WO2024038230A1 - Echangeur de chaleur surfacique pour nacelle d'une turbomachine et nacelle de turbomachine équipée d'un tel échangeur de chaleur - Google Patents

Echangeur de chaleur surfacique pour nacelle d'une turbomachine et nacelle de turbomachine équipée d'un tel échangeur de chaleur Download PDF

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WO2024038230A1
WO2024038230A1 PCT/FR2023/051257 FR2023051257W WO2024038230A1 WO 2024038230 A1 WO2024038230 A1 WO 2024038230A1 FR 2023051257 W FR2023051257 W FR 2023051257W WO 2024038230 A1 WO2024038230 A1 WO 2024038230A1
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nacelle
sheet
hydraulic
distribution channels
heat exchanger
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Application number
PCT/FR2023/051257
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Xavier Cazuc
Jean-Nicolas Pierre BOUCHOUT
Marc Aubree
Xavier CARCENAC
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Safran Nacelles
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Definitions

  • TITLE Surface heat exchanger for a turbomachine nacelle and turbomachine nacelle equipped with such a heat exchanger
  • the present invention relates to the field of heat exchangers, in particular fairings of an aircraft engine, called “nacelle”.
  • an aircraft is powered by one or more propulsion assemblies, each comprising an engine or turbojet housed in a tubular nacelle.
  • a nacelle generally comprises a tubular body comprising an upstream section comprising an air inlet upstream of the turbojet, a middle section configured to surround a fan of the turbojet and a downstream section configured to accommodate thrust reversal means and to surround the turbojet combustion chamber.
  • the nacelle generally includes an ejection nozzle downstream of the downstream section and whose outlet is located downstream of the turbojet.
  • the nacelle usually comprises an external structure and a fixed internal structure, called “inner fixed structure”, acronym “IFS” in Anglo-Saxon terms.
  • the fixed internal structure is concentric with the external structure, at the level of the downstream section and surrounds the core of the turbojet downstream of the fan.
  • secondary vein an annular flow vein, called secondary vein, aimed at channeling a flow of cold air, called secondary, circulating outside the turbojet.
  • the external structure includes an external fairing defining an external aerodynamic surface and an internal fairing defining an internal aerodynamic surface.
  • the internal and external fairings are connected upstream by a leading edge wall forming an air inlet lip.
  • the turbojet engine comprises a set of blades driven in rotation by a gas generator through a set of transmission means.
  • the nacelle also includes a lubricant distribution system to ensure good lubrication of these transmission means and to cool them.
  • the lubricant is advantageously oil.
  • the nacelle In order to cool the lubricant, the nacelle generally includes a cooling system comprising at least one heat exchanger.
  • the cooling system is configured to circulate a fluid, for example the lubricant or a coolant that will cool the lubricant.
  • a structural surface exchanger 10 without fins comprising a first corrugated skin 11 and a second skin 12 called smooth, assembled by welding or brazing or riveting.
  • Distribution channels 13 are formed by the assembly of the first skin 11 having undulations on the second skin 12 called smooth or aerodynamic, said skins 11, 12 then forming the double wall of the internal and/or external fairing. Each distribution channel 13 is delimited by an undulation of the first skin 11 and the second smooth skin 12.
  • a fluid for example, a heat transfer fluid or lubricant, is intended to circulate in the channels 13 and air is intended to circulate in contact with the second smooth skin 12.
  • the second smooth skin 12 is intended to be in contact with an air flow. It maximizes the flow of air flow. We're talking about aerodynamic skin.
  • the heat exchanger 10 further comprises a distributor 14 and a fluid collector 15.
  • the fluid distributor 14 is a cavity formed in the first corrugated skin 1 1 making it possible to distribute the fluid at the inlet of the channels 13.
  • the fluid distributor 14 is connected to a hydraulic interface 16 for entering the exchanger.
  • the fluid collector 15 is a cavity formed in the first corrugated skin 1 1 making it possible to distribute the fluid at the outlet of the channels 13.
  • the fluid collector 15 is connected to a hydraulic interface 17 for outlet of the exchanger.
  • the heat exchanger 10 also comprises one or more stiffeners or reinforcing members 18 welded between the first and second skins 11, 12 and configured to ensure the structural strength of said exchanger.
  • Hydraulic pressure losses are also significant due to the presence of stiffeners between the distributor and the bearing surface and between the collector and the bearing surface. Furthermore, the unsupported widths of the distributor, the collector and the hydraulic interface points generate peeling forces incompatible with current standards in the field of lap welding.
  • the present invention therefore aims to overcome the aforementioned drawbacks.
  • the objective of the invention is to improve the thermal exchanges between a fluid circulating in a heat exchanger and the air circulating outside said heat exchanger, while optimizing the structural strength of the heat exchanger.
  • the subject of the invention is a turbomachine nacelle comprising an external structure and an internal structure delimiting an annular secondary flow vein, aimed at channeling a flow of cold air, called secondary, circulating outside the turbomachine.
  • Said nacelle comprises a housing for a turbomachine, which delimits with the internal structure an annular primary flow vein.
  • the nacelle comprises at least one surface heat exchanger fixed either on the external structure, on the side of the secondary vein or on the side external to said external structure, or either on the internal structure, on the side of the secondary vein or on the side of the primary vein.
  • the heat exchanger When the exchanger is fixed on the internal surface of the internal fairing, the heat exchanger is fixed in the secondary vein, so that the air flow circulating in the secondary vein is in contact with the second sheet.
  • the heat exchanger When the exchanger is fixed on the external surface of the internal structure of the nacelle, the heat exchanger is fixed in the secondary vein, so that the air flow circulating in the secondary vein is in contact with the second sheet .
  • the heat exchanger When the exchanger is fixed on the external surface of the external structure of the nacelle, the heat exchanger is fixed so that the external air flow is in contact with the second sheet.
  • the heat exchanger can be used to cool a fluid from the secondary flow or from the outside air.
  • the heat exchanger When the heat exchanger is fixed on the internal surface of the internal structure, i.e. in the fluid flow of the primary vein, it can be used to heat a fluid from the primary flow.
  • the surface heat exchanger comprises a first skin or sheet and a second skin or sheet assembled together and at least three distribution channels arranged between the first sheet and the second sheet.
  • the exchanger further comprises a hydraulic inlet interface and a hydraulic outlet interface.
  • Each of the distribution channels is connected directly to the hydraulic inlet interface and to the hydraulic outlet interface and the distribution channels are regularly distributed over the entire perimeter of the hydraulic inlet interface and/or of the outlet. the hydraulic output interface.
  • surface exchanger we mean an exchanger without fins, a smooth exchanger, whose wall or skin which defines the vein forms the heat exchange surface.
  • sheet metal we mean a flat steel product, rolled either hot or cold, with a generally smooth surface or sometimes presenting projections. A sheet is therefore made of metallic material.
  • the distribution channels are configured to extend between the inlet hydraulic interface and the outlet hydraulic interface.
  • the ends are extended by a main part, for example rectilinear, extending towards the other of the hydraulic interfaces up to a second end.
  • the second end may also extend in a direction opposite to one of the hydraulic interfaces.
  • the channels are connected to the inlet hydraulic interface through an inlet end and to the outlet hydraulic interface through an outlet end.
  • the inlet end is, for example, connected to the outlet end by a main part.
  • An inlet end of at least one channel extends in a direction opposite to the hydraulic outlet interface and an outlet end of at least one channel extends in a direction opposite to the hydraulic interface of entrance.
  • hydraulic inlet and outlet interfaces have a circular section.
  • the hydraulic inlet and outlet interfaces each include an outlet orifice extending along a plane perpendicular to the extension planes of the sheets.
  • each distribution channel is constant over the entire length of the corresponding channel.
  • the distribution channels have an identical section between them.
  • different sections could be provided between each of the channels. For example, it could be planned that the longest distribution channels have a larger section in order to balance the flow rates between said distribution channels.
  • each of the first and second sheets is flat.
  • each of the first and second sheets is curved to ensure aerodynamic continuity with the rest of the nacelle.
  • the exchanger comprises a plurality of spacers or spacers arranged between the first sheet and the second sheet, two adjacent spacers delimiting a distribution channel.
  • first sheet and the second sheet are assembled together by an assembly zone, for example welding or brazing, at the level of the spacers, said assembly zone extending from the first sheet to to the second sheet.
  • assembly zone for example welding or brazing
  • the assembly zone can pass through the corresponding spacer member.
  • the spacer members each have a thickness of between 2mm and 4mm, for example equal to 3mm.
  • the spacers can form part of the second sheet, by machining the inter-channel zones and the channels directly on said second sheet.
  • the thickness of the assembly zone is reduced and extends from the first sheet to the adjacent part of the second sheet.
  • the section of each of the distribution channels has the shape of a quadrilateral, such as for example a trapezoid, a square, a rectangle, etc.
  • the first sheet comprises a plurality of corrugations, the distribution channels each being delimited by a corrugation of the first corrugated sheet and the second sheet metal.
  • each distribution channel has a semi-circular section.
  • the first sheet has a thickness of between 1 and 2mm and the second sheet has a thickness of between 0.6 and 2mm.
  • the first sheet and/or the second sheet is made of aluminum or an alloy comprising aluminum. This makes it possible to improve the lightness, the formability of the sheets and the thermal exchanges.
  • the exchanger comprises an axis of symmetry passing through the hydraulic inlet interface and the hydraulic outlet interface, the distribution channels being arranged symmetrically with respect to said axis of symmetry.
  • FIG 1 is a schematic view of a structural surface exchanger according to the prior art
  • FIG 2 is a partial sectional detail view of the exchanger in Figure 1;
  • FIG 3 is a schematic view of a surface heat exchanger according to one embodiment of the invention.
  • FIG 4 is a partial sectional detail view of the exchanger in Figure 3;
  • FIG 5 is a schematic view of a surface heat exchanger according to a second embodiment of the invention.
  • FIG 6 is a partial sectional detail view of the exchanger in Figure 5;
  • FIG 7 is a schematic view of a surface heat exchanger according to a third embodiment of the invention.
  • FIG 8 is a schematic view of a surface heat exchanger according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG 9 is a schematic view of a surface heat exchanger according to a fifth embodiment of the invention.
  • FIG 10 is a schematic view of a surface heat exchanger according to a sixth embodiment of the invention.
  • FIG 1 1 is a schematic view of a turbomachine comprising an aircraft nacelle equipped with a heat exchanger according to one of the embodiments of the invention.
  • upstream and downstream are defined in relation to the direction of air circulation in the turbomachine.
  • the terms “internal” and “external” are defined in relation to the longitudinal axis of the turbomachine, the internal term defining an element closer to said axis than an external element.
  • a heat exchanger 20 comprises a first skin or sheet 21 and a second skin or sheet 22 assembled one on top of the other by means of spacers or 'spacers 23, 24 visible in Figure 4.
  • the spacers 23, 24 and the second skin 22 form a single part.
  • Each of the first and second skins 21, 22 is here flat. Alternatively, it could be provided that the first and second skins 21, 22 are curved.
  • the exchanger 20 comprises a plurality of distribution channels 25 each delimited laterally between two adjacent spacers 23, 24 and vertically between the first and second skin 21, 22.
  • the section of each of the distribution channels 25 here has the shape of a rectangle.
  • the section has the general shape of any quadrilateral, such as for example a trapezoid, a square, etc.
  • the section of each of the distribution channels 25 can be of any form.
  • the distribution channels 25 have an identical section between them.
  • the distribution channels 25 are directly connected respectively to a hydraulic inlet interface 28 and to a hydraulic outlet interface 29.
  • the inlet ends 25a of the distribution channels 25 are distributed uniformly, that is to say regularly distributed, over the entire perimeter of the hydraulic inlet interface 28 and the outlet ends 25b of the distribution channels 25 are distributed uniformly over the entire perimeter of the hydraulic outlet interface 29.
  • the distribution channels 25 can be regularly distributed circumferentially among themselves around the hydraulic inlet interface 28 and/or the hydraulic outlet interface 29.
  • the "center" of each channel distribution channel 25, at the connection with the hydraulic inlet interface 28 and/or the hydraulic outlet interface 29, is regularly circumferentially spaced from the "center" of an adjacent distribution channel.
  • the distribution channels 25 are distributed over the entire perimeter of the hydraulic inlet interface 28 and/or the hydraulic outlet interface 29.
  • an inlet end 25a of at least one channel 25 extends in a direction opposite to the hydraulic outlet interface 29 and that an outlet end 25b of at least one channel 25 extends in a direction opposite to the hydraulic inlet interface 28.
  • the input ends 25a of the channels 25 and the output ends 25b of the channels 25 have a curved shape.
  • the inlet ends 25a and the outlet ends 25b are interconnected by a main part 25d, here rectilinear.
  • the first and second skins 21, 22 are assembled by an assembly zone 26, 27, for example a welding or brazing zone 26, 27 at the level of the spacers 23, 24.
  • Said assembly zone 26, 27 extends from the first skin 21 to the second skin 22 passing through the corresponding spacer 23, 24.
  • the spacers can form part of the second sheet, by machining the inter-channel zones and the channels directly on said second sheet.
  • the thickness of the assembly zone is reduced and extends from the first sheet to the adjacent part of the second sheet.
  • the exchanger 20 comprises eight distribution channels 25.
  • the heat exchanger 20 could comprise a different number of distribution channels 25, for example greater than or equal to three, as illustrated in Figure 7 or greater than or equal to four, as illustrated in example of Figure 9 in which the same elements bear the same references.
  • the exchanger 20, 30 comprises an axis of symmetry S l -S l passing through the inlet interface 28 and the outlet interface 29.
  • the distribution channels 25, 35 are arranged symmetrically with respect to said axis of symmetry SI, SI.
  • the concavity of the inlet ends 25a and the outlet ends 25b of the channels 25 is directed towards the center of the exchanger 20.
  • the inlet ends 25a and the outlet ends 25b are connected together by a main part comprising a first rectilinear portion 25d, a portion 25e having a concavity directed towards the center of the exchanger 20 and a second rectilinear portion 25f.
  • the spacers 23, 24 each have a thickness of between 2mm and 4mm, for example equal to 3mm.
  • the exchanger 20 is a surface heat exchanger between a first fluid Fl and air F2.
  • the fluid F l is intended to circulate in the channels 25 and the air is intended to circulate in contact with the second smooth skin 22.
  • the hydraulic interfaces 28, 29 are aligned along a longitudinal axis and the distribution channels 25 extend between said hydraulic interfaces 28, 29.
  • the invention is not limited to the shape of the distribution channels, which are configured to extend between the hydraulic inlet interface 28 and the hydraulic outlet interface.
  • Figures 5 and 6 illustrate another embodiment which differs from the embodiment illustrated in Figures 3 and 4 only in that the first skin or sheet comprises a plurality of undulations produced by forming said first skin.
  • a heat exchanger 30 comprises a first skin or sheet 31 and a second skin or sheet 32.
  • the first skin 31 comprises a plurality of undulations 35c and the second skin 32 is here flat.
  • the exchanger 30 comprises a plurality of distribution channels 35 each delimited by an undulation 35c of the first corrugated skin 31 and the second so-called smooth skin 32.
  • the exchanger 30 is a heat exchanger between a first fluid F l and air F2.
  • the fluid F l is intended to circulate in the channels 35 and the air is intended to circulate in contact with the second smooth skin 32.
  • Each distribution channel 35 has a semi-circular section.
  • the distribution channels 25 have a section of identical size between them.
  • sections of different sizes could be provided between each of the channels.
  • the longest distribution channels have a larger section in order to balance the flow rates between said distribution channels.
  • the distribution channels 25 are directly connected respectively to a hydraulic inlet interface 38 and to a hydraulic outlet interface 39.
  • the inlet ends 35a of the distribution channels 35 are distributed uniformly, that is to say regularly, over the entire perimeter of the hydraulic inlet interface 38 and the outlet ends 35b of the distribution channels 35 are distributed uniformly over the entire perimeter of the hydraulic outlet interface 39.
  • an inlet end 35a of at least one channel 35 extends in a direction opposite to the hydraulic outlet interface 39 and that an outlet end 35b of at least one channel 35 extends in a direction opposite to the hydraulic inlet interface 38.
  • the inlet ends 35a of the channels 35 and the outlet ends 35b of the channels 35 have a curved shape.
  • the concavity of the inlet ends 35a and the outlet ends 35b of the channels 35 is directed towards the center of the exchanger 30.
  • the inlet ends 35a and the outlet ends 35b are connected together by a main part 35d, here rectilinear.
  • the first and second skins 31, 32 are assembled by a welding or brazing zone 36, 37 on either side of the undulation 35c of the corrugated skin 31.
  • Said welding or brazing zone 36, 37 extends from the first skin 31 to the second skin 32.
  • the first skin 21,31 has a thickness of between 1 and 2mm and the second skin 22,32 has a thickness of between 0.6 and 2mm.
  • the first skin and/or the second skin 21, 31; 22, 32 is made of aluminum or an alloy comprising aluminum. This makes it possible to improve the lightness, heat exchange and formability of the skins.
  • the exchanger is, for example, watertight up to the Obars.
  • the heat exchangers 20, 30 described above are advantageously intended to equip a nacelle 40 with a turbomachine 50 or aircraft engine visible in Figure 9.
  • FIG 9 is shown very schematically an axial section of a turbomachine 50, of general longitudinal axis gas comprising a low pressure compressor 52, a high pressure compressor 53, an annular combustion chamber 54, a high pressure turbine 55 and a low pressure turbine 56.
  • the rotors of the high pressure compressor and the high pressure turbine are connected by a high pressure (HP) shaft (not shown) and together form a high pressure body.
  • the rotors of the low pressure compressor and the low pressure turbine are connected by a low pressure (LP) shaft (not shown) and with it form a low body pressure.
  • the HP and BP shafts extend along a longitudinal axis X-X' of the turbomachine 50.
  • the fan shaft is linked in rotation to the LP shaft directly or indirectly.
  • turbomachine structure is not limited to such a turbomachine structure and could be applied to a turbomachine of different structure, for example to a turbomachine of the turbojet type, in which the low pressure compressor acts as a blower.
  • the nacelle 40 of the turbomachine comprises a housing 41 for the turbomachine 50 and has a tubular structure comprising an external fairing 42 defining an external aerodynamic surface and an internal fairing 43 defining an internal aerodynamic surface for flow through the turbomachine 50 and in particular the blower 51.
  • the external and internal fairings 42, 43 are connected upstream by an air inlet lip wall 44 forming a leading edge of the nacelle 40.
  • the external and internal fairings 42, 43 delimit an external structure usually comprising a fixed part and a mobile part (not shown), such as for example thrust reversal means.
  • the nacelle 40 further comprises a fixed internal structure 45, called “inner fixed structure”, acronym “IFS” in Anglo-Saxon terms.
  • the fixed internal structure 45 is concentric with the external structure, at a downstream section and surrounds the core of the turbojet 50 downstream of the fan 51.
  • secondary vein VS an annular flow vein, called secondary vein VS, aimed at channeling a flow of cold air, called secondary, circulating outside the turbomachine 50.
  • the main air flow F Downstream of the fan 51, the main air flow F is separated by the fixed internal structure 45 of the nacelle, here acting as a separation member, into a primary air flow FP and an air flow secondary FS.
  • the primary air flow FP travels through an internal passage or primary vein VP entering the low pressure compressor 52, for example at the level of inlet guide vanes 57 or "inlet guide vanes", acronym IGV in English terms. -Saxons.
  • the secondary air flow FS travels through an external annular passage or secondary vein VS, for example towards outlet guide vanes 58 or "outlet guide vanes", acronym OGV in Anglo-Saxon terms, then towards the outlet of the turbomachine.
  • the nacelle 40 is equipped with a heat exchanger 20, 30, fixed here on the internal surface of the internal fairing 43.
  • the heat exchanger 20, 30 is fixed in the secondary vein VS, so that the flow of 'air circulating in the secondary vein VS is in contact with the second skin 22, 32 of the heat exchanger 20, 30.
  • the heat exchanger 20, 30 be fixed here on the external surface of the internal structure 45 of the nacelle 40.
  • the heat exchanger 20, 30 can be fixed on the external surface of the external fairing 42 of the nacelle 40.
  • the heat exchanger 20, 30 can be used to cool a fluid from the secondary flow FS or outside air.
  • the heat exchanger 20, 30 could be fixed on the internal surface of the internal structure 45, that is to say in the fluid flow of the primary vein VP.
  • the heat exchanger 20, 30 can be used to heat a fluid from the primary flow FP.
  • the cooling air circulates through the exchanger, in particular the second skin 22, 32 called smooth where it recovers part of the thermal energy of the heat transfer fluid.
  • the thermal exchanges between a fluid circulating in the heat exchanger and the air circulating outside said heat exchanger are optimized, while improving the structural strength of the heat exchanger and reducing aerodynamic pressure losses.

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Abstract

Echangeur (20) de chaleur surfacique, notamment pour nacelle d'aéronef, comprenant une première tôle (21) et une deuxième tôle (22) assemblées entre elles et au moins trois canaux de distributions (25) disposés entre la première tôle (21) et la deuxième tôle (22), l'échangeur comprenant en outre une interface hydraulique d'entrée (28) et à une interface hydraulique de sortie (29). Chacun des canaux de distribution (25) est relié directement à l'interface hydraulique d'entrée (28) et l'interface hydraulique de sortie (29) et en ce que les canaux (25) de distribution sont répartis sur l'ensemble du pourtour de l'interface hydraulique d'entrée (28) et/ou de l'interface hydraulique de sortie (29).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Echangeur de chaleur surfacique pour nacelle d’une turbomachine et nacelle de turbomachine équipée d’un tel échangeur de chaleur
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne le domaine des échangeurs de chaleur, notamment des carénages d’un moteur d’ aéronef, appelés « nacelle » .
Etat de la technique antérieure
Généralement, un aéronef est propulsé par un ou plusieurs ensembles propulsifs comprenant chacun un moteur ou turboréacteur logé dans une nacelle tubulaire.
Une nacelle comprend généralement un corps tubulaire comprenant une section amont comprenant une entrée d’ air en amont du turboréacteur, une section médiane configurée pour entourer une soufflante du turboréacteur et une section aval configurée pour loger des moyens d’ inversion de poussée et pour entourer la chambre de combustion du turboréacteur. La nacelle comprend généralement une tuyère d’ éjection en aval de la section aval et dont la sortie est située en aval du turboréacteur.
En outre, la nacelle comprend usuellement une structure externe et une structure interne fixe, dite « inner fixed structure », d’ acronyme « IFS » en termes anglo-saxons. La structure interne fixe est concentrique à la structure externe, au niveau de la section aval et entoure le cœur du turboréacteur en aval de la soufflante.
Ces structures externe et interne définissent une veine annulaire d’ écoulement, appelée veine secondaire, visant à canaliser un flux d’ air froid, dit secondaire, circulant à l’ extérieur du turboréacteur.
La structure externe comporte un carénage externe définissant une surface aérodynamique externe et un carénage interne définissant une surface aérodynamique interne. Les carénages interne et externe sont reliés en amont par une paroi de bord d’ attaque formant une lèvre d’ entrée d’ air. De manière générale, le turboréacteur comprend un ensemble de pales entraînées en rotation par un générateur de gaz à travers un ensemble de moyens de transmission. La nacelle comprend en outre un système de distribution de lubrifiant afin d’ assurer une bonne lubrification de ces moyens de transmission et les refroidir. Le lubrifiant est avantageusement de l’huile.
Afin de refroidir le lubrifiant, la nacelle comprend généralement un système de refroidissement comportant au moins un échangeur de chaleur. Le système de refroidissement est configuré pour faire circuler un fluide, par exemple le lubrifiant ou un liquide de refroidissement qui refroidira le lubrifiant.
On connait parmi les échangeurs de chaleur les échangeurs air/lubrifiant utilisant de l’ air prélevé dans la veine secondaire (flux dit froid) de la nacelle ou d’un des premiers étages du compresseur. Le prélèvement et la circulation d’ air à travers l’ échangeur de chaleur perturbe l’ écoulement du flux d’ air et entraîne des pertes de charges supplémentaires, appelées trainées, ce qui n’ est pas souhaitable.
On connait également les échangeurs de chaleur à ailettes fixés sur une des parois de la nacelle délimitant la veine secondaire. Le fluide est refroidi par l’ écoulement du flux d’ air dans la veine secondaire qui circule le long des ailettes sur la surface de l’ échangeur.
Une telle solution génère également d’ importantes pertes aérodynamiques.
Cela engendre des pertes significatives de consommation de carburant.
On connait également les systèmes de refroidissement de fluide comprenant un échangeur surfacique structural.
Dans l’ exemple illustré sur les figures 1 et 2, un échangeur 10 surfacique structural sans ailettes comprenant une première peau 1 1 ondulée et une deuxième peau 12 dite lisse, assemblées par soudage ou brasage ou rivetage.
Des canaux 13 de distribution sont formés par l’ assemblage de la première peau 1 1 présentant des ondulations sur la deuxième peau 12 dite lisse ou aérodynamique, lesdites peaux 1 1 , 12 formant alors la double paroi du carénage interne et/ou externe. Chaque canal 13 de distribution est délimité par une ondulation de la première peau 1 1 et de la deuxième peau 12 lisse.
Un fluide, par exemple, un fluide caloporteur ou le lubrifiant, est destiné à circuler dans les canaux 13 et de l’ air est destiné à circuler au contact de la deuxième peau 12 lisse.
A cet effet, la deuxième peau 12 lisse est destinée à être au contact d’un flux d’ air. Elle permet de maximiser l’ écoulement du flux d’ air. On parle de peau aérodynamique.
L’ échangeur de chaleur 10 comprend en outre un distributeur 14 et un collecteur 15 de fluide.
Le distributeur 14 de fluide est une cavité formée dans la première peau 1 1 ondulée permettant de distribuer le fluide en entrée des canaux 13. Le distributeur 14 de fluide est relié à une interface hydraulique 16 d’ entrée de l’ échangeur.
Le collecteur 15 de fluide est une cavité formée dans la première peau 1 1 ondulée permettant de distribuer le fluide en sortie des canaux 13. Le collecteur 15 de fluide est relié à une interface hydraulique 17 de sortie de l’ échangeur.
L’ échangeur de chaleur 10 comprend également un ou plusieurs raidisseurs ou organes de renfort 18 soudés entre la première et la deuxième peaux 1 1 , 12 et configurés pour assurer la tenue structurelle dudit échangeur.
On peut se référer à cet égard au document ER 3 094 657 qui décrit un procédé de fabrication d’un échangeur surfacique structural pour nacelle.
Toutefois, la présence de distributeur et de collecteur génère des risques de formage en raison de l’ orientation des canaux de distribution perpendiculaire à l’ orientation du distributeur et du collecteur. Les formages des rayons de raccordement des canaux de distribution à la surface d’ appui, ainsi que des rayons de raccordement du distributeur et du collecteur à la surface d’ appui ne sont pas optimisés et induisent de forts risques de déchirement de la tôle.
Les pertes de charges hydrauliques sont également importantes en raison de la présence des raidisseurs entre le distributeur et la surface d’ appui et entre le collecteur et la surface d’ appui. Par ailleurs, les largeurs non supportées du distributeur, du collecteur et des points des interfaces hydrauliques génèrent des efforts de pelage incompatibles avec les normes actuelles dans le domaine du soudage par recouvrement.
Il existe un besoin d’ optimiser les systèmes de refroidissement d’un fluide, notamment les échanges thermiques entre un fluide et l’ air, tout en optimisant la tenue structurale de l’ échangeur de chaleur.
Exposé de l’invention
La présente invention a donc pour but de palier les inconvénients précités.
L’ objectif de l’invention est d’ améliorer les échanges thermiques entre un fluide circulant dans un échangeur de chaleur et l’ air circulant à l’ extérieur dudit échangeur de chaleur, tout en optimisant la tenue structurale de l’ échangeur de chaleur.
L’invention a pour objet une nacelle de turbomachine comprenant une structure externe et une structure interne délimitant une veine annulaire d’ écoulement secondaire, visant à canaliser un flux d’ air froid, dit secondaire, circulant à l’ extérieur de la turbomachine. Ladite nacelle comprend un logement pour une turbomachine, laquelle délimitant avec la structure interne une veine annulaire d’ écoulement primaire.
La nacelle comprend au moins un échangeur de chaleur surfacique fixé soit sur la structure externe, du côté de la veine secondaire ou du côté externe à ladite structure externe, ou soit sur la structure interne, du côté de la veine secondaire ou du côté de la veine primaire.
Lorsque l’ échangeur est fixé sur la surface interne du carénage interne, l’échangeur de chaleur est fixé dans la veine secondaire, de manière que le flux d’ air circulant dans la veine secondaire soit en contact avec la deuxième tôle.
Lorsque l’ échangeur est fixé sur la surface externe de la structure interne de la nacelle, l’échangeur de chaleur est fixé dans la veine secondaire, de manière que le flux d’ air circulant dans la veine secondaire soit en contact avec la deuxième tôle.
Lorsque l’ échangeur est fixé sur la surface externe de la structure externe de la nacelle, l’ échangeur de chaleur est fixé de manière que le flux d’ air extérieur soit en contact avec la deuxième tôle.
Ainsi, l’échangeur de chaleur peut servir à refroidir un fluide à partir du flux secondaire ou de l’ air extérieur.
Lorsque l’ échangeur de chaleur est fixé sur la surface interne de la structure interne, c’ est-à-dire dans l’ écoulement de fluide de la veine primaire, il peut servir à réchauffer un fluide à partir du flux primaire.
L’ échangeur de chaleur surfacique comprend une première peau ou tôle et une deuxième peau ou tôle assemblées entre elles et au moins trois canaux de distributions disposés entre la première tôle et la deuxième tôle.
L’ échangeur comprend en outre une interface hydraulique d’ entrée et une interface hydraulique de sortie.
Chacun des canaux de distribution est relié directement à l’ interface hydraulique d’ entrée et à l’ interface hydraulique de sortie et les canaux de distribution sont régulièrement répartis sur l’ ensemble du pourtour de l’ interface hydraulique d’ entrée et/ou de l’interface hydraulique de sortie.
L’ absence de distributeur et de collecteur améliore la facilité de formage des canaux de distribution, voire permet de supprimer l’ opération de formage de la première tôle, réduit et homogénéise les pertes de charges hydrauliques, ce qui améliore la performance thermique.
De plus, les largeurs non supportées sont réduites, ce qui augmente la capacité de tenue structurale de l’ échangeur de chaleur.
Par « directement », on entend une liaison directe sans élément intermédiaire. En d’ autres termes, il n’y a plus de collecteur et de distributeur situé entre les canaux et respectivement les interfaces hydrauliques d’ entrée et de sortie.
Ceci permet d’ avoir un nombre plus important de canaux et d’ avoir une répartition homogène en entrée ou en sortie quel que soit le nombre de canaux. Cela permet également de limiter les pertes de charges en alimentant directement chaque canal à partir de l’ interface d’ entrée.
Par « échangeur surfacique », on entend un échangeur sans ailettes, un échangeur lisse, dont la paroi ou peau qui définit la veine forme la surface d’ échange thermique.
Le fait de ne pas avoir d’ ailettes, ou d’ autres formes destinées à augmenter la surface de contact entre le flux et l’ échangeur, permet de ne pas avoir d’ obstacle au flux d’ air dans la veine, et donc de réduire les pertes de charges aérodynamiques.
Par « tôle », on entend un produit sidérurgique plat, laminé soit à chaud, soit à froid, à surface généralement lisse ou présentant parfois des saillies. Une tôle est donc en matériau métallique.
Les canaux de distribution sont configurés pour s’ étendre entre l’ interface hydraulique d’ entrée et l’ interface hydraulique de sortie.
Par « répartis sur l’ ensemble du pourtour de l’ interface hydraulique », on entend que certains canaux sont reliés à l’une des interfaces hydrauliques par une première extrémité s’ étendant dans une direction opposée à l’ autre des interfaces hydrauliques.
Les extrémités sont prolongées par une partie principale, par exemple rectiligne, s’ étendant vers l’ autre des interfaces hydrauliques jusqu’ à une deuxième extrémité.
La deuxième extrémité peut aussi être s’ étendre dans une direction opposée à l’une des interfaces hydrauliques.
Par exemple, les canaux sont reliés à l’ interface hydraulique d’ entrée par une extrémité d’ entrée et à l’ interface hydraulique de sortie par une extrémité de sortie.
L’ extrémité d’entrée est, par exemple, reliée à l’extrémité de sortie par une partie principale.
Une extrémité d’ entrée d’ au moins un canal s’ étend dans une direction opposée à l’ interface hydraulique de sortie et une extrémité de sortie d’ au moins un canal s’ étend dans une direction opposée à l’ interface hydraulique d’ entrée.
Par exemple, les interfaces hydrauliques d’entrée et de sortie présentent une section de forme circulaire.
Par exemple, les interfaces hydrauliques d’entrée et de sortie comprennent chacune un orifice de sortie s’ étendant selon un plan perpendiculaire aux plans d’ extension des tôles.
Avantageusement, l’ épaisseur de chaque canal de distribution est constante sur toute la longueur du canal correspondant.
Par exemple, les canaux de distribution présentent une section identique entre eux.
En variante, on pourrait prévoir des sections différentes entre chacun des canaux. Par exemple, on pourrait prévoir que les canaux de distribution les plus longs présentent une section plus importante afin d’ équilibrer les débits entre lesdits canaux de distribution.
Selon un mode de réalisation, chacune des première et deuxième tôles est plane.
En variante, chacune des première et deuxième tôles est courbe pour assurer une continuité aérodynamique avec le reste de la nacelle.
Avantageusement, l’ échangeur comprend une pluralité d’ entretoises ou d’ organes d’ espacement disposés entre la première tôle et la deuxième tôle, deux organes d’ espacement adjacents délimitant un canal de distribution.
Par exemple, la première tôle et la deuxième tôle sont assemblées entre elles par une zone d’ assemblage, par exemple de soudage ou brasage, au niveau des organes d’ espacement, ladite zone d’ assemblage s’ étendant depuis la première tôle jusqu’ à la deuxième tôle.
Selon une variante, la zone d’ assemblage peut traverser l’ organe d’ espacement correspondant.
Par exemple, les organes d’ espacement présentent chacun une épaisseur comprise entre 2mm et 4mm, par exemple égale à 3mm.
En variante, les organes d’ espacement peuvent faire partie de la deuxième tôle, en usinant les zones inter canaux et les canaux directement sur ladite deuxième tôle. Dans cette variante, l’ épaisseur de la zone d’ assemblage est réduite et s’étend depuis la première tôle jusqu’ à la partie adjacente de la deuxième tôle.
Par exemple, la section de chacun des canaux de distribution a la forme d’un quadrilatère, telle que par exemple un trapèze, un carré, un rectangle, etc ...
Selon un mode de réalisation, la première tôle comprend une pluralité d’ ondulations, les canaux de distribution étant délimités chacun par une ondulation de la première tôle ondulée et la deuxième tôle.
Par exemple, chaque canal de distribution présente une section en demi-cercle.
De manière générale, la première tôle présente une épaisseur comprise entre 1 et 2mm et la deuxième tôle présente une épaisseur comprise entre 0,6 et 2mm.
La première tôle et/ou la deuxième tôle est en aluminium ou en alliage comportant de l’ aluminium. Cela permet d’ améliorer la légèreté, la formabilité des tôles et les échanges thermiques.
Avantageusement, l’échangeur comprend un axe de symétrie passant par l’ interface hydraulique d’ entrée et l’ interface hydraulique de sortie, les canaux de distribution étant disposés de manière symétrique par rapport audit axe de symétrie.
Brève description des dessins
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l’ invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins indexés sur lesquels :
[Fig 1 ] , est une vue schématique d’un échangeur surfacique structural selon l’ art antérieur ;
[Fig 2] est une vue de détails en coupe partielle de l’ échangeur de la figure 1 ;
[Fig 3] est une vue schématique d’un échangeur de chaleur surfacique selon un mode de réalisation de l’ invention ;
[Fig 4] est une vue de détails en coupe partielle de l’ échangeur de la figure 3 ;
[Fig 5] est une vue schématique d’un échangeur de chaleur surfacique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 6] est une vue de détails en coupe partielle de l’ échangeur de la figure 5 ;
[Fig 7] est une vue schématique d’un échangeur de chaleur surfacique selon un troisième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 8] est une vue schématique d’un échangeur de chaleur surfacique selon un quatrième mode de réalisation de l’ invention ;
[Fig 9] est une vue schématique d’un échangeur de chaleur surfacique selon un cinquième mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 10] est une vue schématique d’un échangeur de chaleur surfacique selon un sixième mode de réalisation de l’invention ; et
[Fig 1 1 ] est une vue schématique d’une turbomachine comprenant une nacelle d’ aéronef équipée d’ un échangeur de chaleur selon un des modes de réalisation de l’invention.
Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation
Dans la suite de la description, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation de l’ air dans la turbomachine. Les termes « interne » et « externe » sont définis par rapport à l’ axe longitudinal de la turbomachine, le terme interne définissant un élément plus proche dudit axe qu’un élément externe.
En référence à l’ exemple illustré sur les figures 3 et 4, un échangeur 20 de chaleur comprend une première peau ou tôle 21 et une deuxième peau ou tôle 22 assemblées l’une sur l’ autre par l’ intermédiaire d’entretoises ou d’ organes d’ espacement 23, 24 visibles sur la figure 4.
Les entretoises 23, 24 et la deuxième peau 22 forment une unique pièce.
Chacune des première et deuxième peaux 21 , 22 est ici plane. En variante, on pourrait prévoir que les première et deuxième peaux 21 , 22 soient courbes.
L’ échangeur 20 comprend une pluralité de canaux de distribution 25 délimités chacun latéralement entre deux entretoises 23, 24 adjacentes et verticalement entre la première et la deuxième peau 21 , 22. De manière nullement limitative, la section de chacun des canaux de distribution 25 a ici la forme d’un rectangle. En variante, on pourrait prévoir que la section présente la forme générale d’un quadrilatère quelconque, telle que par exemple un trapèze, un carré, etc .... De manière générale, la section de chacun des canaux de distribution 25 peut être de toute forme.
Tel qu’illustré, les canaux de distribution 25 présente une section identique entre eux.
En variante, on pourrait prévoir des sections différentes entre chacun des canaux.
Par exemple, on pourrait prévoir que les canaux de distribution les plus longs présentent une section plus importante afin d’ équilibrer les débits entre lesdits canaux de distribution, tel que l'on peut le voir dans l’ exemple de la figure 8.
Les canaux de distribution 25 sont reliés directement respectivement à une interface hydraulique d’entrée 28 et à une interface hydraulique de sortie 29.
En d’ autres termes, il n’ y a plus de collecteur et de distributeur situé entre les canaux 25 et respectivement les interfaces hydrauliques d’ entrée 28 et de sortie 29.
Tel qu’ illustré sur la figure 3, les extrémités d’ entrée 25a des canaux 25 de distribution sont réparties de manière uniforme, c’ est-à- dire régulièrement réparties, sur l’ ensemble du pourtour de l’ interface hydraulique d’ entrée 28 et les extrémités de sortie 25b des canaux 25 de distribution sont réparties de manière uniforme sur l’ ensemble du pourtour de l’ interface hydraulique de sortie 29.
De préférence, les canaux de distribution 25 peuvent être régulièrement répartis circonférentiellement entre eux autour de l’ interface hydraulique d’ entrée 28 et/ou de l’ interface hydraulique de sortie 29. En d’ autres termes, le « centre » de chaque canal de distribution 25, au niveau de la connexion avec l’ interface hydraulique d’ entrée 28 et/ou l’ interface hydraulique de sortie 29, est régulièrement circonférentiellement espacé du « centre » d’un canal de distribution adjacent.
De manière générale, les canaux 25 de distribution sont répartis sur l’ensemble du pourtour de l’ interface hydraulique d’ entrée 28 et/ou de l’ interface hydraulique de sortie 29.
Par « répartis sur l’ ensemble du pourtour », on entend qu’une extrémité d’ entrée 25a d’ au moins un canal 25 s’ étend dans une direction opposée à l’ interface hydraulique de sortie 29 et qu’une extrémité de sortie 25b d’ au moins un canal 25 s’étend dans une direction opposée à l’ interface hydraulique d’entrée 28.
Les extrémités d’ entrée 25a des canaux 25 et les extrémités de sortie 25b des canaux 25 présentent une forme courbée.
La concavité des extrémités d’ entrée 25a et des extrémités de sortie 25b des canaux 25 est dirigée vers le centre de l’ échangeur 20. »
Les extrémités d’ entrée 25a et les extrémités de sortie 25b sont reliées entre elles par une partie principale 25d, ici rectiligne.
Les première et deuxième peau 21 , 22 sont assemblées par une zone d’ assemblage 26, 27 par exemple une zone de soudage ou de brasage 26, 27 au niveau des entretoises 23, 24. Ladite zone d’ assemblage 26, 27 s’ étend depuis la première peau 21 jusqu’ à la deuxième peau 22 en traversant l’ entretoise correspondante 23, 24.
En variante, les organes d’ espacement peuvent faire partie de la deuxième tôle, en usinant les zones inter canaux et les canaux directement sur ladite deuxième tôle. Dans cette variante, l’ épaisseur de la zone d’ assemblage est réduite et s’étend depuis la première tôle jusqu’ à la partie adjacente de la deuxième tôle.
Tel qu’illustré sur la figure 3 , et à titre nullement limitatif, l’ échangeur 20 comprend huit canaux de distribution 25.
En variante, l’ échangeur de chaleur 20 pourrait comprendre un nombre différent de canaux de distribution 25, par exemple supérieur ou égal à trois, tel qu’ illustré sur la figure 7 ou supérieur ou égal à quatre, tel qu’illustré dans l’ exemple de la figure 9 dans lequel les mêmes éléments portent les mêmes références.
Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures 3 , 5, 7 à 9, l’ échangeur 20, 30 comprend un axe de symétrie S l -S l passant par l’ interface d’ entrée 28 et l’ interface de sortie 29. Les canaux de distribution 25, 35 sont disposés de manière symétrique par rapport audit axe de symétrie S I , S I . Dans l’exemple illustré sur la figure 10, la concavité des extrémités d’entrée 25a et des extrémités de sortie 25b des canaux 25 est dirigée vers le centre de l’ échangeur 20. Les extrémités d’ entrée 25a et les extrémités de sortie 25b sont reliées entre elles par une partie principale comprenant une première portion 25d rectiligne, une portion 25e présentant une concavité dirigée vers le centre de l’ échangeur 20 et une deuxième portion rectiligne 25f.
Les entretoises 23, 24 présentent chacune une épaisseur comprise entre 2mm et 4mm, par exemple égale à 3mm.
L’ échangeur 20 est un échangeur thermique surfacique entre un premier fluide Fl et de l’ air F2. Le fluide F l est destiné à circuler dans les canaux 25 et l’ air est destiné à circuler au contact de la deuxième peau lisse 22.
Grâce à la présente d’ entretoises entre la première et la deuxième peaux 21 , 22, l’ étape de formage de la première peau est supprimée.
Dans l’exemple illustré sur la figure 3, les interfaces hydrauliques 28 , 29 sont alignées selon un axe longitudinal et les canaux de distribution 25 s’ étendent entre lesdites interfaces hydrauliques 28, 29.
En variante, on pourrait prévoir que les interfaces hydrauliques
28, 29 sont alignées selon un autre axe, par exemple un axe transversal, tel qu’ illustré dans l’ exemple de la figure 10, dans lequel les mêmes éléments portent les mêmes références.
De manière générale, l’ invention n’ est pas limitée à la forme des canaux de distribution, lesquels sont configurés pour s’ étendre entre l’ interface hydraulique d’ entrée 28 et l’ interface hydraulique de sortie
29.
Les figures 5 et 6 illustrent un autre mode de réalisation qui diffère du mode de réalisation illustré sur les figures 3 et 4 uniquement par le fait que la première peau ou tôle comprend une pluralité d’ ondulations réalisées par formage de ladite première peau.
Tel qu’ illustré sur les figures 5 et 6, un échangeur 30 de chaleur comprend une première peau ou tôle 31 et une deuxième peau ou tôle 32. La première peau 31 comprend une pluralité d’ ondulations 35c et la deuxième peau 32 est ici plane.
L’ échangeur 30 comprend une pluralité de canaux de distribution 35 délimités chacun par une ondulation 35c de la première peau 31 ondulée et la deuxième peau 32 dite lisse.
L’ échangeur 30 est un échangeur thermique entre un premier fluide F l et de l’ air F2. Le fluide F l est destiné à circuler dans les canaux 35 et l’ air est destiné à circuler au contact de la deuxième peau lisse 32.
Chaque canal de distribution 35 présente une section en demi- cercle.
Tel qu’illustré, les canaux de distribution 25 présente une section de taille identique entre eux.
En variante, on pourrait prévoir des sections de taille différentes entre chacun des canaux.
Par exemple, on pourrait prévoir que les canaux de distribution les plus longs présentent une section plus importante afin d’ équilibrer les débits entre lesdits canaux de distribution.
Les canaux de distribution 25 sont reliés directement respectivement à une interface hydraulique d’ entrée 38 et à une interface hydraulique de sortie 39.
En d’ autres termes, il n’ y a plus de collecteur et de distributeur situé entre les canaux 35 et respectivement les interfaces hydrauliques d’ entrée 38 et de sortie 39.
Tel qu’ illustré sur la figure 5, les extrémités d’ entrée 35a des canaux 35 de distribution sont réparties de manière uniforme, c’ est-à- dire régulièrement, sur l’ ensemble du pourtour de l’ interface hydraulique d’ entrée 38 et les extrémités de sortie 35b des canaux 35 de distribution sont réparties de manière uniforme sur l’ ensemble du pourtour de l’ interface hydraulique de sortie 39.
Par « répartis sur l’ ensemble du pourtour », on entend qu’une extrémité d’ entrée 35a d’ au moins un canal 35 s’ étend dans une direction opposée à l’ interface hydraulique de sortie 39 et qu’une extrémité de sortie 35b d’ au moins un canal 35 s’étend dans une direction opposée à l’ interface hydraulique d’entrée 38. Les extrémités d’ entrée 35a des canaux 35 et les extrémités de sortie 35b des canaux 35 présentent une forme courbée.
La concavité des extrémités d’ entrée 35a et des extrémités de sortie 35b des canaux 35 est dirigée vers le centre de l’ échangeur 30. Les extrémités d’ entrée 35a et les extrémités de sortie 35b sont reliées entre elles par une partie principale 35d, ici rectiligne.
En variante, on pourrait prévoir une forme plus complexe, telle que celle visible sur la figure 10.
Les première et deuxième peaux 31 , 32 sont assemblées par une zone de soudage ou brasage 36, 37 de part et d’ autre de l’ ondulation 35c de la peau ondule 31. Ladite zone de soudage ou brasage 36, 37 s’ étend depuis la première peau 31 jusqu’ à la deuxième peau 32.
De manière générale, la première peau 21 ,31 présente une épaisseur comprise entre 1 et 2mm et la deuxième peau 22,32 présente une épaisseur comprise entre 0,6 et 2mm.
La première peau et/ou la deuxième peau 21 , 31 ; 22, 32 est en aluminium ou en alliage comportant de l’ aluminium. Cela permet d’ améliorer la légèreté, les échanges thermiques et la formabilité des peaux.
L’ échangeur est, par exemple, étanche jusqu’ à l Obars.
Les échangeurs de chaleur 20, 30 décrit ci-dessus sont avantageusement destinés à équiper une nacelle 40 d’une turbomachine 50 ou moteur d’ aéronef visible sur la figure 9.
Sur la figure 9 est représentée très schématiquement une coupe axiale d’une turbomachine 50, d’ axe général longitudinal X-X’ , par exemple de type turboréacteur à double flux et double corps comprenant une soufflante 51 , accouplée à un moteur à turbine à gaz comportant un compresseur basse pression 52, un compresseur haute pression 53, une chambre annulaire de combustion 54, une turbine haute pression 55 et une turbine basse pression 56.
Les rotors du compresseur haute pression et de la turbine haute pression sont reliés par un arbre haute pression (HP) (non représenté) et forment avec lui un corps haute pression. Les rotors du compresseur basse pression et de la turbine basse pression sont reliés par un arbre basse pression (BP) (non représenté) et forment avec lui un corps basse pression. Les arbres HP et BP s'étendent suivant un axe longitudinal X- X’ de la turbomachine 50.
L'arbre de soufflante est lié en rotation à l'arbre BP directement ou indirectement.
On notera que l’ invention n’ est pas limitée à une telle structure de turbomachine et pourrait s’ appliquer à une turbomachine de structure différente, par exemple à une turbomachine de type turboréacteur à double flux, dans laquelle le compresseur basse pression fait office de soufflante.
La nacelle 40 de la turbomachine comprend un logement 41 pour la turbomachine 50 et présente une structure tubulaire comprenant un carénage externe 42 définissant une surface aérodynamique externe et un carénage interne 43 définissant une surface aérodynamique interne d’ écoulement à travers la turbomachine 50 et notamment la soufflante 51.
Les carénages externe et interne 42, 43 sont reliés en amont par une paroi de lèvre d’ entrée d’ air 44 formant un bord d’ attaque de la nacelle 40.
Les carénages externe et interne 42, 43 délimitent une structure externe comprenant usuellement une partie fixe et une partie mobile (non représentée), tel que par exemple des moyens d’inversion de poussée.
La nacelle 40 comprend en outre une structure interne fixe 45 , dite « inner fixed structure », d’ acronyme « IFS » en termes anglo- saxons. La structure interne fixe 45 est concentrique à la structure externe, au niveau d’une section aval et entoure le cœur du turboréacteur 50 en aval de la soufflante 51.
Ces structures externe et interne définissent une veine annulaire d’ écoulement, appelée veine secondaire VS, visant à canaliser un flux d’ air froid, dit secondaire, circulant à l’ extérieur de la turbomachine 50.
En aval de la soufflante 51 , le flux d’ air principal F est séparé par la structure interne fixe 45 de la nacelle, faisant ici office d’ organe de séparation, en un flux d’ air primaire FP et en un flux d’ air secondaire FS . Le flux d’ air primaire FP parcourt un passage interne ou veine primaire VP en pénétrant dans le compresseur basse pression 52, par exemple au niveau d’ aubes directrices d’ entrée 57 ou « inlet guide vanes », d’ acronyme IGV en termes anglo-saxons.
Le flux d’ air secondaire FS parcourt un passage annulaire externe ou veine secondaire VS, par exemple en direction d’ aubes directrices de sortie 58 ou « outlet guide vanes », d’ acronyme OGV en termes anglo-saxons, puis vers la sortie de la turbomachine.
La nacelle 40 est équipée d’un échangeur de chaleur 20, 30, fixé ici sur la surface interne du carénage interne 43. Ainsi, l’ échangeur de chaleur 20, 30 est fixé dans la veine secondaire VS, de manière que le flux d’ air circulant dans la veine secondaire VS soit en contact avec la deuxième peau 22, 32 de l’ échangeur de chaleur 20, 30.
En variante, on pourrait prévoir que l’ échangeur de chaleur 20, 30 soit fixé ici sur la surface externe de la structure interne 45 de la nacelle 40.
Selon une autre variante, l’ échangeur de chaleur 20, 30 peut être fixé sur la surface externe du carénage externe 42 de la nacelle 40. Ainsi, l’ échangeur de chaleur 20, 30 peut servir à refroidir un fluide à partir du flux secondaire FS ou de l’ air extérieur.
Selon encore une autre variante, l’échangeur de chaleur 20, 30 pourrait être fixé sur la surface interne de la structure interne 45 , c’ est- à-dire dans l’ écoulement de fluide de la veine primaire VP.
Ainsi, l’ échangeur de chaleur 20, 30 peut servir à réchauffer un fluide à partir du flux primaire FP.
L’ air de refroidissement circule à travers l’ échangeur, notamment la deuxième peau 22, 32 dite lisse où il récupère une partie de l’ énergie thermique du fluide caloporteur.
Grace à l’ invention, les échanges thermiques entre un fluide circulant dans l’ échangeur de chaleur et l’ air circulant à l’ extérieur dudit échangeur de chaleur sont optimisés, tout en améliorant la tenue structurale de l’ échangeur de chaleur et en réduisant les pertes de charges aérodynamiques.
Par ailleurs, l’ absence de distributeur et de collecteur améliore la facilité de formage des canaux de distribution, voire permet de supprimer cette opération de formage, et réduit et homogénéise les pertes de charges hydrauliques.

Claims

REVENDICATIONS
1. Nacelle (40) de turbomachine comprenant une structure externe (42, 43) et une structure interne (45) délimitant une veine annulaire d’ écoulement secondaire (VS), ladite nacelle (40) comprenant un logement pour une turbomachine (50), laquelle délimitant avec la structure interne (45) une veine annulaire d’ écoulement primaire (VP), la nacelle comprenant au moins un échangeur de chaleur (20, 30) surfacique fixé soit sur la structure externe (42, 43), du côté de la veine secondaire (VS) ou du côté externe à ladite structure externe (42, 43), ou soit sur la structure interne (45), du côté de la veine secondaire (VS) ou du côté de la veine primaire (VP), l’ échangeur (20, 30) de chaleur surfacique comprenant une première tôle (21 , 31 ) et une deuxième tôle (22, 32) assemblées entre elles et au moins trois canaux de distributions (25, 35) disposés entre la première tôle (21 , 31 ) et la deuxième tôle (22, 32), l’ échangeur comprenant en outre une interface hydraulique d’ entrée (28, 38) et une interface hydraulique de sortie (29, 39), chacun des canaux de distribution (25, 35) étant relié directement à l’ interface hydraulique d’entrée (28, 38) et à l’ interface hydraulique de sortie (29, 39), caractérisé en ce que les canaux (25, 35) de distribution sont régulièrement répartis sur l’ ensemble du pourtour de l’ interface hydraulique d’ entrée (28, 38) et/ou de l’ interface hydraulique de sortie (29, 39) et en ce que les canaux (25, 35) de distribution comprenant chacun une extrémité d’ entrée (25a, 25b) et une extrémité de sortie (25b, 35b) présentant chacune une forme courbée.
2. Nacelle (40) selon la revendication 1 , dans laquelle les canaux de distribution (25, 35) présentent une section identique entre eux.
3. Nacelle (40) selon la revendication 1 , dans laquelle les canaux de distribution (25, 35) présentent une section différente entre eux.
4. Nacelle (40) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une pluralité d’ organes d’ espacement (23, 24) disposés entre la première tôle (21 ) et la deuxième tôle (22), deux organes d’ espacement (23, 24) adjacents délimitant un canal de distribution (25) .
5. Nacelle (40) selon la revendication 4, dans laquelle la première tôle (21 ) et la deuxième tôle (22) sont assemblées entre elles par une zone d’ assemblage (26, 27) au niveau des organes d’ espacement (23, 24), ladite zone d’ assemblage (26, 27) s’ étendant depuis la première tôle (21 ) jusqu’ à la deuxième tôle (22) .
6. Nacelle (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la première tôle (31 ) comprend une pluralité d’ ondulations (35c), les canaux de distribution (35) étant délimités chacun par une ondulation (35c) de la première tôle (31 ) ondulée et la deuxième tôle (32) .
7. Nacelle (40) selon la revendication 6, dans laquelle chaque canal de distribution (35) présente une section en demi-cercle.
8. Nacelle (40) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’ échangeur (20, 30) comprend un axe de symétrie (S l -S l ) passant par l’ interface hydraulique d’entrée (28) et l’ interface hydraulique de sortie (29), les canaux de distribution (25, 35) étant disposés de manière symétrique par rapport audit axe de symétrie (S I , S I ) .
9. Nacelle (40) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les interfaces hydrauliques d’ entrée (28, 38) et de sortie (29, 39) présentent une section de forme circulaire et comprennent chacune un orifice de sortie s’ étendant selon un plan perpendiculaire aux plans d’ extension des tôles (21 , 31 ; 22, 32) .
10. Nacelle (40) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’épaisseur de chaque canal de distribution (25, 35) est constante sur toute la longueur du canal correspondant.
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