FR2590320A1

FR2590320A1 - Turboreacteur a deux flux et plusieurs arbres a refroidissement par l'intermediaire du canal secondaire s'etendant pratiquement sur toute la longueur de la machine

Info

Publication number: FR2590320A1
Application number: FR8615046A
Authority: FR
Inventors: Claus Burkhardt
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1986-10-29
Publication date: 1987-05-22
Anticipated expiration: 2006-10-29
Also published as: GB2183296B; GB8627581D0; DE3540943C2; IT1213376B; FR2590320B1; DE3540943A1; IT8622288A0; GB2183296A; DE3546839C2; US4841726A

Abstract

A.TURBOREACTEUR A DEUX FLUX ET PLUSIEURS ARBRES. B.CARACTERISE EN CE QUE: -LE CANAL SECONDAIRE 8 S'ETEND PRATIQUEMENT SUR TOUTE LA LONGUEUR DU TURBOREACTEUR; ET EN CE QUE LA PARTIE D'AIR SECONDAIRE EST PRISE DANS LE FLUX SECONDAIRE PAR DES OUVERTURES PREVUES AU VOISINAGE IMMEDIAT DE LA CARCASSE DE TURBINE 10, CORRESPONDANTE DANS LA STRUCTURE DE PAROI INTERNE 12 DU CANAL SECONDAIRE; C.L'INVENTION CONCERNE UN TURBOREACTEUR A DEUX FLUX ET PLUSIEURS ARBRES A REFROIDISSEMENT PAR L'INTERMEDIAIRE DU CANAL SECONDAIRE S'ETENDANT PRATIQUEMENT SUR TOUTE LA LONGUEUR DE LA MACHINE.

Description

I

Turboréacteur à deux flux et plusieurs arbres à refroidis-

sement par l'intermédiaire du canal secondaire s'étendant

pratiquement sur toute la longueur de la machine.-

L'invention concerne un turboréacteur à deux flux et plusieurs arbres selon lequel un compresseur frontal ou une machine soufflante transfère de l'air com- primé dans un canal secondaire formé entre les structures de paroi extérieure et inférieure, canal coaxial à l'axe du turboréacteur, et dont est prise une partie de l'air secondaire soufflé de manière dirigée contre les carcasses

de la turbine pour refroidir les composants de celle-ci.

Dans de tels turboréacteurs désignés dans la technique comme turboréacteurs à flux-enveloppe, on refroidit les composants exposés à la température dans la carcasse ou les intervalles radiaux entre les pointes des aubes de rotor et les garnitures correspondantes d'entrée de la carcasse et on contrôle les mouvements axiaux des aubes directrices; cela se fait par refroidissement par jet à rebondissement. Dans le principe de turboréacteur connu par exemple selon le document DE-OS 26 54 300, l'air de refroidissement est pris dans le flux auxiliaire en aval de la soufflante frontale pour être transféré par des conduites vers les composants correspondants (turbine haute pression et/ou turbine basse pression) et d'être

distribué par un système coûteux de conduites de distribu-

tion vers les conduites de soufflage à partir desquelles en passant par des orifices de refroidissement par jet par rebondissement, cet air est soufflé sur les parties de

carcasse correspondantes.

Les inconvénients de ce principe connu sont les suivants: - coût de fabrication élevé, - poids supplémentaire, - montage coûteux du fait de la structure compliquée, - dans le cas d'un dimensionnement nécessairement réduit

des tubulures (poids) une mauvaise répartition périphé-

rique de l'air de refroidissement (perte de charge et perte de dérivation d'un orifice à l'autre dans un tuyau), - risque de défaillance augmenté (rupture de conduite), - faible possibilité d'augmenter à posteriori le transfert de chaleur, car une section de tuyau choisie initialement ne permet d'augmenter le débit d'air de refroidissement

qu'au prix d'une mauvaise répartition périphérique.

La présente invention a pour but de créer un turboréacteur du type cidessus dont l'air de refroidissement de la carcasse des turbines puisse se faire sans nécessiter de systèmes de tuyauterie de répartition

coûteux, qui soit fiable et soumis à des pertes aérodyna-

miques extrêmement faibles pour la prise dans l'air secon-

daire en permettant un soufflage très efficace vers les

structures de carcasse de turbines correspondantes.

A cet effet, l'invention concerne un turboréacteur du type ci-dessus, caractérisé en ce que: -le canal secondaire s'étend pratiquement sur toute la longueur du turboréacteur et, - en ce que la partie d'air secondaire est prise dans le flux secondaire par des ouvertures prévues au voisinage immédiat de la carcasse de turbine, correspondante dans

la structure de paroi interne du canal secondaire.

Les moyens de l'invention permettent de remédier de manière simple aux inconvénients rappelés cl-dessus du principe de turboréacteur selon DE-OS 26 54 300. Dans le cadre de l'invention, on réalise ainsi

un refroidissement très efficace par exemple de la car-

casse de la turbine basse pression en adaptant la structure de paroi interne du canal de flux auxiliaire ou canal secondaire, par ailleurs nécessaire, sur le plan du tracé axial, dans une très large mesure au contour extérieur de la carcasse de la turbine basse pression et cela suivant l'éloignement perpendiculaire à la carcasse qui se trouve très largement dans la zone de transfert de chaleur optimum

dans le cas d'un refroidissement par jet par rebondissement.

La réalisation ne présente aucune difficulté, car le canal secondaire est réalisé sous la forme de deux coquilles pour

permettre un accès rapide au turboréacteur lors des tra-

vaux d'entretien. Chaque fois à la hauteur axiale de la zone de la carcasse qui doit être refroidie de manière

préférentielle, on peut ainsi prévoir des rangées d'orifi-

ces ou d'ouvertures de soufflage d'air le long de la péri-

phérie. On peut ainsi fournir à chaque endroit de la car-

casse de la turbine basse pression, suivant le nombre et la section des orifices ou des fentes, avec plus ou moins

d'air suivant une symétrie de rotation ou de manière asy-

métrique. Dans ce cas, la pression d'alimentation au niveau des orifices de refroidissement par jet par rebondissement

bien qu'il s'agisse de la pression statique du canal secon-

daire, est de niveau sensiblement égal au principe de turbo-

réacteur usuel connu selon par exemple le document DE-OS 26 54 300, utilisant la pression totale à la sortie de la soufflante et même une pression plus élevée, car on évite comme dans les solutions connues l'origine des pertes de

charge créées dans les conduites d'alimentation, de répar-

tition et de soufflage.

Une caractéristique très répandue de pratiquement chaque contrôle d'intervalle radial est de disposer d'au moins deux flux d'air de refroidissement (dans la mesure o l'onutilise de l'air) à savoir un faible

débit ou un débit nul et un débit prévu pour le système.

Suivant la construction pendant un court intervalle au cours de la phase d'accélération ou de réaccélération d'un turboréacteur, il faut que le refroidissement par Jet

par rebondissement ne puisse agir pour éviter une pénétra-

tion accidentelle des aubes de rotor dans la garniture de carcasse. Dans les systèmes connus jusqu'à présent de

contrôle actif de l'intervalle, on coupe ou on réduit pen-

dant une courte durée le débit d'air à l'aide d'une vanne.

Pour éviter une mise en oeuvre de moyens trop importante on se satisfait souvent des positions de commutation

"marche" et "arrêt". Une telle commande de vanne en fonc-

tion de l'état du turboréacteur est du reste déjà connue

selon le document DE-OS 26 54 300 déjà mentionné.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, sur la structure de paroi intérieure du canal secondaire, il est prévu au moins une première vanne en

amont du volume annulaire, et qui est responsable du refroi-

dissement par Jet par rebondissement, vanne qui permet

d'extraire de l'air secondaire hors du canal d'air secon-

daire et de le fournir à la chambre annulaire pour inter-

rompre pendant une courte durée le refroidissement par jet par rebondissement. Ainsi selon ces caractéristiques, ou la combinaison des caractéristiques ci-dessus et des

caractéristiques rappelées plus haut, l'invention consti-

tue entre autres une solution permettant de manière extrê-

mement simple et efficace d'éviter le risque qui existe pendant une courte durée lors de l'accélération ou de la

réaccélération du turboréacteur, et réside dans un frotte-

ment trop important des aubes du fait que le système de refroidissement par jet à rebondissement, très efficace,

n'a pas à être modifié sur le plan fonctionnel et mécani-

que mais que ce système de refroidissement est arrêté pen-

dant une durée relativement courte (par exemple de l'ordre

de 30 à 50 secondes) lors de l'accélération du turbo-

réacteur (phase de décollage et de montée)ou de réaccélé-

ration du turboréacteur et peut immédiatement de nouveau travailler suivant le mode normal pour lequel le système a été conçu. De plus pendant la période au cours de laquelle le refroidissement par jet brisé ne doit agir, de l'air de dérivation peut être envoyé par au moins une

vanne ouverte dans le volume compris entre la paroi inté-

rieure du canal de flux secondaire et la paroi extérieure de la carcasse, c'est-à-dire dans le volume dans lequel agit le refroidissement par jet par rebondissement pour créer un équilibrage des pressions et d'éviter ainsi dans

une très large mesure un passage par les orifices de re-

froidissement par jet par rebondissement.

Ainsi, l'invention repose sur la considération technique générale selon laquelle lors d'une accélération du moteur, la sollicitation des aubes du rotor par exemple de la turbine basse pression se fait très rapidement (dilatation rapide),alors que la carcasse correspondante ne suit qu'avec inertie à cause de sa masse plus importante ou ne suit qu'avec retard du fait de sa dilatation thermique. Comme conséquence, les intervalles des aubes des turbines diminuent fortement et les aubes

peuvent aller jusqu'à pénétrer dans la garniture d'étan-

chéité; si l'air de contrôle de l'intervalle radial ou air de rebondissement (air ACC) agissait pleinement dès le début de l'accélération, cela retarderait d'autant la dilatation de la carcasse et se traduirait par une usure plus accentuée de la garniture d'étanchéité qui, dans le cas le moins mauvais, aboutirait à une usure relativement prononcée des pointes des aubes de rotor ou des joints des pointes des aubes de rotor, d'un côté mais également par ailleurs une usure des garnitures correspondantes de

la carcasse.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, à la place de la première vanne, il est prévu au moins une seconde vanne en aval de la chambre annulaire

et qui est responsable du refroidissement par Jet par re-

bondissement pour interrompre pendant une courte durée ce refroidissement par Jet par rebondissement en fermant ainsi pendant une courte durée le flux d'air de refroidissement

sortant de la chambre annulaire.

Ainsi la fonction de vanne (première vanne ou autre vanne) ou encore la combinaison des cycles de commutation de la premiere vanne et de la seconde vanne comme cela sera précisé ultérieurement peut éviter qu'au début de la phase d'accélération du moteur, au cours d'une

période de temps de l'ordre de quelques secondes, caracté-

ristique du moteur, il n'y ait d'attaque trop dure des Joints par exemple au cours de la phase de montée. Malgré cette coupure de très courte durée du refroidissement par Jet par rebondissement, l'invention permet de garantir un refroidissement relativement "doux" par exemple de la

carcasse de la turbine basse pression.

D'autres caractéristiques avantageu-

ses de l'invention sont énoncées dans la suite de la des-

cription. La présente invention sera décrite

de façon plus détaillée à l'aide de la description faite

en liaison avec les dessins annexés, dans lesquels: - la figure. 1 est une coupe complète dans la direction longitudinale pour la moitié supérieure

et une coupe partielle pour la moitié inférieure d'un turbo-

réacteur représenté schématiquement.

- la figure 2 montre un segment de la structure de paroi intérieure, réalisé pour la prise

simultanée d'air secondaire et l'éjection d'air de refroi-

dissement du canal secondaire en montrant une partie de

carcasse de turbine basse pression représentée partielle-

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ment arrachée avec les aubes directrices et les aubes de

rotor correspondantes, chaque fois en coupe longitudinale.

- la figure 3 montre une variante de la figure 2 en ce que le segment de la structure de paroi intérieure correspondant est réalisé sous forme de double paroi avec inclusion des chambres de répartition

d'air pour le refroidissement par jet par rebondissement.

- la figure 4 montre une autre varian-

te des figures 2 et 3, le segment de structure de paroi intérieure correspondant étant non seulement à double paroi avec inclusion de chambres de direction d'air et/ou de répartition d'air mais également avec une réalisation

en forme de coin vue en coupe longitudinale.

- la figure 5 est une coupe transver-

sale montrant un segment avec une alternance de chambres directrices d'air et de chambres de répartition d'air d'un segment de structure de paroi intérieure double avec

association radiale correspondante de la carcasse de tur-

bine basse pression suivant une première configuration.

- la figure 6 représente une seconde configuration qui constitue une variante de la figure 5 montrant des chambres de répartition d'air et des chambres

directrices d'air alternant successivement.

- la figure 7 montre une troisième configuration qui constitue une variante de celles des figures 5 et 6 montrant une suite alternée de chambres de répartition d'air et de chambres directrices applicable

à la figure 4.

- la figure 8 montre une section longitudinale du canal secondaire et de l'extrémité du canal annulaire du moteur avec les aubes d'appui creuses

et la seconde vanne intégrée à celles-ci, et qui est réa-

lisée sous la forme de vanne ou de soupape à clapet adap-

tée à la géométrie intérieure des aubes.

- la figure 9 montre une variante par rapport à la figure 8 d'une seconde vanne prévue à l'extrémité extérieure des aubes d'appui à l'intérieur

d'un segment de conduite.

- la figure 10 est une coupe longi-

tudinale schématique d'un turboréacteur explicitant le

refroidissement de la carcasse de la turbine basse pres-

sion pour une longueur de canal secondaire plus réduite que celle du canal de la figure 1 et en incluant à titre

d'exemple des composants de la figure 3.

La figure 1 montre un turboréacteur à deux flux selon l'invention. Ce turboréacteur se compose dans l'ordre de gauche à droite, d'une machine soufflante

frontale 1, d'un compresseur haute pression 2, d'une cham-

bre de combustion annulaire 3, d'une turbine haute-pres-

sion 4 suivie dans le sens aérothermodynamique d'une tur-

bine basse pression 5 pour entraîner la machine soufflante

frontale 1.

La machine soufflante frontale 1 est reliée à la turbine basse pression 5 par un système de rotor intérieur 6, commun. Dans le cas du générateur de gaz ou générateur haute pression, le compresseur haute pression 2 et la turbine d'entraînement 4 du compresseur sont reliés par un système de rotor 7, commun. Le système

de rotor 7 de construction coaxiale entoure ainsi une par-

tie du système de rotor 6. La partie principale du flux d'air fourni par la soufflante frontale I (flux enveloppe

ou flux secondaire S) est transférée dans le canal secon-

daire 8 du turboréacteur pour engendrer la poussée et une autre partie S' du flux d'air fourni par la soufflante frontale 1 arrive dans le compresseur haute pression 2 du générateur de gaz. Le flux de gaz chaud qui s'échappe de

la turbine basse pression 5 est également utilisé pour en-

gendrer la poussée. Dans un tel turboréacteur, il faut nor-

malement que les composantes principales de la turbine soient refroidies pour régler la température des gaz chauds; c'est ainsi que par exemple les aubes directrices d'entrée de la turbine haute pression 4 peuvent être refroidies; de plus, les aubes du rotor de la turbine haute pression 4 ainsi que le cas échéant également les aubes directrices du second étage de la turbine haute pression 4 peuvent être

refroidies. L'air comprimé utilisé pour assurer le refroi-

dissement ci-dessus de la turbine haute pression 4 peut

être pris en un ou plusieurs endroits appropriés du com-

presseur haute pression 2 et être envoyé par exemple par 1D

le système de rotor intérieur pour l'application prévue.

I1 est connu d'alimenter les structures de carcasse annu-

laires 9, 10 correspondantes de la turbine haute pression et basse pression 4, 5 par des systèmes de tubulures de distribution relativement compliqués et coûteux pour l'air

de refroidissement pris du canal secondaire du réacteur.

La présente invention évite les in-

convénients mentionnés des concepts des réacteurs connus (les moyens constructifs importants, une fiabilité réduite, des pertes de charge importantes) en ce que: -le canal secondaire s'étend pratiquement sur toute la longueur du réacteur, -une fraction de l'air secondaire utilisé pour refroidir

les composants des turbines et rendre optimum l'inter-

valle des aubes est prise dans le flux secondaire par des

ouvertures 11 (voir également la figure 2) de la structu-

re de paroi intérieure 12 du canal secondaire 8 au voisi-

nage immédiat de la structure de carcasse de turbine cor-

respondante dans le cas présent par exemple la turbine basse pression 5, et cette fraction d'air secondaire est soufflée contre la structure 10 de la carcasse de turbine suivant un refroidissement par rebondissement (flèches F),

Contrairement aux variantes de l'in-

vention qui seront décrites ultérieurement, selon les figu-

res 1 et 2, on part tout d'abord du fait que la structure de paroi interne 12 du canal secondaire 8 est seulement en forme de paroi simple 13, les orifices 11 étant en même

temps réalisés comme orifices de prise d'air et comme ori-

fices d'éjection.

Alors que la figure 1 ne montre que de manière schématique la turbine basse pression 5, les figures 2, 3 et 4 montrent des détails d'une turbine basse pression comparable et les éléments correspondant aux figures 2, 3 et 4 portent chacune fois les mêmes références; ainsi, les aubes directrices de trois étages de turbine successifs portent dans l'ordre les références 14, 15 et

16 et les aubes des rotors correspondants portent les réfé-

rences 17, 18 et 19. Les talons 20, 21, 22 des aubes directrices 14, 15, 16 sont chaque fois suspendus du côté gauche à des crochets 23, 24, 25 de la carcasse de turbine 10. De chaque côté droit, on a suspendu les talons 20, 21, 22 aux supports de segment d'étanchéité 26, 27, 28 entourant les pointes des bandes d'étanchéité des aubes des rotors;

ces supports de segment sont suspendus d'un côté aux cro-

chets de carcasse 29, 30, 31 et sont d'autre part pincés entre les extrémités des crochets de carcasse par exemple 24, 25 et les segments adjacents des talons par exemple

21, 22.

Selon la figure 2, le flux de refroi-

dissement par rebondissement F est dirigé intentionnelle-

ment sur les crochets 23, 29, 24, 30, 25, 31 et 25' corres-

pondants de façon que la partie de plus grande masse de

la structure de la carcasse de turbine 10 qui est spécifi-

quement la plus importante du fait de la réalisation des

crochets soit soumise de manière intensive au refroidisse-

ment; de plus, cela doit entre autres favoriser le main-

tien d'intervalles radiaux des aubes des rotors à une

valeur constante et minimale.

Les ouvertures 11 (figure 2) débouchent dans un volume annulaire 32 formé entre la paroi simple 13 de la structure de paroi interne 12 du canal secondaire 8

(figure 1) et la structure de carcasse de turbine 10.

Selon les figures 3 et 5, la structure de paroi interne 12' du canal secondaire est à double paroi en formant des chambres de répartition d'air 33; dans ce cas, la structure de paroi interne 12' du canal secondaire

8 se compose d'une paroi externe 35 comportant les ouvertu-

res 34 pour la prise d'air secondaire et d'une paroi inter-

ne 13 qui comporte les perçages de refroidissement par rebondissement 11. Les ouvertures 34 (figure 3) et les perçages 11 peuvent sans que cela ne soit nécessaire, être prévus les uns au-dessus des autres dans le plan radial de rebondissement (voir également la figure 4). Dans le mode de réalisation pratique de la figure 5, la structure de paroi interne 12' du canal secondaire 8 est réalisée en

forme de double paroi comprenant dans la direction périphé-

rique une alternance de chambres de répartition d'air 33 et de chambres directrices d'air 36, séparées, ces dernières chambres servant au guidage distinct d'autres fractions d'air (flèche K- figure 3) prises à un autre endroit du

cycle du réacteur, dans la direction K', pour être diri-

gées vers une zone du réacteur située en aval. Les cham-

bres directrices d'air 36 permettent par exemple le passage

de l'air utilisé en amont pour le refroidissement des tur-

bines haute pression comme air d'évacuation et être utilisé à d'autres fins par exemple comme air de refroidissement des paliers ou comme air formant un voile d'étanchéité. De plus, selon la figure 5, les chambres directrices d'air 36

et les chambres de répartition d'air 33 peuvent être réali-

sées comme des éléments d'écartement et deraidissement de paroi entre la paroi extérieure et la paroi intérieure , 13, en étant ondulées de manière appropriée dans la direction périphérique, dans le cas présent des profilés 37 préformés de manière ondulée en continu en forme de U;

dans ce cas, les perçages de refroidissement par rebondis-

sement 11 peuvent traverser les segments des profilés 37

formant les chambres de répartition d'air 33.

L'exemple de réalisation de la figure 6 est conçu comme à la figure 5 en utilisant comme base les mêmes données fonctionnelles et techniques en différant toutefois de la figure 5 par l'utilisation d'un profilé 37'

à ondulations douces réparties régulièrement sur la péri-

phérie et formant ainsi en alternance des chambres de répartition d'air 33' et des chambres directrices d'air 36'

séparées les unes des autres.

Dans la mesure ou comme représenté à la figure 4, la structure de carcasse de turbine 10 à refroidir présente un contour divergent, relativement accentué dans la direction du flux principal du réacteur, il peut être particulièrement avantageux de réaliser la section de prise d'air secondaire et de refroidissement de la structure de paroi interne 12" du canal secondaire 8 en forme de coin en coupe longitudinale, absorbant l'angle de divergence; pour cela, la paroi interne 13 selon la figure 2 est comme précédemment parallèle à la

partie divergente correspondante de la structure de car-

casse de turbine 10,mais la paroi externe 35' correspon-

dante est par contre parallèle à l'axe du réacteur. Malgré les critères de prise d'air secondaire et de préparation d'air de refroidissement qui existent localement, pour

arriver à un refroidissement par rebondissement très effi-

cace, on réussit ainsi à donner à la structure de paroi

interne 12" du canal secondaire 8 une surface lisse par-

faite sur le plan aérodynamique dans le cadre de la con-

ception nécessaire du réacteur, grâce à la paroi externe ' correspondante. En variante de la figure 3, la figure

4 montre des orifices de prise d'air secondaire 34 dimen-

sionnés de manière appropriée et qui sont uniquement pré-

vus en amont.

La figure 7 illustre une vue en coupe transversale du canal secondaire 8 comprenant la structure de paroi interne 12" du canal secondaire en forme de coin et à double paroi selon la figure 4; dans le cas présent, on a des profilés 37" ondulés en continu principalement en forme de V, profilés qui forment également de manière alternée en continu des chambres de répartition d'air 33"

et des chambres directrices d'air 36" séparées respective-

ment les unes des autres. Comme dans les exemples de réa-

lisation précédents selon les figures 5 et 6, il serait

également possible selon la figure 7 de prévoir des cham-

bres de répartition d'air qui serviraient exclusivement

à la préparation optimale du refroidissement par rebon-

dissement de jet. La réalisation de la figure 7 permet de

prévoir un nombre relativement important de petits orifi-

ces de refroidissement par rebondissement de jet 11 pour une surface donnée de la paroi interne 13 de la structure

de paroi interne 12" et cela en forme de tamis.

La figure 6 pourrait être adaptée de façon analogue à la figure 7 en réalisant sous forme de chambres de répartition d'air les chambres qui à la figure 6 sont désignées "chambres directrices d'air 36'", ce qui fournirait une surface de perçages de refroidissement par jet de rebondissement, relativement importante le long de

la paroi interne 13.

Selon l'invention, il est également possible de répartir les perçages de refroidissement par rebondissement 11 suivant les besoins de manière régulière ou irrégulière par rapport à la forme correspondante de la carcasse de turbine et de tenir compte des critères de

dilatation thermiques, prévisibles pour le fonctionnement.

Comme cela apparaît en outre à la figure 1, l'extrémité en aval de la chambre annulaire 32 correspondante (entre la structure correspondante de la carcasse de turbine 10 et la structure de paroi interne 12 du canal secondaire 8) peut être ouverte à l'atmosphère par des organes de guidage d'air tels que par exemple des aubes d'appui 38 creuses, traversant le canal secondaire de manière à permettre une évacuation non gênée de l'air

de rcfroidissement, consommé par rapport au flux secondai-

re. La disposition et la réalisation des aubes d'appui

creuses 38 découlent du reste de la figure 8.

Pour pouvoir ne pas mettre complète-

ment en oeuvre le refroidissement par rebondissement de

jet mentionné ci-dessus dans le sens indiqué dans le pré-

ambule dans le cas d'une phase d'accélération du réacteur ou d'une réaccélération, pendant une courte durée (risque de condition de contact dur des aubes) l'invention prévoit sur la structure de paroi interne 12 du canal secondaire 8 au moins une vanne 39 en amont de la chambre annulaire 32 responsable du refroidissement par rebondissement de jet, vanne qui permet de prendre de l'air secondaire du canal d'air secondaire 8 et l'envoyer à la chambre annulaire 32

pour assurer une interruption de courte durée du refroi-

dissement par jet.

I1 est également possible par exemple dans le cas d'une structure selon les figures 3 et 4, d'arriver à un effet de coupure du refroidissement par jet

comparable et même plus intense dans le sens de l'établis-

sement d'une pression antagoniste, de courte durée dans la chambre annulaire 32 si à la place de la première vanne 39 mentionnée ci-dessus, on prévoit au moins une secondaire vanne 41 (figure 8). Selon la figure 8, les secondes vannes 41 mentionnées peuvent également être intégrées dans les organes de guidage d'air ou dans les aubes d'appui 38, pour cela, les vannes 41 présentent dans ce cas un profil de volets de fermeture 42 adapté respectivement aux contourselliptiquesinternesdes aubes d'appui 38, creuses

du fait du basculement autour de l'axe de rotation corres-

pondant D, on peut fermer complètement ou - comme pour la position des volets représentée à la figure 8 - dégager la section de passage correspondante par basculement autour de l'axe de rotation D, de manière à laisser échapper à l'atmosphère l'air de refroidissement et de commande FACC consommé. Des secondes vannes également réalisées sous forme de clapets de fermeture pourraient également être prévues à l'endroit compris entre la chambre-annulaire 32 et par exemple les aubes d'appui 38 de manière que pour une première position de fin de course, elles permettent l'écoulement de l'air de la chambre annulaire 32 dans les

aubes d'appui 38 et que dans une seconde position d'extré- mité, ces volets ferment la section de passage. En aval

des aubes d'appui 38, la chambre annulaire 32 correspon-

dante devrait toujours être considérée comme fermée

(figure 8).

A la place d'une réalisation en forme de volets de fermeture, les premières et/ou secondes vannes

pourraient également être réalisées comme tiroirs annulai-

res réglables axialement ou dans la direction périphérique et munies d'orifices de passage qui, pour une premiere position de fin de course du tiroir annulaire (position d'ouverture) seraient en coincidence avec les ouvertures de la carcasse et qui dans une seconde position de fin de course fermeraient ces ouvertures. Les premières et/ou secondes vannes pourraient également être réalisées comme vannes à clapet. Pour cela on se reportera à la figure 9; dans cette figure par exemple la seconde vanne 40 est réalisée sous la forme d'une vanne à clapet logée dans un guidage tubulaire cylindrique 43 adjacent latéralement à l'extérieur à l'aube d'appui 38. La figure 9 caractérise la position ouverte de la vanne, position dans laquelle le clapet 44 soumis à l'action d'un ressort de rappel est soulevé par rapport à la surface du siège du clapet

pour libérer le passage de l'air F à travers la vanne 40.

Les premières et/ou secondes vannes mentionnées ci-dessus peuvent être commandées suivant l'état de fonctionnement du réacteur (phase d'accélération ou de réaccélération) à partir des moyens de régulation

du réacteur.

* Dans le cadre de l'idée de base de l'invention, on englobe la possibilité

de raccourcir le canal secondaire 8 (figure 10) par rap-

port à celui de la figure 1, ce canal s'étendant sur toute la longueur du réacteur et de satisfaire malgré cela

complètement au problème posé par l'invention.

Dans le cas présent (figure 10) le canal secondaire 8 se termine sensiblement directement au début de la structure de carcasse de turbine 10,dans ce

cas,divergente de la turbine basse pression du turboréac-

teur. Selon le contour en pointillé, il serait également possible dans le cadre de l'idée de base

de l'invention de développer le canal secondaire 8 légère-

ment plus loin dans la direction axiale, c'est-à-dire au-

delà de la structure correspondante de la carcasse de tur-

bine 10.

Selon la figure 10, la structure in-

terne à double paroi 12' s'étend des points de prise déplacés vers l'avant de manière correspondante (orifices 34) au-delà de l'extrémité du canal secondaire ainsi que le long de la structure de la carcasse de turbine 10 en

comprenant les chambres de répartition d'air et les cham-

bres directrices d'air 33, 36, intégrées à la structure interne 12' à double paroi dans le sens de la figure 5;

la figure 10 peut également être modifiée de manière évi-

dente dans le sens des figures 4, 6 et 7.

La figure 10 montre en outre la pre-

mière et la seconde vanne 39, 50 prévues ensemble sur le réacteur et dans ce cas elles sont toutes deux réalisées sous forme de vannes à clapet. Aussi longtemps que le refroidissement par jet de rebondissement F doit agir pleinement, le volet 51 de la vanne 50 occupe toujours la

position d'ouverture représentée, de sorte que l'air uti-

lisé F est éjecté dans ce cas directement à l'atmos-

phère sans se référer en particulier aux aubes d'appui 38 creuses ou analogues indiquées à la figure 1. La vanne 39

est alors fermée.

La position des volets 51, 52 des

vannes 39, 50 représentée en pointillés indique une posi-

tion de fermeture ou d'obturation de courte durée pour la phase d'accélération du moteur, de manière à interrompre ou à réduire le refroidissement par jet de rebondissement

F, très efficace grâce à la veine d'air parasite St trans-

mise par l'intermédiaire de la vanne 39 à partir du canal

secondaire 8.

La pression antagoniste dans la cham- bre annulaire 32 nécessaire pour couper le refroidissement par jet de rebondissement F suppose qu'au moins une vanne 39 présente une section de passage suffisamment importante par rapport à la surface d'écoulement globale des perçages de refroidissement par jet de rebondissement 11 dans le volume annulaire 32. La section de passage globale, libre, par exemple des aubes d'appui 38 "à l'arrière" (figure 8) qu'elle comporte ou non des clapets 42 - doit être

suffisamment grande pour ne pas influencer le refroidisse-

ment par jet de rebondissement tel que voulu.

Il est à noter que la première et/ou la seconde vanne 40 est réalisée sous la forme de vanne annulaire

à tiroir ou de vanne à coupelle à ressort.

'90320

R EVE ND I CATI ONS

1 ) Turboréacteur à deux flux et plu-

sieurs arbres selon lequel un compresseur frontal ou une machine soufflante transfère de l'air comprimé dans un canal secondaire formé entre les structures de paroi ex-

térieure et inférieure, canal coaxial à l'axe du turbo-

réacteur, et dont est prise une partie de l'air secondaire

soufflé de manière dirigée contre les carcasses du turbo-

réacteur pour refroidir les composants de celui-ci, caractérisé en ce que: - le canal secondaire (8) s'étend pratiquement sur toute la longueur du turboréacteur et, - en ce que la partie d'air secondaire est prise dans le

flux secondaire par des ouvertures (11) prévues au voi-

sinage immédiat de la carcasse de turbine (10), corres-

pondante dans la structure de paroi interne (12) du canal secondaire.

2 ) Turboréacteur selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que la structure de paroi inté-

rieure (12') du canal secondaire (8) est à double paroi en incluant une ou plusieurs chambres de répartition d'air (33) munies d'un ou plusieurs orifices de prise d'air

secondaire (34).

3 ) Turboréacteur selon les revendi-

cations 1 et 2, caractérisé en ce que les chambres de répartition d'air (33) communiquent par l'intermédiaire d'orifices de refroidissement par rebondissement (11)

communiquant avec un volume annulaire (32) entre la struc-

ture de paroi intérieure (12') et la structure de carcasse

de turbine (10) correspondante.

4 ) Turboréacteur selon les revendi-

cations 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la structure de

paroi intérieure (12') du canal secondaire (8) est réali-

sée à double paroi en comprenant des chambres de réparti-

tion d'air (33) et des chambres directrices d'air (36') se suivant en alternance dans la direction périphérique., chambres dont les dernières sont réalisées de manière à assurer un guidage distinct d'autres fractions d'air prises dans le circuit du turboréacteur pour les diriger vers une

zone du turboréacteur se situant plus en aval.

5 ) Turboréacteur selon l'une quelconque

des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la structure

de paroi intérieure (12') du canal secondaire (8) se compose d'une paroi extérieure (35) comportant les orifices (34) pour

la prise d'air secondaire et d'une paroi intérieure (13) com-

portant les orifices de refroidissement par jet par rebon-

dissement (11).

6 ) Turboréacteur selon l'une quelconque

des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les chambres

directrices d'air (36, 36') et/ou les chambres de répartition d'air (33, 33') sont en forme d'organes d'écartement entre la paroi extérieure et la paroi intérieure (35, 13), en étant constituées par des profilés (37, 37') préformés de manière ondulée en continu de façon appropriée dans la direction périphérique. 7 ) Turboréacteur selon l'une quelconque

des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les orifices

de refroidissement par jet par rebondissement (11) traversent des segments des profilés (37) formant les chambres de

répartition d'air (33).

8 ) Turboréacteur selon l'une quel-

conquedes revendications I à 7 dans lequel la structure

de carcasse de turbine (10) à refroidir présente un con-

tour divergent de manière relativement prononcée dans le sens du flux principal du turboréacteur, caractérisé en ce que la section de refroidissement et de prise d'air secondaire de la structure de paroi intérieure (12") du

canal secondaire (8) est en forme de coin (en coupe longi-

tudinale) enjambant l'angle de divergence, en ce que la paroi intérieure (13) correspondante est parallèle à la structure de carcasse extérieure de turbine, divergente (10O), la paroi extérieure (35') correspondante étant

parallèle à l'axe du turboréacteur.

9 ) Turboréacteur selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que

l'extrémité aval de la chambre annulaire (32) (entre la structure de carcasse de turbine (10) correspondante et la structure de paroi intérieure (12) du canal secondaire

(8)) est ouverte à l'atmosphère par l'intermédiaire d'élé-

ments de guidage d'air en saillie dans le canal secondaire

comme par exemple des aubes d'appui (38).

) Turboréacteur selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que sur

la structure de paroi intérieure (12) du canal secondaire (8), il est prévu au moins une première vanne (39) en amont

du volume annulaire (32), et qui est responsable du refrôi-

dissement par jet par rebondissement, vanne qui permet

d'extraire de l'air secondaire hors du canal d'air secon-

daire (8) et de le fournir à la chambre annulaire (32)

pour interrompre pendant une courte durée le refroidisse-

ment par jet par rebondissement.

11 ) Turboréacteur selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'à

la place de la première vanne, il est prévu au moins une seconde vanne (41) en aval de la chambre annulaire (32)

et qui est responsable du refroi.dissement par jet par re-

bondissement pour interrompre pendant une courte durée ce refroidissement par jet par rebondissement en fermant

ainsi pendant une courte durée le flux d'air de refroidis-

sement sortant de la chambre annulaire (32).

12 ) Turboréacteur selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 11, caractérisé par au moins

une première et une seconde vanne (39, 50) montée et réa-

lisée de façon que pour une première vanne (39) simulta-

nément ouverte et l'alimentation en air secondaire parasite (St) ainsi liée dans la chambre annulaire (32), cette

chambre soit fermée en aval des orifices de refroidisse-

ment par jet par rebondissement par l'intermédiaire de la

seconde vanne (50).

13 ) Turboréacteur selon l'unequel-

conque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la

chambre annulaire (32) est réalisée fermée en aval des

aubes d'appui (38).

14 ) Turboréacteur selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la

première et/ou la seconde vanne (40) est réalisée sous la

forme de vanne annulaire à tiroir.

) Turboréacteur selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la

première et/ou la seconde vanne (40) est réalisée sous

la forme de vanne à coupelle à ressort.

16 ) Turboréacteur selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que

la première et/ou la seconde vanne (39, 50) est réalisée

sous la forme de soupapes à clapet.

17 ) Turboréacteur selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que

les secondes vannes (41) sont intégrées dans les éléments de passage d'air ou dans les aubes d'appui (18), creuses et comportent un profil de clapet d'arrêt (42) adapté au contour intérieur des éléments de guidage traversants de

l'air ou des aubes d'appui (38).

18 ) Turboréacteur selon l'unequel-

conque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que

les secondes vannes (40) sont réalisées et sont prévues respectivement dans un guidage tubulaire (43) adjacent

latéralement à l'extérieur à l'aube d'appui (38) corres-

pondante.

19 ) Turboréacteur selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que

les premières et/ou les secondes vannes sont commandées

en fonction de l'état du turboréacteur.

) Turboréacteur selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que

le canal secondaire (18) s'étend du point de vue de sa longueur axiale au moins Jusque dans la zone proche de la structure de carcasse de turbine et en ce que la structure interne à double paroi (12') s'étend à partir des points de prise locaux (orifices 34) pour la prise directe de la partie d'air de refroidissement secondaire dans le flux d'air secondaire au-delà de l'extrémité du canal secondaire et le long de la structure de carcasse de turbine (10) à refroidir en incluant les chambres de répartition d'air (33) ou les chambres de répartition et de direction d'air (33, 36) intégrées à la structure interne (12') à double paroi.

21 ) Turboréacteur selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que la

structure de carcasse de turbine (10) appartient à la tur-

bine haute pression et/ou basse pression.