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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522363A1
Family ID 3134492
Probable Assignee Rolls Royce
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title ENSEMBLE D'AILETTES DE STATOR DE MOTEUR A TURBINE A GAZ
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN ENSEMBLE D'AILETTES DE STATOR.
SELON L'INVENTION, IL COMPREND UN AGENCEMENT ALTERNE D'AILETTES
PRIMAIRES 20 ET SECONDAIRES 21; CHAQUE AILETTE PRIMAIRE 20 A UNE
PARTIE QUI S'ETEND DE SON BORD MENANT 24 JUSQU'A UNE POSITION A
MI-CORDE 25 QUI EST CONFIGUREE AFIN DE NE PAS OFFRIR DE FORCE
ASCENSIONNELLE A TOUT GAZ S'Y ECOULANT; LA PARTIE RESTANTE DE CHAQUE
AILETTE PRIMAIRE 20 EST CONFIGUREE DE FACON A PRODUIRE UNE FORCE
ASCENSIONNELLE; L'AGENCEMENT PERMET D'AVOIR DES AILETTES PRIMAIRES DE
FAIBLE RAPPORT D'ASPECT 20 QUI ONT DE FAIBLES PERTES SECONDAIRES; LA
FORCE ASCENSIONNELLE SUPPLEMENTAIRE EST OBTENUE PAR LES AILETTES
SECONDAIRES 21 DONT CHACUNE REPRESENTE MOINS DE LA MOITIE DE L'ETENDUE
DE LA CORDE DES AILETTES PRIMAIRES 20 ET QUI SONT INTERPOSEES ENTRE
LES PARTIES ASCENSIONNELLES DES AILETTES PRIMAIRES.
L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX MOTEURS A TURBINE A GAZ.
Description
_________________________________________________________________
ENSEMBLE D'AILETTES DE STATOR DE MOTEUR
A TURBINE A GAZ
La presente invention se rapporte a un ensemble d'ailettes de stator
de moteur a turbine a gaz.
Des ensembles d'ailettes de stator pour des moteurs a turbine a gaz et
en particulier les ensembles d'ailettes de guidage de tuyere
souffrent, a un degre plus au moins impor- tant, de ce que l'on
appelle generalement des pertes secon- daires Elles proviennent
generalement de l'interaction entre la couche limite des gaz qui
s'ecoule a proximite des surfaces de travail de l'ensemble d'ailettes
et de l'ecoule- ment principal de gaz a travers l'ensemble Ainsi, les
differences de vitesse et de direction d'ecoulement entre la couche
limite et le restant de l'ecoulement de gaz ont pour resultats des
tourbillons qui se forment sur les surfaces de travail de l'ensemble
et ceci, a leur tour, peuvent affecter serieusement l'efficacite de
l'ensemble des ailettes.
On sait que les pertes secondaires augmentent en gravite avec la
diminution du rapport d'aspect (rapport de l'envergure a la corde) des
ailettes d'un ensemble d'ailettes particulier Cependant, il est
frequemment souhaitable, pour des installations, d'avoir des ailettes
ayant des rapports d'aspect bas La presente invention a pour objet un
ensemble d'ailettes de stator ayant des ailettes d'un rapport d'aspect
bas, mais ayant des pertes secondaires reduites.
Selon la presente invention, un ensemble d'ailettes de stator adapte a
un moteur a turbine a gaz comprend un agence-, ment annulaire
d'ailettes primaires de faible rapport d'aspect, dont chacune a
generalement une forme en coupe transversale de profil d'ailes, une
partie de l'etendue de la corde de chacune desdites ailettes etant
configurees de facon a n'offrir sensiblement aucune force
ascentionnelle a du gaz s'ecoulant par dessus, la partie restante de
chacune desdites ailettes primaires etant configuree afin d'offrir une
force ascentionnelle a tout gaz s'ecoulant par dessus, les parties
d'ailettes offrant une force ascentionnelle ayant des ailettes
secondaires d'un rapport d'aspect eleve interposees entre elles,
chacune desdites ailettes secondaires ayant une
2 2522363 coupe transversale en forme de profil d'ailes pour produire
des surfaces portantes le long de la totalite de l'etendue de leur
corde, qui completent les surfaces portantes des ailettes primaires et
ont une etendue de corde qui est plus simple que celle de chacune
desdites ailettes primaires. La partie de chacune des ailettes
primaires qui est configuree de facon a n'offrir sensiblement aucune
force ascentionnelle a un gaz s'ecoulant au-dessus d'elle s'etend de
preference du bord menant jusqu'a peu pres mi-chemin le long de sa
corde, la partie restante de chacune desdites ailettes primaires
s'etendant jusqu'au bord arriere etant configuree de facon a offrir
une force ascentionnelle a tout gaz s'ecoulant sur elle.
Les bords arriere des ailettes primaires et secon- daires sont de
preference alignes les uns avec les autres.
L'ensemble d'ailettes de stator peut former une partie de la turbine
d'un moteur a turbine a gaz.
L'ensemble d'ailettes de stator peut etre un ensemble d'ailettes de
guidage de tuyere.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention ressortiront
plus clairement a la lecture de la description qui va suivre d'un
exemple de realisation, donnes a titre in-. dicatif mais nullement
limitatif, en reference aux dessins annexes dans lequels: La figure 1
est une vue laterale en coupe d'un moteur a turbine a gaz a soufflante
canalisee, o est incorpore un ensemble d'ailettes de stator selon la
presente invention; La figure 2 est une vue laterale d'une partie d'un
ensemble d'ailettes de stator selon la presente invention; et La
figure 3 est une vue faite suivant la ligne de coupe A-A de la figure
2.
En se referant a la figure 1, un moteur a turbine a gaz a soufflante
canalisee generalement indique en 10 com- prend, en serie en
ecoulement axial, une soufflante canalisee
11, un compresseur de pression intermediaire 12, un compres- seur
haute pression 13, un equipement de combustion 14, une turbine haute
pression 15, une turbine a pression interme-
3 2522363 diaire 16, une turbine basse pression 17 et une tuyere de
propulsion 18 Le moteur a turbine a gaz 10 fonctionne a la facon
conventionnelle Ainsi, l'air est comprime par la soufflante 11, le
compresseur intermediaire 12 et le com- presseur haute pression 13,
est melange au combustible et le melange est brule dans l'equipement
de combustion 14 Les produits resultants de la combustion se dilatent
a travers les turbines haute pression, pression intermediaire et basse
pression 15, 16 et 17 avant echappement vers l'atmosphere par la
tuyere 18.
La turbine 16 a pression intermediaire comprend un agencement
annulaire d'ailettes de guidage 19 de la tuyere, qui dirige les gaz
d'echappement des aubes du rotor de la turbine haute pression 15
jusqu'aux aubes du rotor de la turbine pression intermediaire 16
L'agencement des ailettes 19 de guidage de la tuyere, que l'on peut
mieux voir sur les figures 2 et 3, comprend un certain nombre
d'ailettes pri- maires et secondaires 20 et 21 respectivement Des
blindages 22 et 23 qui sont places aux extremites radialement internes
et externes des ailettes primaires et secondaires 20 et 21 servent a
definir une partie axiale du passage d'ecoulement de gaz a travers les
turbines haute pression, pression inter- mediaire et basse pression
15, 16 et 17.
Chacune des ailettes primaires 20 a un faible rapport d'aspect et une
coupe transversale generalement en forme de profil d'ailes comme on
peut le voir sur la figure 3 Cepen- dant, la partie de chaque ailette
20 qui s'etend a partir de son bord menant 24 jusqu'a a une position
25 qui est a peu pres a mi-chemin le long de l'etendue de sa corde,
est confi- guree de facon a n'offrir aucune force ascentionnelle au
gaz d'echappement qui, en utilisation, passe au-dessus d'elle La
partie restante de chaque ailette qui s'etend de la position a
mi-chemin jusqu'au bord arriere 26 est configuree de facon a offrir
une force ascentionnelle au gaz d'echappement passant au-dessus d'elle
Ainsi, comme chacune des ailettes primaires 20 n'offre une force
ascentionnelle que sur la partie qui s'etend de sa position a mi-corde
25 jusqu'a son bord arriere 26, c'est seulement dans cette partie que
des
4 2522363 tourbillons de couche limite et par consequent des pertes
secondaires se produisent La partie des ailettes primaires qui s'etend
du bord avant ou menant 24 jusqu'a la position a mi-corde 25, n'offre
aucune surface de levee et ne produit donc aucune perte secondaire
importante Cependant, cela etend l'etendue de la corde de chaque
ailette primaire 20 donc, bien que les pertes secondaires soient
diminuees en etant confinees a la partie arriere de chaque ailette
primaire 20, l'ailette primaire 20 a neanmoins un faible rapport
d'aspect.
Comme les ailettes primaires 20 provoquent une perte de l'effet
ascentionnel total en vertu de leur configuration, des surfaces
ascentionnelles ou portantes supplementaires sont necessaires Elles
sont formees par les ailettes secon- daires 21, dont chacune est
interposee entre des ailettes primaires adjacentes 20 Ainsi, chaque
ailette secondaire 21 a un rapport d'aspect eleve et a une coupe
transversale en forme de profil d'ailes, de facon a offrir des
surfaces ascentionnelles sur toute l'etendue de corde L'etendue de
corde de chacune des ailettes secondaires 21 represente moins de la
moitie de celle des ailettes primaires 20 et les bords arriere 27 des
ailettes secondaires 21 sont alignes les uns avec les autres et avec
les bords arriere 26 des ailettes primaires 20.
On peut par consequent voir que l'ensemble d'ailettes de stator selon
la presente invention offre des ailettes primaires 20 de faible
rapport d'aspect qui ont des pertes secondaires plus faibles que celle
qui serait normalement attendue avec des ailettes conventionnelles
ayant le meme rapport d'aspect.
Bien que la presente invention ait ete decrite en se referant a un
ensemble d'ailettes de guidage de tuyere faisant partie de l'ensemble
d'une turbine, on notera qu'elle s'applique a d'autres ensembles
d'ailettes de stator, aussi bien dans la turbine qu'ailleurs dans un
moteur a turbine a gaz.
2522363
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Ensemble d'ailettes de stator approprie a un moteur a turbine a gaz
du type comprenant un agencement annu- laire d'ailettes primaires a
faible rapport d'aspect, dont chacune a generalement une coupe
transversale en forme de profil d'ailes, caracterise en ce que les
parties de l'eten- due de la corde de chacune desdites ailettes
primaires (20) est configuree afin de ne produire sensiblement pas de
force ascentionnelle pour tout gaz qui s'ecoulant, la partie res-
tante de chacune desdites ailettes primaires (20) etant con- figuree
de facon a offrir une force ascentionnelle a tout gaz s'y ecoulant,
lesdites parties d'ailettes (20) qui produisent une force
ascentionnelle ayant des ailettes secondaires (21) d'un rapport
d'aspect eleve, interposees entre elles, chacune desdites ailettes
secondaires (21) ayant une coupe transver- sale en forme de profil
d'ailes pour offrir des surfaces ascentionnelles sur toute l'etendue
de leur corde, qui com- pletent les surfaces ascentionnelles des
ailettes primaires (20) et qui ont une etendue de corde plus faible
que celle de chacune desdites ailettes primaires (20).
2 Ensemble d'ailettes de stator selon la revendica- tion 1,
caracterise en ce que la partie de chacune des ailettes primaires (20)
precitees qui est configuree de facon a ne produire sensiblement pas
de force ascentionnelle a tout gaz s'ecoulant au-dessus, s'etend a
partir de son bord menant (24) jusqu'a peu pres a mi-chemin (25) le
long de sa corde, la partie restante de chacune desdites ailettes (20)
s'eten- dant jusqu'au bord arriere (26) etant configuree afin d'offrir
une force ascentionnelle a tout gaz s'y ecoulant.
3 Ensemble d'ailettes de stator selon l'une quel- conque des
revendications 1 ou 2, caracterise en ce que les bords arriere (26,
27) des ailettes primaires et secondaires precitees (20, 21) sont
alignes les uns avec les autres.
4 Ensemble d'ailettes de stator selon l'une quel- conque des
revendications precedentes, caracterise en ce que ledit ensemble (19)
fait partie de la turbine (16) d'un moteur a turbine a gaz (10).
Ensemble d'ailettes de stator selon l'une quel- 6 2522363 conque des
revendications precedentes, caracterise en ce que ledit ensemble
d'ailettes (19) est un ensemble d'ailettes de guidage de tuyere.
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