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Title:
TRAILING-EDGE TURBINE BLADE COMPRISING FLAT REGIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/001801
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a turbine engine blade (12) comprising a hollow body defining a cavity, and also comprising a downstream trailing edge (16). The blade (12) further comprises at least one hole (18) which communicates with the cavity and opens downstream onto the trailing edge (16). The trailing edge (16) extends along the main radial direction of the blade (12) and comprises a downstream convex face (20). The blade is characterised in that each hole (18) opens onto a planar rear face (24) of a flat region (22) formed in the trailing edge (16).

Inventors:
COUDERT LAURENT PATRICK ROBERT (FR)
BOTREL ERWAN DANIEL (FR)
Application Number:
FR2016/051666
Publication Date:
January 05, 2017
Filing Date:
July 01, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SAFRAN AIRCRAFT ENGINES (75015, FR)
International Classes:
F01D5/18
Foreign References:
EP2320029A12011-05-11
US6190129B12001-02-20
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
GUERRE, Fabien (75378, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Aube (12) de turbomachine comportant un corps creux délimitant une cavité(14), et comportant un bord de fuite aval (16),

l'aube (12) comportant en outre au moins un perçage (18) qui communique avec la cavité (14) et qui débouche vers l'aval dans le bord de fuite (16), le bord de fuite (16) s'étendant selon la direction principale radiale de l'aube (12), et comportant une face aval (20) convexe,

caractérisée en ce que chaque perçage (18) débouche dans une face arrière (24) plane d'un méplat (22) formé dans le bord de fuite (16).

2. Aube (12) de turbomachine selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la face arrière (24) est sensiblement perpendiculaire à la direction principale du perçage (18) associé.

3. Aube (12) de turbomachine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bord de fuite (16) comporte des tronçons (26) répartis radialement de part et d'autre de chaque méplat (22), dont les faces aval des tronçons forment la face aval convexe du bord de fuite (16).

4. Aube (12) de turbomachine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la face arrière (24) de chaque méplat (22) est délimitée radialement par les faces d'extrémité radiale (28) des tronçons (26). 5. Aube selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque face d'extrémité radiale (28) des tronçons (22) est inclinée par rapport à un plan radial d'un angle (a) dont la valeur est comprise entre 45 et 90 degrés inclus.

6. Aube (12) de turbomachine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque méplat (22) est associé à un perçage (18). 7. Aube (12) de turbomachine selon la revendication précédente, caractérisée en ce que tous les méplats (22) ont une même hauteur radiale.

8. Aube (12) de turbomachine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que plusieurs perçages (18) débouchent dans la face arrière (24) d'un même méplat (22).

9. Aube (12) de turbomachine selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la hauteur radiale de chaque méplat (22) est définie en fonction du nombre de perçages (18) qui débouchent dans ledit méplat (22).

10. Turbomachine d'aéronef comportant un rotor (10) de turbine muni d'aubes (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes.

Description:
AUBE DE TURBINE À BORD DE FUITE PRÉSENTANT DES

MÉPLATS

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

L'invention concerne une aube de turbomachine, notamment une aube de turbine, comportant des perçages formés au niveau du bord de fuite de l'aube et qui débouchent dans une cavité interne de l'aube.

L'invention concerne plus particulièrement une aube pour laquelle le bord de fuite est configuré pour limiter les pertes aérodynamiques

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Certaines aubes d'une turbomachine, et plus particulièrement les aubes mobiles de la turbine, sont sujettes à de nombreuses sollicitations thermiques provenant des gaz très chauds issus de la chambre de combustion.

Les aubes comportent à cet effet un circuit de ventilation interne par lequel un flux d'air frais circule au travers de l'aube, pour la refroidir.

L'aube comporte ainsi une ou plusieurs cavités internes et des perçages débouchant dans le bord de fuite de l'aube, pour évacuer l'air frais.

L'optimisation du fonctionnement de la turbomachine impose que le bord de fuite de l'aube ait un rayon de courbure qui soit le plus faible possible.

Par contre, un tel rayon de courbure rend difficile la réalisation des perçages.

Au contraire, un bord de fuite ayant un rayon de courbure important facilite la réalisation des perçages mais réduit le rendement de la turbine du fait de la présence de perturbations au niveau du bord de fuite.

L'invention a pour but de proposer une aube de turbomachine réalisée pour concilier ces deux exigences. EXPOSÉ DE L'INVENTION

L'invention propose une aube de turbomachine comportant un corps creux délimitant une cavité, et comportant un bord de fuite aval, l'aube comportant en outre au moins un perçage qui communique avec la cavité et qui débouche vers l'aval dans le bord de fuite, le bord de fuite s'étendant selon la direction principale radiale de l'aube, et comportant une face aval convexe, caractérisée en ce que chaque perçage débouche dans une face arrière plane d'un méplat formé dans le bord de fuite.

Cette face aval permet de faciliter l'opération de perçage dans le bord de fuite. De plus, la présence de plusieurs faces planes dans le bord de fuite, qui sont localisées au niveau des perçages n'implique que de faibles pertes aérodynamiques.

De préférence, la face arrière est sensiblement perpendiculaire à la direction principale du perçage associé.

De préférence, le bord de fuite comporte des tronçons répartis radialement de part et d'autre de chaque méplat, dont les faces aval des tronçons forment la face aval convexe du bord de fuite.

De préférence, la face arrière de chaque méplat est délimitée radialement par les faces d'extrémité radiale des tronçons.

De préférence, chaque face d'extrémité radiale des tronçons est inclinée par rapport à un plan radial d'un angle (a) dont la valeur est comprise entre 45 et 90 degrés inclus.

De préférence, chaque méplat est associé à un perçage.

De préférence, tous les méplats ont une même hauteur radiale.

De préférence, plusieurs perçages débouchent dans la face arrière d'un même méplat.

De préférence, la hauteur radiale de chaque méplat est définie en fonction du nombre de perçages qui débouchent dans ledit méplat.

De préférence, le bord de fuite comporte des tronçons répartis radialement de part et d'autre de chaque méplat, dont les faces aval des tronçons forment la face aval convexe du bord de fuite. L'invention concerne aussi une turbomachine d'aéronef comportant un rotor de turbine muni d'aubes telles que définies précédemment.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :

la figure 1 est une représentation schématique d'une partie de turbine d'aéronef comportant des aubes réalisées selon l'invention

la figure 2 est un détail en perspective du bord de fuite d'une aube représentée à la figure 1

la figure 3 est une section d'une aube représentée à la figure 1 selon un plan principal radial de l'aube

la figure 4 est une section de l'aube représentée à la figure 3, selon un plan passant par un perçage de l'aube. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

On a représenté à la figure 1 une pa rtie d'un rotor 10 de turbomachine, dans laquelle deux aubes 12 sont représentées. A titre d'exemple non limitatif, cette partie est une partie de la turbine haute pression de la turbomachine.

Chaque aube 12 coopère avec des gaz chauds provenant de la chambre de combustion de la turbomachine et elle est par conséquent portée à une température élevée lors du fonctionnement de la turbomachine.

Pour réduire son échauffement, l'aube 12 comporte un corps creux délimitant une ou plusieurs cavités 14 dans chacune desquelles un flux d'air frais circule. Aussi, pour refroidir son bord de fuite 16, l'aube 12 comporte une pluralité de perçages 18 qui s'étendent depuis une cavité et qui débouchent au niveau du bord de fuite 16.

Chaque perçage 18 est réalisé lors d'une opération de perçage, après la réalisation par moulage de l'a ube 12. Pour cela, l'outil de perçage est mis en contact avec la face aval 20 du bord de fuite 16. Le mode de réalisation de l'aube 12, par moulage, et l'optimisation de l'écoulement du flux de gaz chaud au niveau du bord de fuite 16 ont pour conséquence que la section de la face aval 20 du bord de fuite 16, selon un plan perpendiculaire à la direction principale radiale de l'aube, est de forme arrondie, convexe et bombée vers l'aval. De plus, le rayon de courbure de cette face aval 20 est le plus faible possible pour limiter les perturbations aérodynamiques au niveau du bord de fuite.

Le début du perçage sur une surface arrondie étant relativement difficile, le bord de fuite 16 comporte plusieurs méplats 22, dont chaque méplat 22 est situé au niveau d'un perçage 18.

Chaque méplat 22 comporte une face arrière 24 sensiblement perpendiculaire à l'axe principal du perçage 18 associé au méplat 22. Cette face arrière 24 est située en retrait par rapport à la face aval 20 du bord de fuite 16.

La face arrière 24 du méplat 22 consiste en une surface plane facilitant l'opération de perçage puisque l'outil a moins de risque de dévier par rapport à la position désirée du perçage 18.

Chaque méplat 22 est situé radialement entre deux tronçons 26 du bord de fuite 16 dont la face aval de ces tronçons 26 forme la face aval 20 du bord de fuite.

Les tronçons 26 comportent des faces d'extrémité radiale 28, qui délimitent radialement les méplats 22 et donc la face arrière 24 de chaque méplat 22. Selon le mode de réalisation représenté à la figure 3, les faces d'extrémité radiale 28 des tronçons 26 sont inclinées par rapport à la perpendiculaire au méplat 22 associé. Un méplat 22 qui est délimité par deux de ces faces 28 est donc en forme de chanfrein, dont la largeur radiale augmente en s'éloignant de la face arrière 24.

Il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et que les faces d'extrémité radiale 28 des tronçons 26 peuvent être perpendiculaires au méplat 22 associé.

D'une manière générale, chaque face d'extrémité radiale 28 est inclinée par rapport à un plan radial passant par chaque méplat 22 d'un angle a dont la valeur est comprise entre 45 et 90 degrés inclus. Selon le mode de réalisation représenté aux figures, chaque méplat 22 est associé à un seul perçage 18. Cependant, il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et qu'un méplat 22 peut être associé à plusieurs perçages 18, c'est-à-dire que plusieurs perçages peuvent déboucher dans la face arrière 22 d'un même méplat 22.

Cette variante de réalisation est avantageuse lorsque les différents perçages 18 qui débouchent dans le même méplat 22 sont situés à proximité les uns des autres.

Les dimensions de chaque méplat 22 sont définies pour permettre de réaliser chacun des perçages 18. Pour cela, la profondeur 30 du méplat 22, qui est la distance entre la partie la plus en aval de la face aval 20 du bord de fuite 16 et la face arrière 24 du méplat, est définie en fonction des dimensions générales du bord de fuite 16 pour obtenir une largeur 32 suffisante de la face arrière 24 (figure 4).

Il en est de même concernant la hauteur radiale du méplat 22 qui définit la hauteur de sa face arrière 24. De préférence, la hauteur radiale de chaque méplat 22 est définie en fonction du nombre de perçages 18 qui débouchent dans ledit méplat 22. Et les méplats 22 d'une même aube 12 peuvent avoir plusieurs hauteurs radiales différentes.

Par exemple, selon le mode de réalisation représenté à la figure 2, le méplat 22 situé radialement à proximité du pied de l'aube 12 est associé à deux perçages 18, et chacun des autres méplats 22 est associé à un seul perçage 18. Aussi, la hauteur radiale du méplat 22 situé radialement à proximité du pied de l'aube 12 est supérieure à la hauteur radiale des autres méplats.

La hauteur radiale de chaque tronçon 26 du bord de fuite 16 est déterminée en fonction de la dimension radiale de la face arrière de chaque méplat, ainsi qu'en fonction de la distance radiale entre les perçages 18.

En tout état de cause, la largeur 32 et la hauteur 34 de la face arrière 24 du méplat doivent être les plus faibles possibles pour que les perturbations aérodynamiques produites sur le bord de fuite 16 au niveau de chaque méplat 22 soient les moins importantes possibles, tout en permettant la réalisation de chaque perçage. Par ailleurs, les turbulences aérodynamiques, dites pertes de culot, qui se forment au niveau de chaque face arrière d'un méplat 22 sont réduites par l'injection d'air dans le méplat 22, lors du refroidissement de la pale.