Brevet FR2748063A1 — publié le 19971031

TUEBMOCHINE À DOUBE. FLUX DESCRIPTION L'invention ressortit à une turbomachine à double flux. Les conceptions de certains moteurs d'avions tels que ceux qui doivent propulser à vitesse supersonique comprennent des turbomachines à flux _ primaire _dans lequel les gaz passent par des compresseurs; une chambre de combustion puis des turbines, et à flux secondaire, qui entoure le précédent et se mêle à lui à la sortie de la machine. La veine de flux secondaire peut être plus ou moins ouverte grâce à des volets à l'entrée et sur ses parois latérales: ils sont franchement ouverts en régime subsonique, de sorte qu'un grand débit d'air parcourt la veine secondaire et que le taux de dilution des gaz à la sortie de la machine est important, ce qui a comme avantage que le niveau d'émission sonore est réduit; mais en régime supersonique o on désire réduire le taux de dilution, les volets sont refermés pour restreindre la superficie d'ouverture de la veine secondaire. Le brevet français 2 685 385 décrit plus complètement ce genre de turbomachines. Une soufflante faisant partie du compresseur de la veine primaire de la turbomachine, ou d'un de ses compresseurs, est utilisée pour accélérer les gaz dans la veine secondaire. Elle comprend pour cela des aubes qui s'étendent dans les deux veines de flux et dans l'intervalle qui les sépare. Les viroles qui délimitent les deux veines de flux en les séparant de leur intervalle doivent donc être interrompues devant la soufflante, qui est munie d'une paire de plates- formes qui rétablissent le cloisonnement des veines en remplaçant les parties manquantes des ?,1i,i, viroles. Mais des bâillements subsistent entre les plat -formes et les viroles et, malgré les joints :1!; comprsseur,car les gaz de la veine primaire, qui sont alors comprimés et chauds, peuvent facilement fuir et endoager la veine de flux secondaire supposée plus fr qu'oi peut doventuelles éléments sont constaller, des fuits de 94 10 matériaux peu résistants à la chaleur à cause de leur Moindre coût. L'objgaz. Cett de l'situanvention est particulirement dommageable supprimer ou tout du moins de limiter ces fuites et ces éch5 quan la soufflaemente et d'améliorer en mêmarrire d'untemps le rendement de la machine. La turbomachineproposée ici est caractérisseur, car les gaz de laqu'une veine annuprimaire, qui sontermédiaire est ménagée dans l'intervalle séparant les veines de f alorux comprimsaire et secondaire, pe au moins devaent dfuir et :illements existant entre les viroles et les plates- formeo de la soufflante; un courant de gaz parcourt la endomager la veine possède fldonc une pressieon dynamique qui arrête plus 1À frou détourne les lments sont constrde fuits en L'invention va maintenant être décrite en détail à titre illustratif et non limitatif à l'aide des figures suivantes la figure 1 représesista nts e la chalmoteur à dcausble de l eurx, et les figures 2 et 3 représentent l'agencement n e coût. L'constitutifbjet de l'invention espectivement en scoupprimer ou tout du moinals de limiter coupes fuites et ces chafements et d'am figurer e1, on mmea représenté le rendemblent de a machine. La turbomachine en cpropose longitudinale avec, d'amont en aval, un compresseur à basse pression 1, une soufflante 2, un compresseur à haute pression 3, une caracrise e n combustion 4, qu' une turve ine à hannulai te press interm 5diaire ' -' est Ménagée dans l'intervalle séparant les veines de flux:::primaire et secondaire, au moins devant des bâil!ements existant entre les viroles et les plates- :,:: 20 formes de la soufflante; un courant de gaz parcourt la veneet unpossde donc urbine à basse pression 6. Ldynamique qui arr àte ou dourne le gaz de fuite.i + L'invention va maintenant être décrite en dta> il à titre illustratif et non limitatif à l'aide des tgures suivantes: *:la figure 1 représente un moteur à double flux, :.. i::et les figures 2 et 3 représentent l'agencement i constitutifdel'inventionrespectivementen :::;,' i',:: :t!.coupe longitudinale et en coupe diamétrale. S 30 j A la figure 1, on a représenté l'ensemble :'i, C de la '"turbomachine en coupe longitudinale avec, d'amont "i":,= en aral, un compresseur à basse pression 1, une soufflrite 2, un compresseur à haute pression 3, une u:'' chambre de combustion 4, une turbine à haute pression 5 .... 35 et une turbine à basse pression 6. Le compresseur à :I: ".:' 1 ,,SP 1 "69 JC! basse pression 1, la soufflante 2 et la turbine à basse pres on 6 sont reliés par un premier corps tournant 7 pour tourner ensemble, alors que le compresseur à haute pres*Ion 3 et la turbine à haute pression 5 sont $égalgeent liés en rotation par un second corps tournant 8. IÀ s corps tournants 7 et 8 possèdent des portions d'uni: enveloppe 9, qui délimite une veine de flux primajre 10 de forme annulaire avec une virole inté#Ieure Il qui entoure l'enveloppe 9 et est lq' concebtrique à elle. M Une virole extérieure 12 entoure la virole préc4iente et lui est concentrique; elle délimite une veine -de flux secondaire 13 avec un carter 14 qui cxnstuel'enveloppe extérieure de la turbomachine; 1$ les vPeines 10 et 13 se mêlent en aval de la turbine à jbassq pression 6. Enfin, des bras de support 15, 16, 30 povt prendre l'aspect d'aubes de redressement de flux, relient entre eux le carter 14, et les viroles Il e ltassurant ainsi la cohésion de l'ensemble. Sion se reporte maintenant plutôt aux figus 2 et 3, on voit clairement que la souf flante 2 compnddes aubes 17 qui s'étendent dans les veines de flux f-rJmaire et secondaire 10 et 13 ainsi que dans 7e leur intervalle 18 compris entre les viroles il et 12. Les yiroles Il et 12 doivent être interrompues pour laisser passer les aubes 17, qui sont munies d'une plate-forme intérieure 19 et d'une plate-forme xté4eure 20 annulaires et jetées respectivement entre ,, a tux portions de la virole intérieure il et de la vro" intérieure 12 pour rétablir autant que possible uétchéité des veines 10 et 13. Toutefois, il est inêvabe que des bâillements 21 subsistent entre les %:at-formes et les viroles, et donc des fuites de gaz 1: veine de flux primaire 10 à la veine de flux 3,1:':o ire 13 à travers l'intervalle 18, fuites qui - w 1469 ici sont nocives pour les raisons signalées auparavant. Les joints à labyrinthes formés de reliefs imbriqués d'un genre courant dans l'aéronautique peuvent être ajoutés pour rendre les fuites plus difficiles en imposant une perte de charge au gaz de fuite, mais leur effet est insuffisant. C'est pourquoi l'invention complète ce dispositif; elle consiste essentiellement en une veine intermédiaire d'écoulement de gaz 22 qui occupe une partie de l'intervalle 18 au moins devant les bâillements 21; cette veine est ici délimitée par la plate-forme extérieure 20 et une plate-forme intermédiaire 23 de la soufflante 2 qu'entoure la précédente à quelque distance. La veine intermédiaire 22 est allongée en disposant un segment de virole 24 qui prolonge la plate-forme intermédiaire 23 vers l'aval et qui est relié à la virole extérieure 12 par des bras 25. Des moyens de prélèvement 26, par exemple des vannes, sont disposés autour du compresseur à basse pression 1 pour prélever une partie du gaz qui y circule et l'insuffler dans la veine intermédiaire 22 sous forme d'un courant 27 orienté en direction longitudinale de la turbomachine, qui détourne les gaz de fuite ayant pénétré dans l'intervalle 18 de la veine de flux primaire 10 par les bâillements 21. Les plates- formes 20, 23 de forme annulaire à diamètre variable augmentant vers l'aval de la soufflante 2, forment un petit compresseur centrifuge qui permet d'élever le niveau de pression du débit de gaz qui circule entre les plates-formes 20, 23. Le niveau de pression est alors plus élevé dans le plan aval de la soufflante 2, ce qui permet au débit de gaz sortant de la veine intermédiaire 22 de pénétrer par les bâillements 21 dans la veine de flux primaire 10 o le niveau de SP 11269 JCI pression est plus faible. La veine intermédiaire 22 constitue ainsi une barrière d'étanchéité empêchant les gaz chauds issus de la veine de flux primaire de pénétrer dans la veine de flux secondaire. On n'a donc pas à craindre pour l'intégrité des pièces environnant la veine de flux secondaire 13. L'invention peut être mise en oeuvre d'autres façons, avec une veine intermédiaire 22 disposée autrement; de même pour les moyens de prélèvements 26, qui peuvent déboucher dans une autre partie de la turbomachine. SP 11269 JCI REVENDICATIONS 1. Turbomachine à double flux primaire et secondaire, comprenant une soufflante (2) à aubes (17) occupant à la fois une veine de flux primaire (10) et une veine de flux secondaire (13) séparées par un intervalle (18), caractérisée en ce qu'une veine intermédiaire annulaire (22) dans laquelle un courant de gaz est insufflé est ménagée dans l'intervalle (18), au moins devant des bâillements (21) existant entre deux viroles (11, 12) séparant les veines de flux primaire et secondaire (10, 13) de la veine intermédiaire (22) et deux plates-formes annulaires (19, 20) de la soufflante (2) qui prolongent les viroles. 2. Turbomachine à double flux selon la revendication 1, caractérisée en ce que la veine intermédiaire (22) est délimitée en particulier par une troisième plate-forme annulaire (23) de la soufflante (2) et par une des deux plates-formes (20) qui prolongent les viroles. 3. Turbomachine à double flux selon la revendication 2, caractérisée en ce que les plates- formes qui délimitent la veine intermédiaire sont à diamètres croissants vers l'ava de la soufflante. 4. Turbomachine à double flux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le gaz provient d'un compresseur (1) de la turbomachine, qui est relié à la veine intermédiaire (22) par des moyens de prélèvement (26), et parcourt la veine intermédiaire en direction longitudinale de la turbomachine. SP 11269 JCI