CH353215A - Turbine - Google Patents

Description

  Turbine    La présente     invention    a pour objet une turbine,       comportant    des,     disques    de rotor espacés     axialement     portant des aubes dont chacune     comporte    au     moins     une     cavité    intérieure     fermée        s'étendant    à travers la  majeure     partie    au moins de la pale et dans     le    pied,

         cette    cavité     étant    au moins     partiellement    remplie  d'un agent refroidissant ayant un point de fusion     au-          dessous    dé 6500 C.  



  Il a déjà été proposé de faire passer un agent  refroidissant, tel que de l'air, à travers des passages  ménagés. à l'intérieur des aubes de turbine, l'air après       refroidissement    des aubes rejoignant le courant de  gaz chaud traversant la turbine.  



  La turbine selon l'invention est caractérisée en ce       qu'elle        comprend        dies    organes de guidage et des ailet  tes de refroidissement sur les     surfaces        extérieures    des  pieds des aubes     pour    diriger l'air de refroidissement  de manière qu'il     s'écoule    sur les     surfaces    extérieures  des pieds des aubes sur     les    disques, de rotor     suivant     un parcours en zigzag sur chaque pied d'aube.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple,  une forme d'exécution de l'objet de l'invention.  



  La     fig.    1 est une vue en     élévation    partiellement  en coupe d'une aube de rotor de     turbine.     



  La     fig.    2 est une     coupe    de l'aube par la     ligne          II-II    de la     fig.    1.  



  La     fig.    3 est une     coupe    en élévation de la partie  du pied de l'aube par la ligne     III-III    de la     fig.    2.  La     fig.    4 est une vue en     coupe        de    l'aube par la  ligne IV-IV     de    la     fig.    1.  



  La     fig.    5 est une vue en élévation latérale à  échelle réduite d'une partie d'un rotor     de    turbine       comprenant    deux anneaux d'aube et des moyens de  refroidissement.  



       Dans    la     forme    d'exécution représentée, chaque  aube de rotor de     turbine        comprend        une    pale 10 dont    l'extrémité inférieure     est    montée sur une     plate-forme     11, un pied 12 faisant     saillie    sur un côté de la     plate-          forme    adjacent à l'axe de rotation de la turbine et  se     terminant    par une     pointe    13     qui    présente la forme  habituelle de sapin.

   La pale 10 comporte une série  de passages intérieurs 14     parallèles,    chacun de sec  tion transversale de forme générale     elliptique    comme  représenté à la     fig.    2 et     s'étendant        parallèlement    à la  longueur de l'aube de     l'extrémité    intérieure de     celle-          ci    jusqu'en un     point        adjacent    au     sommet    extérieur de  l'aube où     lesdits    passages sont fermés     individuelle-          ment.    Chacun de  <RTI  

   ID="0001.0075">   ces    passages traverse la plate-forme  11 de l'aube et     communique    avec un passage corres  pondant 15 à travers le pied 12,     ces    passages 15  étant     également        parallèles        les    uns aux autres et com  muniquant à leurs     extrémités        inférieures    avec un trou  16 qui traverse le pied.

   Les passages intérieurs sont       remplis    d'un agent     refroidissant    par un     orifice    d'en  trée 17 et le trou     transversal    16,     cet        orifice    17 étant  ensuite fermé par un bouchon et scellé.

   L'agent  refroidissant qui ne doit pas être     corrosif,    est de pré  férence un métal     alcalin    ou un     alliage    d'un ou plu  sieurs de     ces    métaux, en     particulier    du     sodium,        du     lithium ou du     potassium,    qui sont     solides    à la tem  pérature     ambiante,    mais qui se     liquéfient    au-dessous  des températures     normales    de     fonctionnement    de  l'aube.

   L'agent refroidissant peut être chauffé à son  point de     fusion    pour être     introduit    dans la lame, le       point    de fusion     dans,    le cas du sodium étant appro  ximativement de     1001)    C.  



  Les     faces    du pied qui sont     adjacentes    aux aubes       voisines,    dans     le    même     anneau    sont munies d'une  série d'ailettes de refroidissement     parallèles    20 qui  sont     chanfreinées    aux     extrémités    opposées en 21.  



  La turbine sur laquelle sont     montées        ces        aubes     est représentée à la     fig.    5, et comprend deux disques      de rotor de turbine 25, 26 ayant des rainures pour  la fixation des aubes sur leurs périphéries et un dis  que     d'espacement        intermédiaire    27 tournant avec les  disques de turbine et     comportant    une     surface    exté  rieure cylindrique qui ,

  prend appui contre un joint à  labyrinthe 28 que     présente    un anneau d'aubes de  stator 29 supporté à     partir        d    e l'enveloppe de stator  de turbine entre les rangées d'aubes de rotor 31, 32.

    Ce disque     d'espacement    27 présente une série de  passages de refroidissement 33 s'étendant     axialement     et des plaques de recouvrement 34, 35 sont fixées  aux     faces    d'extrémité des disques de rotors de tur  bine pour prendre appui contre les ailettes 20 et for  mer des passages     d'écoulement    en zigzag de l'agent  refroidissant sur ces     ailettes.    L'air de refroidissement  est admis à une température d'environ     3001,    C entre  le disque de rotor amont 25 et une plaque     d7extré-          mité    36, et s'écoule à travers les passages en zigzag  des ailettes sur le ,

  premier étage d'aubes de rotor 31  à travers les passages 33 et ensuite à travers le dis  positif de refroidissement par     ailettes    du second étage  d'aubes de rotor 32.  



  L'agent refroidissant     contenu    dans les cavités  intérieures d'aubes est solide aux températures inté  rieures normales, mais lorsque     1a    turbine fonctionne,  les gaz d'échappement peuvent être à une tempéra  ture de 12000 C et la chaleur impartie par ces gaz  aux aubes augmente leurs températures à environ  650 ou     7501,    C.

   L'agent refroidissant se     liquéfie    et  circule alors par     convexion    et     thermo-siphon    entre  des passages 14 ménagés dans la pale de l'aube et les  passages 15 du pied muni des ailettes de refroidis  sement 20.

       L'effet        centrifuge    élevé multiplie     l'effet     des différences de     densité    normales résultant des  changements de températures et les courants de     con-          vexion    deviennent     également    plus grands que dans  un     dispositif        fixe,    augmentant ainsi beaucoup la  vitesse de transmission de chaleur des     parties    chau  des des aubes aux     parties    refroidies des pieds, la  chaleur étant     par    là transmise à l'air de refroidisse  ment.

Claims (1)

1. REVENDICATION Turbine, comportant des disques de rotor espacés axialement portant des aubes dont chacune com porte au moins une cavité intérieure fermée s'éten dant à travers la majeure partie au moins de la pale et dans le pied, cette cavité étant au moins partielle ment remplie d'un agent refroidissant ayant un point de fusion au-dessous de 650o C,

   caractérisée en ce qu'elle comprend des organes de guidage et des ailettes de refroidissement sur les surfaces extérieures des pieds des aubes pour diriger l'air de refroidisse ment de manière qu'il s'écoule sur les surfaces exté rieures des pieds, des aubes sur les disques de rotor suivant un parcours en zigzag sur chaque pied d'aube. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Turbine selon la revendication, caractérisée ;par un passage d'air de refroidissement ménagé dans un organe d'espacement entre les disques de rotor adjacents pour amener l'air de refroidissement à partir des pieds des aubes sur le premier disque aux pieds des aubes sur le second disque pratiquement sans perte d'air. 2. Turbine selon la revendication, caractérisée en ce que ledit parcours en zigzag, sur le premier disque de rotor, conduit tout d'abord sur une partie du pied plus proche de la pale et revient ensuite en arrière sur une partie du pied plus éloignée de ladite pale. 3.

   Turbine selon la sous-revendication 1, carac térisée en ce. que l'organe d'espacement entre les dis ques de rotor adjacents et contenant le ,passage d'air de refroidissement forme un joint fluide rotatif avec les extrémités intérieures des aubes de stator entre les aubes de rotor.