeca
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Turbomeca filed Critical Turbomeca
Priority to RU2015146262A priority Critical patent/RU2651905C2/ru
Priority to ES14718669.6T priority patent/ES2606831T3/es
Priority to CN201480030172.1A priority patent/CN105247223B/zh
Priority to JP2016504723A priority patent/JP6367917B2/ja
Priority to KR1020157030921A priority patent/KR102196815B1/ko
Priority to CA2908081A priority patent/CA2908081C/fr
Priority to US14/780,881 priority patent/US9890792B2/en
Priority to EP14718669.6A priority patent/EP2978977B1/fr
Publication of WO2014154997A1 publication Critical patent/WO2014154997A1/fr

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/444Bladed diffusers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/10Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12Multi-stage pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/52Outlet

Definitions

  • the invention generally relates to gas turbine engines, and more particularly to a diffusion stage of a radial or mixed compressor of a gas turbine, as well as to an associated compressor.
  • a compressor comprises one or more rotating disks (rotor or wheel), bladed or not and one or more fixed vane wheels (rectifier stages).
  • a radial (or centrifugal) compressor has at least one radial compression stage, that is to say capable of producing a flow of gas perpendicular to the central axis of the compressor. It comprises at least one radial impeller which sucks the air axially, which, under the effect of the radial force, is accelerated, compressed and discharged radially. This air is then straightened in a diffuser (fixed blade) which transforms part of its speed into static pressure by slowing the gases at the exit of the wheel. The operation must take place with a minimum of total pressure loss while maintaining a satisfactory compressor stability level in order to maintain an acceptable pumping margin for the operation of the turbomachine.
  • the gases are then guided to the combustion chamber.
  • a mixed compressor (or helico-radial) has at least one compression stage inclined with respect to said central axis, so that the fluid leaves the compressor impeller at a non-zero angle with the radial direction.
  • a diffuser of a radial compressor is composed of a wheel formed of two flanges between which the gases flow radially or inclined from the center to the periphery.
  • the fins are distributed between the flanges along the wheel. These fins form a flow grid between the leading edges of these fins and the trailing edges.
  • the deflection of the air flow at the exit of the impeller by the fins of the diffuser can cause a detachment of the fluid on the lower surface or the upper surface of the fins, which detachment, as long as it is important, can lead to the stall. fluid and, consequently, pumping. It is known that this pumping phenomenon is harmful to the constituent elements of the compressor, so that we try to avoid it as far as possible.
  • the vanes of the diffuser are constructed from a lower surface and an extrados wall in the shape of a circular arc, and comprise a quasi-linear angle law.
  • An example of such a fin is illustrated in FIG.
  • these fins have a limitation in terms of diffusing capacity. Indeed, an increase in the diffusion by these fins causes a drop in isentropic efficiency and an increase in the instability of the compressor.
  • An object of the invention is to improve the performance and pumping margin of diffusers of radial and mixed compressors of the prior art.
  • the invention aims to provide a diffuser of a radial or mixed compressor capable of limiting the fall of the isentropic efficiency of the compressor and improve the ability to slow down and straighten the flow delivered by the impeller of the compressor while maintaining the stability of this flow.
  • the invention proposes a fin of a diffuser for a radial or mixed compressor of a motor, comprising a leading edge disposed opposite a gas flow, a trailing edge opposite the leading edge. , a lower side wall and an extrados side wall which connect the leading edge to the trailing edge.
  • the fin profile includes a camber line having at least two points of inflection between the leading edge and the trailing edge. The curvature of the intrados wall and the curvature of the extrados wall also substantially follow the curvature of the camber line, so that:
  • the intrados wall comprises, between the leading edge and the trailing edge, at least two convex parts separated by a concave part, and
  • the upper surface comprises, between the leading edge and the trailing edge, at least two concave parts separated by a convex part, and the profile defines a rope which extends between the leading edge and the edge; leakage, and the convex portions of the intrados wall and the concave portions of the extrados wall extend at least partially on the same side of said rope.
  • the invention also proposes a diffuser comprising at least one fin as described above, as well as a radial or mixed compressor comprising such a diffuser, and an engine comprising such a compressor.
  • FIG. 1 illustrates an example of blade profile of a diffuser according to the prior art
  • FIG. 2 illustrates an example of blade profile of a diffuser according to the invention
  • FIG. 3 is a detailed view of a blade of FIG. 2, on which a rope and a median line of the blade have been represented, and
  • FIG. 4 illustrates an example of an engine that can comprise a diffuser according to the invention.
  • a radial diffuser according to the present invention is particularly intended to be used with a compressor 2 of radial or mixed type.
  • FIG. 4 is a partial sectional view of a motor 1 comprising a radial compressor 2.
  • a gas flow F is first drawn into an air inlet sleeve and then compressed between the blades 3a of a compressor wheel 3 radial 2 and its housing.
  • the compressor 2 is of axial symmetry around an axis X.
  • the compressed gas flow F then exits radially from the wheel 3. If the compressor 2 was mixed, the gas flow would exit inclined at a non-zero angle with respect to a radial direction to the X axis.
  • the compressed air leaves the wheel 3 radially while having a kinetic moment and passes through a diffuser 5.
  • the role of the diffuser 5 is to convert a portion of the kinetic energy of the gas from the compressor 2 in static pressure by slowing the speed of gases, and straighten the flow from the wheel 3. It comprises for this a plurality of fins 10 arranged along its circumference, which extend between a front flange 5a and a rear flange 5b.
  • Each of the fins 10 has, in known manner, a leading edge 1 1 arranged opposite a gas flow, a trailing edge 12 opposite to the leading edge 1 1, an extrados side wall 13 and a side wall 14 that connect the leading edge 1 1 to the trailing edge 12.
  • the front flanges 5a and rear 5b may be planar.
  • at least one of the flanges 5a, 5b may comprise, in the space they define between them, at least one zone with alternating curvature between two fins 10, so that the air stream may comprise evolutionary head and foot meridians.
  • the flanges 5a, 5b may be evolutionary shapes axisymmetric.
  • front flanges 5a and 5b rear can be arranged to allow suction and blowing into the diffuser 5.
  • At least one of the fins 10 of the diffuser 5, preferably all of the fins 10, comprises, from upstream to downstream in the direction of the gas flow:
  • a first so-called capture zone whose shape is configured to adapt to the upstream flow
  • the fin 10 comprises a profile whose camber line 15 has at least two points of inflection 11, 12 between its leading edge 11 and its trailing edge 12, that is to say at least two changes of concavity.
  • the inflection points 11, 12 together define the capture zone, which comprises the portion of the fin 10 extending upstream of the first point of inflection 11, of the diffusion zone, which comprises the part of the fin 10 extending downstream of the second point of inflection 12.
  • the inflection points 11, 12 are situated between 10% and 90% of the cord 16, preferably between 30% and 70%. %.
  • a first 11 of the inflection points may be between 35% and 55% of the cord 16, while the second inflection point 12 is between 55% and 65% of the cord 16.
  • the inflection 11, 12 may be arranged symmetrically with respect to the center of the rope 16.
  • the profile of the fin 10 may comprise more points of inflection 11, 12.
  • the camber line 15 presents successively at least, between the leading edge 1 1 and the trailing edge 12, a first concavity, a second concavity different from the first concavity, then a third concavity.
  • the points of inflection 11, 12 are symmetrical relative to the center of the rope 16, the second concavity is then centered in the fin 10.
  • the intrados wall 14 and the extrados wall 13 substantially follow the curvature of the camber line 15, and therefore have as many points of inflection 11, 12.
  • the intrados wall 14 and the extrados wall 13 therefore comprise two inflection points 11, 12.
  • the intrados wall 14 comprises a convex portion 14 a between the leading edge 11 and the first point of inflection, then a concave portion 14b between the two points of inflection 11, 12, and a convex portion 14c between the second point of inflection and the trailing edge 12.
  • the upper surface 13 as for it comprises a concave part 13a between the leading edge 1 1 and the first point of inflection, then a convex part 13b between the two points of inflection 11, 12, and then a concave part 13c between the second inflection point and the trailing edge 12.
  • camber line 15 extends between the intrados wall 14 and the rope 16.
  • the line of camber 15 and the intrados wall 14 extend away from the rope 16.
  • the concave areas of the upper wall 13 pass through the rope 16, and are therefore at least partially on the same side as the line of camber 15 of said rope 16.
  • the leading edge 11 and the trailing edge 12 are oriented in the same general direction with respect to the flow. gases that are usually encountered in conventional diffusers, thereby preserving the neck section, i.e., the fluid inlet section between two adjacent fins. In this way, the stability of the diffuser 5 is maintained while improving the diffusion of the flow.
  • the angle of attack ⁇ (which corresponds to the angle between the tangent to the camber line 15 at the leading edge 11 and the rope 16) may be substantially identical to that of the conventional fins. For example, the angle of attack may be between about 0 ° and about 45 °.
  • the presence of the second inflection point 12 makes it possible to modify the shape of the fins 10 in their diffusion zone to increase the efficiency of the diffuser 5, without modifying the shape of the capture zone. Indeed, it is now possible to increase the angle between the camber line 15 at the trailing edge 12 and the rope 16, regardless of the shape of the capture area, which allows to straighten more strongly. the flow of gases and therefore increase the static pressure and the total pressure ratio iso-heating output of the diffuser 5, and thus improve the isentropic efficiency of the diffuser 5 while maintaining the margin pumping and therefore the stability compressor 2.
  • the camber line 15 of the fin profile 10 comprises at least two inflection points 11, 12.
  • the number of inflection points 11, 12 can be even in order to maintain the orientation. general of the leading edge 1 1 and the trailing edge 12 relative to the flow, and thus to preserve section at the neck.
  • the corresponding camber line 15 again extends between the intrados wall 14 and the rope 16, so that at any point between the leading edge 11 and the edge 12, the camber line 15 and the intrados wall 14 extend at a distance from the rope 16, and the concave zones of the extrados wall 13 pass through the rope 16.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

L'invention concerne uneailette (10) d'un diffuseur (5) pour un compresseur (2) radial ou mixte d'un moteur (1), comprenant un bord d'attaque (11) disposé en regard d'unécoulement degaz,un bord de fuite (12)opposé au bord d'attaque (11), d'une paroilatérale d'extrados(13)et d'une paroilatérale d'intrados(14) quirelient le bord d'attaque (11)au bord de fuite (12), et un profil dont une ligne de cambrure (15) présentant au moins deux points d'inflexion (I1, I2) entre le bord d'attaque (11) et le bord de fuite (12).L'invention concerne également un diffuseur radial(2)associé.

Description

DIFFUSEUR A AILETTES D'UN COMPRESSEUR RADIAL OU MIXTE
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne de manière générale les moteurs à turbine à gaz, et plus particulièrement un étage de diffusion d'un compresseur radial ou mixte d'une turbine à gaz, ainsi qu'à un compresseur associé.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Un compresseur comprend un ou plusieurs disques tournants (rotor ou rouet), aubagés ou non et une ou plusieurs roues à aubes fixes (étages redresseurs).
Un compresseur radial (ou centrifuge) possède au moins un étage de compression radial, c'est-à-dire apte à réaliser un écoulement de gaz perpendiculaire à l'axe central du compresseur. Il comprend au moins un rouet à pales radiales qui aspirent l'air axialement, qui, sous l'effet de la force radial, est accéléré, comprimé et refoulé radialement. Cet air est ensuite redressé dans un diffuseur (aubage fixe) qui transforme une partie de sa vitesse en pression statique en ralentissant les gaz en sortie du rouet. L'opération doit se dérouler avec un minimum de perte de pression totale tout en maintenant un niveau de stabilité du compresseur satisfaisant afin de maintenir une marge au pompage acceptable pour le fonctionnement de la turbomachine.
Les gaz sont alors guidés vers la chambre de combustion.
Un compresseur mixte (ou hélico-radial) possède au moins un étage de compression incliné par rapport audit axe central, de sorte que le fluide sort du rouet du compresseur en faisant un angle non nul avec la direction radiale.
Un diffuseur d'un compresseur radial est composé d'une roue formée de deux flasques entre lesquelles s'écoulent les gaz de manière radiale ou inclinée à partir du centre vers la périphérie. Des ailettes sont réparties entre les flasques tout le long de la roue. Ces ailettes forment une grille d'écoulement entre les bords d'attaque de ces ailettes et les bords de fuite. Cependant, la déviation du flux d'air en sortie du rouet par les ailettes du diffuseur peut provoquer un décollement du fluide sur l'intrados ou l'extrados des ailettes, lequel décollement, dès lors qu'il est important, peut conduire au décrochage du fluide et, par suite, au pompage. Il est connu que ce phénomène de pompage est néfaste pour les éléments constitutifs du compresseur, en sorte qu'on cherche à l'éviter dans la mesure du possible.
Habituellement, les ailettes du diffuseur sont construites à partir d'une paroi intrados et d'une paroi extrados en forme d'arc de cercle, et comprennent une loi d'angle quasi linéaire. Un exemple d'une telle ailette est illustré en figure 1 . Cependant, ces ailettes présentent une limitation en termes de capacité diffusante. En effet, une augmentation de la diffusion par ces ailettes provoque une chute de rendement isentropique et un accroissement de l'instabilité du compresseur.
II a été proposé dans le document WO 2012/019650 un diffuseur pour un compresseur radial comprenant des ailettes conformes au préambule de la revendication 1 . En particulier, ce document décrit des ailettes dont le profil présente une ligne de cambrure définie par une fonction ayant un point d'inflexion. La ligne de cambrure présente à cet effet une forme de « S », et permet de distribuer les charges le long du profil de l'ailette, avec un faible chargement dans la zone du bord d'attaque, qui augmente progressivement jusqu'au point d'inflexion de l'ailette où il devient maximal. Cependant, la mise en œuvre d'une ailette présentant un tel profilé en « S » nécessite de restreindre la section au col du diffuseur (c'est- à-dire la section d'entrée du fluide). Ceci a pour effet de décaler la caractéristique Débit/Taux vers de plus faibles débits, et réduit le débit de blocage aérodynamique du diffuseur.
Des ailettes de profilé similaire en forme de « S » ont également été décrites dans le document JP 201 1 -252424. En particulier, les ailettes de ce document sont configurées de sorte qu'un angle formé entre la ligne de courbure et le profilé circonférentiel augmente, puis diminue, puis augmente à nouveau entre le bord d'attaque et le bord de fuite de l'ailette. Ici encore, la section au col du diffuseur doit donc être restreinte, ce qui a pour effet réduire la stabilité du diffuseur.
RESUME DE L'INVENTION
Un objectif de l'invention est d'améliorer les performances et la marge au pompage des diffuseurs des compresseurs radiaux et mixtes de l'art antérieur.
En particulier, l'invention a pour objectif de proposer un diffuseur d'un compresseur radial ou mixte capable de limiter la chute du rendement isentropique du compresseur et d'améliorer la capacité à ralentir et à redresser l'écoulement délivré par le rouet du compresseur tout en maintenant la stabilité de cet écoulement.
Pour cela, l'invention propose une ailette d'un diffuseur pour un compresseur radial ou mixte d'un moteur, comprenant un bord d'attaque disposé en regard d'un écoulement de gaz, un bord de fuite opposé au bord d'attaque, d'une paroi latérale d'intrados et d'une paroi latérale d'extrados qui relient le bord d'attaque au bord de fuite. Le profil de l'ailette comprend une ligne de cambrure présentant au moins deux points d'inflexion entre le bord d'attaque et le bord de fuite. La courbure de la paroi d'intrados et la courbure de la paroi d'extrados suivent par ailleurs sensiblement la courbure de la ligne de cambrure, de sorte que :
- la paroi d'intrados comprend, entre le bord d'attaque et le bord de fuite, au moins deux parties convexes séparées par une partie concave, et
- la paroi d'extrados comprend, entre le bord d'attaque et le bord de fuite, au moins deux parties concaves séparées par une partie convexe, et le profil définit une corde qui s'étend entre le bord d'attaque et le bord de fuite, et les parties convexes de la paroi d'intrados et les parties concaves de la paroi d'extrados s'étendent au moins partiellement du même côté de ladite corde. L'invention propose également un diffuseur comprenant au moins une ailette comme décrit ci-dessus, ainsi qu'un compresseur radial ou mixte comprenant un tel diffuseur, et un moteur comprenant un tel compresseur. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
La figure 1 illustre un exemple de profil de pales d'un diffuseur conforme à l'art antérieur,
La figure 2 illustre un exemple de profil de pales d'un diffuseur conforme à l'invention,
La figure 3 est une vue en détail d'une pale de la figure 2, sur laquelle a été représentée une corde et une ligne médiane de la pale, et
La figure 4 illustre un exemple de moteur pouvant comprendre un diffuseur conforme à l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
Un diffuseur radial selon la présente invention est notamment destiné à être utilisé avec un compresseur 2 de type radial ou mixte.
La figure 4 est une coupe partielle d'un moteur 1 comportant un compresseur radial 2. Un flux gazeux F est d'abord aspiré dans une manche d'entrée d'air, puis comprimé entre les pales 3a d'un rouet 3 du compresseur radial 2 et son carter. Le compresseur 2 est de symétrie axiale autour d'un axe X. Le flux gazeux F comprimé sort alors radialement du rouet 3. Si le compresseur 2 était mixte, le flux gazeux sortirait incliné selon un angle non nul par rapport à une direction radiale à l'axe X.
L'air comprimé sort radialement du rouet 3 tout en présentant un moment cinétique et passe dans un diffuseur 5. Le rôle du diffuseur 5 est de convertir une partie de l'énergie cinétique des gaz en provenance du compresseur 2 en pression statique en ralentissant la vitesse des gaz, et de redresser l'écoulement issu du rouet 3. Il comprend pour cela une pluralité d'ailettes 10 disposées selon sa circonférence, qui s'étendent entre un flasque avant 5a et un flasque arrière 5b. Chacune des ailettes 10 présente, de manière connue, un bord d'attaque 1 1 disposé en regard d'un écoulement de gaz, un bord de fuite 12 opposé au bord d'attaque 1 1 , une paroi latérale d'extrados 13 et une paroi latérale d'intrados 14 qui relient le bord d'attaque 1 1 au bord de fuite 12.
Les flasques avant 5a et arrière 5b peuvent être plans. En variante, l'un au moins des flasques 5a, 5b peut comprendre, dans l'espace qu'ils définissent entre eux, au moins une zone à courbure alternée entre deux ailettes 10, de sorte que la veine d'air peut comprendre des méridiennes tête et pied évolutives. On pourra se référer au document FR 2 976 633 au nom de la Demanderesse pour plus de détail sur les flasques avant 5a et/ou arrière 5b présentant une telle courbure alternée.
Selon une autre variante encore, les flasques 5a, 5b peuvent être à formes évolutives axisymétriques.
Par ailleurs, les flasques avant 5a et arrière 5b peuvent être aménagés de manière à permettre l'aspiration et le soufflage dans le diffuseur 5.
Au moins l'une des ailettes 10 du diffuseur 5, de préférence l'ensemble des ailettes 10, comprend, d'amont en aval dans le sens de l'écoulement des gaz :
- une première zone, dite de captation, dont la forme est configurée pour s'adapter à l'écoulement amont, et
- une deuxième zone, dite de diffusion, dont la forme est configurée pour redresser plus fortement l'écoulement en provenance de la zone de captation, afin d'obtenir une pression statique plus importante en sortie du diffuseur 5 et de faciliter l'alimentation de la pièce aval, généralement un diffuseur 5 axial. L'ailette 10 comprend un profil dont la ligne de cambrure 15 présente au moins deux points d'inflexion 11 , 12 entre son bord d'attaque 1 1 et son bord de fuite 12, c'est-à-dire au moins deux changements de concavité.
Dans ce qui suit, on comprendra par « point d'inflexion » un point d'une courbe au niveau duquel la courbe traverse sa tangente. Par ailleurs, par profil de l'ailette 10, on comprendra ici une section transversale de l'ailette 10, c'est-à-dire une section de l'ailette 10 selon un plan globalement perpendiculaire à l'extrados 13 et à l'intrados 14 de l'ailette 10. Enfin, la « ligne de cambrure 15 » du profil correspond à la ligne fictive qui comprend l'ensemble des points équidistants de l'extrados 13 et de l'intrados 14 de l'ailette 10, tandis que la « corde 16 » correspond au segment qui a pour extrémités le bord d'attaque 1 1 et le bord de fuite 12.
Les points d'inflexion 11 , 12 délimitent ensemble la zone de captation, qui comprend la partie de l'ailette 10 s'étendant en amont du premier point d'inflexion 11 , de la zone de diffusion, qui comprend la partie de l'ailette 10 qui s'étend en aval du deuxième point d'inflexion 12.
De préférence, afin d'optimiser la stabilité du diffuseur 5 et la pression statique en sortie du diffuseur 5, les points d'inflexion 11 , 12 sont situés entre 10% et 90% de la corde 16, de préférence entre 30% et 70%. Par exemple, un premier 11 des points d'inflexion peut être situé entre 35% et 55% de la corde 16, tandis que le deuxième point d'inflexion 12 est situé entre 55% et 65% de la corde 16. Les points d'inflexion 11 , 12 peuvent en particulier être disposés symétriquement par rapport au centre de la corde 16.
En variante, le profil de l'ailette 10 peut comprendre davantage de points d'inflexion 11 , 12.
Ainsi, la ligne de cambrure 15 présente successivement au moins, entre le bord d'attaque 1 1 et le bord de fuite 12, une première concavité, une deuxième concavité différente de la première concavité, puis une troisième concavité. Lorsque les points d'inflexion 11 , 12 sont symétriques par rapport au centre de la corde 16, la deuxième concavité est alors centrée dans l'ailette 10.
Selon une forme de réalisation, la paroi d'intrados 14 et la paroi d'extrados 13 suivent sensiblement la courbure de la ligne de cambrure 15, et présentent donc autant de points d'inflexion 11 , 12.
Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 2 et 3, la paroi d'intrados 14 et la paroi d'extrados 13 comprennent donc deux points d'inflexion 11 , 12. La paroi d'intrados 14 comprend une partie convexe 14a entre le bord d'attaque 1 1 et le premier point d'inflexion, puis une partie concave 14b entre les deux points d'inflexion 11 , 12, puis une partie convexe 14c entre le deuxième point d'inflexion et le bord de fuite 12. La paroi d'extrados 13 quant à elle comprend une partie concave 13a entre le bord d'attaque 1 1 et le premier point d'inflexion, puis une partie convexe 13b entre les deux points d'inflexion 11 , 12, puis une partie concave 13c entre le deuxième point d'inflexion et le bord de fuite 12.
Par ailleurs, la ligne de cambrure 15 s'étend entre la paroi d'intrados 14 et la corde 16. En d'autres termes, en tout point entre le bord d'attaque 1 1 et le bord de fuite 12, la ligne de cambrure 15 et la paroi d'intrados 14 s'étendent à distance de la corde 16. De plus, les zones concaves de la paroi d'extrados 13 traversent la corde 16, et se trouvent par conséquent au moins partiellement du même côté que la ligne de cambrure 15 de ladite corde 16.
Grâce à cette configuration, rendue possible par les deux points d'inflexion 11 , 12 de la ligne de cambrure 15, le bord d'attaque 1 1 et le bord de fuite 12 sont orientés dans le même sens général par rapport à l'écoulement des gaz que celui rencontré habituellement dans les diffuseurs 5 conventionnels, ce qui permet de préserver la section au col, c'est-à-dire la section d'entrée du fluide entre deux ailettes 10 adjacentes. De la sorte, la stabilité du diffuseur 5 est conservée tout en améliorant la diffusion de l'écoulement. L'angle d'attaque a (qui correspond à l'angle entre la tangente à la ligne de cambrure 15 au niveau du bord d'attaque 1 1 et la corde 16) peut être sensiblement identique à celui des ailettes 10 conventionnelles. Par exemple, l'angle d'attaque a peut être compris entre environ 0° et environ 45°. De la sorte, il est possible de conserver sensiblement la forme des ailettes 10 de diffuseurs 5 conventionnelles dans leur zone de captation, ce qui permet de préserver la stabilité de l'écoulement. De plus, la présence du deuxième point d'inflexion 12 permet de modifier la forme des ailettes 10 dans leur zone de diffusion pour augmenter le rendement du diffuseur 5, sans pour autant modifier la forme de la zone de captation. En effet, il est à présent possible d'augmenter l'angle entre la ligne de cambrure 15 au niveau du bord de fuite 12 et la corde 16, indépendamment de la forme de la zone de captation, ce qui permet de redresser plus fortement l'écoulement des gaz et donc d'augmenter la pression statique et le taux de pression totale à iso-échauffement en sortie du diffuseur 5, et donc d'améliorer le rendement isentropique du diffuseur 5 tout en maintenant la marge au pompage et donc la stabilité du compresseur 2.
Comme indiqué précédemment, la ligne de cambrure 15 du profil de l'ailette 10 comprend au moins deux points d'inflexion 11 , 12. De préférence, le nombre de points d'inflexion 11 , 12 peut être pair afin de conserver l'orientation générale du bord d'attaque 1 1 et du bord de fuite 12 par rapport à l'écoulement, et donc de préserver section au col. Par ailleurs, selon une forme de réalisation, la ligne de cambrure 15 correspondante s'étend ici encore entre la paroi d'intrados 14 et la corde 16, de sorte que, en tout point entre le bord d'attaque 1 1 et le bord de fuite 12, la ligne de cambrure 15 et la paroi d'intrados 14 s'étendent à distance de la corde 16, et les zones concaves de la paroi d'extrados 13 traversent la corde 16.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Ailette (10) d'un diffuseur (5) pour un compresseur (2) radial ou mixte d'un moteur (1 ), comprenant un bord d'attaque (1 1 ) disposé en regard d'un écoulement de gaz, un bord de fuite (12) opposé au bord d'attaque
(1 1 ) , d'une paroi latérale d'extrados (13) et d'une paroi latérale d'intrados (14) qui relient le bord d'attaque (1 1 ) au bord de fuite (12),
l'ailette (10) comprenant un profil dont une ligne de cambrure (15) présente au moins deux points d'inflexion (11 , 12) entre le bord d'attaque (1 1 ) et le bord de fuite (12),
l'ailette étant caractérisée en ce que la courbure de la paroi d'intrados (14) et la courbure de la paroi d'extrados (13) suivent sensiblement la courbure de la ligne de cambrure (15), de sorte que :
- la paroi d'intrados (14) comprend, entre le bord d'attaque (1 1 ) et le bord de fuite (12), au moins deux parties convexes (14a, 14c) séparées par une partie concave (14b), et
- la paroi d'extrados (13) comprend, entre le bord d'attaque (1 1 ) et le bord de fuite (12), au moins deux parties concaves (13a, 13c) séparées par une partie convexe (13b),
et en ce que le profil définit une corde (16) qui s'étend entre le bord d'attaque (1 1 ) et le bord de fuite (12), et les parties convexes (14a, 14c) de la paroi d'intrados (14) et les parties concaves (13a, 13c) de la paroi d'extrados (13) s'étendent au moins partiellement du même côté de ladite corde (16).
2. Ailette (10) selon la revendication 1 , dans laquelle le profil définit une corde (16) qui s'étend entre le bord d'attaque (1 1 ) et le bord de fuite
(12) et, en tout point entre le bord d'attaque (1 1 ) et le bord de fuite (12), ladite corde (16) est située à distance de la ligne de cambrure (15).
3. Ailette (10) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle le profil définit une corde (16) qui s'étend entre le bord d'attaque (1 1 ) et le bord de fuite (12), et les points d'inflexion (11 , 12) sont situés entre 10% et 90% de ladite corde (16).
4. Ailette (10) selon la revendication 3, dans laquelle un premier (11 ) desdits points d'inflexion est situé entre 35% et 55% de la corde (16), et un deuxième (12) desdits points d'inflexion est situé entre 55% et 65% de ladite corde (16).
5. Ailette (10) selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant un angle d'attaque (a) compris entre environ 0° et environ 45°.
6. Diffuseur (5) d'un compresseur radial ou mixte d'un moteur (1 ), comprenant au moins une ailette (10) selon l'une des revendications 1 à 5.
7. Compresseur (2) radial ou mixte d'un moteur (1 ), comprenant un diffuseur (5) selon la revendication 6.
8. Moteur (1 ), comprenant un compresseur (2) radial ou mixte selon la revendication 7.
PCT/FR2014/050693 2013-03-28 2014-03-25 Diffuseur à ailettes d'un compresseur radial ou mixte WO2014154997A1 (fr)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015146262A RU2651905C2 (ru) 2013-03-28 2014-03-25 Лопаточный диффузор радиального или диагонального компрессора
ES14718669.6T ES2606831T3 (es) 2013-03-28 2014-03-25 Aleta para difusor de un compresor radial o mixto
CN201480030172.1A CN105247223B (zh) 2013-03-28 2014-03-25 具有轮叶的径流式或混流式压缩机扩散器
JP2016504723A JP6367917B2 (ja) 2013-03-28 2014-03-25 ベーンを有するラジアルまたは混流圧縮機ディフューザ
KR1020157030921A KR102196815B1 (ko) 2013-03-28 2014-03-25 베인을 갖는 반경류 또는 혼류 압축기 디퓨저
CA2908081A CA2908081C (fr) 2013-03-28 2014-03-25 Diffuseur a ailettes d'un compresseur radial ou mixte
US14/780,881 US9890792B2 (en) 2013-03-28 2014-03-25 Radial or mixed-flow compressor diffuser having vanes
EP14718669.6A EP2978977B1 (fr) 2013-03-28 2014-03-25 Ailette pour diffuseur d'un compresseur radial ou mixte

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1352829 2013-03-28
FR1352829A FR3003908B1 (fr) 2013-03-28 2013-03-28 Diffuseur a ailettes d un compresseur radial ou mixte

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014154997A1 true WO2014154997A1 (fr) 2014-10-02

Family

ID=48901098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2014/050693 WO2014154997A1 (fr) 2013-03-28 2014-03-25 Diffuseur à ailettes d'un compresseur radial ou mixte

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9890792B2 (fr)
EP (1) EP2978977B1 (fr)
JP (1) JP6367917B2 (fr)
KR (1) KR102196815B1 (fr)
CN (1) CN105247223B (fr)
CA (1) CA2908081C (fr)
ES (1) ES2606831T3 (fr)
FR (1) FR3003908B1 (fr)
PL (1) PL2978977T3 (fr)
RU (1) RU2651905C2 (fr)
WO (1) WO2014154997A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2674844C2 (ru) * 2014-10-21 2018-12-13 Сименс Акциенгезелльшафт Радиальный компрессор

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015107907A1 (de) * 2015-05-20 2016-11-24 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Ebenes Strömungsleitgitter
US9732775B2 (en) * 2015-06-24 2017-08-15 The Boeing Company Flow straightener apparatus and systems for ducted air
KR101848437B1 (ko) * 2017-03-28 2018-04-13 한국과학기술연구원 신축성 가변형 디퓨저 베인이 구비된 원심형 터보 기계
KR102083168B1 (ko) * 2017-11-07 2020-03-02 주식회사 에어로네트 주 날개 및 보조 날개를 구비한 임펠러
KR102427392B1 (ko) * 2018-01-24 2022-07-29 한화에어로스페이스 주식회사 압축기용 디퓨저
US11421708B2 (en) 2018-03-16 2022-08-23 Carrier Corporation Refrigeration system mixed-flow compressor
KR102095835B1 (ko) 2019-01-25 2020-04-01 (주)대주기계 파형 회전실린더를 가지는 산업용 디퓨저
US10989219B2 (en) 2019-02-04 2021-04-27 Honeywell International Inc. Diffuser assemblies for compression systems
US11098730B2 (en) * 2019-04-12 2021-08-24 Rolls-Royce Corporation Deswirler assembly for a centrifugal compressor
CN112651117B (zh) * 2020-12-21 2023-03-28 贵州电网有限责任公司 一种水电机组导叶动态分段关闭方法
CN113339267B (zh) * 2021-06-17 2022-07-26 清华大学 一种弓形高能量密度叶片设计方法及其设计的叶片泵

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2299124A1 (fr) * 2009-09-04 2011-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Aube de rotor pour un compresseur axial
WO2011128587A1 (fr) * 2010-04-14 2011-10-20 Turbomeca Procédé d'adaptation de débit d'air de turbomachine à compresseur centrifuge et diffuseur de mise en oeuvre
JP2011252424A (ja) 2010-06-01 2011-12-15 Hitachi Plant Technologies Ltd ターボ形流体機械
EP2402558A1 (fr) * 2010-06-25 2012-01-04 Honeywell International, Inc. Aubes pour diriger l'échappement vers une roue de turbine
WO2012019650A1 (fr) 2010-08-12 2012-02-16 Nuovo Pignone S.P.A. Aube de diffuseur radiale destinée à des compresseurs centrifuges
FR2976633A1 (fr) 2011-06-20 2012-12-21 Turbomeca Procede de diffusion d'un etage de compression d'une turbine a gaz et etage de diffusion de mise en oeuvre

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3298636A (en) * 1965-01-15 1967-01-17 Arnholdt Eric Airfoil
SU1409785A2 (ru) * 1986-12-23 1988-07-15 Университет дружбы народов им.Патриса Лумумбы Лопаточный диффузор центробежного компрессора
US5395071A (en) * 1993-09-09 1995-03-07 Felix; Frederick L. Airfoil with bicambered surface
JP3948785B2 (ja) * 1996-05-17 2007-07-25 カルソニックカンセイ株式会社 遠心多翼ファン
FR2937385B1 (fr) * 2008-10-17 2010-12-10 Turbomeca Diffuseur muni d'aubes a orifices
CN101865145B (zh) * 2009-04-20 2012-09-19 日立空调·家用电器株式会社 电动鼓风机、搭载电动鼓风机的电动吸尘器及其制造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2299124A1 (fr) * 2009-09-04 2011-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Aube de rotor pour un compresseur axial
WO2011128587A1 (fr) * 2010-04-14 2011-10-20 Turbomeca Procédé d'adaptation de débit d'air de turbomachine à compresseur centrifuge et diffuseur de mise en oeuvre
JP2011252424A (ja) 2010-06-01 2011-12-15 Hitachi Plant Technologies Ltd ターボ形流体機械
EP2402558A1 (fr) * 2010-06-25 2012-01-04 Honeywell International, Inc. Aubes pour diriger l'échappement vers une roue de turbine
WO2012019650A1 (fr) 2010-08-12 2012-02-16 Nuovo Pignone S.P.A. Aube de diffuseur radiale destinée à des compresseurs centrifuges
FR2976633A1 (fr) 2011-06-20 2012-12-21 Turbomeca Procede de diffusion d'un etage de compression d'une turbine a gaz et etage de diffusion de mise en oeuvre

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2674844C2 (ru) * 2014-10-21 2018-12-13 Сименс Акциенгезелльшафт Радиальный компрессор
US10634156B2 (en) 2014-10-21 2020-04-28 Siemens Aktiengesellschaft Centrifugal compressor

Also Published As

Publication number Publication date
ES2606831T3 (es) 2017-03-28
JP2016514791A (ja) 2016-05-23
EP2978977A1 (fr) 2016-02-03
CA2908081C (fr) 2020-11-24
PL2978977T3 (pl) 2017-02-28
KR20150138291A (ko) 2015-12-09
CN105247223B (zh) 2017-05-17
JP6367917B2 (ja) 2018-08-01
KR102196815B1 (ko) 2020-12-30
RU2651905C2 (ru) 2018-04-24
CA2908081A1 (fr) 2014-10-02
RU2015146262A3 (fr) 2018-03-01
FR3003908A1 (fr) 2014-10-03
US20160053774A1 (en) 2016-02-25
FR3003908B1 (fr) 2017-07-07
EP2978977B1 (fr) 2016-10-19
RU2015146262A (ru) 2017-05-04
US9890792B2 (en) 2018-02-13
CN105247223A (zh) 2016-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2978977B1 (fr) Ailette pour diffuseur d'un compresseur radial ou mixte
EP1916385B1 (fr) Nageoire de plateforme de soufflante
CA2826153C (fr) Ensemble pale-plateforme pour ecoulement subsonique
EP2268926B1 (fr) Carter pour roue a aubes mobiles de turbomachine
EP2710268A1 (fr) Procédé de soufflage dans un diffuseur de turbine à gaz et diffuseur correspondant
EP2438306B1 (fr) Rouet centrifuge de compresseur.
FR3081185A1 (fr) Element de stator de turbomachine
EP3607211B1 (fr) Diffuseur axial renforcé
FR2958346A1 (fr) Compresseur de turbomachine
FR3062431A1 (fr) Pale de rouet pour turbomachine, comprenant une ailerette a son sommet et au bord d'attaque
EP2582986B1 (fr) Couplage aérodynamique entre deux rangées annulaires d'aubes fixes dans une turbomachine
EP2721305B1 (fr) Procédé de diffusion d'un étage de compression d'une turbine a gaz et étage de diffusion de mise en oeuvre
FR3089576A1 (fr) Rouet centrifuge
WO2013132190A1 (fr) Générateurs de vortex placés dans le canal inter-aubes d'un redresseur de compresseur
FR3065759A1 (fr) Rouet centrifuge pour turbomachine
WO2024033065A1 (fr) Aube à calage variable de stator de turbomachine d'aéronef et turbomachine d'aéronef
WO2021156577A1 (fr) Aube de rotor pour une turbomachine
FR3027354B1 (fr) Roue a aubes comprenant des percages entre l'intrados et l'extrados de l'aube et moteur associe
FR3009348B1 (fr) Diffuseur pour un compresseur radial ou mixte d'un moteur comprenant un flasque dont une partie est mobile

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14718669

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2908081

Country of ref document: CA

Ref document number: 2016504723

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14780881

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157030921

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014718669

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014718669

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015146262

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A