EP4669844A1 - Systeme d'echange de chaleur pour une turbomachine d'aeronef - Google Patents

Systeme d'echange de chaleur pour une turbomachine d'aeronef

Info

Publication number
EP4669844A1
EP4669844A1 EP24709808.0A EP24709808A EP4669844A1 EP 4669844 A1 EP4669844 A1 EP 4669844A1 EP 24709808 A EP24709808 A EP 24709808A EP 4669844 A1 EP4669844 A1 EP 4669844A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchange
exchange matrix
cover
section
matrix
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.)
Pending
Application number
EP24709808.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Samer MAALOUF
Ephraim Toubiana
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 SA
Original Assignee
Safran SA
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 Safran SA filed Critical Safran SA
Publication of EP4669844A1 publication Critical patent/EP4669844A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F02C7/14—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/08—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan with supplementary heating of the working fluid; Control thereof
    • F02K3/105—Heating the by-pass flow
    • F02K3/115—Heating the by-pass flow by means of indirect heat exchange
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/213—Heat transfer, e.g. cooling by the provision of a heat exchanger within the cooling circuit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the present invention relates to the general field of cooling, and its application in particular in the field of aeronautics. It relates in particular to a heat exchange system, in particular for a turbomachine, in particular an aircraft.
  • a turbomachine in particular an aircraft turbomachine, comprises various components and/or equipment that must be lubricated and/or cooled, such as rolling bearings and gears.
  • the heat released by these components which can be very significant depending on the power of the component and/or equipment, is transported by a fluid and evacuated to cold sources available in the aircraft. It is known to equip the turbomachine with one or more heat exchange systems to carry out the heat exchange between the fluid (typically oil) and the cold source (air, fuel, etc.).
  • FCOC Fuel/oil heat exchangers commonly known by the English acronym FCOC for “Fuel Cooled Oil Cooler”
  • ACOC Air-Cooled Oil Cooler
  • FCOC heat exchangers have a dual function of heating the fuel before combustion in the combustion chamber of the turbomachine and cooling the oil heated by the heat dissipations of the turbomachine.
  • FCOC heat exchangers are not sufficient to absorb all the heat dissipations because the fuel temperature is limited in view of safety constraints. Additional cooling is achieved by ACOC heat exchangers, particularly those of the surface type and known by the acronym SACOC.
  • Surface heat exchangers are generally arranged in the secondary vein of the turbomachine and use the secondary air flow to cool the oil circulating in the turbomachine. These heat exchangers are in the form of a metal surface part allowing the oil to pass through machined channels.
  • the secondary air flow is guided along a heat exchange matrix carried by this surface part and which has the role of increasing the contact surface with the secondary air flow and extracting calories.
  • SACOC heat exchangers have the disadvantage of creating additional pressure losses in the secondary vein concerned since they disturb the air flow, which impacts the performance of the turbomachine as well as the specific fuel consumption.
  • ACOC exchangers are increasingly in demand in the future generation of engines due to the significant increase in heat dissipation, mainly due to:
  • the engine may have several oil circuits, each with a defined function, for example a first circuit for cooling the oil dedicated to the lubrication and cooling of the engine, a second for the lubrication and cooling of the engine reducer, a third for the cooling of the machines, etc.
  • the temperature and the oil flow must be controlled according to the corresponding circuit.
  • the oil used to lubricate and cool electrical machines has a different temperature range than that for engine cooling.
  • the ACOC is preferably divided into several exchangers, each exchanger being dedicated to a given oil circuit. These different exchangers are generally distributed around the longitudinal axis of the engine
  • the growing need for cooling has a direct impact on the dimensions of the ACOCs.
  • the ACOCs could occupy all the available space in a vein, and thus extend all around the vein and over the entire height or radial dimension of the vein, in order to have the air flow necessary to evacuate the calories at the dimensioning point generally occurring during the take-off phase in the case of an extremely hot day.
  • the objective of the present invention is to propose an improvement to existing technologies making it possible to optimize the efficiency of heat exchanges while avoiding pressure drops and disturbing the gas flow as little as possible. Summary of the invention
  • the invention thus proposes a heat exchange system, in particular for an aircraft turbomachine, this system comprising:
  • annular walls respectively external and internal, which extend around each other and around the same axis, and which are configured to define between them a flow vein for a gas flow
  • this first device comprising a heat exchange matrix interposed between this wall and a hood which has a predetermined diameter D1 measured at the axial center of the heat exchange matrix of the first device, characterized in that it further comprises:
  • this second device comprising a heat exchange matrix which is axially spaced from the heat exchange matrix of the first device and which is interposed between the cover of the first device and the opposite wall or another cover of the second device, the cover of the first device having a predetermined diameter D2 measured at the axial center of the heat exchange matrix of the second device, and in that:
  • - D2 is greater than D1 when the first device is carried by the external wall, or
  • - D2 is less than D1 when the first device is carried by the internal wall.
  • the present invention thus proposes to associate at least two heat exchange devices in the vein and to position these devices so that they are, on the one hand, axially offset from each other and, on the other hand, staggered relative to each other.
  • the axial offset of the devices comes from the fact that the heat exchange matrices of the devices are axially spaced from each other.
  • the heat exchange matrix of the first device is thus located upstream or downstream relative to the heat exchange matrix of the second device.
  • the expressions upstream and downstream refer to the flow of air or gases in the vein during normal operation of the turbomachine.
  • a heat exchange matrix may comprise fins and/or plates and/or tubes.
  • a matrix may be stepped and comprise for example a stack of several layers, each of the layers comprising fins, or at least one plate or at least one tube.
  • the fins are intended to be swept by a gas flow, and the plates or tubes are traversed for example by an oil circuit or comprise such an oil circuit.
  • the staging of the devices comes from the fact that the devices share a common cover, this cover being advantageously shaped so that a portion of the heat exchange matrix of the second device is axially aligned with a portion of the heat exchange matrix of the first device. In addition to being staggered, the devices can therefore overlap axially.
  • the heat exchange system may include one or more of the following features, considered independently of each other or in combination with each other:
  • the cover of the first device comprises several successive axial sections along the axis:
  • an upstream end section which is located upstream of the heat exchange matrix of the second device, a section which extends to the periphery of the heat exchange matrix of the second device, an intermediate section which extends axially between the heat exchange matrix of the second device and the heat exchange matrix of the first device, a section which extends to the periphery of the heat exchange matrix of the first device, and a downstream end section which is located downstream of the heat exchange matrix of the first device, or
  • an upstream end section which extends upstream of the heat exchange matrix of the first device, a section which extends at the periphery of the heat exchange matrix of the first device, an intermediate section which extends axially between the heat exchange matrix of the first device and the heat exchange matrix of the second device, a section which extends at the periphery of the heat exchange matrix of the second device, and a downstream end section which is located downstream of the heat exchange matrix of the second device;
  • the cover of the second device comprises an upstream end section located upstream of the heat exchange matrix of this second device, a section located at the periphery of the heat exchange matrix of this second device, and a downstream end section located downstream of the heat exchange matrix of this second device;
  • the cover of the second device has a predetermined diameter D3 measured at the axial center of the heat exchange matrix of the second device, and in that D3 is less than or greater than D1;
  • the cover of the second device has an upstream free end which is located upstream of an upstream free end of the cover of the first device, or which is located between upstream and downstream ends of the intermediate section
  • system further includes:
  • this third device comprising heat exchange matrix which is axially spaced from the heat exchange matrix of the first and second devices and which is interposed between the cover of the second device and the other of the walls or another cover of the third device, the cover of the second device having a predetermined diameter D3 measured at the axial middle of the heat exchange matrix of the second device, and a predetermined diameter D4 measured at the axial middle of the heat exchange matrix of the third device, and in that:
  • - D4 is greater than D3 when the first device is carried by the external wall, or
  • - D4 is less than D3 when the first device is carried by the internal wall
  • the cover of the third device comprises an upstream end section located upstream of the heat exchange matrix of this third device, a section located at the periphery of the heat exchange matrix of this third device, and a downstream end section located downstream of the heat exchange matrix of this third device;
  • the or each upstream end section forms a divergent, and the or each downstream end section forms a convergent;
  • the end sections have a truncated or rounded shape;
  • the heat exchange matrix of the first device has a height or radial dimension greater than or equal to that of the heat exchange matrix of the second device;
  • the sum of the heights or radial dimensions of the heat exchange matrix of the first and second devices is less than the height or radial dimension of the vein measured at the level of these devices;
  • each of the external and internal walls carries a first device of the aforementioned type, which is associated with a second device of the aforementioned type or even with a third device of the aforementioned type;
  • each of the devices is of the ACOC or SACOC type
  • each divergent and each convergent has a truncated or rounded shape; the rounded shape improves the aerodynamics of the flow bypassing the device, which reduces the pressure losses due to the installation of this assembly.
  • These shapes can be obtained by additive manufacturing for example;
  • - the or each cover is independent of the walls of the vein, and is therefore not connected to these walls;
  • - the first heat exchange device is of the surface type, and/or the second heat exchange device is of the surface type, and/or the third heat exchange device is of the surface type;
  • the or each heat exchange device is of the SACOC or ACOC type
  • the or each cover is at a distance from the walls of the vein so that part of the gas flow flowing in the vein can bypass or bypass the or each heat exchange device.
  • the invention further relates to a turbomachine or an electronic device comprising at least one heat exchange system as mentioned above.
  • the present invention can indeed be used for cooling a device
  • Figure 1 is a half schematic view in axial section of an example of a turbomachine to which the invention applies;
  • Figure 2 is a very schematic cross-sectional view of a heat exchange system
  • Figure 3 is a very schematic view in axial section of the system of Figure 2;
  • Figure 4 is another very schematic view of a system similar to that of Figure 3;
  • Figure 5 is a schematic perspective and partial view of a heat exchange device
  • FIG. 6a-6b Figures 6a and 6b are very schematic cross-sectional views of heat exchange systems each comprising a sectorized heat exchange device
  • Figure 7 is a very schematic view in axial section of the system of Figure 6a;
  • Figure 8 is a very schematic view in axial section of a heat exchange system according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 9 is a very schematic view in axial section of a heat exchange system according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 10 is a very schematic view in axial section of a heat exchange system according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 11 is a very schematic view in axial section of a heat exchange system according to a fourth embodiment of the invention.
  • Figure 12 is a very schematic view in axial section of a heat exchange system according to a fifth embodiment of the invention.
  • Figure 13 is a very schematic view in axial section of a heat exchange system according to a sixth embodiment of the invention.
  • Figure 14 is a very schematic axial sectional view of a heat exchange system according to a seventh embodiment of the invention
  • Figure 15 is a very schematic axial sectional view of a heat exchange system according to an eighth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows an axial sectional view of a turbomachine with longitudinal axis X to which the invention applies.
  • the turbomachine shown is a dual-flow turbomachine 1 intended to be mounted on an aircraft.
  • the invention is not limited to this type of turbomachine.
  • This dual-flow turbomachine 1 generally comprises a gas generator 2 upstream of which a blower or blower module 3 is mounted.
  • upstream and downstream are defined in relation to the circulation of gases in the turbomachine 1 and here along the longitudinal axis X.
  • the gas generator 2 comprises a gas compressor assembly (here comprising a low pressure compressor 4a and a high pressure compressor 4b), a combustion chamber 5 and a turbine assembly (here comprising a high pressure turbine 6a and a low pressure turbine 6b).
  • a gas compressor assembly here comprising a low pressure compressor 4a and a high pressure compressor 4b
  • a combustion chamber 5 and a turbine assembly (here comprising a high pressure turbine 6a and a low pressure turbine 6b).
  • the turbomachine 1 comprises a low pressure shaft 7 which connects the low pressure compressor 4a and the low pressure turbine 6a to form a low pressure body, and a high pressure shaft 8 which connects the high pressure compressor 4b and the high pressure turbine 6b to form a high pressure body.
  • Rotating guide bearings 15 also make it possible to guide the low-pressure shaft 7 in rotation relative to a fixed structure or stator of the turbomachine.
  • the high-pressure shaft 8 is also guided in rotation by guide bearings (not shown).
  • the fan 3 is shrouded by a fan casing 11 carried by a nacelle 12 and generates a primary air flow F1 which circulates through the gas generator 2 in a primary vein V1, and a secondary air flow F2 which circulates in a secondary vein V2 around the gas generator 2.
  • the secondary air flow F2 is ejected by a secondary nozzle 13 terminating the nacelle while the primary air flow F1 is ejected outside the turbomachine 1 via an ejection nozzle 14 located downstream of the gas generator 2.
  • the fan casing 11 and the nacelle 12 are considered as one and the same part.
  • the guide bearings 15 and the speed reducer 10 in this example configuration of the turbomachine 1 must be lubricated and/or cooled to ensure the performance of the turbomachine 1.
  • the power generated by them is dissipated in a fluid coming from a fluid supply source installed in the turbomachine 1 and which makes it possible to lubricate and/or cool various organs and/or equipment of the turbomachine 1.
  • a fluid supply source installed in the turbomachine 1 and which makes it possible to lubricate and/or cool various organs and/or equipment of the turbomachine 1.
  • other equipment of the turbomachine 1 generates a lot of heat which must be extracted from its environment.
  • the turbomachine 1 comprises a heat exchange system 20 which makes it possible to cool the fluid intended to lubricate and/or cool these components and/or equipment.
  • the fluid is an oil and the cold source intended to cool the oil is a gas flow circulating in the turbomachine, in particular the secondary air flow F2.
  • a heat exchange system 20 is understood to mean a system comprising:
  • the heat exchange system 20 of the turbomachine 1 comprises an external wall 22 formed by the fan casing 11 and/or the nacelle 12, an internal wall 23 formed by a casing of the gas generator 2, and a heat exchange device 21 which is here carried by the external wall 22 and located in the vein V2.
  • the heat exchange device 21 is for example of the surface type (for example of the SACOC type) and preferably of the air/oil type.
  • the device 21 comprises an oil circuit and a heat exchange matrix located in the vein V2 and configured to be swept by said gas flow F2.
  • the heat exchange matrix may comprise fins and/or plates and/or tubes.
  • a matrix may be staged and comprise for example a stack of several layers, each layers comprising fins, at least one plate or at least one tube.
  • the fins are intended to be swept by a gas flow, and the plates or tubes are crossed for example by an oil circuit or comprise such an oil circuit.
  • FIGS 2 and 3 schematically show a heat exchange system 20 of this type. It can be seen that the heat exchange device 21 of this system 20 is annular and extends continuously over 360° around the X axis.
  • the device 21 occupies only part of the height H of the vein V2.
  • the device 21 has a height h or radial dimension which represents only part of the height H or radial dimension of the vein V2. These heights H, h are measured in the radial direction with respect to the axis X, in a zone of the vein V2 in which this device 21 is located. The height H of the vein V2 is likely to change along the axis X.
  • the Applicant proposed a solution for optimizing the integration of this type of device 21 in a vein, which is illustrated in FIG. 4.
  • the idea is to slow down the speed of the gas flow passing through the device 21. Indeed, the gas flow passing through the device 21 is very turbulent. Slowing down the flow speed of the air flow at the inlet of the device 21 makes it possible to optimize its aerothermal performance and thus to minimize the pressure loss for a given heat dissipation.
  • the flow passing through the device 21 can be controlled by associating with the device 21 a divergent 24 at the inlet and a convergent 25.
  • the divergent 24 upstream of the device 21 is configured so as to compress and slow down the gas flow entering the device 21, and the convergent 25 arranged downstream of the device 21 is configured so as to accelerate and relax the gas flow leaving the device.
  • Error I Source of the reference not found.
  • the slowdown factor is inversely proportional to the ratio of the heights h/hO, h being the aforementioned height and hO being the height at the inlet of the divergent 24. Note that the more the flow is slowed down, the more the pressure loss generated by the device 21 decreases.
  • the acceleration factor is inversely proportional to the ratio of heights h/h3, h3 being the height at the outlet of the convergent 25.
  • FIG. 5 illustrates in perspective a part of a heat exchange device 21. It shows the heat exchange matrix 26 which is intercalated or sandwiched between a cover 27 and the wall 22, 23 which supports this device 21.
  • the convergent 25 and the divergent 24 can be formed by ends of the cover 26, as in the example shown.
  • FIGS 6a and 6b schematically show alternative embodiments of heat exchange systems 20.
  • the system 20 comprises an annular heat exchange device 21 which is sectorized and comprises two sectors each having an angular extent of approximately 180°.
  • the system 20 comprises an annular heat exchange device 21 which is sectorized and comprises four sectors each having an angular extent of approximately 90°.
  • the heat exchange device 21 extends over the entire height H of the vein and is connected to the two walls 22, 23.
  • the height h of the device 21 is then equal to the height H of the vein (figure 7).
  • the present invention provides an improvement to this technology and provides several embodiments which are illustrated in Figures 8 and following.
  • the heat exchange system comprises at least two annular heat exchange devices and that these devices are arranged so as to be staggered and so that their heat exchange matrices are axially spaced from each other.
  • the heat exchange system 20 comprises:
  • annular walls respectively external 22 and internal 23, which extend around each other and around the same axis X, and which are configured to define between them a flow vein V2 of a gas flow, such as a secondary flow F2, - a first annular heat exchange device 21 which extends around the axis X and is carried by one of the walls, here the external wall 22, and which is located in the vein V2, this first device 21 comprising a heat exchange matrix 26 interposed between this wall 22 and a cover 27 which has a predetermined diameter D1 measured at the axial middle of the heat exchange matrix 26 of this first device 21, and
  • this second device 30 comprising a heat exchange matrix 31 which is axially spaced from the heat exchange matrix 26 of the first device 21 and which is interposed between the cover 27 of the first device 21 and another cover 32 of the second device 30, the cover 31 of the first device 21 having a predetermined diameter D2 measured at the axial center of the heat exchange matrix 31 of the second device 30.
  • D2 is greater than D1, that is to say that an external peripheral part of the heat exchange matrix 31 of the second device 30 is aligned in the axial direction with an internal peripheral part of the heat exchange matrix 26 of the first device 21.
  • These devices 21, 30 are preferably of the air-oil type and for example of the surface type and each comprise an oil circuit 28 in addition to the heat exchange matrix 26, 31 which are located in the vein V2 and configured to be swept by the gas flow F2, as mentioned above.
  • the devices 21, 30 thus have the cover 27 in common.
  • the heat exchange matrix 26 of the device 21 is covered by the annular cover 27 which extends axially, here upstream, to form the external cover of the heat exchange matrix 31 of the device 30.
  • This cover 27 is thus located at the internal periphery of the heat exchange matrix 26 of the device 21 and at the external periphery of the heat exchange matrix 31 of the device 30.
  • the heat exchange matrix 31 of the device 30 is further connected to the other cover 32 which is therefore located at the internal periphery of this heat exchange matrix 31.
  • the cover 27 of the first device 21 comprises several successive axial sections along the X axis, namely:
  • the cover 32 of the second device 30 comprises:
  • each of the upstream end sections 27a, 32a forms a divergent, and that each of the downstream end sections 27e, 32c forms a convergent.
  • the end sections 27a, 27e, 32a, 32c each have a truncated cone shape.
  • the cover 32 of the second device 30 has a predetermined diameter D3 measured at the axial center of the heat exchange matrix 31 of the second device 30.
  • D3 is greater than D1.
  • D3 is also less than D2.
  • - H1 represents the diameter at the free upstream end of the cover 32 or of the upstream end section 32a of this cover 32
  • - H2 represents the diameter at the downstream end of the upstream end section 32a of this cover 32
  • - H5 represents the diameter at the free upstream end of the cover 27 or of the upstream end section 27a of this cover 27,
  • - H10 represents the diameter at the free downstream end of the cover 27 or of the downstream end section 27e of this cover 27.
  • H1 is greater than or equal to H2, H5 and H6 in particular, H2 could also be the maximum diameter of the system 20,
  • H2 could also be the maximum diameter of the hood 27,
  • H7 - H7 is higher than H8, H3 and H4 in particular,
  • Each of the devices 21, 30 may comprise a single heat exchanger, or be sectorized and comprise two or more heat exchangers distributed around the X axis, as mentioned above.
  • the device 21 located on the right in the drawing occupies a height h1 in the vein of between 20 and 50% of the height hv1 of this vein.
  • the device 30 located on the left in the drawing occupies a height h2 in the vein of between 10 and 30% of the height hv2.
  • the heat exchange matrix 26 of the first device 21 has a height h3 or radial dimension greater than or equal to that h4 of the heat exchange matrix. 31 of the second device 30.
  • the sum of the heights h3, h4 or radial dimensions of the heat exchange matrices 26, 31 of the first and second devices 21, 30 is less than the height hv1, hv2 or radial dimension of the vein V2 measured at the level of these devices 21, 30.
  • an external peripheral portion of the air flow F2 (for example between 5 and 50% of the flow rate) flowing in the vein will be used in the devices 21, 30 and that the remainder of this flow will bypass the devices 21, 30.
  • the air used in the devices will be divided into a first portion, internal peripheral (representing for example 2.5 to 25% of the flow rate), which will enter the device 30, and the remainder, the external peripheral portion (representing for example 2.5 to 25% of the flow rate), which will enter the device 21.
  • the second embodiment illustrated in FIG. 9 differs from the first embodiment in particular in that the covers 27, 32 each have a curved or wavy shape.
  • D3 is less than D1. Furthermore, H2 and H3 are less than H8 and H9.
  • the section of the cover 27, which extends to the periphery of the heat exchange matrix of the second device 30, has a hollow oriented towards the side of the internal wall 23.
  • the cover 27 then has a generally curved or wave-like shape in section.
  • the cover 32 is, on the contrary, essentially curved towards the side of the internal wall 23.
  • the third embodiment illustrated in FIG. 10 differs from the second embodiment in particular in that, in addition to the devices 21, 30 located at the level of the external wall 22, similar devices 21’, 30’ are located at the level of the internal wall 23.
  • the heat exchange system 20 additionally comprises devices 21, 30
  • this first device 21 comprising a heat exchange matrix 26' intercalated between this wall 23 and a cover 27' which has a predetermined diameter D1' measured at the axial center of the heat exchange matrix 27 of this first device 21 and - another second annular heat exchange device 30' which extends around the axis X and is located in the vein V2,
  • this second device 30' comprising a heat exchange matrix 31' which are axially spaced from the heat exchange matrix 26' of the first device 21' and which are interposed between the cover 27' of the first device 21' and another cover 32' of the second device 30, the cover 27' of the first device 21' having a predetermined diameter D2' measured at the axial center of the heat exchange matrix 31' of the second device 30'.
  • the heat exchange matrices 27’, 31’ of the devices 21’, 30’ are spaced axially from each other in the vein V2, by an axial distance noted L’.
  • the device 21’ located on the internal wall 23 is located downstream of the device 30’.
  • D2’ is less than D1’, that is to say that an internal peripheral part of the heat exchange matrix 31’ of the second device 30’ is aligned in the axial direction with an external peripheral part of the heat exchange matrix 26’ of the first device 21’.
  • These devices 21’, 30’ are preferably of the air-oil type and each comprise an oil circuit 28’ in addition to the heat exchange matrix 26’, 31’ which is located in the vein V2 and configured to be swept by the gas flow F2, as mentioned above.
  • Devices 21’, 30’ have the cover 27’ in common.
  • the heat exchange matrix 26’ of the device 21’ is covered by the annular cover 27’ which extends axially, here upstream, to form an external cover of the heat exchange matrix 31’ of the device 30’.
  • This cover 27’ is thus located at the external periphery of the heat exchange matrix 26’ of the device 21’ and at the internal periphery of the heat exchange matrix 31’ of the device 30’.
  • the heat exchange matrix 31’ of the device 30’ is further connected to the other cover 32’ which is therefore located at the external periphery of these surface exchangers 31’.
  • the cover 27' of the first device 21' comprises several successive axial sections along the axis, namely: - an upstream end section 27a' which is located upstream of the heat exchange matrix 31' of the second device 30',
  • the 32’ cover of the second 30’ device comprises:
  • each of the upstream end sections 27a’, 32a’ forms a divergent, and that each of the downstream end sections 27e’, 32c’ forms a convergent.
  • end sections 27a’, 27e’, 32a’, 32c’ each have a curved shape.
  • the cover 32’ of the second device 30’ has a predetermined diameter D3’ measured at the axial center of the heat exchange matrix 31’ of the second device 30’.
  • D3’ is greater than DT.
  • - H3' represents the diameter at the upstream end of the downstream end section 32c' of this cover 32'
  • - H4' represents the diameter at the free downstream end of the hood 32' or of the downstream end section 32c' of this hood 32't
  • - H10’ represents the diameter at the free downstream end of the hood or of the downstream end section 27e’ of this hood 27’.
  • - HT is less than or equal to H2’, H3 and H4’ in particular,
  • H5’ is lower than H2’, H3’ and H6’ in particular,
  • H7’ is lower than H8’, H3’ and H4’ in particular
  • H2’ and H3’ are greater than H8’ and H9’.
  • Each of the 2T, 30’ devices may comprise a single heat exchanger, or be sectorized and comprise two or more heat exchangers distributed around the X axis, as discussed above.
  • the 2T device located on the right in the drawing occupies a height hT in the vein of between 20 and 50% of the height hvT of this vein.
  • the 30’ device located on the left in the drawing occupies a height h2’ in the vein of between 10 and 30% of the height hv2’.
  • the heat exchange matrix 26' of the first device 2T has a height h3' or radial dimension greater than or equal to that h4 ! of the heat exchange matrix 3T of the second device 30.
  • the sum of the heights h3, h4 or radial dimensions of the heat exchange matrix 26', 3T of the first and second devices 2T, 30' is less than the height hv1, hv2 or radial dimension of the vein V2 measured at the level of these devices 2T, 30'.
  • the heat exchange system 20 could comprise devices 2T, 30' only on the side of the internal wall 23. It is understood that an external peripheral portion of the air flow F2 flowing in the vein will be used in the devices 21, 30, as mentioned above. Among the remainder of the air flow, an internal peripheral portion will be used in the devices 21', 30', and will be divided into a first portion, external peripheral, which will enter the device 30', and the remainder, the internal peripheral portion, which will enter the device 21'.
  • the fourth embodiment illustrated in FIG. 11 differs from the second embodiment in particular in that the heat exchange system 20 comprises a third annular heat exchange device 40 which extends around the axis X and is located in the vein V2.
  • the system thus includes:
  • the third device 40 comprises a heat exchange matrix 41 which is axially spaced from the heat exchange matrices 26, 31 of the devices 21, 30 and which is interposed between the cover 32 of the second device 31 and another cover 42 of the third device 40.
  • the cover 32 of the second device has a predetermined diameter D3 measured at the axial center of the heat exchange matrix 31 of the second device 30, and a predetermined diameter D4 measured at the axial center of the heat exchange matrix 41 of the third device 40.
  • D4 is greater than D3.
  • the upstream end section 32a of the cover 32 of the second device 30 is broken down into more portions including:
  • the cover 42 of the third device 40 comprises:
  • the upstream end sections and portions 27a, 32a1, 42a form a divergent, and that the downstream end sections 27e, 32c, 42c form a convergent.
  • the end sections and portions 27a, 32a1, 42a, 27e, 32c, 42c each have a curved shape.
  • the cover 42 of the third device 40 has a predetermined diameter D5 measured at the axial center of the heat exchange matrix of the third device.
  • D5 is greater than or equal to D1 and D3.
  • - H11 represents the diameter at the free upstream end of the cover 42 or of the upstream end section 42a of this cover 42
  • - H14 represents the diameter at the free downstream end of the cover 42 or of the downstream end section 42c of this cover 42.
  • H11 is greater than or equal to H12, H1 and H5 in particular, and could be the maximum diameter of system 20.
  • Each of the devices 21, 30 may comprise a single heat exchanger, or be sectorized and comprise two or more heat exchangers distributed around the X axis, as mentioned above.
  • the heat exchange matrix 41 of the third device 40 has a height h5 or radial dimension less than or equal to that h4 of the heat exchange matrix 31 of the second device 30.
  • the sum of the heights h3, h4, h5 or radial dimensions of the heat exchange matrices 26, 31, 41 of the devices 21, 30, 40 is less than or equal to the height hv1, hv2, hv3 or radial dimension of the vein measured at these devices 21, 30, 40. It is understood that an external peripheral part of the air flow F2 flowing in the vein will be used in the devices 21, 30, 40 and that the remainder of this flow will bypass the devices 21, 30, 40.
  • the air used in the devices will be divided into a first part, internal peripheral, which will enter the device 40, a middle part which will enter the device 30, and the remainder, the external peripheral part, which will enter the device 21.
  • the fifth embodiment of Figure 12 differs from the embodiment of Figure 1 in particular in that the second device 30 is located downstream and not upstream of the first device 21.
  • the heat exchange matrix 26 of the device 21 is covered by the annular cover 27 which extends axially, here downstream, to form an external cover of the heat exchange matrix 31 of the device 30.
  • This cover 27 is thus located at the internal periphery of the heat exchange matrix 26 of the device 21 and at the external periphery of the heat exchange matrix 31 of the device 30.
  • the heat exchange matrix 31 of the device 30 is further connected to the other cover 32 which is therefore located at the internal periphery of this heat exchange matrix 31.
  • the cover 27 of the first device 21 comprises several successive axial sections along the X axis, namely:
  • the cover 32 of the second device 30 comprises:
  • each of the upstream end sections 27a, 32a forms a divergent, and that each of the downstream end sections 27e, 32c forms a convergent.
  • the end sections 27a, 27e, 32a, 32c each have a truncated cone shape.
  • D3 is less than D1 .
  • D2 is greater than D1 .
  • - H1 represents the diameter at the free upstream end of the cover 32 or of the upstream end section 32a of this cover 32
  • - H5 represents the diameter at the free upstream end of the cover 27 or of the upstream end section 27a of this cover 27,
  • - H10 represents the diameter at the free downstream end of the cover 27 or of the downstream end section 27e of this cover 27.
  • - H1 is greater than or equal to H2, but less than H5 and H6 in particular,
  • - H5 could be the maximum diameter of the system 20, - H7 is lower than H8, H9 and H10 in particular
  • H2 and H3 are lower than H8 and H9.
  • Each of the devices 21, 30 may comprise a single heat exchanger, or be sectorized and comprise two or more heat exchangers distributed around the X axis, as mentioned above.
  • the device 21 located on the left in the drawing occupies a height h1 in the vein of between 20 and 50% of the height hv1 of this vein.
  • the device 30 located on the right in the drawing occupies a height h2 in the vein of between 10 and 30% of the height hv2.
  • the heat exchange matrix 26 of the first device 21 has a height h3 or radial dimension greater than or equal to that h4 of the heat exchange matrix 31 of the second device 30.
  • the sum of the heights h3, h4 or radial dimensions of the heat exchange matrices 26, 31 of the first and second devices 21, 30 is less than the height hv1, hv2 or radial dimension of the vein V2 measured at the level of these devices 21, 30.
  • the sixth embodiment of Figure 13 differs from the embodiment of Figure 12 essentially in that the covers 27, 32 are curved.
  • Figure 14 is similar to that of Figure 10 except that the second devices 30, 30’ are arranged downstream of the first devices 21, 21’ and are therefore of the type described with reference to Figures 12 and 13.
  • an external peripheral portion of the air flow F2 flowing in the vein will be used in the devices 21, 30, as mentioned above.
  • an internal peripheral portion will be used in the devices 21', 30', and will be divided into a first, peripheral portion internal, which will enter the device 21 and another internal peripheral part of the air flow which bypasses the device 21', which will enter the device 30'.
  • the devices 21 and 30 are respectively carried by the external 22 and internal 23 walls.
  • the first device 21 is similar to that described in the above in relation to figures 1 and 2 for example.
  • the second device 30 is here located upstream of the first device 21 and comprises a heat exchange matrix 31 which is axially spaced from the heat exchange matrix 26 of the first device 21 and which is interposed between the cover 27 of the first device 21 and the wall 23.
  • the devices 21, 30 share the same cover 27 and that there are no other covers in the system 20 since the heat exchange matrix 26 of the first device 21 extends between the cover 27 and the external wall 22, and the heat exchange matrix 31 of the second device 30 extends between the cover 27 and the internal wall 23.
  • Hood 27 includes:
  • downstream end section 27e which forms a convergent and which is located downstream of the heat exchange matrix 26 of the first device 21.
  • - H6 represents the diameter at the downstream end of the upstream end section 27a of this cover
  • - H7 represents the diameter at the upstream end of the intermediate section 27c
  • - H10 represents the diameter at the free downstream end of the cover 27 or of the downstream end section 27e of this cover 27.
  • Each of the devices 21, 30 may comprise a single heat exchanger, or be sectorized and comprise two or more heat exchangers distributed around the X axis, as mentioned above.
  • the device 21 located on the right in the drawing occupies a height h1 in the vein of between 50 and 80% of the height hv1 of this vein.
  • the device 30 located on the left in the drawing occupies a height h2 in the vein of between 50 and 80% of the height hv2.
  • the heat exchange matrix 26 of the first device 21 has a height h2 or radial dimension greater than or equal to that h4 of the heat exchange matrix 32 of the second device 30.
  • the sum of the heights h2, h4 or radial dimensions of the heat exchange matrices 26, 31 of the first and second devices 21, 30 is greater than the height hv1, hv2 or radial dimension of the vein measured at the level of these devices 21, 30.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Système d'échange de chaleur (20), en particulier pour une turbomachine (1) d'aéronef, ce système comportant : - deux parois annulaires, respectivement externe (22) et interne (23), - un premier dispositif annulaire d'échange de chaleur (21) qui est porté par l'une desdites parois (22), et qui comporte une matrice d'échange thermique (26) intercalée entre cette paroi (22) et un capot (27), caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - un second dispositif annulaire d'échange de chaleur (30) qui comporte une matrice d'échange thermique (31 ) qui est espacée axialement de la matrice d'échange thermique (26) du premier dispositif (21) et qui est intercalée entre le capot (27) du premier dispositif (21) et la paroi opposée (23) ou un autre capot (32) du deuxième dispositif (30).

Description

DESCRIPTION
TITRE : SYSTEME D’ECHANGE DE CHALEUR POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF
Domaine de l’invention
La présente invention concerne le domaine général du refroidissement, et son application notamment dans le domaine de l’aéronautique. Elle vise en particulier un système d’échange de chaleur, notamment pour une turbomachine, en particulier d’aéronef.
Amère-plan technique
L’arrière-plan technique comprend notamment les documents US-BI-6,,68,915, EP-A1 -3, 196,443 et W0-A1 -2022/064136. Une turbomachine, notamment d’aéronef, comprend divers organes et/ou équipements devant être lubrifiés et/ou refroidis tels que des paliers à roulements et engrenages. La chaleur dégagée par ces composants qui peut être très importante suivant la puissance de l’organe et/ou de l’équipement, est transportée par un fluide et évacuée vers des sources froides disponibles dans l’aéronef. II est connu d’équiper la turbomachine d’un ou de plusieurs systèmes d’échange de chaleur pour réaliser l’échange de chaleur entre le fluide (typiquement de l’huile) et la source froide (air, carburant, etc.). Il existe même différents types de systèmes d’échange de chaleur qui sont par exemple les échangeurs de chaleur carburant/huile généralement connus sous l’acronyme anglais FCOC pour « Fuel Cooled Oil Cooler » et les échangeurs de chaleur air/huile connus sous l’acronyme anglais ACOC pour « Air-Cooled Oil Cooler ».
Les échangeurs de chaleur FCOC ont une double fonction de réchauffement du carburant avant la combustion dans la chambre de combustion de la turbomachine et de refroidissement de l’huile réchauffée par les dissipations thermiques de la turbomachine. Cependant, les échangeurs de chaleur FCOC ne suffisent pas à absorber toutes les dissipations thermiques car la température du carburant est limitée en vue des contraintes de sécurité. Le complément de refroidissement est obtenu par les échangeurs de chaleur ACOC, en particulier ceux du type surfacique et connus sous l’acronyme SACOC. Les échangeurs de chaleur surfacique sont généralement agencés dans la veine secondaire de la turbomachine et utilisent le flux d’air secondaire pour le refroidissement de l’huile circulant dans la turbomachine. Ces échangeurs de chaleur se présentent sous la forme d’une pièce surfacique métallique permettant le passage d’huile dans des canaux usinés. Le flux d’air secondaire est guidé le long d’une matrice d’échange thermique portée par cette pièce surfacique et qui a pour rôle d’augmenter la surface de contact avec le flux d’air secondaire et d’extraire les calories. Toutefois, les échangeurs de chaleur SACOC ont pour inconvénient de créer des pertes de charge supplémentaires dans la veine secondaire concernée puisqu’ils perturbent l’écoulement d’air ce qui impacte la performance de la turbomachine ainsi que la consommation de carburant spécifique.
La Déposante a déjà proposé une solution à ce problème dans les documents FRAI -3 096 409 et FR-A1 -3 096 444.
De plus, les besoins en refroidissement du fluide lubrifiant augmentent du fait de l’accroissement des vitesses de rotation et des puissances mises en jeu pour répondre aux tendances de spécification sur les turbomachines.
En effet, les échangeurs ACOC sont de plus en plus sollicités dans la future génération des moteurs du fait de l’augmentation importante des dissipations thermiques, principalement due :
- aux moteurs du futur qui sont plus gros, ce qui augmente le besoin de lubrification et de refroidissement par de l’huile,
- à la présence d’un réducteur de vitesse dans les nouvelles architectures moteur, ce réducteur transmettant une puissance mécanique très élevée et ayant besoin d’être lubrifié et refroidi par de l’huile, et
- l’ajout des machines électriques à bord d’un moteur pour l’hybridation, ces machines ayant besoin d’être lubrifiées et refroidies par de l’huile.
Le moteur peut comporter plusieurs circuit d’huile, chacun ayant une fonction définie, par exemple un premier circuit pour le refroidissement de l’huile dédiée à la lubrification et au refroidissement du moteur, un deuxième pour la lubrification et le refroidissement du réducteur moteur, un troisième pour le refroidissement des machines, etc. La température et le débit d’huile doivent être pilotés en fonction du circuit correspondant. Par exemple, l’huile servant à lubrifier et refroidir les machines électriques a une plage de température différente de celle pour le refroidissement moteur. Ainsi, l’ACOC est de préférence divisé en plusieurs échangeurs, chaque échangeur étant dédié à un circuit d'huile donné. Ces différents échangeurs sont en général répartis autour de l’axe longitudinal du moteur
Le besoin de refroidissement grandissant à un impact direct sur les dimensions des ACOC. H faut ainsi s’attendre à avoir de gros échangeurs pour pouvoir évacuer les calories de l’huile. Afin d’évacuer les calories d’huile, les ACOC pourraient occuper tout l’espacement disponible d’une veine, et s’étendre ainsi tout autour de la veine et sur toute la hauteur ou dimension radiale de la veine, afin d’avoir le débit d’air nécessaire pour évacuer les calories au point dimensionnant ayant lieu en général lors de la phase de décollage dans le cas d’un jour extrême chaud.
Cependant, le fait que les échangeurs ACOC occupent toute la hauteur radiale de la veine empêche de contrôler l’écoulement traversant l’échangeur avec la solution décrite dans les documents FR-A1-3 096 409 et FR-A1--3 096 444.
De ce fait, tout le débit d’air traverse les ACOC et par conséquent, chacun des ACOC fonctionne avec des performances aérothermiques non optimales. Cela entraîne une perte de charges élevée côté air et conduit à des échangeurs peu efficaces. L’objectif de la présente invention est de proposer un perfectionnement aux technologies existantes permettant d’optimiser le rendement des échanges de chaleur tout en évitant les pertes de charge et en perturbant le moins possible le flux de gaz. Résumé de l’invention
L’invention propose ainsi un système d’échange de chaleur, en particulier pour une turbomachine d’aéronef, ce système comportant :
- deux parois annulaires, respectivement externe et interne, qui s’étendent l’une autour de l’autre et autour d’un même axe, et qui sont configurées pour définir entre elles une veine d’écoulement d’un flux de gaz,
- un premier dispositif annulaire d’échange de chaleur qui s’étend autour de l’axe et est porté par l’une desdites parois, et qui est situé dans la veine, ce premier dispositif comportant une matrice d’échange thermique intercalée entre cette paroi et un capot qui a un diamètre D1 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique du premier dispositif, caractérisé en ce qu’il comprend en outre :
- un second dispositif annulaire d’échange de chaleur qui s’étend autour de l’axe et est situé dans la veine, ce second dispositif comportant une matrice d’échange thermique qui est espacée axialement de la matrice d’échange thermique du premier dispositif et qui est intercalée entre le capot du premier dispositif et la paroi opposée ou un autre capot du deuxième dispositif, le capot du premier dispositif ayant un diamètre D2 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique du second dispositif, et en ce que :
- D2 est supérieur à D1 lorsque le premier dispositif est porté par la paroi externe, ou
- D2 est inférieur à D1 lorsque le premier dispositif est porté par la paroi interne.
La présente invention propose ainsi d’associer au moins deux dispositifs d’échange de chaleur dans la veine et de positionner ces dispositifs de façon à ce qu’ils soient, d’une part, décalés axialement l’un de l’autre et, d’autre part, étagés l’un par rapport à l’autre.
Le décalage axial des dispositifs vient du fait que les matrices d’échange thermique des dispositifs sont espacées axialement les unes des autres. La matrice d’échange thermique du premier dispositif est ainsi située en amont ou en aval par rapport à la matrice d’échange thermique du second dispositif.
Dans la présente demande, les expressions amont et aval font référence à l’écoulement de l’air ou des gaz dans la veine en fonctionnement normal de la turbomachine.
Dans la présente demande, une matrice d’échange thermique peut comprendre des ailettes et/ou des plaques et/ou des tubes. Une matrice peut être étagée et comprendre par exemple un empilement de plusieurs couches, chacune des couches comportant des ailettes, ou au moins une plaque ou au moins un tube. Les ailettes sont destinées à être balayées par un flux de gaz, et les plaques ou tubes sont traversées par exemple par un circuit d’huile ou comprennent un tel circuit d’huile. L’étagement des dispositifs provient du fait que les dispositifs partagent un capot en commun, ce capot étant avantageusement conformé pour qu’une partie de la matrice d’échange thermique du second dispositif soit alignée axiaîement avec une partie de la matrice d’échange thermique du premier dispositif. En plus d’être étagé, les dispositifs peuvent se chevaucher donc axiaîement.
Le système d’échange de chaleur peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- le capot du premier dispositif comprend plusieurs tronçons axiaux successifs le long de l’axe :
- un tronçon d’extrémité amont qui est situé en amont de la matrice d’échange thermique du second dispositif, un tronçon qui s’étend à la périphérie de la matrice d’échange thermique du second dispositif, un tronçon intermédiaire qui s’étend axiaîement entre la matrice d’échange thermique du second dispositif et la matrice d’échange thermique du premier dispositif, un tronçon qui s’étend à la périphérie de la matrice d’échange thermique du premier dispositif, et un tronçon d’extrémité aval qui est situé en aval de la matrice d’échange thermique du premier dispositif, ou
- un tronçon d’extrémité amont qui s’étend en amont de la matrice d’échange thermique du premier dispositif, un tronçon qui s’étend à la périphérie de la matrice d’échange thermique du premier dispositif, un tronçon intermédiaire qui s’étend axiaîement entre la matrice d’échange thermique du premier dispositif et la matrice d’échange thermique du second dispositif, un tronçon qui s’étend à la périphérie de la matrice d’échange thermique du second dispositif, et un tronçon d’extrémité aval qui est situé en aval de la matrice d’échange thermique du second dispositif ;
- le capot du second dispositif comprend un tronçon d’extrémité amont situé en amont de la matrice d’échange thermique de ce second dispositif, un tronçon situé à la périphérie de la matrice d’échange thermique de ce second dispositif, et un tronçon d’extrémité aval situé en aval de la matrice d’échange thermique de ce second dispositif ; - te capot du second dispositif a un diamètre D3 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique du second dispositif, et en ce que D3 est inférieur ou supérieur à D1 ;
- D3 est supérieure à D1 lorsque te premier dispositif est porté par la paroi externe, ou D3 est inférieure à D1 lorsque le premier dispositif est porté par la paroi interne ; ceci accentue d’autant l’étagement des dispositifs et l’alignement axial de leurs matrices d’échange thermique le capot du second dispositif a une extrémité libre amont qui est situé en amont d’une extrémité libre amont du capot du premier dispositif, ou qui est situé entre des extrémités amont et aval du tronçon intermédiaire
- le système comprend en outre :
- un troisième dispositif annulaire d’échange de chaleur qui s’étend autour de l’axe et est situé dans la veine, ce troisième dispositif comportant de la matrice d’échange thermique qui est espacée axialement de la matrice d’échange thermique des premier et second dispositifs et qui est intercalée entre le capot du second dispositif et l’autre des parois ou un autre capot du troisième dispositif, le capot du second dispositif ayant un diamètre D3 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique du second dispositif, et un diamètre D4 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique du troisième dispositif, et en ce que :
- D4 est supérieur à D3 lorsque le premier dispositif est porté par la paroi externe, ou
- D4 est inférieur à D3 lorsque le premier dispositif est porté par la paroi interne ;
- le capot du troisième dispositif comprend un tronçon d’extrémité amont situé en amont de la matrice d’échange thermique de ce troisième dispositif, un tronçon situé à la périphérie de la matrice d’échange thermique de ce troisième dispositif, et un tronçon d’extrémité aval situé en aval de la matrice d’échange thermique de ce troisième dispositif ;
- te ou chaque tronçon d’extrémité amont forme un divergent, et le ou chaque tronçon d’extrémité aval forme un convergent ;
- les tronçons d’extrémité ont une forme tronconique ou arrondie ; - la matrice d’échange thermique du premier dispositif a une hauteur ou dimension radiale supérieure ou égale à celle de la matrice d’échange thermique du second dispositif ;
- la somme des hauteurs ou dimensions radiales de la matrice d’échange thermique des premier et second dispositifs est inférieure à la hauteur ou dimension radiale de la veine mesurée au niveau de ces dispositifs ;
- la somme des hauteurs ou dimensions radiales de la matrice d’échange thermique des premier et second dispositifs est supérieure à la hauteur ou dimension radiale de la veine mesurée au niveau de ces dispositifs ; - chacune des parois externe et interne porte un premier dispositif du type précité, qui est associé à un second dispositif du type précité voire à un troisième dispositif du type précité ;
- chacun des dispositifs est du type ACOC ou SACOC ;
- chaque divergent et chaque convergent a une forme tronconique ou arrondie ; la forme arrondie permet d’améliorer l’aérodynamique de l'écoulement contournant le dispositif, ce qui permet de réduire les pertes de charge dues à l’installation de cet ensemble. Ces formes peuvent être obtenues par fabrication additive par exemple ;
- le ou chaque capot est indépendant des parois de la veine, et n’est donc pas relié à ces parois ; - le premier dispositif d’échange de chaleur est du type surfacique, et/ou le deuxième dispositif d’échange de chaleur est du type surfacique, et/ou le troisième dispositif d’échange de chaleur est du type surfacique ;
- le ou chaque dispositif d’échange de chaleur est du type SACOC ou ACOC ;
- le ou chaque capot est à distance des parois de la veine de façon à ce qu’une partie du flux de gaz s’écoulant dans la veine puisse contourner ou by~passer le ou chaque dispositif d’échange de chaleur.
L’invention concerne en outre une turbomachine ou un appareil électronique comprenant au moins un système d’échange de chaleur tel que susmentionné. La présente invention est en effet utilisable pour le refroidissement d’un appareil
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels :
[Fig. 1 ] La figure 1 est une demi vue schématique en coupe axiale d’un exemple de turbomachine à laquelle s’applique l’invention ;
[Fig. 2] La figure 2 est une vue très schématique en coupe transversale d’un système d’échange de chaleur ;
[Fig. 3] La figure 3 est vue très schématique en coupe axiale du système de la figure 2 ;
[Fig. 4] La figure 4 est une autre vue très schématique d’un système similaire à celle de la figure 3 ;
[Fig. 5] La figure 5 est une vue schématique en perspective et partielle d’un dispositif d’échange de chaleur ;
[Fig. 6a-6b] Les figures 6a et 6b sont des vues très schématiques en coupe transversale de systèmes d’échange de chaleur comportant chacun un dispositif d’échange de chaleur sectorisé ;
[Fig. 7] La figure 7 est vue très schématique en coupe axiale du système de la figure 6a ;
[Fig. 8] La figure 8 est une vue très schématique en coupe axiale d’un système d’échange de chaleur selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 9] La figure 9 est une vue très schématique en coupe axiale d’un système d’échange de chaleur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 10] La figure 10 est une vue très schématique en coupe axiale d’un système d’échange de chaleur selon un troisième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 11] La figure 11 est une vue très schématique en coupe axiale d’un système d’échange de chaleur selon un quatrième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 12] La figure 12 est une vue très schématique en coupe axiale d’un système d’échange de chaleur selon un cinquième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 13] La figure 13 est une vue très schématique en coupe axiale d’un système d’échange de chaleur selon un sixième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 14] la figure 14 est une vue très schématique en coupe axiale d’un système d’échange de chaleur selon un septième mode de réalisation de l’invention ; [Fig, 15] la figure 15 est une vue très schématique en coupe axiale d’un système d’échange de chaleur selon un huitième mode de réalisation de l’invention.
Description détaillée de l’invention La figure 1 montre une vue en coupe axiale d’une turbomachine d’axe longitudinal X à laquelle s’applique l’invention. La turbomachine représentée est une turbomachine 1 double flux destinée à être montée sur un aéronef. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce type de turbomachine.
Cette turbomachine 1 double flux comprend de manière générale un générateur de gaz 2 en amont duquel est montée une soufflante ou module de soufflante 3.
Dans la présente invention, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à la circulation des gaz dans la turbomachine 1 et ici suivant l’axe longitudinal X.
Le générateur de gaz 2 comprend un ensemble de compresseur de gaz (comportant ici un compresseur basse pression 4a et un compresseur haute pression 4b), une chambre de combustion 5 et un ensemble de turbine (comportant ici une turbine haute pression 6a et une turbine basse pression 6b).
Classiquement la turbomachine 1 comprend un arbre basse pression 7 qui relie le compresseur basse pression 4a et la turbine basse pression 6a pour former un corps basse pression, et un arbre haute pression 8 qui relie le compresseur haute pression 4b et la turbine haute pression 6b pour former un corps haute pression.
L’arbre basse pression 7, centré sur l’axe longitudinal X, entraîne ici un arbre de soufflante 9 grâce à un réducteur de vitesse 10. Des paliers de guidage 15 en rotation permettent également de guider en rotation l’arbre basse pression 7 par rapport à une structure fixe ou stator de la turbomachine. L’arbre haute pression 8 est également guidé en rotation par des paliers de guidage (non représentés).
La soufflante 3 est carénée par un carter de soufflante 11 portée par une nacelle 12 et génère un flux d’air primaire F1 qui circule à travers le générateur de gaz 2 dans une veine primaire V1 , et un flux d’air secondaire F2 qui circule dans une veine secondaire V2 autour du générateur de gaz 2. Le flux d’air secondaire F2 est éjecté par une tuyère secondaire 13 terminant la nacelle alors que le flux d’air primaire F1 est éjecté à l’extérieur de la turbomachine 1 via une tuyère d’éjection 14 située en aval du générateur de gaz 2. Dans la suite de la description, le carter de soufflante 11 et la nacelle 12 sont considérés comme une seule et même pièce.
Les paliers de guidage 15 et le réducteur de vitesse 10 dans cet exemple de configuration de la turbomachine 1 doivent être lubrifiés et/ ou refroidis pour assurer la performance de la turbomachine 1 . La puissance générée par ceux-ci est dissipée dans un fluide provenant d’une source d’alimentation en fluide installée dans la turbomachine 1 et qui permet de lubrifier et/ou de refroidir divers organes et/ou équipements de la turbomachine 1. Bien entendu d’autres équipements de la turbomachine 1 génèrent beaucoup de chaleur devant être extraite de leur environnement.
A cet effet, la turbomachine 1 comprend un système d’échange de chaleur 20 qui permet de refroidir le fluide destiné à lubrifier et/ou refroidir ces organes et/ou équipements. Dans le présent exemple, le fluide est une huile et la source froide destinée à refroidir l’huile est un flux de gaz circulant dans la turbomachine, notamment le flux d’air secondaire F2.
Dans le cadre de la présente invention, on entend par un système d’échange de chaleur 20 un système comportant :
- deux parois annulaires, respectivement externe et interne, qui s’étendent l’une autour de l’autre et autour d’un même axe, et qui sont configurées pour définir entre elles une veine d’écoulement d’un flux de gaz, et
- au moins un dispositif annulaire d’échange de chaleur situé dans cette veine.
Dans le cas de la figure 1 par exemple, le système d’échange de chaleur 20 de la turbomachine 1 comprend une paroi externe 22 formée par le carter de soufflante 11 et/ou la nacelle 12, une paroi interne 23 formée par un carter du générateur de gaz 2, et un dispositif d’échange de chaleur 21 qui est ici porté par la paroi externe 22 et situé dans la veine V2.
Le dispositif d’échange de chaleur 21 est par exemple du type surfacique (par exemple du type SACOC) et de préférence du type air/huile.
Le dispositif 21 comprend un circuit d’huile et une matrice d’échange thermique situé dans la veine V2 et configurée pour être balayée par ledit flux de gaz F2. Comme évoqué dans ce qui précède, la matrice d’échange thermique peut comprendre des ailettes et/ou des plaques et/ou des tubes. Une matrice peut être étagée et comprendre par exemple un empilement de plusieurs couches, chacune des couches comportant des ailettes, au moins une plaque ou au moins un tube. Les ailettes sont destinées à être balayées par un flux de gaz, et les plaques ou tubes sont traversés par exemple par un circuit d’huile ou comprennent un tel circuit d’huile.
Les figures 2 et 3 montrent de manière schématique un système d’échange de chaleur 20 de ce type. On constate que le dispositif d’échange de chaleur 21 de ce système 20 est annulaire et s’étend en continu sur 360° autour de l’axe X.
On constate aussi qu’il occupe une partie seulement de la hauteur H de la veine V2. Le dispositif 21 a une hauteur h ou dimension radiale qui représente une partie seulement de la hauteur H ou dimension radiale de la veine V2. Ces hauteurs H, h sont mesurées en direction radiale vis-à-vis de l’axe X, dans une zone de la veine V2 dans laquelle est situé ce dispositif 21. La hauteur H de la veine V2 est susceptible d’évoluer le long de l’axe X.
L’une des problématiques observées dans un dispositif 21 de ce type est les perturbations et les pertes de charge générées dans le flux de gaz F2, ce qui a pour effet d’augmenter la consommation spécifique et en carburant de la turbomachine 1. D’où l’intérêt d’optimiser la performance aérothermique de ce système 20.
Dans les documents précités, la Demanderesse a proposé une solution pour optimiser l’intégration de ce type de dispositif 21 dans une veine, qui est illustrée à la figure 4. L’idée consiste à ralentir la vitesse du flux de gaz traversant le dispositif 21 . En effet, l’écoulement de gaz traversant le dispositif 21 est très turbulent. Le fait de ralentir la vitesse d’écoulement du flux d’air en entrée du dispositif 21 permet d’optimiser ses performances aérothermiques et ainsi de minimiser la perte de charge pour une dissipation thermique donnée. Le contrôle de l’écoulement traversant le dispositif 21 peut se faire en associant au dispositif 21 un divergent 24 en entrée et un convergent 25. Le divergent 24 en amont du dispositif 21 est configuré de manière à comprimer et ralentir le flux de gaz entrant dans le dispositif 21 , et le convergent 25 disposé en aval du dispositif 21 est configuré de manière à accélérer et détendre le flux de gaz sortant du dispositifErreur I Source du renvoi introuvable.. En entrée du dispositif 21 , le facteur de ralentissement est inversement proportionnel au ratio des hauteurs h/hO, h étant la hauteur précitée et hO étant la hauteur en entrée du divergent 24. A noter que plus l’écoulement est ralenti, plus la perte de charge générée par le dispositif 21 diminue. En sortie du dispositif 21 , ie facteur d’accélération est inversement proportionnel au ratio des hauteurs h/h3, h3 étant la hauteur en sortie du convergent 25.
La figure 5 illustre en perspective une partie d’un dispositif d’échange de chaleur 21. On y voit la matrice d’échange thermique 26 qui est intercalée ou prise en sandwich entre un capot 27 et la paroi 22, 23 qui porte ce dispositif 21. Le convergent 25 et le divergent 24 peuvent être formés par des extrémités du capot 26, comme dans l’exemple représenté.
Dans la figure 5 et les autres figures, des flèches sont utilisées pour représenter schématiquement le circuit d’huile 28.
Les figures 6a et 6b montrent de manière schématique des variantes de réalisation de systèmes d’échange de chaleur 20.
Dans le cas de la figure 6a, le système 20 comprend un dispositif annulaire d’échange de chaleur 21 qui est sectorisé et comprend deux secteurs ayant chacun une étendue angulaire de 180° environ.
Dans le cas de la figure 6b, le système 20 comprend un dispositif annulaire d’échange de chaleur 21 qui est sectorisé et comprend quatre secteurs ayant chacun une étendue angulaire de 90° environ.
Par ailleurs, dans ces figures 6a-6b, le dispositif d’échange de chaleur 21 s’étend sur toute la hauteur H de la veine et est reliée aux deux parois 22, 23. La hauteur h du dispositif 21 est alors égale à la hauteur H de la veine (figure 7).
La présente invention propose un perfectionnement à cette technologie et propose plusieurs modes de réalisation qui sont illustrés aux figures 8 et suivantes.
Une des particularités de l’invention repose sur le fait que le système d’échange de chaleur comprend au moins deux dispositifs annulaires d'échange de chaleur et que ces dispositifs sont agencés de façon à être étagés et de façon à ce que leurs matrices d’échange thermique s soient espacées axialement les unes des autres.
Dans le premier mode de réalisation de l’invention représenté à la figure 8, le système d’échange de chaleur 20 comprend :
- deux parois annulaires, respectivement externe 22 et interne 23, qui s’étendent l’une autour de l’autre et autour d’un même axe X, et qui sont configurées pour définir entre elles une veine V2 d’écoulement d’un flux de gaz, tel qu’un flux secondaire F2, - un premier dispositif annulaire d’échange de chaleur 21 qui s’étend autour de l’axe X et est porté par l’une des parois, ici la paroi externe 22, et qui est situé dans la veine V2, ce premier dispositif 21 comportant une matrice d’échange thermique 26 intercalée entre cette paroi 22 et un capot 27 qui a un diamètre D1 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique 26 de ce premier dispositif 21 , et
- un second dispositif annulaire d’échange de chaleur 30 qui s’étend autour de l’axe X et est situé dans la veine V2, ce second dispositif 30 comportant une matrice d’échange thermique 31 qui est espacée axialement de la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 et qui est intercalée entre le capot 27 du premier dispositif 21 et un autre capot 32 du deuxième dispositif 30, le capot 31 du premier dispositif 21 ayant un diamètre D2 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30.
On constate à la figure 8 que les matrices d’échange thermique 26, 31 des dispositifs 21 , 30 sont espacées axialement les unes des autres dans la veine V2, d’une distance axiale notée L. Dans l’exemple représenté, le dispositif 21 situé sur la paroi externe 22 est situé en aval du dispositif 30.
Dans le mode de réalisation de la figure 8, D2 est supérieur à D1 , c’est-à-dire qu’une partie périphérique externe de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30 se retrouve alignée en direction axiale avec une partie périphérique interne de la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 .
Ces dispositifs 21 , 30 sont de préférence du type air-huile et par exemple du type surfacique et comprennent chacun un circuit d’huile 28 en plus de la matrice d’échange thermique 26, 31 qui sont située dans la veine V2 et configurée pour être balayée par le flux de gaz F2, comme évoqué dans ce qui précède.
Les dispositifs 21 , 30 ont ainsi le capot 27 en commun.
La matrice d’échange thermique 26 du dispositif 21 est recouverte par le capot annulaire 27 qui se prolonge axialement, ici vers l’amont, pour former le capot externe de la matrice d’échange thermique 31 du dispositif 30. Ce capot 27 est ainsi situé à la périphérie interne de la matrice d’échange thermique 26 du dispositif 21 et à la périphérie externe de la matrice d’échange thermique 31 du dispositif 30. La matrice d’échange thermique 31 du dispositif 30 est en outre reliée à l’autre capot 32 qui est donc situé à la périphérie interne de cette matrice d’échange thermique 31.
Le capot 27 du premier dispositif 21 comprend plusieurs tronçons axiaux successifs le long de l'axe X, à savoir :
- un tronçon d’extrémité amont 27a qui est situé en amont de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30,
- un tronçon 27b qui s’étend à la périphérie externe de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30,
- un tronçon intermédiaire 27c qui s’étend axialement entre la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30 et la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 ,
- un tronçon 27d qui s’étend à la périphérie interne de la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 , et
- un tronçon d’extrémité aval 27e qui est situé en aval de la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 .
Le capot 32 du second dispositif 30 comprend :
- un tronçon d’extrémité amont 32a situé en amont de la matrice d’échange thermique 31 de ce second dispositif 30,
- un tronçon 32b situé à la périphérie interne de la matrice d’échange thermique 31 de ce second dispositif 30, et
- un tronçon d’extrémité aval 32c situé en aval de la matrice d’échange thermique 31 de ce second dispositif 30.
On constate que chacun des tronçons d’extrémité amont 27a, 32a forme un divergent, et que chacun des tronçons d’extrémité aval 27e, 32c forme un convergent.
Dans l’exemple représenté, les tronçons d’extrémité 27a, 27e, 32a, 32c ont chacun une forme tronconique.
Le capot 32 du second dispositif 30 a un diamètre D3 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30. Dans l’exemple représenté, D3 est supérieur à D1 . D3 est en outre inférieur à D2.
Dans la figure 8 :
- H1 représente le diamètre à l’extrémité amont libre du capot 32 ou du tronçon d’extrémité amont 32a de ce capot 32, - H2 représente te diamètre à l’extrémité aval du tronçon d’extrémité amont 32a de ce capot 32,
- H3 représente le diamètre à l’extrémité amont du tronçon d’extrémité aval 32c de ce capot 32,
- H4 représente le diamètre à l’extrémité aval libre du capot 32 ou du tronçon d’extrémité aval 32c de ce capot 32,
- H5 représente le diamètre à l’extrémité amont libre du capot 27 ou du tronçon d’extrémité amont 27a de ce capot 27,
- H6 représente le diamètre à l’extrémité aval du tronçon d’extrémité amont 27a de ce capot 27,
- H7 représente le diamètre à l’extrémité amont du tronçon intermédiaire 27c,
- H8 représente le diamètre à l’extrémité aval du tronçon intermédiaire 27c,
- H9 représente le diamètre à l’extrémité amont du tronçon d’extrémité aval 27e de ce capot 27, et
- H10 représente le diamètre à l’extrémité aval libre du capot 27 ou du tronçon d’extrémité aval 27e de ce capot 27.
Ces diamètres sont mesurés par rapport à l’axe X.
Dans l’exemple représenté :
- H1 est supérieur ou égal à H2, H5 et H6 notamment, H2 pourrait en outre être le diamètre maximal du système 20,
- H5 est supérieur à H2 et H6 notamment, H2 pourrait en outre être le diamètre maximal du capot 27,
- H7 est supérieur à H8, H3 et H4 notamment,
- H2 et H3 sont supérieurs à H8 et H9.
Chacun des dispositifs 21 , 30 peut comprendre un échangeur de chaleur unique, ou être sectorisé et comprendre deux ou plus échangeurs de chaleur répartis autour de l’axe X, comme évoqué dans ce qui précède.
Dans l’exemple représenté, te dispositif 21 situé à droite sur te dessin occupe une hauteur h1 dans la veine comprise entre 20 et 50% de la hauteur hv1 de cette veine. Le dispositif 30 situé à gauche sur te dessin occupe une hauteur h2 dans la veine comprise entre 10 et 30% de la hauteur hv2.
La matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 a une hauteur h3 ou dimension radiale supérieure ou égale à celte h4 de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30. La somme des hauteurs h3, h4 ou dimensions radiales des matrices d’échange thermique 26, 31 des premier et second dispositifs 21 , 30 est inférieure à la hauteur hv1 , hv2 ou dimension radiale de la veine V2 mesurée au niveau de ces dispositifs 21 , 30.
On comprend qu’une partie périphérique externe du flux d’air F2 (par exemple entre 5 et 50% du débit) s’écoulant dans la veine va être utilisée dans les dispositifs 21 , 30 et que le reste de ce flux va contourner les dispositifs 21 , 30. L’air utilisé dans les dispositifs va se diviser en une première partie, périphérique interne (représentant par exemple 2,5 à 25% du débit), qui va pénétrer dans le dispositif 30, et le reste, la partie périphérique externe (représentant par exemple 2,5 à 25% du débit), qui va pénétrer dans le dispositif 21 .
Le second mode de réalisation illustré à la figure 9 diffère du premier mode de réalisation notamment en ce que les capots 27, 32 ont chacun une forme incurvée ou ondulée.
Par ailleurs, dans l’exemple représenté, D3 est inférieur à D1. De plus, H2 et H3 sont inférieurs à H8 et H9.
Dans l’exemple représenté, on constate que le tronçon du capot 27, qui s’étend à la périphérie de la matrice d’échange thermique du second dispositif 30 présente un creux orienté du côté de la paroi interne 23. Le capot 27 présente alors en section une forme générale incurvée ou de vague. On constate également que le capot 32 est lui au contraire essentiellement bombée du côté de la paroi interne 23.
Le fonctionnement du système de la figure 9 est similaire à celui de la figure 8.
Le troisième mode de réalisation illustré à la figure 10 diffère du second mode de réalisation notamment en ce que, en plus des dispositifs 21 , 30 situés au niveau de la paroi externe 22, des dispositifs 21 ’, 30’ similaires sont situés au niveau de la paroi interne 23.
Ainsi, le système d’échange de chaleur 20 comprend en plus des dispositifs 21 , 30
- un autre premier dispositif annulaire d’échange de chaleur 2T qui s’étend autour de l’axe X et est porté par la paroi interne 23, et qui est situé dans la veine V2, ce premier dispositif 21 comportant une matrice d’échange thermique 26’ intercalée entre cette paroi 23 et un capot 27’ qui a un diamètre D1’ prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique 27 de ce premier dispositif 21 et - un autre second dispositif annulaire d’échange de chaleur 30’ qui s’étend autour de l’axe X et est situé dans la veine V2, ce second dispositif 30’ comportant une matrice d’échange thermique 31’ qui sont espacée axialement de la matrice d’échange thermique 26’ du premier dispositif 21’ et qui sont intercalée entre le capot 27’ du premier dispositif 21 ’ et un autre capot 32’ du deuxième dispositif 30, le capot 27’ du premier dispositif 21 ’ ayant un diamètre D2’ prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique 31 ’ du second dispositif 30’.
On constate à la figure 10 que les matrices d’échange thermique 27’, 31 ’ des dispositifs 21 ’, 30’ sont espacés axialement les uns des autres dans la veine V2, d’une distance axiale notée L’. Dans l’exemple représenté, le dispositif 21 ’ situé sur la paroi interne 23 est situé en aval du dispositif 30’.
Dans ce mode de réalisation, D2’ est inférieur à D1 ’, c’est-à-dire qu’une partie périphérique interne de la matrice d’échange thermique 31 ’ du second dispositif 30’ se retrouve alignée en direction axiale avec une partie périphérique externe de la matrice d’échange thermique 26’ du premier dispositif 21 ’.
Ces dispositifs 21 ’, 30’ sont de préférence du type air-huile et comprennent chacun un circuit d’huile 28’ en plus de la matrice d’échange thermique 26’, 31 ’ qui est située dans la veine V2 et configurée pour être balayée par le flux de gaz F2, comme évoqué dans ce qui précède.
Les dispositifs 21 ’, 30’ ont le capot 27’ en commun.
La matrice d’échange thermique 26’ du dispositif 21 ’ est recouverte par le capot annulaire 27’ qui se prolonge axialement, ici vers l’amont, pour former un capot externe de la matrice d’échange thermique 31’ du dispositif 30’. Ce capot 27’ est ainsi situé à la périphérie externe de la matrice d’échange thermique 26’ du dispositif 21 ’ et à la périphérie interne de la matrice d’échange thermique 31’ du dispositif 30’. La matrice d’échange thermique 31 ’ du dispositif 30’ est en outre reliée à l’autre capot 32’ qui est donc situé à la périphérie externe de ces échangeurs surfaciques 31’.
Le capot 27’ du premier dispositif 21’ comprend plusieurs tronçons axiaux successifs le long de l’axe, à savoir : - un tronçon d’extrémité amont 27a’ qui est situé en amont de la matrice d’échange thermique 31 ’ du second dispositif 30’,
- un tronçon 27b’ qui s’étend à la périphérie interne de la matrice d’échange thermique 31 ’ du second dispositif 30’,
- un tronçon intermédiaire 27c’ qui s’étend axialement entre la matrice d’échange thermique 31 ’ du second dispositif 30’ et la matrice d’échange thermique 26’ du premier dispositif 21 ’,
- un tronçon 27d’ qui s’étend à la périphérie externe de la matrice d’échange thermique 26’ du premier dispositif 21 ’, et
- un tronçon d’extrémité aval 27e’ qui est situé en aval de la matrice d’échange thermique 26’ du premier dispositif 21 ’.
Le capot 32’ du second dispositif 30’ comprend :
- un tronçon d’extrémité amont 32a’ situé en amont de la matrice d’échange thermique 31 ’ de ce second dispositif 30’,
- un tronçon situé à la périphérie externe de la matrice d’échange thermique 31 ’ de ce second dispositif 30’, et
- un tronçon d’extrémité aval 32c’ situé en aval de la matrice d’échange thermique 31 ’ de ce second dispositif 30’.
On constate que chacun des tronçons d’extrémité amont 27a’, 32a’ forme un divergent, et que chacun des tronçons d’extrémité aval 27e’, 32c’ forme un convergent.
Dans l’exemple représenté, les tronçons d’extrémité 27a’, 27e’, 32a’, 32c’ ont chacun une forme incurvée.
Le capot 32’ du second dispositif 30’ a un diamètre D3’ prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique 31’ du second dispositif 30’. Dans l’exemple représenté, D3’ est supérieur à DT.
Dans la figure 8 :
- HT représente le diamètre à l’extrémité amont libre du capot 32’ ou du tronçon d’extrémité amont 32a’ de ce capot 32’,
- H2’ représente le diamètre à l’extrémité aval du tronçon d’extrémité amont 32a’ de ce capot 32’,
- H3’ représente le diamètre à l’extrémité amont du tronçon d’extrémité aval 32c’ de ce capot 32’, - H4’ représente te diamètre à l’extrémité aval libre du capot 32’ ou du tronçon d’extrémité aval 32c’ de ce capo 32’t,
- H5’ représente le diamètre à l’extrémité amont libre du capot 27’ ou du tronçon d’extrémité amont 27a’ de ce capot 27’,
- H6’ représente le diamètre à l’extrémité aval du tronçon d’extrémité amont 27a’ de ce capot 27’,
- H7’ représente le diamètre à l’extrémité amont du tronçon intermédiaire 27c’,
- H8’ représente le diamètre à l’extrémité aval du tronçon intermédiaire 27c’,
- H9’ représente le diamètre à l’extrémité amont du tronçon d’extrémité aval 27e’ de ce capot 27’, et
- H10’ représente le diamètre à l’extrémité aval libre du capot ou du tronçon d’extrémité aval 27e’ de ce capot 27’.
Ces diamètres sont mesurés par rapport à l’axe X.
Dans l’exemple représenté :
- HT est inférieur ou égal à H2’, H3 et H4’ notamment,
- H5’ est inférieur à H2’, H3’ et H6’ notamment,
- H7’ est inférieur à H8’, H3’ et H4’ notamment,
- H2’ et H3’ sont supérieurs à H8’ et H9’.
Chacun des dispositifs 2T, 30’ peut comprendre un échangeur de chaleur unique, ou être sectorisé et comprendre deux ou plus échangeurs de chaleur répartis autour de l’axe X, comme évoqué dans ce qui précède.
Dans l’exemple représenté, le dispositif 2T situé à droite sur le dessin occupe une hauteur hT dans la veine comprise entre 20 et 50% de la hauteur hvT de cette veine. Le dispositif 30’ situé à gauche sur te dessin occupe une hauteur h2’ dans la veine comprise entre 10 et 30% de la hauteur hv2’.
La matrice d’échange thermique 26’ du premier dispositif 2T ont une hauteur h3’ ou dimension radiale supérieure ou égale à celle h4! de la matrice d’échange thermique 3T du second dispositif 30. La somme des hauteurs h3, h4 ou dimensions radiales de la matrice d’échange thermique 26’, 3T des premier et second dispositifs 2T, 30’ est inférieure à la hauteur hv1 , hv2 ou dimension radiale de la veine V2 mesurée au niveau de ces dispositifs 2T, 30’.
En variante, le système d’échange de chaleur 20 pourrait comprendre des dispositifs 2T, 30’ uniquement du côté de la paroi interne 23. On comprend qu’une partie périphérique externe du flux d’air F2 s’écoulant dans la veine va être utilisée dans les dispositifs 21 , 30, comme évoqué dans ce qui précède. Parmi le reste du flux d’air, une partie périphérique interne va être utilisée dans les dispositifs 21 ’, 30’, et se diviser en une première partie, périphérique externe, qui va pénétrer dans le dispositif 30’, et le reste, la partie périphérique interne, qui va pénétrer dans le dispositif 21 ’.
Le quatrième mode de réalisation illustré à la figure 11 diffère du second mode de réalisation notamment en ce que le système d’échange de chaleur 20 comprend un troisième dispositif annulaire d’échange de chaleur 40 qui s’étend autour de l’axe X et est situé dans la veine V2.
Le système comprend ainsi :
Le troisième dispositif 40 comporte une matrice d’échange thermique 41 qui est espacée axialement des matrices d’échange thermique 26, 31 des dispositifs 21 , 30 et qui est intercalée entre le capot 32 du second dispositif 31 et un autre capot 42 du troisième dispositif 40.
Le capot 32 du second dispositif a un diamètre D3 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30, et un diamètre D4 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique 41 du troisième dispositif 40.
Dans l’exemple représenté, D4 est supérieur à D3.
Le tronçon d’extrémité amont 32a du capot 32 du second dispositif 30 se décompose en plus portions dont :
- une portion amont 32a1 située en amont de la matrice d’échange thermique 41 du troisième dispositif 40,
- une portion intermédiaire 32a2 située à la périphérie externe de la matrice d’échange thermique 41 de ce troisième dispositif 40, et
- une portion aval 32a3 située en aval de la matrice d’échange thermique 41 de ce troisième dispositif 40.
Le capot 42 du troisième dispositif 40 comprend :
- un tronçon d’extrémité amont 42a situé en amont de la matrice d’échange thermique 41 de ce troisième dispositif 40, - un tronçon 42b situé à la périphérie interne de la matrice d’échange thermique 41 de ce troisième dispositif 40, et
- un tronçon d’extrémité aval 42c situé en aval de la matrice d’échange thermique 41 de ce troisième dispositif 40.
On constate que les tronçons et portion d’extrémité amont 27a, 32a1 , 42a forme un divergent, et que les tronçons d’extrémité aval 27e, 32c, 42c forme un convergent. Dans l’exemple représenté, les tronçons et portion d’extrémité 27a, 32a1 , 42a, 27e, 32c, 42c ont chacun une forme incurvée.
Le capot 42 du troisième dispositif 40 a un diamètre D5 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique du troisième dispositif. Dans l’exemple représenté, D5 est supérieur ou égal à D1 et D3.
Dans la figure 11 :
- H11 représente le diamètre à l’extrémité amont libre du capot 42 ou du tronçon d’extrémité amont 42a de ce capot 42,
- H12 représente le diamètre à l’extrémité aval du tronçon d’extrémité amont 42a de ce capot 42,
- H13 représente le diamètre à l’extrémité amont du tronçon d’extrémité aval 42c de ce capot 42,
- H14 représente le diamètre à l’extrémité aval libre du capot 42 ou du tronçon d’extrémité aval 42c de ce capot 42.
Ces diamètres sont mesurés par rapport à l’axe X.
Dans l’exemple représenté :
- H11 est supérieur ou égal à H12, H1 et H5 notamment, et pourrait être le diamètre maximal du système 20.
Chacun des dispositifs 21 , 30 peut comprendre un échangeur de chaleur unique, ou être sectorisé et comprendre deux ou plus échangeurs de chaleur répartis autour de l’axe X, comme évoqué dans ce qui précède.
La matrice d’échange thermique 41 du troisième dispositif 40 a une hauteur h5 ou dimension radiale inférieure ou égale à celle h4 de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30. La somme des hauteurs h3, h4, h5 ou dimensions radiales des matrices d’échange thermique 26, 31 , 41 des dispositifs 21 , 30, 40 est inférieure ou égale à la hauteur hv1 , hv2, hv3 ou dimension radiale de la veine mesurée au niveau de ces dispositifs 21 30, 40. On comprend qu’une partie périphérique externe du flux d’air F2 s’écoulant dans la veine va être utilisée dans les dispositifs 21 , 30, 40 et que le reste de ce flux va contourner les dispositifs 21 , 30, 40. L’air utilisé dans les dispositifs va se diviser en une première partie, périphérique interne, qui va pénétrer dans le dispositif 40, une partie médiane qui va pénétrer dans le dispositif 30, et le reste, la partie périphérique externe, qui va pénétrer dans le dispositif 21 .
Le cinquième mode de réalisation de la figure 12 diffère du mode de réalisation de la figure 1 notamment en ce que le second dispositif 30 est situé en aval et non pas en amont du premier dispositif 21 .
La matrice d’échange thermique 26 du dispositif 21 sont recouvertes par le capot annulaire 27 qui se prolonge axialement, ici vers l’aval, pour former un capot externe de la matrice d’échange thermique 31 du dispositif 30. Ce capot 27 est ainsi situé à la périphérie interne de la matrice d’échange thermique 26 du dispositif 21 et à la périphérie externe de la matrice d’échange thermique 31 du dispositif 30. La matrice d’échange thermique 31 du dispositif 30 est en outre reliée à l’autre capot 32 qui est donc situé à la périphérie interne de cette matrice d’échange thermique 31 .
Le capot 27 du premier dispositif 21 comprend plusieurs tronçons axiaux successifs le long de l’axe X, à savoir :
- un tronçon d’extrémité amont 27a qui est situé en amont de la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 ,
- un tronçon 27b qui s’étend à la périphérie interne de la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 ,
- un tronçon intermédiaire 27c qui s’étend axialement entre la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 et la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 32,
- un tronçon 27d qui s’étend à la périphérie externe de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30, et
- un tronçon d’extrémité aval 27e qui est situé en aval de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30.
Le capot 32 du second dispositif 30 comprend :
- un tronçon d’extrémité amont 32a situé en amont de la matrice d’échange thermique 31 de ce second dispositif 30, - un tronçon 32b situé à la périphérie interne de la matrice d’échange thermique 31 de ce second dispositif 30, et
- un tronçon d’extrémité aval 32c situé en aval de la matrice d’échange thermique 31 de ce second dispositif 30.
On constate que chacun des tronçons d’extrémité amont 27a, 32a forme un divergent, et que chacun des tronçons d’extrémité aval 27e, 32c forme un convergent.
Dans l’exemple représenté, les tronçons d’extrémité 27a, 27e, 32a, 32c ont chacun une forme tronconique.
Dans l’exemple représenté, D3 est inférieur à D1 . D2 est supérieur à D1 .
Dans la figure 12 :
- H1 représente le diamètre à l’extrémité amont libre du capot 32 ou du tronçon d’extrémité amont 32a de ce capot 32,
- H2 représente le diamètre à l’extrémité aval du tronçon d’extrémité amont 32a de ce capot 32,
- H3 représente le diamètre à l’extrémité amont du tronçon d’extrémité aval 32c de ce capot 32,
- H4 représente le diamètre à l’extrémité aval libre du capot 32 ou du tronçon d’extrémité aval 32c de ce capot 32,
- H5 représente le diamètre à l’extrémité amont libre du capot 27 ou du tronçon d’extrémité amont 27a de ce capot 27,
- H6 représente le diamètre à l’extrémité aval du tronçon d’extrémité amont 27a de ce capot 27,
- H7 représente le diamètre à l’extrémité amont du tronçon intermédiaire 27c,
- H8 représente le diamètre à l’extrémité aval du tronçon intermédiaire 27c,
- H9 représente le diamètre à l’extrémité amont du tronçon d’extrémité aval 27e de ce capot 27, et
- H10 représente le diamètre à l’extrémité aval libre du capot 27 ou du tronçon d’extrémité aval 27e de ce capot 27.
Ces diamètres sont mesurés par rapport à l’axe X.
Dans l’exemple représenté :
- H1 est supérieur ou égal à H2, mais inférieur à H5 et H6 notamment,
- H5 pourrait être le diamètre maximal du système 20, - H7 est inférieur à H8, H9 et H10 notamment
- H2 et H3 sont inférieurs à H8 et H9.
Chacun des dispositifs 21 , 30 peut comprendre un échangeur de chaleur unique, ou être sectorisé et comprendre deux ou plus échangeurs de chaleur répartis autour de l’axe X, comme évoqué dans ce qui précède.
Dans l’exemple représenté, le dispositif 21 situé à gauche sur le dessin occupe une hauteur h1 dans la veine comprise entre 20 et 50% de la hauteur hv1 de cette veine. Le dispositif 30 situé à droite sur le dessin occupe une hauteur h2 dans la veine comprise entre 10 et 30% de la hauteur hv2.
La matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 a une hauteur h3 ou dimension radiale supérieure ou égale à celle h4 de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30. La somme des hauteurs h3, h4 ou dimensions radiales des matrices d’échange thermique 26, 31 des premier et second dispositifs 21 , 30 est inférieure à la hauteur hv1 , hv2 ou dimension radiale de la veine V2 mesurée au niveau de ces dispositifs 21 , 30.
On comprend qu’une partie périphérique externe du flux d’air F2 s’écoulant dans la veine va être utilisée dans le dispositif 21 et que le reste de ce flux va contourner ce dispositif 21 . Parmi ce flux d’air qui contourne le dispositif 21 , une partie périphérie externe va être prélevé et va pénétrer dans le dispositif 30, et le reste va contourner ce dispositif 30.
Le sixième mode de réalisation de la figure 13 diffère du mode de réalisation de la figure 12 essentiellement en ce que les capots 27, 32 sont incurvés.
Le fonctionnement du système de la figure 13 est similaire à celui de la figure 12.
Le mode de réalisation de la figure 14 est similaire à celui de la figure 10 à ceci près que les seconds dispositifs 30, 30’ sont disposés en aval des premiers dispositifs 21 , 21 ’ et sont donc du type de ceux décrits en référence aux figures 12 et 13.
On comprend qu’une partie périphérique externe du flux d’air F2 s’écoulant dans la veine va être utilisée dans les dispositifs 21 , 30, comme évoqué dans ce qui précède. Parmi le reste du flux d’air, une partie périphérique interne va être utilisée dans les dispositifs 21 ’, 30’, et se diviser en une première partie, périphérique interne, qui va pénétrer dans 1e dispositif 21 et une autre partie périphérique interne du flux d’air qui contourne le dispositif 21’, qui va pénétrer dans le dispositif 30’.
Dans le mode de réalisation de la figure 15, les dispositifs 21 et 30 sont respectivement portés par les parois externe 22 et interne 23.
Le premier dispositif 21 est similaire à celui décrit dans ce qui précède en relation avec tes figures 1 et 2 par exemple.
Le second dispositif 30 est ici situé en amont du premier dispositif 21 et comporte une matrice d’échange thermique 31 qui est espacée axialement de la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 et qui est intercalée entre le capot 27 du premier dispositif 21 et la paroi 23.
On comprend dès lors que tes dispositifs 21 , 30 partagent un même capot 27 et qu’il n’y a pas d’autres capots dans le système 20 dans la mesure où la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 s’étend entre le capot 27 et la paroi externe 22, et la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30 s’étend entre te capot 27 et la paroi Interne 23.
Le capot 27 comprend :
- un tronçon d’extrémité amont 27a qui est situé en amont de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30 et qui forme un divergent,
- un tronçon 27b qui s’étend à la périphérie externe de la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30,
- un tronçon intermédiaire 27c qui s’étend axialement entre la matrice d’échange thermique 31 du second dispositif 30 et la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 ,
- un tronçon 27d qui s’étend à la périphérie interne de la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 , et
- un tronçon d’extrémité aval 27e qui forme un convergent et qui est situé en aval de la matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 .
Dans la figure 15 :
- H5” représente le diamètre à l’extrémité amont libre du capot 27 ou du tronçon d’extrémité amont 27a de ce capot 27,
- H6” représente te diamètre à l’extrémité aval du tronçon d’extrémité amont 27a de ce capot 27, - H7” représente 1e diamètre à l’extrémité amont du tronçon intermédiaire 27c,
- H8” représente le diamètre à l’extrémité aval du tronçon intermédiaire 27c,
- H9” représente 1e diamètre à l’extrémité amont du tronçon d’extrémité aval 27e de ce capot 27, et
- H10” représente le diamètre à l’extrémité aval libre du capot 27 ou du tronçon d’extrémité aval 27e de ce capot 27.
Ces diamètres sont mesurés par rapport à l’axe X.
Dans l’exemple représenté :
- H5” est supérieur à H6” notamment,
- H7” est supérieur à H8 notamment.
Chacun des dispositifs 21 , 30 peut comprendre un échangeur de chaleur unique, ou être sectorisé et comprendre deux ou plus échangeurs de chaleur répartis autour de l’axe X, comme évoqué dans ce qui précède.
Dans l’exemple représenté, le dispositif 21 situé à droite sur le dessin occupe une hauteur h1 dans la veine comprise entre 50 et 80% de la hauteur hv1 de cette veine. Le dispositif 30 situé à gauche sur le dessin occupe une hauteur h2 dans la veine comprise entre 50 et 80% de la hauteur hv2.
La matrice d’échange thermique 26 du premier dispositif 21 a une hauteur h2 ou dimension radiale supérieure ou égale à celle h4 de la matrice d’échange thermique 32 du second dispositif 30. La somme des hauteurs h2, h4 ou dimensions radiales des matrices d’échange thermique 26, 31 des premier et second dispositifs 21 , 30 est supérieure à la hauteur hv1 , hv2 ou dimension radiale de la veine mesurée au niveau de ces dispositifs 21 , 30.
On comprend qu’une partie périphérique interne du flux d’air F2 s’écoulant dans la veine va pénétrer dans le dispositif 30 alors que le reste du flux d’air va pénétrer dans le dispositif 21. L’intégralité du flux d’air est donc utilisée pour participer à l’échange de calories.
Le fait d’installer ces dispositifs de manière partiellement superposés avec un décalage axial permet de limiter à la fois l’encombrement axial et radial occupé par les dispositifs. Le fait de limiter l’encombrement radial permet de réaliser des ratios de ralentissement plus important au sein de chacun des dispositifs.

Claims

REVENDICATIONS
1. Turbomachine pour un aéronef, comportant un système d’échange de chaleur (20), ce système comportant :
- deux parois annulaires, respectivement externe (22) et interne (23), qui s’étendent l’une autour de l’autre et autour d’un même axe (X), et qui sont configurées pour définir entre elles une veine (V2) d’écoulement d’un flux de gaz (F2),
- un premier dispositif annulaire d’échange de chaleur (21 ) qui s’étend autour de l’axe (X) et est porté par l’une desdites parois (22, 23), et qui est situé dans la veine (V2), ce premier dispositif (21 ) comportant une matrice d’échange thermique (26) intercalée entre cette paroi (22) et un capot (27) qui a un diamètre D1 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique (26) du premier dispositif (21 ), caractérisée en ce qu’il comprend en outre :
- un second dispositif annulaire d’échange de chaleur (30) qui s’étend autour de l’axe (X) et est situé dans la veine (V2), ce second dispositif (30) comportant une matrice d’échange thermique (31 ) qui est espacée axialement de la matrice d’échange thermique (26) du premier dispositif (21 ) et qui est intercalée entre le capot (27) du premier dispositif (21 ) et la paroi opposée (23) ou un autre capot (32) du deuxième dispositif (30), le capot (27) du premier dispositif (21) ayant un diamètre D2 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique (31 ) du second dispositif (30), et en ce que :
- D2 est supérieur à D1 lorsque le premier dispositif (21 ) est porté par la paroi externe (22), ou
- D2 est inférieur à D1 lorsque le premier dispositif (21 ) est porté par la paroi interne (23),
2. Turbomachine selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le capot (27) du premier dispositif (21 ) comprend plusieurs tronçons axiaux successifs le long de l’axe (X) : - un tronçon d’extrémité amont (27a) qui est situé en amont de la matrice d'échange thermique (31 ) du second dispositif (30), un tronçon (27b) qui s’étend à la périphérie de la matrice d’échange thermique (31 ) du second dispositif (30), un tronçon intermédiaire (27c) qui s’étend axialement entre la matrice d’échange thermique (31 ) du second dispositif (30) et la matrice d’échange thermique (26) du premier dispositif (31 ), un tronçon (27d) qui s’étend à la périphérie de la matrice d’échange thermique (26) du premier dispositif (21 ), et un tronçon d’extrémité aval (27e) qui est situé en aval de la matrice d’échange thermique (26) du premier dispositif (21 ), ou
- un tronçon d’extrémité amont (27a) qui s’étend en amont de la matrice d’échange thermique (26) du premier dispositif (21 ), un tronçon (27b) qui s’étend à la périphérie de la matrice d’échange thermique (26) du premier dispositif (21 ), un tronçon intermédiaire (27c) qui s’étend axialement entre la matrice d’échange thermique (26) du premier dispositif (21 ) et la matrice d’échange thermique (31 ) du second dispositif (30), un tronçon (27d) qui s’étend à la périphérie de la matrice d’échange thermique (31 ) du second dispositif (30), et un tronçon d’extrémité aval (27e) qui est situé en aval de la matrice d’échange thermique (31 ) du second dispositif (30).
3. Turbomachine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le deuxième dispositif (30) comprend ledit autre capot (32) qui comprend un tronçon d’extrémité amont (32a) situé en amont de la matrice d’échange thermique (31 ) de ce second dispositif (30), un tronçon (32b) situé à la périphérie de la matrice d’échange thermique (31 ) de ce second dispositif (30), et un tronçon d’extrémité aval (32c) situé en aval de la matrice d’échange thermique (31 ) de ce second dispositif (30).
4. Turbomachine selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le deuxième dispositif (30) comprend ledit autre capot (32) qui a un diamètre D3 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique (31 ) du second dispositif (30), et en ce que : - D3 est supérieur à D1 lorsque te premier dispositif (21 ) est porté par la paroi externe (22), ou
- D3 est inférieur à D1 lorsque le premier dispositif (21 ) est porté par la paroi interne (23).
5. Turbomachine selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’il comprend en outre :
- un troisième dispositif annulaire d’échange de chaleur (40) du type surfacique qui s’étend autour de l’axe (X) et est situé dans la veine (V2), ce troisième dispositif (40) comportant une matrice d’échange thermique (41 ) qui est espacée axialement de la matrice d’échange thermique (26, 31 ) des premier et second dispositifs (21 , 30) et qui est intercalée entre le capot (32) du second dispositif (30) et l’autre des parois (22) ou un autre capot (42) du troisième dispositif (40), le deuxième dispositif (30) comprenant ledit autre capot (32) qui a un diamètre D3 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique (31 ) du second dispositif (30), et un diamètre D4 prédéterminé mesuré au milieu axial de la matrice d’échange thermique (41 ) du troisième dispositif (40), et en ce que : - D4 est supérieur à D3 lorsque le premier dispositif (21 ) est porté par la paroi externe (23), ou
- D4 est inférieur à D3 lorsque le premier dispositif (21 ) est porté par la paroi interne (22).
6. Turbomachine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le troisième dispositif (40) comprend ledit autre capot (42) qui comprend un tronçon d’extrémité amont (42a) situé en amont de la matrice d’échange thermique (41 ) de ce troisième dispositif (40), un tronçon (42b) situé à la périphérie de la matrice d’échange thermique (41 ) de ce troisième dispositif (40), et un tronçon d’extrémité aval (42c) situé en aval de la matrice d’échange thermique (41 ) de ce troisième dispositif (40).
7. Turbomachine selon la revendication 2, 3 ou 6, caractérisée en ce que le ou chaque tronçon d’extrémité amont (27a, 32a, 42a) forme un divergent, et le ou chaque tronçon d’extrémité aval (27e, 32c, 42c) forme un convergent.
8. Turbomachine selon la revendication 2, 3, 6 ou 7, caractérisée en ce que les tronçons d’extrémité (27a, 27e, 32a, 32c, 42a, 42c) ont une forme tronconique ou arrondie.
9. Turbomachine selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la matrice d’échange thermique (26) du premier dispositif (21 ) a une hauteur (h3) ou dimension radiale supérieure ou égale à celle (h4) de la matrice d’échange thermique (31 ) du second dispositif (30).
10. Turbomachine selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la somme des hauteurs (h3, h4) ou dimensions radiales de la matrice d’échange thermique (26, 31 ) des premier et second dispositifs (21 , 30) est inférieure à la hauteur (hv1 , hv2) ou dimension radiale de la veine (V2) mesurée au niveau de ces dispositifs (21 , 30).
11. Turbomachine selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la somme des hauteurs (h3, h4) ou dimensions radiales de la matrice d’échange thermique (26, 31 ) des premier et second dispositifs (21 , 30) est supérieure à la hauteur (hv1 , hv2) ou dimension radiale de la veine mesurée au niveau de ces dispositifs (21 , 30).
12. Turbomachine selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacune des parois externe et interne (22, 23) porte ledit premier dispositif (21 ) d’échange de chaleur, qui est associé audit second dispositif (30) d’échange de chaleur voire audit troisième dispositif (30) d’échange de chaleur.
EP24709808.0A 2023-02-23 2024-02-16 Systeme d'echange de chaleur pour une turbomachine d'aeronef Pending EP4669844A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2301671A FR3146166A1 (fr) 2023-02-23 2023-02-23 Systeme d’echange de chaleur pour une turbomachine d’aeronef
PCT/FR2024/050207 WO2024175849A1 (fr) 2023-02-23 2024-02-16 Systeme d'echange de chaleur pour une turbomachine d'aeronef

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4669844A1 true EP4669844A1 (fr) 2025-12-31

Family

ID=87280358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24709808.0A Pending EP4669844A1 (fr) 2023-02-23 2024-02-16 Systeme d'echange de chaleur pour une turbomachine d'aeronef

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4669844A1 (fr)
CN (1) CN120731312A (fr)
FR (1) FR3146166A1 (fr)
WO (1) WO2024175849A1 (fr)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6668915B1 (en) * 1999-09-28 2003-12-30 Peter Albert Materna Optimized fins for convective heat transfer
US6689150B1 (en) 1999-10-27 2004-02-10 Atritech, Inc. Filter apparatus for ostium of left atrial appendage
US10563582B2 (en) * 2016-01-19 2020-02-18 United Technologies Corporation Heat exchanger array
FR3096409B1 (fr) 2019-05-20 2021-04-30 Safran Systeme d’echange de chaleur optimise
FR3096444B1 (fr) 2019-05-20 2021-05-07 Safran Systeme d’echange de chaleur optimise
FR3114352B1 (fr) * 2020-09-23 2023-01-06 Safran Echangeur de chaleur double flux

Also Published As

Publication number Publication date
CN120731312A (zh) 2025-09-30
WO2024175849A1 (fr) 2024-08-29
FR3146166A1 (fr) 2024-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3973237B1 (fr) Systeme d'echange de chaleur optimise de turbomachine
FR3065490B1 (fr) Ensemble propulsif pour aeronef comportant des echangeurs de chaleur air-liquide
EP3973236B1 (fr) Systeme d'echange de chaleur optimise de turbomachine
WO2014013170A1 (fr) Refroidissement du circuit d'huile d'une turbomachine
EP3775497B1 (fr) Aube de turbomachine comprenant un passage interne d'écoulement de fluide équipé d'une pluralité d'éléments perturbateurs à agencement optimisé
WO2022064136A1 (fr) Echangeur de chaleur double flux
WO2023118730A1 (fr) Système de refroidissement d'un liquide de lubrification d'une turbomachine d'aéronef
WO2023135378A1 (fr) Turbomoteur a cycle récupéré
EP3833862B1 (fr) Circuit de lubrification ou de refroidissement d'un organe moteur d'un aéronef et moteur propulsif d'aéronef équipé d'un tel circuit
EP4669844A1 (fr) Systeme d'echange de chaleur pour une turbomachine d'aeronef
EP4669843A1 (fr) Systeme d'echange de chaleur pour une turbomachine d'aeronef
EP4305289B1 (fr) Échangeur de chaleur surfacique avec sorties additionelles
WO2024175850A1 (fr) Turbomachine d'aeronef comportant un systeme d'echange de chaleur
FR3132542A1 (fr) Ensemble comprenant une veine annulaire et un echangeur de chaleur incline et turbomachine comprenant un tel ensemble
EP4473203B1 (fr) Echangeur de chaleur equipe d'un systeme de diffusion d'air et turbomachine correspondante
WO2023111466A1 (fr) Echangeur de chaleur a double etage et turbomachine equipee d'un tel echangeur de chaleur
WO2026062345A1 (fr) Système d'échangeur de chaleur pour une turbomachine d'aéronef et ensemble comportant un tel système
WO2025114671A1 (fr) Turbomachine pour un aeronef et son procede de refroidissement
FR3156167A1 (fr) Turbomachine pour un aeronef et son procede de refroidissement
FR3131756A1 (fr) Turbomoteur a cycle récupéré
WO2025078763A1 (fr) Procede de rechauffage du carburant d'un systeme d'alimentation en carburant d'une turbomachine
FR3162472A1 (fr) Ensemble comprenant un boitier, un circuit d’huile et un circuit de carburant

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250925

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR