Brevet FR2417644A1 — publié le 19790914

la présente invention concerne les moteurs à turbine à gaz à soufflante canalisée et, en particulier, les moyens d'améliorer le rendement de ces moteurs On sait que les moteurs à turbine à gaz à soufflante canalisée ont un meilleur rendement que la plupart des autres types de moteurs, mais un des principaux efforts des constructeurs actuels est d'améliorer encore la consommation spécifique de carburant de ces moteurs Un moyen d'améliorer le rendement d'un tel moteur est d'augmenter son rapport de dérivation, mais ceci oblige généralement à augmenter le diamètre de la soufflante du moteur, ce qui a pour résultat une plus grande disparité entre le diamètre du tambour des aubes de soufflante et le diamètre du tambour du compresseur adjacent . Pour réaliser un conduit d'écoulement raisonnablement efficace entre ces deux éléments, il devient donc indispensable de prévoir un conduit en col de cygne longueur excessive ayant visiblement pour conséquence l'augmentation de la longueur totale du moteur I1 est également évident que toute augmentation du diamètre de la soufflante entraine une augmentation de la surface frontale du moteur et, par conséquent, une augmentation de la traînée La présente invention a pour objet de réaliser un moteur à turbine à gaz à soufflante canalisée possédant un plus grand rapport de dérivation sans souffrir des inconvénients précités le moteur à turbine à gaz à soufflante-canali6ée selon l'invention comporte une soufflante montée rotative dans un canal de soufflante, en aval de laquelle est placé au moins un compresseur axial à plusieurs étages monté rotatif dans un carter de compresseur, ledit carter se trouvant placé dans une partie du canal de soufflante, au moins un des étages les plus en amont des aubes de compresseur étant approprié à comprimer le fluide en excès de celui exigé par le reste du compresseur, le fluide en excès étant évacué de façon continue,par au moins une ouverture ménagée dans le carter du compresseur, dans le canal de soufflante lorsque le moteur fonctionne De préférence, l'ouverture au moins unique ménagée dans le carter du compresseur comprend une fente s'étendant circonférentiellenent, la partie amont du carter du compresseur étant portée par une pluralité d'aubes fixes traversant le canal de soufflante En outre, ladite ouverture au moins unique pourra étre dotée de dispositifs permettant de faire varier sa surfaee transversale L'invention sera mieux comprise par la description d'un mode préféré, non limitatif, de réalisation donnée ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un moteur à turbine à gaz à soufflante canalisée conforme à l'invention ; et - la figure 2 est une coupe à plus grande échelle et plus détail lée d'une partie du moteur de la figure 1 Le moteur à turbine à gaz à soufflante canalisée 10, représenté, comprend une soufflante 12 montée rotative dans un canal de soufflante 14 et en aval de laquelle sont disposés, dans le sens d'écoulement des gas, un compresseur basse pression 15, un compresseur haute pression 16, un appareillage de combustion 17, une turbine haute pression 18, une turbine moyenne pression 18a, une turbine basse pression 19, le moteur se terminant par une tuyère d'échappement de gaz chauds 20 . La soufflante 12 et la turbine basse pression 19 sont montées sur un arbre commun 21 ; le compresseur basse pression 15 et la turbine moyenne pression 18a sont montés sur un second arbre commun 21a ; et le compresseur haute pression 16 et la turbine haute pression 18 sont montés sur un troisième arbre commun 22 . Chacun des trois arbres 21, 21a et 22 est monté rotatif dans un système de paliers 23, 24, 25 et 26 La figure 2 montre, plus en détail, la partie du moteur comprenant la soufflante 12 et le compresseur basse pression 15 .Ce dernier est enfermé dans un carter de compresseur divisé en une partie amont 27 et une partie aval 28 par une fente annulaire 29 la partie amont 27 est située dans le canal de soufflante 14 où elle est immobilisée par une pluralité d'entretoises rsdiales 13 Comme on le voit sur la figure 2, l'étage le plus amont 90 du compresseur basse pression 15 possède des aubes nettement plus grandes que les étages avals dont deux, 31 et 32, sont représentés . les grandes aubes 30 ont pour fonction de fournir de l'air préssurisé en excès de celui requis par le reste des étages de compresseur basse pression 31, 32, etc. .L'excès d'air pressurisé passe donc par l'espace annulaire 29 ménagé entre les parties 27 et 28 du compresseur pour parvenir au canal de dérivation et augmenter de ce fait le rapport de dérivation du moteur On considère que 25 % environ de l'air soutiré passera, par l'es- pace annulaire 29, dans le canal de dérivation lorsque le moteur fonctionne dans les conditions théoriques optimales, mais ce rapport se modifiera automatiquement pour s'adapter à la demande d'air variable de la partie principale du moteur dans les conditions st*- cartant des conditions théoriques, c ' est à dire aux vitesses plus faibles La pression engendrée par la combinaison des pieds d'aubes de soufflante 12a et du premier étage 30 du compresseur basse pression est en excès de celle engendrée par la partie 12 de la soufflante correspondant à la dérivation et par le canal de dérivation 14 L'écoulement se produira donc toujours du compresseur basse pression au canal de dérivation . L'invention prévoit en outre de doter l'interstice annulaire 29 d'organes modificateurs de sa section permettant de l'augmenter aux faibles vitesses afin de diminuer la charge à l'intérieur du compresseur et, par conséquent, d'augmenter sa marge des "pompage" ou retour cyclique du décrochage des filets d'air à l'intérieur du compresseur On comprendra que, bien que le mode de réalisation de l'invention qui vient d'être décrit fasse état d'un moteur à trois arbres, l'invention n'est pas limitée à ce type et s'applique aussi bien à d'autres types de turbo-moteurs à un ou plusieurs arbres REVENDICATIONS 1. Moteur à turbine à gaz à soufflante canalisée, caractérisé en ce qu'il comporte une soufflante montée rotative dans un canal de soufflante et en aval de laquelle est placé au moins un com presseur axial à plusieurs étages monté rotatif dans un carter de compressenr, ledit carter se trouvant placé dans une partie du canal de soufflante, au moins un des étages les plus en a mont des aubes de compresseur étant approprié à comprimer le fluide en excès de celui exigé par le reste du compresseur, le fluide en excès étant évacué de façon continue, par au moins une ouverture ménagée dans le carter du compresseur, dans le canal de soufflante pendant le fonctionnement du moteur 2. Moteur à turbine à gaz à soufflante canalisée selon la Revendi cation 1, caractérisé en ce que l'ouverture au moins unique mé nagée dans le carter du compresseur comprend une fente s'éten dant circonférentiellement 3. Moteur à turbine à gaz à soufflante canalisée selon la Revendi cation 1, caractérisé en ce que l'ouverture au moins unique mé nagée dans le carter du compresseur comprend des dispositifs permettant de faire varier sa section transversale 4. Moteur à turbine à gaz à soufflante canalisée selon la Revendi cation 2, caractérisé en ce que la partie amont du carter du compresseur est portée par une pluralité d'aubes fixes traver sant le canal de soufflante