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EP1726783A1 - Hollow rotor blade for the turbine of a gas turbine engine, provided with a tip cup - Google Patents

Hollow rotor blade for the turbine of a gas turbine engine, provided with a tip cup Download PDF

Info

Publication number
EP1726783A1
EP1726783A1 EP06113886A EP06113886A EP1726783A1 EP 1726783 A1 EP1726783 A1 EP 1726783A1 EP 06113886 A EP06113886 A EP 06113886A EP 06113886 A EP06113886 A EP 06113886A EP 1726783 A1 EP1726783 A1 EP 1726783A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
blade
intrados
end portion
extrados
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP06113886A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1726783B1 (en
Inventor
Pascal Deschamps
Chantal Giot
Thomas Potier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SNECMA SAS filed Critical SNECMA SAS
Publication of EP1726783A1 publication Critical patent/EP1726783A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1726783B1 publication Critical patent/EP1726783B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/20Specially-shaped blade tips to seal space between tips and stator

Definitions

  • the invention relates to a hollow rotor blade for the turbine of a gas turbine engine, in particular for a high pressure type turbine.
  • the present invention relates to the production of a hollow blade of the type which comprises an internal cooling passage, an open cavity located at the free end of the blade and delimited by a bottom wall extending over the entire end of the blade and a flange extending between the leading edge and the trailing edge along at least the upper surface, and cooling channels connecting said internal cooling passage and the outer face of the intrados wall, said cooling channels being inclined relative to the intrados wall.
  • Cooling channels of this type are intended to cool the free end of the blade because they allow to discharge a jet of cooling air from the internal cooling passage, towards the end of the blade at the level of the blade. the upper end of the outer face of the intrados wall.
  • This air jet creates "thermal pumping", that is to say a decrease in the temperature of the metal by absorption of calories in the heart of the metal wall, and a cooling air film that protects the end of the vanes on the intrados side.
  • the blades are hollow to allow their cooling by the air present in an internal cooling passage.
  • These cooling channels located on the side of the intrados wall thus allow the outlet, from the internal cooling passage, of a jet of air colder than that surrounding the intrados wall, this air jet forming a cooling air film located on the outside face of the intrados wall, which is sucked in the direction of the extrados wall, passing over the end of the blade.
  • these inclined cooling channels connect the inner cooling passage and the outer face of the cavity flange at the intrados wall by being arranged (see Figure 2 of this document) so as to pass through the bottom wall of the cavity. the cavity and the rim of the cavity at the intrados wall, passing through said cavity.
  • This solution therefore requires a significant material thickness, either for the bottom wall of the cavity or for the rim of the cavity, so as not to call into question the performance of thermomechanical resistance at the end of the blade.
  • this solution greatly limits the flow of cooling air that reaches the top of the rim because most of the flow exits the internal cooling passage through the first section of the cooling channels and enters directly into the cavity without success. on the outside face of the intrados wall.
  • thermomechanical resistance at the end of the blade requires a significant material thickness, either for the bottom wall of the cavity or for the rim of the cavity, so as not to call into question the performance of thermomechanical resistance at the end of the blade.
  • the document FR 2 858 650 a proposed a solution (see Figure 5) which consists in making a reinforcement of material between the flange and the bottom wall of the cavity along at least a portion of the intrados wall, whereby said flange is expanded to its base adjacent to said wall bottom so that the cooling channels open near the top of the rim without altering the mechanical strength of the end of the blade.
  • the cooling channels can thus emerge closer to the top of the rim without modifying the distance between these cooling channels and the bottom wall of the cavity.
  • the present invention seeks to solve the aforementioned problems.
  • the present invention aims to provide a hollow rotor blade for the turbine of a gas turbine engine, of the type mentioned above, to cool the end of the blade sufficiently to improve its reliability without reducing the aerodynamic and thermomechanical performance of dawn.
  • the intrados wall has a projecting end portion whose outer face is inclined relative to the outer face of the intrados wall, the bottom wall being connected to the wall intrados at the location of said portion end and said cooling channels being disposed in said end portion being parallel to the outer face of said end portion so that they open on the top of said end portion towards the end free of dawn;
  • this blade is characterized in that the top of the end portion is in the same plane as the outer face of the bottom wall, so that said cooling channels open from the pressure wall to the front of the the cavity, and in that the inner face of said rim of the upper wall is inclined by widening said flange towards the free end of the blade.
  • This solution also has the additional advantage of allowing, in addition to feeding the outlet of the cooling channels to the free end of the blade, to achieve, in that the outer face of the end portion is sloping, an intrados surface of the dawn which is made concave at the top of the blade.
  • This particular shape is preferably present all along the profile, from the leading edge to the trailing edge. It prevents the flow in the game at the top of dawn. Indeed, the inclination of the wall towards the intrados, at the top of the blade, makes it possible to cause a strong detachment of the boundary layer at the top of the blade. Thus, the passage section "seen" by the flow between the head of the blade and the housing will be all the lower as the delamination of the boundary layer will be important: thus reduces the flow "lost" in the gap between the blade head and the crankcase.
  • this projecting end portion with its inclined outer face provides not only thermal but also hydraulic improvements at the blade tip, and a mechanical reinforcement of the blade tip at the location of the cavity open or "bathtub".
  • the outer face of the bottom wall is substantially perpendicular to the intrados wall and the extrados wall, that is to say that the outer face of the bottom wall has a parallel orientation to the axis of dawn, which can be described as horizontal.
  • the outer face of the bottom wall is inclined with respect to the intrados wall and the extrados wall, forming an acute angle with the rim of the cavity extending the extrados wall.
  • the outer face of the bottom wall moves away from the free end of the blade-or approaches the axis of the blade-from the pressure wall to the extrados wall.
  • FIG 1 is visible, in perspective, an example of a conventional hollow rotor blade 10 for a gas turbine. Cooling air (not shown) flows inside the blade from the bottom of the blade root 12 in the radial (vertical) direction towards the free end 14 of the blade (in top in Figure 1), then this cooling air escapes through an outlet to join the main gas flow.
  • Cooling air (not shown) flows inside the blade from the bottom of the blade root 12 in the radial (vertical) direction towards the free end 14 of the blade (in top in Figure 1), then this cooling air escapes through an outlet to join the main gas flow.
  • this cooling air circulates in an internal cooling passage 24 situated inside the blade 10 and which ends at the free end 14 of the blade at the level of through holes 15.
  • the body of the blade is profiled so that it defines a lower surface wall 16 (on the left in all the figures) and an extrados wall 18 (on the right in all the figures).
  • the intrados wall 16 has a generally concave shape and is the first face to the flow of hot gases, that is to say the gas pressure side, while the extrados wall 18 is convex and is presented by following the flow of hot gases, that is to say the suction side of the gas.
  • intrados and extrados walls 18 are joined at the location of the leading edge 20 and at the location of the trailing edge 22 which extend radially between the free end 14 of the blade and the top of the foot 12 of dawn.
  • the internal cooling passage 24 is delimited by the inner face 26a of a bottom wall 26 which extends over the entire free end 14 of the blade, between the intrados wall 16 and the extrados wall 18, from the leading edge 20 to the trailing edge 22.
  • the through holes 15 are distributed so as to optimize the cooling, from the leading edge 20 to the edge of leak 22, radially crossing the entire thickness of the bottom wall 26.
  • the intrados and extrados walls 16, 18 form the rim 28 of a "bath" or open cavity 30 in the opposite direction to the internal cooling passage 24, radially outward (upwards in all figures).
  • This rim 28 is formed of an extrados rim 281 and a lower face flange 282 respectively extending radially outwards (upwards in all the figures) the extrados wall 18 and the lower surface wall. 16, beyond the bottom wall 26 and to the free end 14 of the blade.
  • this open cavity 30 is therefore delimited laterally by the inner face of this flange 28 and in the lower part by the outer face 26b of the bottom wall 26.
  • the flange 28 thus forms a thin wall along the profile of the blade which protects the free end 14 of the blade 10 from contact with the corresponding annular surface of the turbine casing.
  • inclined cooling channels 32 pass through the intrados wall 16 to connect the internal cooling passage 24 to the outside face of the intrados wall 16, below the outer face 28a of the underside 282.
  • These cooling channels 32 are inclined so that they open towards the top 28b of the lower edge 282 in order to cool as much as possible this vertex 28b, along the intrados wall 16, or more precisely the along the outer face 28a of the underside 282.
  • the intrados wall 16 has a projecting end portion 34 whose external face is inclined with respect to the outside face of the intrados wall 16, the cooling channels 35 being arranged through this end portion 34.
  • the intrados wall 16 projects outwardly at the location of the end portion 34 located at the free end 14 of the blade, so that the outer face of the end portion 34 is inclined and forms an acute angle ⁇ with the radial direction (vertical in FIGS. 7 and 8) of the outer face of the remainder of the intrados wall 16, this angle ⁇ being preferably between 0 and 45 °, in particular between 10 and 35 °, advantageously between 15 and 30 °, and preferably of the order of 30 °.
  • This end portion 34 extends over a height such that the bottom wall 26 is connected to the intrados wall 16 at the location of the end portion 34, the apices of the bottom wall 26 and the end portion 34 being aligned.
  • the base of the end portion 34, opposite to the free end 14 is located at a location radially between the inner face 26a of the bottom wall 26 and 75% of the height of the lower surface. 16 from the 12th foot of dawn.
  • cooling channels 32 are always inclined but in this configuration according to the invention, since they pass through the end portion 34, they can lead directly to the bottom of the open cavity 30 forming a bath through the portion of end 34 all the way up.
  • FIG. 8 The variant shown in FIG. 8 is only different from FIG. 7 in that the bottom wall 26 is no longer orthogonal (horizontal) with respect to the intrados and extrados walls 18, but the bottom wall 26 is inclined. More precisely, the outer face 26b of the bottom wall 26 of the open cavity 30 forms an acute angle, in other words less than 90 °, with the outer face 28a of the extrados rim 281 or even of the extrados wall 18 .
  • This configuration allows the cooling air from the channels 32 (arrow 33) to be directed inside the open cavity 30 to the bottom wall 26, coming to combine with the cooling air from holes 15.
  • the top of the end portion 34 is orthogonal to the intrados and extrados walls 16, in a direction parallel to the top of the extrados rim 281.
  • the extrados rim 281 forms a wall located in the radial extension of the extrados wall 18, its outer face 28a being vertical ( Figures 7 and 8).
  • the extrados rim 281 has an inner face 28c, turned towards the intrados wall 16 and facing the open cavity 30, which is not vertical but extends inclined, forming an acute angle, in other words less than 90 °, with the outer face 26b of the bottom wall 26, or with the extrados wall.
  • the upper edge 281 is therefore wider at its top 28b.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

The blade has a cavity defined by an end wall and a rim that extends between leading and trailing edges along a suction side wall. Cooling channels (32) connecting an internal cooling passage and an outside face of a pressure side wall are inclined relative to the pressure wall. The pressure wall presents a projecting end portion whose outside face is inclined relative to the outside face of the pressure wall. A tip of the end portion lies in an outside face (26b) of the end wall such that the channels open out into the pressure wall in front of the cavity.

Description

L'invention concerne une aube creuse de rotor pour la turbine d'un moteur à turbine à gaz, en particulier pour une turbine de type haute pression.The invention relates to a hollow rotor blade for the turbine of a gas turbine engine, in particular for a high pressure type turbine.

Plus précisément, la présente invention se rapporte à la réalisation d'une aube creuse du type qui comporte un passage de refroidissement interne, une cavité ouverte située à l'extrémité libre de l'aube et délimitée par une paroi de fond s'étendant sur toute l'extrémité de l'aube et un rebord s'étendant entre le bord d'attaque et le bord de fuite le long d'au moins la paroi d'extrados, et des canaux de refroidissement reliant ledit passage de refroidissement interne et la face extérieure de la paroi d'intrados, lesdits canaux de refroidissement étant inclinés par rapport à la paroi d'intrados.More specifically, the present invention relates to the production of a hollow blade of the type which comprises an internal cooling passage, an open cavity located at the free end of the blade and delimited by a bottom wall extending over the entire end of the blade and a flange extending between the leading edge and the trailing edge along at least the upper surface, and cooling channels connecting said internal cooling passage and the outer face of the intrados wall, said cooling channels being inclined relative to the intrados wall.

Les canaux de refroidissement de ce type sont destinés à refroidir l'extrémité libre de l'aube car ils permettent de refouler un jet d'air de refroidissement depuis le passage de refroidissement interne, en direction de l'extrémité de l'aube au niveau de l'extrémité supérieure de la face extérieure de la paroi d'intrados. Ce jet d'air crée du « pompage thermique », à savoir une diminution de la température du métal par absorption de calories au coeur de la paroi métallique, et un film d'air de refroidissement qui protège l'extrémité des aubes côté intrados.Cooling channels of this type are intended to cool the free end of the blade because they allow to discharge a jet of cooling air from the internal cooling passage, towards the end of the blade at the level of the blade. the upper end of the outer face of the intrados wall. This air jet creates "thermal pumping", that is to say a decrease in the temperature of the metal by absorption of calories in the heart of the metal wall, and a cooling air film that protects the end of the vanes on the intrados side.

En effet, du fait des vitesses de travail élevées à l'extrémité de ces aubes et des températures auxquelles sont soumises ces aubes, il est nécessaire de les refroidir afin que leur température reste inférieure à celle des gaz dans lesquels elles travaillent.Indeed, because of the high working speeds at the end of these blades and the temperatures to which these blades are subjected, it is necessary to cool them so that their temperature remains lower than that of the gases in which they work.

C'est pour cette raison que, classiquement, les aubes sont creuses pour permettre leur refroidissement par l'air présent dans un passage de refroidissement interne.It is for this reason that, conventionally, the blades are hollow to allow their cooling by the air present in an internal cooling passage.

En outre, il est connu de prévoir, à l'extrémité de l'aube, une cavité ouverte, encore dénommée « baignoire »: cette forme d'extrémité d'aube limite les surfaces en regard entre l'extrémité de l'aube et la surface annulaire correspondante du carter de turbine, afin de protéger le corps de l'aube contre les dégâts causés par le contact éventuel avec un segment annulaire.In addition, it is known to provide, at the end of the blade, an open cavity, also called "bath": this blade end shape limits the facing surfaces between the end of the blade and the corresponding annular surface of the turbine casing, to protect the body of the blade against damage caused by the possible contact with an annular segment.

Les documents US 6,231,307 , EP 0 816 636 et FR 2 858 650 présentent une telle aube creuse en outre munie de canaux de refroidissement reliant le passage de refroidissement interne et la face extérieure du rebord de la cavité au niveau de la paroi d'intrados, ces canaux de refroidissement débouchant, au niveau de leur sortie, sur la face extérieure de la paroi d'intrados en direction du sommet dudit rebord.The documents US 6,231,307 , EP 0 816 636 and FR 2,858,650 have such a hollow blade further provided with cooling channels connecting the internal cooling passage and the face external of the rim of the cavity at the intrados wall, these cooling channels opening, at their outlet, on the outer face of the intrados wall towards the top of said flange.

Ces canaux de refroidissement situés du côté de la paroi d'intrados permettent ainsi la sortie, depuis le passage de refroidissement interne, d'un jet d'air plus froid que celui entourant la paroi d'intrados, ce jet d'air formant un film d'air de refroidissement localisé sur la face extérieure de la paroi d'intrados, qui est aspiré en direction de la paroi d'extrados, en passant au dessus de l'extrémité de l'aube.These cooling channels located on the side of the intrados wall thus allow the outlet, from the internal cooling passage, of a jet of air colder than that surrounding the intrados wall, this air jet forming a cooling air film located on the outside face of the intrados wall, which is sucked in the direction of the extrados wall, passing over the end of the blade.

Dans le document US 6,231,307 , ces canaux de refroidissement inclinés relient le passage de refroidissement interne et la face extérieure du rebord de la cavité au niveau de la paroi d'intrados en étant disposés (voir la figure 2 de ce document) de façon à traverser la paroi de fond de la cavité et le rebord de la cavité au niveau de la paroi d'intrados, en passant par ladite cavité.In the document US 6,231,307 , these inclined cooling channels connect the inner cooling passage and the outer face of the cavity flange at the intrados wall by being arranged (see Figure 2 of this document) so as to pass through the bottom wall of the cavity. the cavity and the rim of the cavity at the intrados wall, passing through said cavity.

Cette solution requiert donc une épaisseur de matière importante, que ce soit pour la paroi de fond de la cavité ou pour le rebord de la cavité, afin de ne pas remettre en cause les performances de résistance thermomécanique en bout d'aube. De plus, cette solution limite très fortement le flux d'air de refroidissement qui parvient au sommet du rebord car la plus grande partie du flux sort du passage de refroidissement interne par le premier tronçon des canaux de refroidissement et pénètre directement dans la cavité sans aboutir sur la face extérieure de la paroi d'intrados.This solution therefore requires a significant material thickness, either for the bottom wall of the cavity or for the rim of the cavity, so as not to call into question the performance of thermomechanical resistance at the end of the blade. In addition, this solution greatly limits the flow of cooling air that reaches the top of the rim because most of the flow exits the internal cooling passage through the first section of the cooling channels and enters directly into the cavity without success. on the outside face of the intrados wall.

La solution du document EP 0 816 636 , visible sur la figure 5 de ce document, consiste à disposer ces canaux de refroidissement de sorte qu'ils traversent la paroi d'intrados en débouchant sur la face extérieure de cette paroi d'intrados au niveau de la base du rebord de la cavité.The solution of the document EP 0 816 636 , visible in Figure 5 of this document, consists in arranging these cooling channels so that they pass through the intrados wall opening on the outer face of this intrados wall at the base of the rim of the cavity .

Là encore, cette solution requiert une épaisseur de matière importante, que ce soit pour la paroi de fond de la cavité ou pour le rebord de la cavité, afin de ne pas remettre en cause les performances de résistance thermomécanique en bout d'aube.Again, this solution requires a significant material thickness, either for the bottom wall of the cavity or for the rim of the cavity, so as not to call into question the performance of thermomechanical resistance at the end of the blade.

Le document FR 2 858 650 a proposé une solution (voir figure 5) qui consiste à réaliser un renfort de matière entre le rebord et la paroi de fond de la cavité le long d'au moins une partie la paroi d'intrados, ce par quoi ledit rebord est élargi à sa base de façon adjacente à ladite paroi de fond de sorte que les canaux de refroidissement débouchent à proximité du sommet du rebord sans altérer la résistance mécanique de l'extrémité de l'aube. De cette manière, par la présence du renfort de matière, les canaux de refroidissement peuvent ainsi déboucher plus près du sommet du rebord sans modifier la distance entre ces canaux de refroidissement et la paroi de fond de la cavité.The document FR 2 858 650 a proposed a solution (see Figure 5) which consists in making a reinforcement of material between the flange and the bottom wall of the cavity along at least a portion of the intrados wall, whereby said flange is expanded to its base adjacent to said wall bottom so that the cooling channels open near the top of the rim without altering the mechanical strength of the end of the blade. In this way, by the presence of the material reinforcement, the cooling channels can thus emerge closer to the top of the rim without modifying the distance between these cooling channels and the bottom wall of the cavity.

Cependant, compte tenu des températures de fonctionnement des turbines toujours plus élevées, ces solutions ne permettent pas actuellement la réalisation d'une aube creuse dont le refroidissement à l'extrémité soit suffisante.However, given the operating temperatures of the turbines always higher, these solutions do not currently allow the realization of a hollow blade whose cooling at the end is sufficient.

En effet, pour maintenir une résistance thermomécanique suffisante autour des canaux de refroidissement, le recours à des épaisseurs de paroi importantes entraîne un alourdissement très important de la (ou des) roue(s) mobile(s) de la turbine. En conséquence, puisque plus les épaisseurs de matière sont importantes, plus la température augmente du fait d'un refroidissement moins rapide, ces importantes épaisseurs de matière ne permettent pas la réalisation d'un refroidissement suffisant en bout d'aube pour permettre un fonctionnement de la turbine aux températures plus élevées souhaitées.Indeed, to maintain sufficient thermomechanical resistance around the cooling channels, the use of large wall thicknesses leads to a very significant increase of the (or) wheel (s) mobile (s) of the turbine. Consequently, since the greater the material thicknesses, the more the temperature increases because of a slower cooling, these large thicknesses of material do not allow the realization of a sufficient cooling at the end of the blade to allow a functioning of the turbine at the higher temperatures desired.

Il faut noter que si le refroidissement est insuffisant à l'extrémité de l'aube, il peut se produire des brûlures locales pouvant entraîner des pertes de métal qui augmentent les jeux, ce qui nuit au rendement aérodynamique de la turbine. Egalement, lorsque le rebord de la cavité voit sa température augmenter trop fortement, on constate des risques de brûlures avec dégradation de la paroi métallique.It should be noted that if there is insufficient cooling at the end of the blade, local burns can occur which can lead to loss of metal which increases the play, which affects the aerodynamic efficiency of the turbine. Also, when the rim of the cavity sees its temperature increase too strongly, there is a risk of burns with degradation of the metal wall.

La présente invention cherche à résoudre les problèmes précités.The present invention seeks to solve the aforementioned problems.

En conséquence, la présente invention a pour objectif de fournir une aube creuse de rotor pour la turbine d'un moteur à turbine à gaz, du type cité précédemment, permettant de refroidir l'extrémité de l'aube de manière suffisante afin d'améliorer sa fiabilité sans réduire les performances aérodynamiques et thermomécaniques de l'aube.Accordingly, the present invention aims to provide a hollow rotor blade for the turbine of a gas turbine engine, of the type mentioned above, to cool the end of the blade sufficiently to improve its reliability without reducing the aerodynamic and thermomechanical performance of dawn.

A cet effet, selon la présente invention, la paroi d'intrados présente une portion d'extrémité en saillie dont la face extérieure est inclinée par rapport à la face extérieure de la paroi d'intrados, la paroi de fond étant reliée à la paroi d'intrados à l'emplacement de ladite portion d'extrémité et lesdits canaux de refroidissement étant disposés dans ladite portion d'extrémité en étant parallèles à la face extérieure de ladite portion d'extrémité de sorte qu'ils débouchent sur le sommet de ladite portion d'extrémité en direction de l'extrémité libre de l'aube ; cette aube est caractérisée par le fait que le sommet de la portion d'extrémité est dans le même plan que la face extérieure de la paroi de fond, de sorte que lesdits canaux de refroidissement débouchent de la paroi d'intrados à l'avant de la cavité, et par le fait que la face intérieure dudit rebord de la paroi d'extrados est inclinée en élargissant ledit rebord en direction de l'extrémité libre de l'aube.For this purpose, according to the present invention, the intrados wall has a projecting end portion whose outer face is inclined relative to the outer face of the intrados wall, the bottom wall being connected to the wall intrados at the location of said portion end and said cooling channels being disposed in said end portion being parallel to the outer face of said end portion so that they open on the top of said end portion towards the end free of dawn; this blade is characterized in that the top of the end portion is in the same plane as the outer face of the bottom wall, so that said cooling channels open from the pressure wall to the front of the the cavity, and in that the inner face of said rim of the upper wall is inclined by widening said flange towards the free end of the blade.

De cette manière, on comprend que par la présence de la portion d'extrémité en saillie par rapport à la paroi d'intrados, les canaux de refroidissement débouchant directement au sommet de cette portion d'extrémité, l'air de refroidissement est directement envoyé à l'extrémité libre de l'aube, juste en amont de la cavité ouverte ou « baignoire ».In this way, it is understood that by the presence of the end portion projecting from the intrados wall, the cooling channels opening directly to the top of this end portion, the cooling air is directly sent at the free end of the dawn, just upstream of the open cavity or "bathtub".

Cette solution présente aussi l'avantage supplémentaire, de permettre, outre l'amenée de la sortie des canaux de refroidissement à l'extrémité libre de l'aube, de réaliser, par le fait que la face extérieure de la portion d'extrémité est inclinée, une surface intrados de l'aube qui est rendue concave en sommet d'aube.This solution also has the additional advantage of allowing, in addition to feeding the outlet of the cooling channels to the free end of the blade, to achieve, in that the outer face of the end portion is sloping, an intrados surface of the dawn which is made concave at the top of the blade.

Cette forme particulière est de préférence présente tout le long du profil, du bord d'attaque au bord de fuite. Elle permet d'empêcher l'écoulement dans le jeu en sommet d'aube. En effet, l'inclinaison de la paroi vers l'intrados, en sommet d'aube, permet de provoquer un fort décollement de la couche limite au sommet de l'aube. Ainsi, la section de passage « vue » par l'écoulement entre la tête de l'aube et le carter sera alors d'autant plus faible que le décollement de la couche limite sera important : on réduit ainsi le débit « perdu » dans l'interstice entre la tête d'aube et le carter.This particular shape is preferably present all along the profile, from the leading edge to the trailing edge. It prevents the flow in the game at the top of dawn. Indeed, the inclination of the wall towards the intrados, at the top of the blade, makes it possible to cause a strong detachment of the boundary layer at the top of the blade. Thus, the passage section "seen" by the flow between the head of the blade and the housing will be all the lower as the delamination of the boundary layer will be important: thus reduces the flow "lost" in the gap between the blade head and the crankcase.

Ainsi, cette portion d'extrémité en saillie avec sa face extérieure inclinée permet d'obtenir des améliorations non seulement thermiques mais également hydrauliques en sommet d'aube, ainsi qu'un renfort mécanique du sommet d'aube à l'emplacement de la cavité ouverte ou « baignoire ».Thus, this projecting end portion with its inclined outer face provides not only thermal but also hydraulic improvements at the blade tip, and a mechanical reinforcement of the blade tip at the location of the cavity open or "bathtub".

Globalement, grâce à la solution selon la présente invention, il est possible d'augmenter la performance globale de la turbine.Overall, thanks to the solution according to the present invention, it is possible to increase the overall performance of the turbine.

Il faut relever que l'on peut envisager plusieurs orientations pour la paroi de fond.It should be noted that one can consider several orientations for the bottom wall.

Selon une première variante, la face extérieure de la paroi de fond est sensiblement perpendiculaire à la paroi d'intrados et à la paroi d'extrados, c'est-à-dire que la face extérieure de la paroi de fond présente une orientation parallèle à l'axe de l'aube, que l'on peut qualifier d'horizontale.According to a first variant, the outer face of the bottom wall is substantially perpendicular to the intrados wall and the extrados wall, that is to say that the outer face of the bottom wall has a parallel orientation to the axis of dawn, which can be described as horizontal.

Selon une deuxième variante, la face extérieure de la paroi de fond est inclinée par rapport à la paroi d'intrados et à la paroi d'extrados, en formant un angle aigu avec le rebord de la cavité prolongeant la paroi d'extrados. Ici, la face extérieure de la paroi de fond s'éloigne de l'extrémité libre de l'aube -ou se rapproche de l'axe de l'aube- depuis la paroi d'intrados vers la paroi d'extrados.According to a second variant, the outer face of the bottom wall is inclined with respect to the intrados wall and the extrados wall, forming an acute angle with the rim of the cavity extending the extrados wall. Here, the outer face of the bottom wall moves away from the free end of the blade-or approaches the axis of the blade-from the pressure wall to the extrados wall.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels :

  • la figure 1 montre une vue en perspective d'une aube de rotor creuse pour turbine à gaz conventionnelle,
  • la figure 2 montre en perspective, de manière agrandie, l'extrémité libre de l'aube de la figure 1,
  • la figure 3 est une vue simplifiée selon la direction III de la figure 2, de l'extrémité libre de l'aube,
  • la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2, après que le bord de fuite de l'aube ait été retiré par une coupe longitudinale,
  • la figure 5 est une vue en coupe longitudinale selon la direction V-V de la figure 3 ou de la figure 4, et
  • les figures 6 et 7 sont respectivement des vues analogues à celles des figures 3 et 5 montrant les adaptations apportées à l'aube, selon la présente invention ;
  • la figure 8 est une vue analogue à celle de la figure 7 montrant une version légèrement différente ;
  • la figure 9 est une vue d'extrémité simplifiée similaire à celle de la figure 3 pour une aube combinant différentes formes, dont une conforme à la présente invention, pour l'extrémité libre de l'aube ;
  • les figures 10 et 11 sont des vues analogues à celle de la figure 5, selon les directions X-X et XI-XI de la figure 9, montrant les deux autres formes de l'extrémité de l'aube de la figure 9 ; et,
  • la figure 12 représente une variante de la figure 7 avec les perçages débouchants décalés sous la base du rebord d'extrados.
Other advantages and characteristics of the invention will become apparent on reading the following description given by way of example and with reference to the appended drawings in which:
  • FIG. 1 shows a perspective view of a hollow rotor blade for a conventional gas turbine,
  • FIG. 2 shows in perspective, in an enlarged manner, the free end of the blade of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a simplified view along direction III of FIG. 2, of the free end of the blade,
  • FIG. 4 is a view similar to that of FIG. 2, after the trailing edge of the blade has been removed by a longitudinal section,
  • FIG. 5 is a view in longitudinal section along the direction VV of FIG. 3 or FIG. 4, and
  • Figures 6 and 7 are respectively views similar to those of Figures 3 and 5 showing the adaptations made to the blade, according to the present invention;
  • Figure 8 is a view similar to that of Figure 7 showing a slightly different version;
  • Figure 9 is a simplified end view similar to that of Figure 3 for a blade combining different shapes, including one according to the present invention, for the free end of the blade;
  • Figures 10 and 11 are views similar to that of Figure 5, in the directions XX and XI-XI of Figure 9, showing the other two forms of the end of the blade of Figure 9; and,
  • Figure 12 shows a variant of Figure 7 with the outward holes offset under the base of the extrados rim.

Sur la figure 1 est visible, en perspective, un exemple d'une aube 10 de rotor creuse conventionnelle pour une turbine à gaz. De l'air de refroidissement (non représenté) s'écoule à l'intérieur de l'aube depuis le bas du pied 12 de l'aube dans la direction radiale (verticale) vers l'extrémité libre 14 de l'aube (en haut sur la figure 1), puis cet air de refroidissement s'échappe par une sortie pour rejoindre le flux de gaz principal.In Figure 1 is visible, in perspective, an example of a conventional hollow rotor blade 10 for a gas turbine. Cooling air (not shown) flows inside the blade from the bottom of the blade root 12 in the radial (vertical) direction towards the free end 14 of the blade (in top in Figure 1), then this cooling air escapes through an outlet to join the main gas flow.

En particulier, comme il ressort des figures 2 à 5, cet air de refroidissement circule dans un passage de refroidissement interne 24 situé à l'intérieur de l'aube 10 et qui aboutit à l'extrémité libre 14 de l'aube au niveau de perçages débouchants 15.In particular, as is apparent from FIGS. 2 to 5, this cooling air circulates in an internal cooling passage 24 situated inside the blade 10 and which ends at the free end 14 of the blade at the level of through holes 15.

Le corps de l'aube est profilé de sorte qu'il définit une paroi d'intrados 16 (à gauche sur toutes les figures) et une paroi d'extrados 18 (à droite sur toutes les figures). La paroi d'intrados 16 présente une forme générale concave et se présente la première face au flux de gaz chauds, c'est-à-dire du côté pression des gaz, tandis que la paroi d'extrados 18 est convexe et se présente par la suite au flux de gaz chauds, c'est-à-dire du côté aspiration des gaz.The body of the blade is profiled so that it defines a lower surface wall 16 (on the left in all the figures) and an extrados wall 18 (on the right in all the figures). The intrados wall 16 has a generally concave shape and is the first face to the flow of hot gases, that is to say the gas pressure side, while the extrados wall 18 is convex and is presented by following the flow of hot gases, that is to say the suction side of the gas.

Les parois d'intrados 16 et d'extrados 18 se rejoignent à l'emplacement du bord d'attaque 20 et à l'emplacement du bord de fuite 22 qui s'étendent radialement entre l'extrémité libre 14 de l'aube et le haut du pied 12 de l'aube.The intrados and extrados walls 18 are joined at the location of the leading edge 20 and at the location of the trailing edge 22 which extend radially between the free end 14 of the blade and the top of the foot 12 of dawn.

Comme il ressort des vues agrandies des figures 2, 4 et 5, au niveau de l'extrémité libre 14 de l'aube, le passage de refroidissement interne 24 est délimité par la face intérieure 26a d'une paroi de fond 26 qui s'étend sur toute l'extrémité libre 14 de l'aube, entre la paroi d'intrados 16 et la paroi d'extrados 18, depuis le bord d'attaque 20 jusqu'au bord de fuite 22.As can be seen from the enlarged views of FIGS. 2, 4 and 5, at the free end 14 of the blade, the internal cooling passage 24 is delimited by the inner face 26a of a bottom wall 26 which extends over the entire free end 14 of the blade, between the intrados wall 16 and the extrados wall 18, from the leading edge 20 to the trailing edge 22.

Les perçages débouchants 15 sont répartis de manière à optimiser le refroidissement, depuis le bord d'attaque 20 jusqu'au bord de fuite 22, en traversant radialement toute l'épaisseur de la paroi de fond 26.The through holes 15 are distributed so as to optimize the cooling, from the leading edge 20 to the edge of leak 22, radially crossing the entire thickness of the bottom wall 26.

Au niveau de l'extrémité libre 14 de l'aube, les parois d'intrados et d'extrados 16, 18 forment le rebord 28 d'une « baignoire » ou cavité ouverte 30 dans la direction opposée au passage de refroidissement interne 24, soit radialement vers l'extérieur (vers le haut sur toutes les figures).At the free end 14 of the blade, the intrados and extrados walls 16, 18 form the rim 28 of a "bath" or open cavity 30 in the opposite direction to the internal cooling passage 24, radially outward (upwards in all figures).

Ce rebord 28 est formé d'un rebord d'extrados 281 et d'un rebord d'intrados 282 prolongeant respectivement radialement vers l'extérieur (vers le haut sur toutes les figures) la paroi d'extrados 18 et la paroi d'intrados 16, au-delà de la paroi de fond 26 et jusqu'à l'extrémité libre 14 de l'aube.This rim 28 is formed of an extrados rim 281 and a lower face flange 282 respectively extending radially outwards (upwards in all the figures) the extrados wall 18 and the lower surface wall. 16, beyond the bottom wall 26 and to the free end 14 of the blade.

Comme il apparaît sur les figures 2, 4 et 5, cette cavité ouverte 30 est donc délimité latéralement par la face intérieure de ce rebord 28 et en partie basse par la face extérieure 26b de la paroi de fond 26.As it appears in FIGS. 2, 4 and 5, this open cavity 30 is therefore delimited laterally by the inner face of this flange 28 and in the lower part by the outer face 26b of the bottom wall 26.

Le rebord 28 forme donc une paroi mince le long du profil de l'aube qui protège l'extrémité libre 14 de l'aube 10 du contact avec la surface annulaire correspondante du carter de turbine.The flange 28 thus forms a thin wall along the profile of the blade which protects the free end 14 of the blade 10 from contact with the corresponding annular surface of the turbine casing.

Comme on peut le voir plus précisément sur la vue en coupe de la figure 5, des canaux de refroidissement 32 inclinés traversent la paroi d'intrados 16 pour relier le passage de refroidissement interne 24 à la face extérieure de la paroi d'intrados 16, en dessous de la face extérieure 28a du rebord d'intrados 282.As can be seen more precisely in the sectional view of FIG. 5, inclined cooling channels 32 pass through the intrados wall 16 to connect the internal cooling passage 24 to the outside face of the intrados wall 16, below the outer face 28a of the underside 282.

Ces canaux de refroidissement 32 sont inclinés de façon à ce qu'ils débouchent en direction du sommet 28b du rebord d'intrados 282 afin de refroidir autant que possible ce sommet 28b, le long de la paroi d'intrados 16, ou plus précisément le long de la face extérieure 28a du rebord d'intrados 282.These cooling channels 32 are inclined so that they open towards the top 28b of the lower edge 282 in order to cool as much as possible this vertex 28b, along the intrados wall 16, or more precisely the along the outer face 28a of the underside 282.

Comme on peut le voir sur la figure 5 par la flèche 33, à la sortie des canaux de refroidissement 32, un jet d'air se dirige vers le sommet 28b du rebord d'intrados 282 le long de la paroi d'intrados 16.As can be seen in FIG. 5 by the arrow 33, at the outlet of the cooling channels 32, an air jet is directed towards the top 28b of the intrados flange 282 along the intrados wall 16.

Dans !e cas des aubes connues, comme il est montré plus précisément sur la figure 5, afin de maintenir une résistance thermomécanique suffisante à l'extrémité libre de l'aube 14, il convient de laisser une distance B suffisante entre la sortie des canaux de refroidissement 32 (le point de repère étant l'axe de ces canaux) et l'intersection (B1) entre la face intérieure 28c du rebord d'intrados 282 au niveau de la paroi d'intrados 16 et la face 26b extérieure de la paroi de fond 26 tournée en direction de ladite cavité 30.In the case of known vanes, as shown more precisely in FIG. 5, in order to maintain a sufficient thermomechanical resistance at the free end of the blade 14, it is necessary to leave a sufficient distance B between the exit of the channels. 32 (the reference point being the axis of these channels) and the intersection (B1) between the inner face 28c of the intrados flange 282 at the intrados wall wall 16 and the outer face 26b of the bottom wall 26 facing towards said cavity 30.

Cette situation qui résulte d'une nécessité de construction mécanique entraîne le fait que la distance A, mesurée entre la sortie des canaux de refroidissement 32 (le point de repère étant l'axe de ces canaux) et le sommet 28b du rebord 28 côté paroi d'intrados, qui est très largement supérieure à la distance B précitée, est trop importante pour refroidir de manière suffisamment importante le sommet 28a.This situation, which results from a necessity of mechanical construction, causes the distance A, measured between the exit of the cooling channels 32 (the reference point being the axis of these channels) and the top 28b of the flange 28 on the wall side. intrados, which is much greater than the distance B above, is too important to sufficiently cool the top 28a.

Afin de pallier cet inconvénient, la paroi d'intrados 16 présente une portion d'extrémité 34 en saillie dont la face extérieure est inclinée par rapport à la face extérieure de la paroi d'intrados 16, les canaux de refroidissement 35 étant disposés à travers cette portion d'extrémité 34.In order to overcome this drawback, the intrados wall 16 has a projecting end portion 34 whose external face is inclined with respect to the outside face of the intrados wall 16, the cooling channels 35 being arranged through this end portion 34.

De plus, selon la présente invention, on prévoit que :

  • le sommet de la portion d'extrémité 34 est dans le même plan que la face extérieure de la paroi de fond 26, de sorte que lesdits canaux de refroidissement 32 débouchent de la paroi d'intrados 16 à l'avant de la cavité 30: ceci signifie que selon l'invention, puisque la portion d'extrémité en saillie 34 s'arrête à la même hauteur que la face extérieure 26b de la paroi de fond 26 alors l'extrémité de l'aube 14 et la paroi d'intrados 16 ne comportent pas de rebord d'intrados 282, et
  • la face intérieure 28c dudit rebord 281 de la paroi d'extrados 18 est inclinée en élargissant ledit rebord 281 en direction de l'extrémité libre 14 de l'aube 10.
In addition, according to the present invention, it is provided that:
  • the top of the end portion 34 is in the same plane as the outer face of the bottom wall 26, so that said cooling channels 32 open from the intrados wall 16 at the front of the cavity 30: this means that according to the invention, since the protruding end portion 34 stops at the same height as the outer face 26b of the bottom wall 26 then the end of the blade 14 and the lower surface 16 have no underside 282, and
  • the inner face 28c of said flange 281 of the extrados wall 18 is inclined by widening said flange 281 in the direction of the free end 14 of the blade 10.

Comme il apparaît notamment sur les figures 7 et 8, la paroi d'intrados 16 est en saillie vers l'extérieur à l'emplacement de la portion d'extrémité 34 située à l'extrémité libre 14 de l'aube, de sorte que la face extérieure de la portion d'extrémité 34 est inclinée est forme un angle α aigu avec la direction radiale (verticale sur les figures 7et 8) de la face extérieure du reste de la paroi d'intrados 16, cet angle α étant de préférence compris entre 0 et 45°, en particulier entre 10 et 35°, avantageusement entre 15 et 30°, et de préférence de l'ordre de 30°.As it appears in particular in Figures 7 and 8, the intrados wall 16 projects outwardly at the location of the end portion 34 located at the free end 14 of the blade, so that the outer face of the end portion 34 is inclined and forms an acute angle α with the radial direction (vertical in FIGS. 7 and 8) of the outer face of the remainder of the intrados wall 16, this angle α being preferably between 0 and 45 °, in particular between 10 and 35 °, advantageously between 15 and 30 °, and preferably of the order of 30 °.

De cette façon, si l'on suit la face extérieure de la paroi d'intrados 16 depuis le pied de l'aube 12 vers l'extrémité libre 14, la direction générale de la paroi d'intrados 16 est radiale (verticale) puis forme finalement, au niveau de la portion d'extrémité 34, un contour concave très ouvert selon un angle obtus complémentaire à l'angle aigu α.In this way, if one follows the outer face of the intrados wall 16 from the root of the blade 12 towards the free end 14, the general direction of the intrados wall 16 is radial (vertical) then finally forms, at the end portion 34, a very open concave contour at an obtuse angle complementary to the acute angle α.

Cette portion d'extrémité 34 s'étend sur une hauteur telle que la paroi de fond 26 est relié à la paroi d'intrados 16 à l'emplacement de la portion d'extrémité 34, les sommets de la paroi de fond 26 et de la portion d'extrémité 34 étant alignés. Ainsi, la base de la portion d'extrémité 34, opposée à l'extrémité libre 14, se trouve à un emplacement situé radialement entre la face intérieure 26a de la paroi de fond 26 et 75 % de la hauteur de la paroi d'intrados 16 à partir du pied 12 de l'aube.This end portion 34 extends over a height such that the bottom wall 26 is connected to the intrados wall 16 at the location of the end portion 34, the apices of the bottom wall 26 and the end portion 34 being aligned. Thus, the base of the end portion 34, opposite to the free end 14, is located at a location radially between the inner face 26a of the bottom wall 26 and 75% of the height of the lower surface. 16 from the 12th foot of dawn.

En outre, les canaux de refroidissement 32 sont toujours inclinés mais dans cette configuration conforme à l'invention, puisqu'ils traversent la portion d'extrémité 34, ils peuvent déboucher directement au fond de la cavité ouverte 30 formant baignoire en traversant la portion d'extrémité 34 sur toute sa hauteur.In addition, the cooling channels 32 are always inclined but in this configuration according to the invention, since they pass through the end portion 34, they can lead directly to the bottom of the open cavity 30 forming a bath through the portion of end 34 all the way up.

De cette façon, l'air de refroidissement débouchant par les canaux 32 émerge (flèche 33) dans la cavité ouverte 30, de sorte qu'un flux d'air plus froid reste constamment présent au sommet de l'aube, au niveau de l'extrémité libre 14, en amont de la cavité ouverte 30, ce qui contribue à améliorer la résistance thermomécanique de l'aube.In this way, the cooling air emerging through the channels 32 emerges (arrow 33) into the open cavity 30, so that a colder air flow remains constantly present at the top of the blade, at the level of the free end 14, upstream of the open cavity 30, which contributes to improving the thermomechanical resistance of the blade.

En outre, la présence des canaux de refroidissement 32 à l'intérieur de la portion d'extrémité 34 permet de refroidir ces zones de matière par conduction thermique.In addition, the presence of the cooling channels 32 inside the end portion 34 to cool these areas of material by thermal conduction.

La variante représentée sur la figure 8 est seulement différente de la figure 7 par le fait que la paroi de fond 26 n'est plus orthogonale (horizontale) par rapport aux parois d'intrados 16 et d'extrados 18, mais la paroi de fond 26 est inclinée. Plus précisément, la face extérieure 26b de la paroi de fond 26 de la cavité ouverte 30 forme un angle aigu, autrement dit inférieur à 90°, avec la face extérieure 28a du rebord d'extrados 281 ou encore de la paroi d'extrados 18.The variant shown in FIG. 8 is only different from FIG. 7 in that the bottom wall 26 is no longer orthogonal (horizontal) with respect to the intrados and extrados walls 18, but the bottom wall 26 is inclined. More precisely, the outer face 26b of the bottom wall 26 of the open cavity 30 forms an acute angle, in other words less than 90 °, with the outer face 28a of the extrados rim 281 or even of the extrados wall 18 .

De cette façon la face extérieure 26b s'éloigne de l'extrémité libre 14 de l'aube depuis la paroi d'intrados 16 en direction de la paroi d'extrados 18.In this way the outer face 26b moves away from the free end 14 of the blade from the intrados wall 16 towards the extrados wall 18.

Cette configuration permet à l'air de refroidissement issu des canaux 32 (flèche 33) d'être dirigé à l'intérieur de la cavité ouverte 30 jusqu'à la paroi de fond 26, en venant se combiner à l'air de refroidissement issu des perçages 15.This configuration allows the cooling air from the channels 32 (arrow 33) to be directed inside the open cavity 30 to the bottom wall 26, coming to combine with the cooling air from holes 15.

Selon le mode de réalisation de la figure 7, le sommet de la portion d'extrémité 34 est orthogonale aux parois d'intrados 16 et d'extrados 16, selon une direction parallèle au sommet du rebord d'extrados 281.According to the embodiment of FIG. 7, the top of the end portion 34 is orthogonal to the intrados and extrados walls 16, in a direction parallel to the top of the extrados rim 281.

Egalement, le rebord d'extrados 281 forme une paroi située dans le prolongement radial de la paroi d'extrados 18, sa face extérieure 28a étant verticale (figures 7 et 8).Also, the extrados rim 281 forms a wall located in the radial extension of the extrados wall 18, its outer face 28a being vertical (Figures 7 and 8).

Par contre, comme il apparaît sur les figures 7 et 8, le rebord d'extrados 281 présente une face intérieure 28c, tournée en direction de la paroi d'intrados 16 et faisant face à la cavité ouverte 30,non verticale mais s'étendant de façon inclinée, en formant un angle aigu, autrement dit inférieur à 90°, avec la face extérieure 26b de la paroi de fond 26, ou avec la paroi d'extrados.On the other hand, as it appears in FIGS. 7 and 8, the extrados rim 281 has an inner face 28c, turned towards the intrados wall 16 and facing the open cavity 30, which is not vertical but extends inclined, forming an acute angle, in other words less than 90 °, with the outer face 26b of the bottom wall 26, or with the extrados wall.

Dans ce cas, le rebord d'extrados 281 est donc plus large au niveau de son sommet 28b.In this case, the upper edge 281 is therefore wider at its top 28b.

Cette inclinaison de la face intérieure 28c du rebord d'extrados 281 en direction de la paroi d'intrados 16 permet d'améliorer la limitation du débit passant dans le jeu. Cette limitation de débit vient en effet s'ajouter à celle engendrée par la portion d'extrémité 34 en saillie par rapport à la paroi d'intrados 16.This inclination of the inner face 28c of the extrados rim 281 in the direction of the intrados wall wall 16 makes it possible to improve the limitation of the flow passing through the game. This limitation of flow comes in fact to add to that generated by the end portion 34 projecting from the intrados wall 16.

De plus, comme il n'y a pas de rebord d'intrados (voir 282 sur la figure 11) dans le cas des figures 7 et 8, cette inclinaison de la face intérieure 28c du rebord d'extrados 281 en direction de la paroi d'intrados 16 permet d'obtenir une limitation de débit sans excroissance en dehors de la géométrie définie par les calculs aérodynamiques.In addition, since there is no underside rim (see 282 in FIG. 11) in the case of FIGS. 7 and 8, this inclination of the inner face 28c of the extrados rim 281 towards the wall Inlet 16 allows to obtain a flow limitation without outgrowth outside the geometry defined by the aerodynamic calculations.

Il faut noter que le mode de réalisation illustré et décrit précédemment en relation avec les figures 7 et 8 peut se combiner sur une même aube avec d'autres formes.It should be noted that the embodiment illustrated and described above in relation to FIGS. 7 and 8 can be combined on the same blade with other shapes.

Ainsi, par exemple, la figure 9 illustre l'extrémité libre 14 d'une aube 10 qui présente plusieurs configurations entre son bord d'attaque 20 et son bord de fuite 22 :

  • à l'avant de l'aube, en aval du bord d'attaque 20, on retrouve la conformation de la figure 7 avec une portion d'extrémité 34 en saillie côté paroi d'intrados 16, sans rebord d'intrados et avec un rebord d'extrados 281 élargi à son sommet 28b ;
  • à l'arrière de l'aube, en amont du bord de fuite 22, on retrouve une disposition conforme à celle de la figure 11 avec, du côté de la paroi d'intrados 16, une portion d'extrémité 34 en saillie comprenant un rebord d'intrados 282 élargi à son sommet 28b (en fait il y a une face extérieure 28a du rebord d'intrados 282 qui est inclinée et une face intérieure 28b du rebord d'intrados 282 qui est verticale) et du côté de la paroi d'extrados 18, un rebord d'extrados 281 non élargi à son sommet, le sommet des rebords d'intrados 282 et d'extrados 281 étant perpendiculaires à la direction verticale des parois d'intrados 16 et d'extrados 18.
Thus, for example, FIG. 9 illustrates the free end 14 of a blade 10 which has several configurations between its leading edge 20 and its trailing edge 22:
  • at the front of the blade, downstream of the leading edge 20, we find the conformation of FIG. 7 with an end portion 34 projecting from the pressure-side wall side 16, with no underside and with a rim of extrados 281 expanded at its top 28b;
  • at the rear of the blade, upstream of the trailing edge 22, there is an arrangement in accordance with that of FIG. 11 with, on the side of the intrados wall 16, a protruding end portion 34 comprising a underfloor flange 282 widened at its top 28b (in fact there is an outer face 28a of the lower flange 282 which is inclined and an inner face 28b of the lower flange 282 which is vertical) and the side of the wall extrados 18, an extrados rim 281 not widened at its top, the top of the intrados 282 and extrados flanges 281 being perpendicular to the vertical direction of the walls of the intrados 16 and extrados 18.

De plus, comme on le voit sur la figure 10, la partie médiane, entre l'avant et l'arrière de l'aube de la figure 9 est différente :

  • côté paroi d'intrados 16, cette partie médiane est identique à la configuration de la figure 7 ou de l'avant de l'aube de la figure 9, à savoir qu'il n'y a pas de rebord d'intrados est que la portion d'extrémité en saillie 34 s'arrête à la hauteur de la face extérieure 26b de la paroi de fond 26 ;
  • côté paroi d'extrados, le rebord d'extrados 281 est vertical, ses faces extérieure 28a et intérieure 28c étant parallèles entre elles comme pour la la configuration de la figure 11.
In addition, as seen in FIG. 10, the middle part between the front and the rear of the blade of FIG. 9 is different:
  • side wall 16, this middle portion is identical to the configuration of Figure 7 or the front of the blade of Figure 9, namely that there is no flange of intrados is that the projecting end portion 34 stops at the height of the outer face 26b of the bottom wall 26;
  • on the extrados wall side, the extrados rim 281 is vertical, its outer 28a and inner 28c faces being parallel to each other as in the configuration of FIG. 11.

Selon une variante de réalisation visible sur la figure 12, on prévoit un aménagement par rapport à la figure 7, par le fait que les perçages 15 sont décalés en direction de la paroi d'extrados 18, en débouchant sous la base du rebord d'extrados 281, au niveau de la face intérieure 28c inclinée.According to an alternative embodiment visible in FIG. 12, provision is made for an arrangement with respect to FIG. 7, in that the bores 15 are offset in the direction of the extrados wall 18, opening under the base of the rim of FIG. extrados 281, at the inner face 28c inclined.

Claims (6)

Aube (10) creuse de rotor pour la turbine d'un moteur à turbine à gaz comportant un passage de refroidissement interne (24), une cavité (30) ouverte située à l'extrémité libre (14) de l'aube (10) et délimitée par une paroi de fond (26) s'étendant sur toute l'extrémité (14) de l'aube et un rebord (28) s'étendant entre le bord d'attaque (20) et le bord de fuite (22) le long d'au moins la paroi d'extrados (18), et des canaux de refroidissement (32) reliant ledit passage de refroidissement interne (24) et la face extérieure de la paroi d'intrados (16), lesdits canaux de refroidissement (32) étant inclinés par rapport à la paroi d'intrados (16), la paroi d'intrados (16) présentant une portion d'extrémité (34) en saillie dont la face extérieure est inclinée par rapport à la face extérieure de la paroi d'intrados (16), la paroi de fond (26) étant reliée à la paroi d'intrados (16) à l'emplacement de ladite portion d'extrémité (34) et lesdits canaux de refroidissement (32) étant disposés dans ladite portion d'extrémité (34) en étant parallèles à la face extérieure de ladite portion d'extrémité (34) de sorte qu'ils débouchent sur le sommet de ladite portion d'extrémité (34) en direction de l'extrémité libre (14) de l'aube (10), caractérisée en ce que le sommet de la portion d'extrémité (34) est dans le même plan que la face extérieure de la paroi de fond (26), de sorte que lesdits canaux de refroidissement (32) débouchent de la paroi d'intrados (16) à l'avant de la cavité (30), et en ce que la face intérieure dudit rebord (281) de la paroi d'extrados (18) est inclinée en élargissant ledit rebord (281) en direction de l'extrémité libre (14) de l'aube (10).Rotor hollow blade (10) for the turbine of a gas turbine engine having an internal cooling passage (24), an open cavity (30) at the free end (14) of the blade (10) and bounded by a bottom wall (26) extending over the entire end (14) of the blade and a flange (28) extending between the leading edge (20) and the trailing edge (22). ) along at least the upper surface wall (18), and cooling channels (32) connecting said internal cooling passage (24) and the outer face of the intrados wall (16), said cooling (32) being inclined with respect to the intrados wall (16), the intrados wall (16) having a protruding end portion (34) whose outer face is inclined with respect to the outer face of the intrados wall (16), the bottom wall (26) being connected to the intrados wall (16) at the location of said end portion (34) and said cooling channels; ent (32) being disposed in said end portion (34) being parallel to the outer face of said end portion (34) so that they open onto the top of said end portion (34) by direction of the free end (14) of the blade (10), characterized in that the top of the end portion (34) is in the same plane as the outer face of the bottom wall (26), such that said cooling channels (32) open from the intrados wall (16) at the front of the cavity (30), and that the inside face of said rim (281) of the suction wall ( 18) is inclined by widening said flange (281) towards the free end (14) of the blade (10). Aube (10) de turbine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face extérieure (26b) de la paroi de fond (26) est sensiblement perpendiculaire à la paroi d'intrados (16) et à la paroi d'extrados (18).Turbine blade (10) according to claim 1, characterized in that the outer face (26b) of the bottom wall (26) is substantially perpendicular to the intrados wall (16) and the extrados wall (18). ). Aube (10) de turbine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face extérieure (26b) de la paroi de fond (26) est inclinée par rapport à la paroi d'intrados (16) et à la paroi d'extrados (18), en formant un angle aigu avec le rebord (281) de la cavité prolongeant la paroi d'extrados (18).Turbine blade (10) according to claim 1, characterized in that the outer face (26b) of the bottom wall (26) is inclined with respect to the intrados wall (16) and the extrados wall ( 18), forming an acute angle with the flange (281) of the cavity extending the upper wall (18). Aube (10) de turbine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que - à l'avant de l'aube le sommet de la portion d'extrémité (34) est dans le même plan que la face extérieure de la paroi de fond (26) et la face intérieure dudit rebord (281) de la paroi d'extrados (18) est inclinée en élargissant ledit rebord (281), tandis que - à l'arrière de l'aube, du côté de la paroi d'intrados 16, il existe une portion d'extrémité (34) en saillie comprenant un rebord d'intrados (282) élargi à son sommet (28b), et du côté de la paroi d'extrados (18), un rebord d'extrados (281) non élargi à son sommet. Impeller blade (10) according to one of Claims 1 to 3, characterized in that at the front of the blade, the apex of the end portion (34) is in the same plane as the outer face of the bottom wall (26) and the inside face of said flange (281) of the end wall; extrados (18) is inclined by widening said flange (281), while at the rear of the blade, on the side of the intrados wall 16, there is a protruding end portion (34) comprising a bottom flange (282) widened at its top (28b), and on the side of the extrados wall (18), an extrados rim (281) not widened at its top. Aube (10) de turbine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que des perçages débouchants (15) traversent la paroi de fond (26) entre le passage de refroidissement interne (24) et la base du rebord (281) de la paroi d'extrados (18).Impeller blade (10) according to one of Claims 1 to 5, characterized in that through-holes (15) pass through the bottom wall (26) between the internal cooling passage (24) and the base of the rim ( 281) of the upper wall (18). Aube (10) de turbine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle est utilisée pour une turbine haute pression.Turbine blade (10) according to one of Claims 1 to 5, characterized in that it is used for a high-pressure turbine.
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