FR3080649A1 - Veine de decharge integree a une aube - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une turbomachine (10) à double flux comportant un carter interveines comprenant : - une virole interne (34) qui délimite une face externe d'une veine primaire (16) d'un flux primaire (14) de la turbomachine (10), - une virole externe (36) qui délimite une face interne d'une veine secondaire (24) d'un flux secondaire (22) de la turbomachine (10), - au moins un conduit de décharge (32), s'étendant entre la virole interne (34) et la virole externe (36), ledit conduit de décharge (32) comportant une première extrémité (38) formée dans la virole interne (34) et une deuxième extrémité (40) située dans la virole externe (36), la turbomachine (10) comportant en outre un étage de redresseur agencé dans la veine secondaire autour de la virole externe, qui comprend une pluralité d'aubes (26) réparties circonférentiellement dans la veine secondaire (24), caractérisée en ce que le conduit de décharge (32) débouche dans au moins une aube (26) de l'étage de redresseur, ladite au moins une aube (26) comportant au moins une conduite qui est raccordée au conduit de décharge (32) et qui est débouchante dans la veine secondaire (24).

Description

DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne une turbomachine, telle qu'une turbomachine d'aéronef comportant un conduit de décharge reliant la veine primaire à la veine secondaire.
L'invention concerne plus particulièrement une turbomachine comportant des moyens permettant de simplifier le raccordement du conduit de décharge à la veine secondaire.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Les avions commerciaux sont généralement équipés de turboréacteurs à double flux, qui sont constitués d'une turbine à gaz entraînant une soufflante carénée, ou fan, celle-ci étant généralement placée à l'amont du moteur. La masse d'air aspirée par la soufflante est divisée en un flux primaire, qui circule dans la turbine à gaz ou corps primaire, et un flux secondaire, les deux flux étant concentriques.
Le flux primaire est généralement compressé par un premier compresseur, dit basse pression puis dans un second compresseur, dit haute pression, avant d'entrer dans la chambre de combustion.
Par ailleurs, les moteurs existants sont généralement équipés de dispositifs, dénommés vannes de décharge ou VBV (pour variable bleed valve), qui permettent de renvoyer une partie du flux primaire, en sortie du compresseur BP, dans le flux secondaire. Cette décharge a pour effet, en faisant baisser la pression en aval du compresseur BP, d'abaisser le point de fonctionnement de celui-ci et d'éviter des phénomènes de pompage. Elle est réalisée par des ouvertures pratiquées sur la paroi extérieure de la veine primaire entre les compresseurs haute pression et basse pression et par le passage de l'air prélevé dans un conduit de décharge qui l'amène au niveau d'une grille de sortie positionnée sur la paroi interne de la veine secondaire, en aval de redresseurs placés dans le flux secondaire (OGV).
Les ouvertures peuvent être des portes qui s'ouvrent, à la façon d'une écope, en tournant autour d'un axe orienté tangentiellement à une des parois du carter interveines ou, plus récemment, une fente ou une grille qui s'étend circonférentiellement et qui est obturée par un anneau dit « anneau guillotine » se déplaçant axialement. Quel que soit le type retenu pour les ouvertures, les divers éléments qui l'actionnent sont en général répartis dans le moyeu du carter interveines, en fonction de la place disponible dans chacune d'elles.
Cependant la place disponible dans le moyeu de carter est extrêmement réduite et il est très difficile d'y loger une partie du mécanisme sans déformer le profil du carter interveines ce qui impacterait l'écoulement aérodynamique des flux primaire ou secondaire. De plus, la conception des panneaux de virole, et l'intégration des grilles d'extraction ayant des profils d'ailettes, est particulièrement difficile.
L'invention a pour but de proposer une turbomachine comportant un circuit de décharge simplifiant la conception de la paroi interne de la veine secondaire.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention concerne une turbomachine à double flux comportant un carter interveines comprenant une virole interne qui délimite une face externe d'une veine primaire d'un flux primaire de la turbomachine, une virole externe qui délimite une face interne d'une veine secondaire d'un flux secondaire de la turbomachine, au moins un conduit de décharge, s'étendant entre la virole interne et la virole externe, ledit conduit de décharge comportant une première extrémité formée dans la virole interne et une deuxième extrémité située dans la virole externe, la turbomachine comportant en outre un étage de redresseur agencé dans la veine secondaire autour de la virole externe, qui comprend une pluralité d'aubes réparties circonférentiellement dans la veine secondaire, caractérisée en ce que le conduit de décharge débouche dans au moins une aube de l'étage de redresseur, ladite au moins une aube comportant au moins une conduite qui est raccordée au conduit de décharge et qui est débouchante dans la veine secondaire.
Faire déboucher le conduit de décharge par au moins une aube du redresseur permet de s'affranchir de moyens de sortie au niveau de la virole externe du carter interveines. La structure de la turbomachine est alors simplifiée, ce qui permet de limiter ses coûts de conception et de fabrication.
De préférence, ladite au moins une conduite est débouchante au niveau d'un bord de fuite de ladite au moins une aube.
De préférence, ladite au moins une conduite comporte une pluralité de canaux formés dans ladite au moins une aube qui débouchent dans une paroi d'intrados de l'aube, à proximité du bord de fuite de ladite au moins une aube.
De préférence, chaque canal comporte un canal directeur qui débouche dans le bord de fuite de ladite au moins une aube.
De préférence, ladite au moins une aube est creuse et son volume intérieur forme ladite au moins une conduite.
De préférence, ladite au moins une aube comporte une paroi d'intrados dans laquelle au moins une fenêtre est formée, par laquelle dite fenêtre la conduite débouche.
De préférence, la paroi comporte une ailette associée à ladite fenêtre, qui est montée mobile sur la paroi d'intrados entre une position de fermeture de ladite fenêtre et une position d'ouverture de ladite fenêtre.
De préférence, lorsque l'ailette est en position de fermeture de ladite fenêtre, elle affleure avec la paroi d'intrados.
De préférence, ladite au moins une aube comporte un système d'entrainement de ladite au moins une ailette qui est logé dans le volume intérieur de l'aube.
De préférence, la paroi d'intrados comporte plusieurs fenêtres avec chacune desquelles une ailette est associée et en ce que le système d'entrainement est conçu pour entraîner de manière synchronisée toutes les ailettes en déplacement sur la paroi d'intrados.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :
la figure 1 est une représentation schématique en section axiale d'une turbomachine d'aéronef comportant un circuit de décharge selon l'invention ;
la figure 2 est une vue latérale d'une aube de redresseur utilisée pour l'invention la figure 3 est une vue en coupe selon un plan perpendiculaire à la direction principale radiale d'une aube de redresseur la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3, montrant une aube creuse comportant une fenêtre et une ailette associée ;
la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4, montrant une aube comportant plusieurs fenêtres et plusieurs ailettes.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Dans la suite de la description les références amont et aval sont à interpréter selon le sens de l'écoulement du fluide qui traverse le moteur, alors que les références externe et interne se réfèrent à la distance de l'élément en question par rapport à l'axe de rotation du moteur. Les termes axial et radial se rapportent à l'axe de rotation du moteur.
On a représenté à la figure 1 la partie amont d'une turbomachine 10 double flux à fort taux de dilution, comportant une roue de soufflante 12 qui compresse l'air pénétrant dans la manche d'entrée d'air du moteur, avant que celui-ci ne se divise entre le flux primaire 14, qui circule dans une veine primaire 16 en traversant tout d'abord un compresseur basse pression 18 puis un compresseur haute pression 20, et le flux secondaire 22, qui circule dans une veine secondaire 24.
La veine secondaire 24 est traversée par un redresseur du flux secondaire 22 qui est constitué d'une pluralité d'aubes 26 orientées radialement et réparties circonférentiellement dans la veine secondaire 24. Ces aubes ont un profil défini pour conférer au flux secondaire 22 un écoulement laminaire au sein de la veine secondaire 24.
L'air qui circule dans la veine primaire 16 traverse le compresseur basse pression 18 pour une première compression puis subit une seconde compression par le compresseur haute pression 20.
Les flux primaire et secondaire sont séparés dès la sortie de la roue de soufflante 12 par un carter interveines 28 qui présente une arête 29, communément appelée bec de séparation, à l'amont et qui s'épaissit en se dirigeant vers l'aval pour former une cavité 30. Le carter interveines 28 comporte une virole interne 34 qui délimite une face externe de la veine primaire 16 d'écoulement du flux primaire 14 et une virole externe 36 qui délimite une face interne de la veine secondaire 24 d'écoulement du flux d'air secondaire 22.
La turbomachine comporte un conduit de décharge 32 redirigeant une partie du flux primaire 14 qui circule dans la veine primaire 16, en aval du compresseur basse pression 18, vers la veine secondaire 24.
Le conduit de décharge 32 comporte ainsi une première extrémité 38 qui est située dans la virole interne 34 et par laquelle le conduit de décharge débouche dans la veine primaire 16. Cette première extrémité 38 est située entre le compresseur basse pression 18 et le compresseur haute pression 20 et une deuxième extrémité 40 qui est située dans la virole externe 36 et par laquelle le conduit de décharge débouche dans la veine secondaire 24.
La deuxième extrémité 40 du conduit de décharge 32 débouche dans au moins une aube 26 du redresseur de flux secondaire.
De préférence, la deuxième extrémité 40 du conduit de décharge 32 débouche dans plusieurs aubes 26 du redresseur de flux secondaire.
Pour cela, un distributeur annulaire (non représenté) est agencé au niveau de la deuxième extrémité 40 du conduit de décharge 32.
Aussi, chaque aube 26 dans laquelle le conduit de décharge 32 débouche comporte une conduite qui est raccordée au conduit de décharge 32 et qui est débouchante dans la veine secondaire 24.
Dans la description qui va suivre, on fera référence à une seule aube. Il sera compris que la description de cette seule aube s'applique à toute aube qui est raccordée au conduit de décharge 32.
De manière conventionnelle, l'aube 26 comporte une extrémité radiale interne 46, communément appelée pied, par laquelle l'aube 26 est reliée à la virole externe 36 du carter interveines 28, une extrémité radiale externe 48, communément appelée tête, par laquelle l'aube 26 est reliée à une virole 50 d'un carter extérieur 52 et un corps 54 entre la tête 48 et le pied 46.
Le corps 54 de l'aube 26 comporte un bord d'attaque 56 situé à une extrémité axiale amont de l'aube 26 selon le sens d'écoulement du flux d'air secondaire 22, un bord de fuite 42 situé à une extrémité axiale aval de l'aube 26, une paroi d'intrados 44 et une paroi d'extrados 58.
La conduite est formée dans le corps 54 de l'aube 26 et elle comporte des moyens pour son raccordement à la deuxième extrémité 40 du conduit de décharge 32 qui sont situés au niveau du pied 46 de l'aube 26.
Pour que les perturbations du flux d'air provenant du conduit de décharge 32 dans le flux d'air secondaire 22 soient le moins importantes possibles, la conduite est formée pour être débouchante au niveau du bord de fuite 42 de l'aube 26.
Selon un premier aspect de ce mode de réalisation, la conduite débouche directement dans le bord de fuite 42, c'est-à-dire que la conduite comporte une ouverture formée dans le bord de fuite 42 de l'aube 26.
Selon un autre aspect de ce mode de réalisation, la conduite débouche dans une paroi de l'aube 26, de préférence dans la paroi d'intrados 44 de l'aube, à proximité du bord de fuite 42 de l'aube 26.
Selon un premier mode de réalisation représenté aux figures 2 et 3, la conduite comporte une pluralité de canaux 60 qui sont formés dans le volume intérieur du corps 54 de l'aube 26.
Ces canaux 60 sont réalisés selon une méthode conventionnelle, c'est-àdire par perçage ou par moulage.
Ces canaux 60 sont globalement parallèles les uns aux autres et chacun comporte un orifice de sortie 62 par lequel le canal 60 débouche dans la veine secondaire 24, qui est situé au niveau du bord de fuite 42.
Selon le mode de réalisation représenté à la figure 2, les orifices de sortie 62 des canaux 60 sont alignés selon la direction principale radiale de l'aube 26 et sont formés dans la paroi d'intrados 44, à proximité du bord de fuite 42.
Selon le mode de réalisation représenté à la figure 3, l'orifice de sortie 62 de chaque canal 60 est situé sur le bord de fuite 42. L'épaisseur du bord de fuite 42 étant relativement faible, chaque canal 60 comporte un canal directeur 64 de faible section, qui s'étend jusqu'à l'orifice de sortie 62.
Selon un autre mode de réalisation, le corps 54 de l'aube 26 est creux.
Le volume intérieur 66 du corps 54 forme alors la conduite.
Comme on l'a dit précédemment, la conduite est débouchante au niveau du bord de fuite 42 de l'aube.
Selon un premier mode de réalisation non représenté, le bord de fuite 42 comporte une pluralité d'orifices répartis sur sa longueur radiale, qui débouchent dans le volume intérieur 66 du corps 54 de l'aube 26 et par lesquels la conduite est débouchante.
Selon un autre mode de réalisation représenté aux figures 4 et 5, la conduite débouche dans la veine secondaire 24 par au moins une fenêtre 68 formée dans la paroi d'intrados 44.
Selon ce mode de réalisation, l'aube 26 comporte une ailette 70 mobile qui est associée à ladite au moins une fenêtre 68 et qui est apte à occuper une position d'ouverture dans laquelle la fenêtre 68 est dégagée, et une position de fermeture de la fenêtre 68.
L'ailette 70 occupe de préférence la position d'ouverture lorsque le conduit de décharge 32 est utilisé afin de réaliser la décharge du flux primaire 14. Aussi, l'ailette 70 est en position de fermeture lorsque le conduit de décharge n'est pas utilisé.
Cela permet notamment d'isoler le conduit de décharge 32 du flux secondaire 22 et par conséquent d'isoler le flux secondaire 22 et le flux primaire 14.
L'aube 26 comporte en outre un système d'entrainement 72 de l'ailette 70 qui est logé dans le volume intérieur 66 du corps 45 de l'aube 26.
De préférence, et comme on peut le voir à la figure 4, le système d'entrainement 72 est logé à proximité du bord d'attaque 56 de l'aube 26.
Selon ce mode de réalisation, l'ailette 70 est montée pivotante par rapport à l'aube 26 autour d'un axe de pivotement A situé au niveau du bord d'attaque 56 et au niveau d'une extrémité amont 74 de l'ailette 70.
Ainsi, lorsque l'ailette 70 est en position d'ouverture, son extrémité aval 76 est située à distance de la paroi d'intrados 44, permettant au flux d'air de décharge de sortir de l'aube 26.
Par contre, lorsque l'ailette 70 est en position de fermeture, elle est située en affleurement avec la paroi d'intrados 44, permettant de n'avoir aucune incidence sur l'écoulement du flux d'air secondaire 22.
Selon le mode de réalisation représenté à la figure 4, une seule fenêtre 68 est formée dans la paroi d'intrados 44. L'aube 26 porte ainsi une seule ailette 70.
Selon un deuxième mode de réalisation représenté à la figure 5, la paroi d'intrados 44 comporte plusieurs fenêtres 68. L'aube 26 porte alors plusieurs ailettes 70 dont chacune est associée à une fenêtre 68.
Ici, les fenêtres 68, et par conséquent, les ailettes 70 sont réparties sur la paroi d'intrados 44 d'amont en aval selon le sens d'écoulement du flux d'air secondaire
22.
Le système d'entrainement 72 est en outre configuré pour réaliser un entrainement synchronisé de toutes les ailettes 70 pour permettre l'ouverture simultanée des fenêtres 68.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Turbomachine (10) à double flux comportant un carter interveines comprenant :
    - une virole interne (34) qui délimite une face externe d'une veine primaire (16) d'un flux primaire (14) de la turbomachine (10),
    - une virole externe (36) qui délimite une face interne d'une veine secondaire (24) d'un flux secondaire (22) de la turbomachine (10),
    - au moins un conduit de décharge (32), s'étendant entre la virole interne (34) et la virole externe (36), ledit conduit de décharge (32) comportant une première extrémité (38) formée dans la virole interne (34) et une deuxième extrémité (40) située dans la virole externe (36), la turbomachine (10) comportant en outre un étage de redresseur agencé dans la veine secondaire autour de la virole externe, qui comprend une pluralité d'aubes (26) réparties circonférentiellement dans la veine secondaire (24), caractérisée en ce que le conduit de décharge (32) débouche dans au moins une aube (26) de l'étage de redresseur, ladite au moins une aube (26) comportant au moins une conduite qui est raccordée au conduit de décharge (32) et qui est débouchante dans la veine secondaire (24).
  2. 2. Turbomachine (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite au moins une conduite est débouchante au niveau d'un bord de fuite (42) de ladite au moins une aube (26).
  3. 3. Turbomachine (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite au moins une conduite comporte une pluralité de canaux (60) formés dans ladite au moins une aube (26) qui débouchent dans une paroi d'intrados (44) de l'aube (26), à proximité du bord de fuite (42) de ladite au moins une aube (26).
  4. 4. Turbomachine (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque canal (60) comporte un canal directeur (64) qui débouche dans le bord de fuite (42) de ladite au moins une aube (26).
  5. 5. Turbomachine (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite au moins une aube (26) est creuse et son volume intérieur (66) forme ladite au moins une conduite.
  6. 6. Turbomachine (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite au moins une aube (26) comporte une paroi d'intrados (44) dans laquelle au moins une fenêtre (68) est formée, par laquelle dite fenêtre (68) la conduite débouche.
  7. 7. Turbomachine (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la paroi comporte une ailette (70) associée à ladite fenêtre (68), qui est montée mobile sur la paroi d'intrados (44) entre une position de fermeture de ladite fenêtre (68) et une position d'ouverture de ladite fenêtre (68).
  8. 8. Turbomachine (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lorsque l'ailette (70) est en position de fermeture de ladite fenêtre (68), elle affleure avec la paroi d'intrados (44).
  9. 9. Turbomachine (10) selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ladite au moins une aube (26) comporte un système d'entrainement (72) de ladite au moins une ailette (70) qui est logé dans le volume intérieur (66) de l'aube (26).
  10. 10. Turbomachine (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la paroi d'intrados (44) comporte plusieurs fenêtres (68) avec chacune desquelles une ailette (70) est associée et en ce que le système d'entrainement (72) est conçu pour entraîner de manière synchronisée toutes les ailettes (70) en déplacement sur la paroi d'intrados (44).
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