Brevet FR2005832A1 — publié le 19691219

L'invention a pour ou jet des ailettes de guidage pour tuyère de moteur a turbine à 3az ou de réacteur Les ailettes de guidage pour tuyère sont généralement creuses, et re- froidies par un courant d'air qui passe autour du tube à flamme de l'équipement de combustion, et qui doit tourner de 900 pour pouvoir entrer dans l'intérieur creux des ailettes. Toutefois, comme i! est nécessaire de réaliser un refroidisse ment préférentiel du bord d'attaque des ailettes, l'air qui a pénétré dans l'in- térieur creux de ces dernières, doit tourner encore de 90 avant de frapper la surface interne du bord d'attaque.Ces deux déviations de SOO chacune impliquent de pertes de charge substuntielles, et sont, par conséquent, indésirables, Les ailettes de guidage pour tuyère selon l'invention sont caractérisées en ce qu'elies possèdent au moins une partie de couronne qui s'étend en amont du bord d'attaque de ces ailettes, cette partie, où chacune d'elles, présentant une ouverture qui permet, pendant le fonctionnement, le passage d'air de refroidissement en direction de la surface extérieure des bords d'attaque. Ainsi qu'on le comprendra, dans le cas d'ailettes conformes à l'invention, I'importance de la déviation que doit subir l'air de refroidissement pour pouvoir frapper le bord d'attaque des ailettes, est très peu élevée ; les pertes de charge sont donc substantiellement plus faibles que dans le cas d'une dispc sition classique. Les ailettes ont, de préférence, une partie de couronne telle que dé finie ci-dessus à chacune de leurs extrémités opposées, dans le sens radial, de façon à recevoir, pendant le fonctionnement, de l'air de refroidissement provenant de chacune de ces extrémités. La partie, ou chaque partie de couronne, peut présenter des ouvertures conçues de manière à diriger l'air de refroidissement avec une composante radiale suDstantielle d'écoulement sur le bord d'attaque en question. De préférerce, certaines au moins des ouvertures sont munies de tubes courts ajustés, qui ameliorent la pénéfration de l'air de refroidissement à l'intérieur du courant de gaz. Choque tube peut être fabriqué en nitrure de silicium. Le bord d'attaque peut être creusé de canaux, afin que l'air de refrai- dissement les emprunte, de façon préférentielle, avant de s'écouler sur le reste de 13ailette L'invention a ainsi pour objet un moteur à turbine à gaz comprenant une enveloppe extérieure, un équipement de combustion, à l'extrémité aval duquel est monté un rqng d'ailettes de guidage angulairement espacées, chaque ailette étant constituée comme défini ci-dessus1 I'enveloppe extérieure et l'équipement de combustion limitant un passage annulaire d'écoulement, dans lequel circule de l'air de refroidissement pendant le fonctionnement, ee passage communiquant avec la partie, ou chaque partie de couronne presentant des ouvertures. On donnera maintenant, uniquement-à titre d'exemple, une description d'un mode particulier de réalisation de l'invention ionse^réfSrm pour cela aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique, partiellement arrachée, d'un réac teur mini d'un équipement de combustion conforme à l'invention ; - la figure 2 montre, à une plus grande échelle, une partie de la strucw ture du réacteur de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue semblable à la figure 2, montrant une variante de réalisation. Sur la figure 1, on peut voir un réacteur 1 0, ayant une enveloppe 11, à l'intérieur de laquelle sont disposés en série, un ou plusieurs compresseurs 12, un équipement de combustion 13, et une ou plusieurs turbines 14, les gaz d'échappement des turbines étant dirigés vers l'atmosphère, à travers une tuyère 15. Comme on peut le voir sur la figure 2, I'équipement de combustion 1 3 comprend un tube à flamme annulaire 16, qui pourrait, cependant, etre l'un de plusieurs tubes à flamme du type boîte,espacés angulairement, ayant une paroi extérieure 17, et une paroi intérieure 18. A l'extrémité aval de l'équipement de combustion 113, est monté un rang d'ailettes de guidage 20, espacées angulaire ment , qui ont chacune un bord d'attaque 21, creusé de canaux, et qui peuvent etre, chacune, pleines ou creuses. Chacune des ailettes 20 est munie à ses extrémités opposées dans le sens radial, de parties de couronne 22, 23, situées en amont du bord d'attaque 21, et dans lesquelles se trouvent, respectivementr des passages obliques 24 et 25. La paroi 17 est espacée de l'enveloppe Il du réacteur, par un intervalle 26 qui est alimenté en air de refroidissement venant du compresseur 12. Un courant d'air de refroidissement, prélevé sur le compresseur 12, passe aussi sur la paroi intérieure 18. L'air qui a servi d refroidir les parois 17 et 18, est dirigé vers J1 aval par l'intermédiaire des passages 24 et 25, et, ainsi, sur les extrémi tés opposées dans le sens radial, de la surface extérieure du bord d'attaque 21 de chacune des ailettes 20. De cette façon, la vitesse de cet air de refroidissement a une composante substantiellement radiale, dirigée, sur chacun des bords d'attaque. En outre, ces derniers étant creusés de canaux, I'air de refroidissement circule de préférence à travers ces canaux, avant de déborder, et de se répandre sur le reste de l'ailette 20. La figure 3 représente une variante selon laquelle certains, au moins, et, de préfdrence, tous les passages 25, sont munis d'un tube court 30 correspondant, en nitrure de silicium, Les tubes 30 sont dirigés vers l'intérieur des parties 23 des couronnes et, grâce à l'obliquité des passages 25, ils sont, plus proches, axialement, des bords d'attaque 21. Selon une variante, ou en outre, certains, ou tous les passages 24 sont également munis de tubes 30, en nitrure de silicium. On a constaté que l'emploi des tubes 30 a pour conséquence une amélioration de la pénétration de l'air de refroidissement, à l'intérieur du courant de gaz. Ainsi, alors que, selon la technique classique de refroidissement des ailettes de guidage, on dirige de l'air vers l'intérieur de ces dernières, et on le fait tourner de 900, dans le cas de l'agencement représenté sur les dessins, les ailettes de guidage ne sont pas nécessairement creuses (bien qu'elles puissent l'entre si on le désire) et, comme représenté par les flèches de la figure 2, llim- portance de la déviation de l'air de refroidissement, pour que ce dernier, soit dirigé sur chacun des bords d'attaque 21, est beaucoup plus faible que dans le cas de la technique classique. Si les ailettes de guidage sont creuses, une fraction de l'air de refroidissement peut passer à l'intérieur mais, même dans ce cas, les pertes de charge sont plus faibles qu'antérieurement, pour un refroidissement équivalent. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède, mais elle en comprend, au contraire, toutes les variantes à la portée d'un homme de métier. REVENDICATIONS 1. Ailette de guidage pour tuyère, utilisable dans un moteur à turbine à gaz, ayant au'moins une partie de couronne, caractérisée en ce que cette partie ou chaque partie, de couronne s'étend en amont du bord d'attaque de l'ailette et présente une ouverture permettant, pendant le fonctionnement, à de l'air de refroidissement de passer en direction de la surface extérieure de ce bord d'attaque. 2. Ailette selon la-revendication 1, caractérisée en ce qu elle a une partie de couronne avancée à chacune de ses extrémités opposées, dans le sens radial, permettant de recevoir, pendant.le fonctionnement, de l'air de refroidissement venant de chacune de ses extrémités. 3. Ailette selon les revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que la partie, ou chaque partie, de couronne est percée, afin de diriger l'air de refroidissement avec une composante radiale substantielle d'écoulement sur le bord d'attaque. 4. Ailette selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que certaines au moins des ouvertures sont munies de tubes courts, et qui améliorent la pénétration de l'air de refroidissement dans le courant de gaz. 5. Ailette selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque tube est réalisé en nitrure de silicitnn. 6. Ailette selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le bord d'attaque est creusé de canaux, dans lesquels l'air de refroidissement est guidé, de façon préférentielle, avant de pouvoir se répandre sur le reste de l'ailette. 7. Moteur à turbine à gaz ou réacteur, comprenant une enveloppe extérieure, un équipement de combustion, à I'extrémit8 aval duquel est monté un rang d'ailettes de guidage de tuyère, espacées angulairement, caractérisé en ce que chaque ailette est du type défini plus haut, I'enveloppe extérieure et l'équipement de combustion limitant un passage annulaire d'écoulement, dans lequel circule de l'air de refroidissement, pendant le fonctionnement, d'une manière connue en soi, ce passage communiquant avec les ouvertures prévues dans la partie, ou chaque partie, de couronnes.