[0001] Le sujet de cette invention est un système de ventilation d'une paire de plates-formes
d'aubes juxtaposées.
[0002] Les systèmes de ventilation qu'on trouve dans les turbomachines servent généralement
à souffler un courant de gaz sur une portion de structure portée à une température
différente de ce gaz pour la protéger d'échauffements excessifs ou, dans certaines
applications, pour régler sa dilatation thermique et accomplir un réglage de jeu qui
améliore le rendement d'écoulement de la machine. On s'intéresse ici à la ventilation
de plates-formes d'aubes implantées côte à côte sur une même circonférence et qui
servent à couvrir les cavités séparant les portions inférieures des aubes, et à donner
un contour plus régulier à la veine d'écoulement de la machine. Les cavités peuvent
être mises à profit en y soufflant le gaz de ventilation. Toutefois, il sortirait
des cavités par les interstices de juxtaposition des plates-formes et aurait alors
peu d'effet. C'est pourquoi on dispose encore des moyens d'étanchéité placés sous
les plates-formes et qui obstruent les interstices de juxtaposition. Les pièces d'étanchéité
sont conçues pour laisser le gaz de ventilation arriver aux portions des plates-formes
qu'on souhaite ventiler ; ces portions sont munies d'orifices d'éventement que le
gaz traverse pour quitter les cavités. C'est surtout en parcourant ces orifices d'éventement
que le gaz produit l'échange thermique souhaité.
[0003] L'invention peut être tenue pour un perfectionnement du système décrit dans le brevet
français 2 758 855, où les pièces d'étanchéité sont des chemises métalliques formées
d'une tôle qui repose sous la face inférieure des plates-formes et que les forces
centrifuges produites sur les aubes mobiles pendant le fonctionnement de la machine
pressent contre les plates-formes. La tôle est munie de perçages que traverse le gaz
de ventilation pour parvenir aux plates-formes ; ces perçages débouchent dans des
fossettes collectrices creusées dans les plates-formes et qui constituent des extrémités
de serpentins, c'est-à-dire de conduits sinueux, encore creusés dans les plates-formes
et que les gaz de ventilation doivent parcourir pour atteindre les orifice d'éventement
traversant les plates-formes. L'échange de chaleur est accompli par convexion. On
a toutefois conclu que cette disposition n'était pas assez efficace.
[0004] L'objet de l'invention est donc d'améliorer la chemise d'étanchéité en tôle ou plaque
métallique de façon à accroître l'échange de chaleur redevable au gaz de ventilation,
sans compromettre l'étanchéité et en obtenant un amortissement satisfaisant des vibrations
des plates-formes d'aubes.
[0005] Selon l'invention, la chemise est munie de bossages à l'emplacement des perçages,
des chambres étant formées entre les plates-formes et les bossages, et les orifices
d'éventement débouchant dans les chambres. Il résulte de cela que le gaz de ventilation
traversant les perçages de la chemise est soufflé vers les plates-formes à une vitesse
qui accroît l'échange de chaleur grâce à l'impact contre les plates-formes qui est
réalisé.
[0006] Avantageusement, les bossages s'allongent parallèlement à une jonction des plates-formes
de manière à englober chacun plusieurs perçages ou plusieurs orifices d'éventement
; il est par ailleurs avantageux que les orifices d'éventement fassent respectivement
face aux perçages pour faciliter l'écoulement des gaz de ventilation.
[0007] Une réalisation possible de l'invention sera maintenant décrite en référence aux
figures, parmi lesquelles la figure 1 est une vue de face d'une paire d'aubes, et
la figure 2 est une vue en perspective du système.
[0008] Les aubes envisagées dans l'invention peuvent être des aubes mobiles de turbine,
notamment du premier étage d'une turbine à haute pression, qui sont soumises à des
échauffements très élevés de la chambre de combustion voisine, et qui sont insérées
dans des rainures d'un disque 1. Elles comprennent un pied 2 engagé dans une rainure
du disque 1, une échasse 3, et une pale 4 placée dans la veine d'écoulement des gaz
de combustion 5 et qui constitue la partie utile de l'aube. De plus, elles comprennent
une plate-forme 6 sensiblement en arc de cercle et qui s'étend autour de la jonction
de l'échasse 3 et de la pale 4. Les plates-formes 6 d'une paire d'aubes voisines se
juxtaposent en ne laissant subsister qu'un interstice 7 entre elles, qui unit la veine
5 à une cavité 8 délimitée par les plates-formes 6 et les échasses 3 des aubes adjacentes
et par le disque 1. Cet interstice 7 est fermé par une pièce d'étanchéité consistant
ici en une chemise 9 en tôle métallique disposée dans la cavité 8 et couvrant la face
inférieure des plates-formes 6 et l'interstice 7 d'une échasse 3 à l'autre.
[0009] Du gaz frais de ventilation est soufflé dans la cavité 8 par un conduit tel que 10
creusé à travers le pied 2 et l'échasse 3 d'une des aubes voisines ou par un trou
inter-aubes à l'amont de la cavité 8. Le gaz est ordinairement originaire des compresseurs
ou de la turbine. Mais comme les possibilités de construire le circuit du conduit
10 sont nombreuses et ont été abondamment décrites ailleurs, on ne les rappellera
pas ici. Des orifices d'éventement 11 traversent les plates-formes 6 aux endroits
sur lesquels il faut faire porter le refroidissement tout en permettant au gaz de
quitter la cavité 8 et de rejoindre la veine 5. La chemise 9 est munie de perçages
12 situés respectivement en face des orifices d'éventement 11 ; de plus, des bossages
13 sont formés sur la chemise 9 aux emplacements de ces perçages 12 afin de former
des chambres 14 entre eux et les plates-formes 6. On voit à la figure 2 que les bossages
13 ont une extension longitudinale parallèle à l'interstice 7 afin d'englober plusieurs
orifices d'éventement 11 et perçages 12.
[0010] Le but des bossages consiste en ce que le gaz de ventilation traversant les perçages
12 et soufflé vers les plates-formes 6 les refroidit par impact, plus fortement que
dans la conception antérieure où le refroidissement était réalisé par convection.
[0011] La chemise 9 épouse sensiblement la surface inférieure des plates-formes 6 hors des
bossages 12, sauf peut-être aux extrémités, qui peuvent être courbées. Elle est assez
souple pour bien reposer sous les plates-formes 6, avec une certaine pression, quand
les forces centrifuges provenant de la rotation du disque 1 lui sont appliquées, et
contribue alors à amortir leurs vibrations.
1. Système de ventilation d'une paire de plates-formes (6) d'aubes juxtaposées et couvrant
une cavité (8), comprenant des moyens (10) pour insuffler du gaz de ventilation dans
la cavité, une chemise (9) d'étanchéité disposée sous les plates-formes dans la cavité
et munie de perçages (12), et des orifices d'éventement (11) traversant les plates-formes,
caractérisé en ce que la chemise est munie de bossages (13) à l'emplacement des perçages (12), des chambres
(14) étant formées entre les plates-formes et les bossages, les orifices d'éventement
débouchant dans les chambres.
2. Système de ventilation d'une paire de plates-formes d'aubes suivant la revendication
1, caractérisé en ce que les bossages s'allongent parallèlement à une jonction (7) des plates-formes.
3. Système de ventilation d'une paire de plates-formes d'aubes suivant l'une quelconque
des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les orifices d'éventement (11) font respectivement face aux perçages (12).