Brevet FR2290573A1 — publié le 19760604

L'invention se rapporte à une ailette directrice destinée à oetie turbine à gaz, balayée par de l'air de refroidissement et se composant d'une enveloppe extérieure et d'au @oins une pièce rapportée intérieure, celle-ci prenant appui contre des saillies de la surface intérieure de l'enveloppe qui forment entre elles des canaux de circulation de l'air de refroidissement qui communiquent wec le volume interne de la pièce rapportée dans la zone eu boL-d d'attaque de 11 ailette par une chambre a turbulence ménagée entre l'enveloppe et la pièce rapportée et par des trou@ de cette dernière. Les ailettes. directrices de turbines à gaz du type @er@io@ sont connues (brevet des EUA n0 3 809 494); la circulation est conduite à l'intérieur de ces ailettes de manière que l'air de refroidissement pénètre d'abord dans le volome interne de la pièce rapportée, passe ensuite par les bro@s de cette dernière et parvienne par l'intermédiaire de la chambre à turbulence dans les canaux de circulation compris entre les saillies afin que la pce rapportée s1 applique de manière certaine contre ces dorniènres. La pression de l'air qui règne dans le volume interne 18 la pièce rapportée et qui est élevée par rapport celle qui règne dans les canaux plaque cette pièce contre les saillies. Lorsque la pièce rapportée est mince et très élastique de manière à à @amélioer son appui contre les saillies qui peuvent 8tre par exemple des nervures au moins approximativement transversales par rapport à l'axe de l'ailette, la pression relativement élevée qui,règne dans le volume interne risque d'exposer l'enveloppe extérieure de l'ailette à des efforts mécaniques trop élevés. L'invention a donc pour objet une ailette dont l'enveloppe n'a pas à.supporter les efforts mécaniques dûs à la pression de l'air de refroidissement régnant dans son volume interne.Selon une particularité essentielle del'invention, des cloisons élastiques subdivisent le volume interne de la pièce rapportée mince et élastique en aux mo-ins deux-chambres à niveaux différents de la pression de l'air de refroidissement, des étranglements d'abaissement de la pression de l'air de refroidissement en circulation étant prévus entre ces chambres. Ainsi, les efforts produits par l'air de refroidissement dans l'ailette et s'exerçant sur l'enveloppe et donc les sollicitations mécaniques subies.par cette dernière sont dans leur ensemble notablement réduits. Les cloisons ont de préférence une section en-V de manière qu'elles ne diminuent pas sensiblement llélas- ticité d'une pièce rapportée mince. I1 est par ailleurs possible de règler dans une certaine mesure la pression totale exercée sur l'enveloppe en maintenant le niveau de pression régnant dans la seconde chambre et éventuellement dans les suivantes à des valeurs- basses fixes par rapport à la pression régnant dans Ia.première chambre au moyen de trous d'équilibrage réalisés en des emplacements prédéterminés des canaux de circulation de l'air de -refroi- dissement. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une coupe schématique d'un premier mode de réalisation d'une ailette directrice selon l'invention, perpendiculairement à son axe; la figure 2 est une coupe axiale schématique d'une variante de réalisation de la pièce rapportée de 1 t ailette;; et la figure 3 est une vue en plan dans la direction de la flèche A de la figure 2o L'enveloppe extérieure 1-qui.confère à l'ailette sa stabilité nécessaire de forme et sa résistance mécanique et qui est de préférence en une pièce moulée de précision renferme une cavité 2 dans laquelle une pièce rapportée 3 également creuse, de tOle mince, est introduite de l'extérieur par l'extrémité extérieure ouverte de l'ailette et fixée sur le fond de l-'élément interne de fermeture de l'ailette. La pièce 3 consiste donc de la manière représentée sur les figures 2 et 3- en un fond 4 sur lequel est fixée, par exemple soudée, une enveloppe de t81e et qui est fixé par exemple par un ergot 5 contre l'élément interne de fermeture de l'ailette.Cette fixation par un c8té permet à la pièce rapportée 3 de se dilater librement sous l'échauffement du cEté de la bâche, donc dans la zone de la fermeture extérieure de-l'ailette. I1 est bien entendu possible aussi de fixer la pièce 3 dans l'élément de fermeture extérieur , ctest-à-dire du c8té de la bâche ou dans les deux éléments de fermeture des extrémités de l'ailette. La pièce rapportée 3 est élastique, de sorte qu'elle prend appui contre les nervures constituant les saillies.de la surface intérieure de l'enveloppe 1 et qui dans l'exemple de réalisation représenté sont au moins approximativement perpendiculaires à l'axe de l'ailette, mais qui peuvent aussi inscrire un angle avec cet axe.Il est bien entendu que les saillies ne sont pas nécessairement des nervures, mais pourraient aussi être par exemple des tétons ou des broches individuelles cylindriques ou tronconiques. Le volume interne 2 de la pièce.rapportée 3-commu- nique par des trous 6 réalisés dans cette dernière dans la zone du bord d'attaque de l'ailette avec une chambre. à turbulence 9 comprise entre cette pièce 3 et l'enveloppe 1; ainsi, le bord d'attaque de l'ailette est refroidi intensivement par les jets d'air provenant du volume interne 2 et projetés dans la chambre 9 à turbulence. Des canaux 8 de circulation partant de cette chambre 9 pour aboutir dans le bord de fuite 10 sont délimités de part et d'autre par les saillies ou nervures longeant la surface intérieure de l'enveloppe 1 et la pièce rapportée 3 et sont donc isolés du volume interne 2 de cette dernière. Le bord de fuite 10 comporte des trous 14 par lesquels l'air ayant circulé entre la pièce 3 et les nervures sort en refroidissement intensivement ce bord de fuite. Une cloison 11 subdivise conformément à l'invention le volume interne 2 de la pièce rapportée 3 en deux chambres 2A et 2B dans lesquelles règnent des pressions différentes afin d'éviter que l'air entrant directement dans ce volume interne 2 exerce des efforts élevés-inadmissibles de compression sur l'enveloppe 1. La pièce 3 est donc réalisée de la manière suivante: sa partie 3A qui renferme la chambre 2A est formée d'une t81e fermée sur elle-m & e et dans le prolongement de laquelle se trouve une partie arrière 3B ayant approximativement une forme en V. Une seconde cloison non représentée et analogue à la cloison 12 de la pièce des figures 2 et 3 sépare la chambre 2B de la chambre 2A du c8té de l'élément extérieur de fermeture de l'-ailette. Dans la variante de réalisation de la pièces interne 3 des figures 2 et 3, une enveloppe.fermée DA entoure les deux-chambres 2A et 2B; une cloison élastique intermédiaire 13 en V est montée à l'intérieur de l'enveloppe 3A; une tale formant un repli et constituant une autre cloison 12 sépare la chambre 2B de la chambre 2A qui constitue l'entrée d'air dans la zone extérieure, clest-à- dire supérieure de l'ailette. Des trous 15 (figure 2) font régner dans la chambre 2B la pression qui règne dans les canaux 8 à proximité de ces trous et la maintiennent par rapport à la pression régnant dans la chambre 2A à une valeur réduite dans un rapport déterminé et qui se règle automatiquement en fonction de la pression régnant dans la chambre 2A diminuée de la chute de pression qui se produit dans les canaux de circulation Jusqu'au droit des trous 15. Si un autre rapport des pressions régnant .dans les chambres 2A et 2B est préféré, la pression peut bien entendu entre aussi prélevée sur les canaux 8 en un autre emplacement convenable et dans certains -cas, -des raccords formant des conduits peuvent titre prévus entre le lieu de prélèvement et la chambre 2B. La chambre 2B n'est donc pas balayée par la circulation de l'air de refroidissement, mais simplement maintenue par les trous d'équilibrage 15 au niveau réduit de pression. Par ailleurs, l'air stagnant dans la chambre. 2B prend une température moyenne déterminée par un équilibre entre la chaleur reçue et la chaleur abandonnée. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux exemples représentés de réalisation; le volume interne de la pièce rapportée 3 peut en particulier titre subdivisé en plus de deux chambres qui sont toutes à des pressions différentes si les pressions de l'air de refroidissement l'exigent. REVENDICATIONS 1. Ailette directrice destinée à une turbine à gaz, balayée par de l'air de refroidissement et se composant d'une enveloppe extérieure et d'au moins une pièce rapportée intérieure, celle-ci s'appliquant contre des saillies de la surface intérieure de l'enveloppe qui forment entre elles des canaux de circulation de l'air de refroidissement qui communiquent dans la zone du bord d'attaque de l'ailette avec le volume interne de la pièce rapportée par une chambre à turbulence ménagée entre celle-ci et l'enveloppe et par des trous de passage de cette pièce rapportée, ladite ailette directrice étant caractérisée en ce que des cloisons élastiques subdivisent le volume interne de la pièce rapportée élastique mince en au moins deux chambres dans lesquelles l'air de refroidissement est à des niveaux différents de pression, des étranglements d'absaissement de la pression de l'air de refroidissement en circulation étant prévus entre ces deux chambres. 2. Ailette directrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que les cloisons ont une section en V. 3. Ailette directrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que des trous d'équilibrage réalisés en des emplacements prédéterminés des canaux de circulation de l'air de refroidissement maintiennent le niveau de pression régnant dans la seconde chambre et -éventuel- lement dans les chambres suivantes à une valeur fixe inférieure à la pression régnant dans la première chambre.