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WO2015011392A1 - Moyeu de carter intermediaire pour turboreacteur d'aeronef comprenant des deflecteurs de guidage d'air - Google Patents

Moyeu de carter intermediaire pour turboreacteur d'aeronef comprenant des deflecteurs de guidage d'air Download PDF

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Publication number
WO2015011392A1
WO2015011392A1 PCT/FR2014/051879 FR2014051879W WO2015011392A1 WO 2015011392 A1 WO2015011392 A1 WO 2015011392A1 FR 2014051879 W FR2014051879 W FR 2014051879W WO 2015011392 A1 WO2015011392 A1 WO 2015011392A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hub
orifice
duct
door
intermediate casing
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.)
Ceased
Application number
PCT/FR2014/051879
Other languages
English (en)
Inventor
Benjamin LUKOWSKI
Philippe Fessou
Arnaud LAPORTE
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 Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA SAS
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 SNECMA SAS filed Critical SNECMA SAS
Publication of WO2015011392A1 publication Critical patent/WO2015011392A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/105—Final actuators by passing part of the fluid
    • 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
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/06—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas
    • F02C6/08—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas the gas being bled from the gas-turbine compressor
    • 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
    • F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/075—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type controlling flow ratio between flows
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/0215—Arrangements therefor, e.g. bleed or by-pass valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/023—Details or means for fluid extraction
    • 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
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/30—Arrangement of components
    • F05D2250/32—Arrangement of components according to their shape
    • F05D2250/323—Arrangement of components according to their shape convergent

Definitions

  • the present invention relates to an intermediate casing hub for an aircraft turbojet, in particular of the type comprising at least two mechanically independent bodies.
  • an intermediate casing is usually designated as a casing whose hub is arranged between a low-pressure compressor casing and a high-pressure compressor casing.
  • the present invention relates more particularly to an intermediate crankcase hub of the type comprising discharge valves, sometimes designated by their acronym VBV (Variable Bleed Valves).
  • VBV Variariable Bleed Valves
  • Valves of this type are intended to regulate the flow rate at the inlet of the high-pressure compressor, in particular to limit the risks of pumping the low-pressure compressor by allowing part of the air to be evacuated from the annular space of the compressor. flow of the primary flow.
  • valves can recover this water or debris which is centrifuged in the above-mentioned flow space and ejected outwardly thereof.
  • FIGS. 1 and 2 are partial views in axial section of a double-body and dual-flow aircraft turbojet of a known type
  • the hubs of the intermediate casings of the above-mentioned type usually comprise two annular rings. coaxial, respectively internal 4 and external 6, interconnected by an upstream transverse flanges 52 and a downstream transverse flange 54.
  • the upstream flange 52 is arranged downstream of a low-pressure compressor 46 of the turbojet while the downstream flange 54 is arranged upstream of a high-pressure compressor 48 of this turbojet engine.
  • the high-pressure compressor 48 generally comprises a succession of rotors and stators with variable timing, to control the flow rate of the air passing through it.
  • the inner shell 4 defines an annular primary flow space 40 of a primary flow of the turbojet, and is generally connected to structural arms 42 passing through this space.
  • the inner shell 4 has air passages 44, called primary orifices in the following, each of which is closed by the pivoting valve 102 of a corresponding discharge valve for the regulation of the flow of the high compressor pressure 48 and, where appropriate, the evacuation of air or debris as explained above.
  • Such a discharge valve may take the form of a door 100 which comprises the valve 102 at its radially inner end and which is pivotally mounted about an axis Y so that in the closed position of the primary orifices 44, the valve extends the inner shroud 4 of the casing 2 in a substantially continuous manner to minimize the risk of aerodynamic disturbances of the primary flow by the valve 102, and in the open position of said primary holes, the valve protrudes radially inwards relative to the inner ferrule 4 mentioned above and thus forms a bail for a portion of the primary flow in the space 40.
  • the door 100 comprises a duct 101 through which scoop air passes, the duct 101 ending downstream on an outlet port 130 opening into a corresponding intermediate space 5.
  • the outer shell 6 defines an annular secondary flow space 60 of a secondary jet of the turbojet, and is connected to structural arms 62 passing through this space.
  • the outer shell 6 has air passages 64, called secondary orifices in the following, and arranged downstream of the downstream transverse flange 54.
  • Secondary conduits 200 each extend between a respective inlet orifice 220 opening into the intermediate space 5 and a corresponding secondary orifice 64.
  • the inlet orifice 220 is generally arranged in the raz of the surface of the downstream transverse flange giving on the intermediate space 5.
  • each intermediate space 5 the outlet orifice 130 of the primary duct 101 and the inlet orifice 220 of the secondary duct 200 are arranged vis-a-vis.
  • Each door 100, the intermediate space 5 and the corresponding downstream secondary duct thus together form a system for discharging air and debris from the primary flow space 40 to the secondary flow space 60.
  • hub thus comprises a plurality of such systems distributed around its axis.
  • Each door 100 has an inner surface 101 having two plane and mutually convergent lateral portions in an azimuthal plane parallel to the plane of FIG. 3, from the primary orifice 44 to the outlet orifice 130.
  • This azimuthal convergence is achieved for two reasons. on the one hand, to increase the air flow ecoped from the primary annular space, and on the other hand because of equipment housed between the intermediate spaces distributed around the axis M of the hub, thus limiting the dimensions outlet ports in the corresponding azimuthal plane.
  • baffles have an open internal surface in tongue shape and extending from a radially inner edge of the inlet of each secondary conduit relative to the axis M of the hub, and are provided to guide air and debris into the interspace. 5 from the primary conduit to the secondary conduit.
  • the deflector proposed in this document is connected to an orifice formed in the downstream transverse flange, this orifice being of reduced dimensions relative to the section of the secondary channel.
  • a first disadvantage of the solution proposed in this document is that it limits the flow of air entering the secondary duct.
  • a second disadvantage of this solution is that a flow of air entering the secondary duct may be subject to recirculation caused by the sudden change of section at the inlet of the secondary duct.
  • An object of the invention is in particular to provide a simple, economical and effective solution to these problems of pressure drop and flow limitation in the secondary conduit.
  • an intermediate case hub for an aircraft turbojet engine comprising an inner ring intended to delimit firstly a primary flow space of a primary gas flow in a turbojet, and secondly at least one intermediate space, the inner shell being provided with at least one primary orifice as well as at least one movable door forming a primary duct for air passage, said door being able to take from the primary orifice, air circulating in the primary gas space and return to the intermediate space the air thus taken in the direction of a secondary duct for air passage, the secondary duct being moreover prolonged from its inlet port by a deflector extending upstream into the intermediate space, said hub being characterized in that the baffle forms an air guide duct having an inner surface extending from said orifice inlet to a guide orifice arranged downstream of the outlet orifice of the door, wherein the inner surface of the deflector comprises at least one flared portion which extends between the inlet orifice and the orifice for guiding and continuously extending from downstream upstream upstream
  • the presence of the flared portion makes it possible to increase the inlet section of the air guide duct, for a section size of the inlet orifice determined for the secondary duct.
  • the flared part continuously extends the first part of the internal surface of the secondary duct, a flow of air along the flared portion, then penetrating the secondary duct, does not encounter a recess that may create disturbances of a nature to reduce the air flow that the secondary duct can convey.
  • upstream and downstream directions are defined in relation to the flow of the primary gas flow, when the intermediate casing hub according to the invention is used in a turbojet engine.
  • the proposed deflector makes it possible to prevent a portion of an air flow passing through the intermediate space from being deflected, flush against the surface of the downstream transverse flange around the inlet orifice of the secondary duct, and downstream upstream in the intermediate space and thus disturbs the flow of the air flow passing through the intermediate space.
  • the proposed deflector confines indeed the flow of air passing through the intermediate space, including in the azimuthal plane.
  • the deflector also makes it possible to increase the sampling flow rate from the primary flow space without increasing the dimensions of the doors and secondary ducts, which are constrained by the dimensions of the inner shell and the equipment of turbojets placed in each intermediate space.
  • the hub according to the invention can be completed by the following features, taken alone or in any of their technically possible combinations.
  • the guide orifice can be adapted to receive the entire flow of air passing through the intermediate space from the outlet port, regardless of the position adopted by the mobile mounted door.
  • the sampling rate in the secondary duct can be maximized regardless of the position taken by the mobile door.
  • the inlet of the secondary duct may extend over a complete section of the secondary duct, and the air guiding duct has an orifice whose dimensions coincide with the inlet orifice of the secondary duct.
  • the deflector is then arranged to cause no reduction in the maximum air flow that the secondary conduit can convey.
  • This characteristic therefore makes it possible to improve the air flow rate that the secondary duct can convey compared with the state of the art.
  • Any tangent plane at any point of the flared portion may form with the mean flow axis of the secondary conduit a flare angle of less than 90 °.
  • the baffle makes it possible to confine and direct a flow of air from its guide orifice to the secondary duct without imposing too much convergence on the air flow and to create flow disturbances when the air flow passes through.
  • the inlet port of the duct may comprise a radially inner portion relative to the axis of said hub.
  • the radially inner portion may have at any point a meridian flare angle less than 45 ° with respect to a flat portion of the secondary duct that said radially inner portion extends. This limits the volume occupied by the deflector in the intermediate space, which is also used to contain other equipment for the turbojet engine.
  • the radially inner portion of the deflector may be flat, to avoid disturbances in a flow of air confined by the baffle.
  • the inner surface of the deflector may comprise at least one tangent portion extending between the inlet orifice and the guide orifice, and which, over its entire length between the inlet orifice and the guide orifice, tangentially extends a second portion of the inner surface of the secondary conduit.
  • the tangent portion may further comprise a radially outer portion relative to the axis of said hub. This also makes it possible to release a lower part of the intermediate space, located between the primary and secondary ducts and the outer shell, this lower part being generally encumbered by equipment, including a actuator device of cylinders for controlling the opening of the door .
  • the flared portion may further comprise two lateral portions each extending a respective lateral portion of the secondary duct, in order to limit the burst effect of the air flow in an azimuthal plane.
  • Each lateral portion of the flared portion may have at any point an azimuthal flaring angle of less than 45 °, preferably between 20 and 35 °, relative to the corresponding prolonged lateral portion of the secondary duct. This allows the deflector to be accommodated in intermediate spaces of small width in an azimuthal plane.
  • the inner surface of the baffle may be a tuned generator surface extending between the inlet port of the secondary conduit and the deflector guide orifice. This simplifies the manufacture of the deflector.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the inner surface of a door 100 according to one embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic side view of the door 100 already shown in Figure 4.
  • FIG. 6 is a partial schematic view in axial section of an evacuation system comprising the door 100 shown in Figures 4 and 5.
  • FIG. 7 is a partial schematic view from above in an azimuthal plane of the system represented in FIG. - Figures 8a and 8b are schematic side perspective views of a deflector according to a first embodiment.
  • Figure 9 is a side view of the deflector illustrated in Figure 8a.
  • FIG. 10 is a top view parallel to an azimuthal plane of the deflector illustrated in Figure 8a.
  • FIG. 11 is a schematic perspective side view of a baffle according to a second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagrammatic front view of the deflector illustrated in FIG.
  • each door 100 has an internal surface 102 closed.
  • Each inner surface 102 has in the upstream to downstream direction, an upstream portion 110 and a downstream portion 120 terminating on the corresponding outlet port 130.
  • Each door 100 has a mean axis of gas flow X1 at its outlet port 130.
  • the upstream portion 110 is convergent from upstream to downstream, from the inlet port of the gate 100 to an intermediate section of the conduit.
  • the term "convergent" means here that the vector field associated with a flow of gas flowing from upstream to downstream in the upstream portion 110 of the primary duct 101 is of negative divergence.
  • the downstream portion 120 is non-convergent from upstream to downstream. In other words, the vector field associated with a flow of gas flowing from upstream to downstream in the downstream portion 120 is zero or positive divergence.
  • the upstream portion 1 10 comprises a radially outer surface portion 1 12 with respect to the axis M of the hub, a radially inner surface portion 1 14 with respect to the axis M of the hub, and two lateral surface portions 1 16 a and 1 16b.
  • the downstream portion 120 likewise comprises a radially outer surface portion 122 with respect to the axis M of the hub, a radially inner surface portion 124 with respect to the axis M of the hub, and two lateral surface portions 126a and 126b .
  • the outlet orifice 130 of the door duct 100 also has a periphery comprising a radially outer edge 132, a radially inner edge 134 and two lateral edges 136a and 136b, in which the radially outer surface portion 122, respectively, ends. radially inner surface portion 124 and the downstream side surface portions 126a, 126b.
  • radially outer surface 122 and inner 124 surface portions extend tangentially outer surface portions 1 12, and inner 1 14, respectively.
  • the downstream surface portions 122, 124 may be cylinder portions of generatrices parallel to the mean axis of gas flow X1 in the downstream portion 120 of the door 100. This parallelism makes it possible to limit the flow bursting phenomena. in the intermediate space in a meridian plane, and thus improve the air guidance to the secondary orifice vis-à-vis in the intermediate space 5.
  • the downstream outer surface portions 124, 122 may have a concavity turned radially outwardly with respect to the axis M of the hub, so as to conform to the contour of the inner annular shell 4.
  • the portions 122, 124 may be cylinder portions whose generatrices are parallel to the flow axis X1.
  • downstream portions 122, 124 of the door 100 may be flat, and the edges 132 and 134 may be straight.
  • the width of the outlet orifice 130 is smaller than the width of the primary orifice 44; the duct has a convergent azimuth profile from upstream to downstream.
  • Each upstream side portion 16a, 16b is connected to a respective downstream side portion 126a, 126b.
  • the two upstream side portions 16a, 16b are mutually convergent, that is to say that they are progressively closer to one another when the duct is traversed from upstream to downstream.
  • Each upstream side portion 16a, 16b may be flat, curved, or a combination of both.
  • the upstream side portions 1 16a, 1 16b converge a flow of primary gas upstream to downstream in the azimuthal plane.
  • Each downstream lateral portion 126a, 126b tangentially extends a corresponding upstream side portion 1 16a, 1b and terminates at a side edge of the aperture 136a, 136b.
  • each side portion as a whole is a cylinder portion of generatrices perpendicular to the mean flow axis X1 in the duct of the door 100. In this cylinder portion, the downstream side portion is flat.
  • the two downstream side portions are substantially parallel, that is, an angle less than 5 ° is formed between each plane of a downstream side portion and the mean flow axis X1.
  • the downstream lateral parts make it possible to correct the convergence effect in the azimuthal plane previously induced by the upstream lateral parts, and thus limit the divergence of the flux emitted in the intermediate space 5.
  • the vector field that represents an air flow in the outlet port 130 will be of divergence bounded between a negative value depending on the upstream side portions, and zero.
  • An average flow axis X2 is defined in a plane P2 defined by the inlet orifice 220 of the secondary duct 200 (shown in particular in FIG. 6).
  • the inlet port 220 of the secondary conduit extends over a complete section of the secondary conduit.
  • the set of tangents of the downstream portion 120 around the outlet port 130 delimits a closed surface.
  • This closed surface intersects the plane P2 of the inlet orifice 220 of the secondary duct 200 facing a closed line which encompasses or coincides with the periphery of said inlet orifice 220.
  • This particular alignment of the tangents of the downstream portion 120 allows spreading of the gas flow over the entire extent of the inlet of the secondary duct, and thus to improve the supply of the secondary duct in the meridian and azimuth plane .
  • the door 100 is represented in its maximum open position.
  • the closed surface formed by all the tangents in the outlet orifice 130 intersects the plane of the orifice around the secondary orifice 220.
  • the recirculation phenomena in the intermediate space 5 are avoided when the door is in full open position.
  • Each downstream lateral surface portion 126a, 126b has a length L2, in the upstream-downstream direction defined by the axis X1.
  • Each upstream side portion 1 16a, 1 16b has a curvilinear length of upstream downstream referenced L1.
  • each downstream lateral surface portion 126a, 126b is of length L1 at least equal to 40% of the total curvilinear length L1 + L2 of a corresponding lateral portion. This minimum length makes it possible to correct the convergence of a flow imposed by the upstream part 1 10, and thus to make zero the divergence of the gas flow in the outlet port 130.
  • Each secondary conduit 200 has an inner surface 202 closed.
  • a deflector 300 forming an air guide duct 310 extends from the inlet orifice 220 of the secondary duct 200 upstream of the downstream transverse flange 54, in the intermediate space 5.
  • the duct 301 for guiding air air is also a closed surface extending from downstream to upstream from the periphery of the inlet port 220 to a guide port 330.
  • the air guide duct has a connection port to the secondary conduit, the connecting orifice having the same dimensions and coinciding with the inlet of the secondary conduit.
  • the duct 301 for guiding air thus forms an upstream extension of the secondary duct 200, which can for example be fixed by fastening means (not shown) against the surface of the downstream transverse flange giving into the intermediate space 5.
  • the deflector can be mounted or dismounted in the intermediate space during maintenance of the turbojet engine without having to dismount the downstream transverse flange 54 or the secondary duct 200.
  • the guide duct 301 has an internal guiding surface 302 consisting of at least two parts of surfaces each extending between the inlet orifice 220 and the guide orifice 330: at least one so-called flared portion 310 and at least a so-called tangent portion 320.
  • the tangent portion 320 extends tangentially, throughout its length between the inlet orifice 220 of the conduit and the guide orifice 330, a first portion of the internal surface 202 of the secondary conduit. 200.
  • the tangent portion 320 is for example a cylinder portion generatrices parallel to the mean flow axis X2.
  • the tangent portion 320 is joined to the flared portion 310 by two extreme generatrices 324a and 324b, these extremal generatrices being parallel to the axis X2 and extending between the inlet orifice 220 and the guide orifice 330.
  • any tangent plane at any point of the flared portion 310 forms with the mean flow axis X2 an angle less than 90 °.
  • the set of tangents of the inner guiding surface 302 around the guiding orifice 330 of the deflector 300 defines a closed surface. This closed surface intersects the plane P1 of the outlet port of the door 100 facing a closed line which encompasses or coincides with the periphery of the outlet port 130 of the door 100.
  • the secondary duct 200 has a secondary internal surface comprising a radially inner surface portion 214 with respect to the axis M of the hub, a radially outer surface portion with respect to the M axis of the hub 212, and two side surface portions 216a, 216b.
  • the inlet orifice 220 further has a periphery comprising a radially inner edge 224, a radially outer edge 222 and two lateral edges 226a and 226b, respectively connected to the radially inner portion 214, to the radially outer portion 212 and to the portions 216a, 216b of the inner surface 202.
  • the inner guiding surface comprises a radially inner portion 312, a radially outer portion 322, and two lateral portions 314a, 314b respectively connected to the radially inner edge 224, the radially outer edge 222 and the two lateral edges 226a and 226b of the inlet port 220.
  • the guide orifice 330 has a periphery comprising a radially inner edge, a radially outer edge and two lateral edges, in which the radially inner, outer and lateral portions of the inner guide surface respectively terminate.
  • the flared portion 310 includes the radially inner portion 312 and the side portions 314a, 314b of the guide surface, while the tangent portion 320 is the radially outer portion 320.
  • the radially inner portion is flat, and forms a meridian flare angle a constant relative to the radially inner portion 224 of the secondary duct 200 that it extends.
  • This meridian flaring angle a is strictly greater than 0 ° and preferably less than 90 °, for example 45 °.
  • Each lateral portion 314a, 314b of the guide duct 301 extending from a respective lateral edge of the orifice, has an azimuthal flaring angle ⁇ of at most 45 °, preferably between 20 and 35 °, relative to to the lateral portion 216a, 216b of the respective secondary conduit 200 that it extends.
  • Each lateral portion 314a, 314b is a regulated surface delimited at least by an extremal generatrix of the tangent portion 320, and a respective lateral edge 226a, 226b of the inlet orifice 220.
  • the inner surface 302 is a set surface of generators extending between the inlet port 220 of the secondary conduit 200 and the guide port 330.
  • the lateral portion of the guide duct 301 extending from a respective lateral edge of the orifice, has a flare angle azimuth at most equal to 45 ° with respect to the lateral portion of the secondary conduit 200 that it extends.
  • the average length of the radially inner portion 312 between the orifices 220 and 330 may be identical to or different from the average length of the radially outer portion 322.
  • the average length of the radially inner portion 312 between the orifices 220 and 330 may be greater than the average length of the radially outer portion 222. This improves the collector function of the deflector in the radially inner portion of the intermediate space, while limiting its size in an upstream portion of the intermediate space, which is generally intended to be occupied by other turbojet engine equipment.
  • the inlet port 200 has a rectangular periphery.
  • the guide orifice 330 is trapezoidal.
  • the radially outer portion 322 is plane coplanar with the portion of the secondary conduit 200 that it extends.
  • the tangent and flared portions are joined by end generatrices 324a, 324b forming ridges in the inner guiding surface.
  • the inlet orifice 220 of the duct has a rectangular periphery with rounded corners.
  • the guide port 330 is trapezoidal in shape.
  • the tangent portion 320 is then a cylinder portion comprising a flat central sub-portion and two curved sub-portions connected on either side of the central sub-portion and ending with the end generatrices 324a, 324b.
  • the flared portion 310 includes the radially inner portion 312, the two side portions 314a, 314b, and two intermediate portions 316a, 316b. Each intermediate portion 316a, 316b junction between the radially inner portion 312 and a respective lateral portion 314a, 314b.
  • Each intermediate sub-portion 316a, 316b connected to a respective lateral portion into an intermediate generator 318a, 318b.
  • the azimuthal flaring angle is maximum in each intermediate generator.
  • the deflector is not limited to the embodiments illustrated in FIGS. 8a to 12.
  • Each deflector may be generalized to a duct comprising an internal guiding surface making a transition between the respective peripheries of the orifices 220 and 330, these two peripheries being any closed lines, for example ovoid or polygonal.
  • the portions of the inner guiding surface may have a concavity turned towards the inside or towards the outside of the guide duct 301.
  • the radially inner portions 312 and outer 322 may have a concavity facing the axis M of the hub, or away from this axis.
  • the inner surface 302 for guiding the deflector 300 may have more than one flared portion.
  • the flared portion may be extended to the entire inner guiding surface.
  • the door 100 according to the first aspect, and the deflector 300 according to the second aspect, can be combined in the same hub for intermediate casing.
  • the set of tangents of the downstream portion 120 of each door 100 around the outlet orifice 130 may delimit a closed surface which cuts, on the one hand, the plane P2 of the orifice d the inlet 220 of the secondary duct 200 facing a closed line which encloses or coincides with the periphery of said inlet orifice 330, as described above, and on the other hand cuts a plane P3 defined by the guide port 330 in a closed line which is included in the periphery of said guide port 330.
  • Such alignment allows the baffle to collect the entirety of a flow of gas emanating from the door 100 and having passed through the intermediate space 5, and that this flow through the inlet orifice 220 in all its area. Such an alignment thus makes it possible at the same time to avoid recirculation of flows in the intermediate space, while guaranteeing a maximum sampling rate in the secondary duct.

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Abstract

Il est proposé un moyeu de carter intermédiaire pour turboréacteur d'aéronef comprenant une virole interne destinée à délimiter d'une part un espace d'écoulement primaire d'un flux de gaz primaire dans un turboréacteur, et d'autre part au moins un espace intermédiaire, la virole interne étant pourvue d'au moins un orifice primaire ainsi que d'au moins une porte mobile formant un conduit primaire de passage d'air, ladite porte étant apte à prélever, depuis l'orifice primaire, de l'air circulant dans l'espace de gaz primaire et à renvoyer dans l'espace intermédiaire l'air ainsi prélevé en direction d'un conduit secondaire de passage d'air, le conduit secondaire étant par ailleurs prolongé depuis son orifice d'entrée par un déflecteur s'étendant vers l'amont dans l'espace intermédiaire, ledit moyeu étant caractérisé en ce que le déflecteur forme un conduit de guidage d'air ayant une surface interne s'étendant depuis ledit orifice d'entrée jusqu'à un orifice de guidage agencé en aval de l'orifice de sortie de la porte.

Description

MOYEU DE CARTER INTERMEDIAIRE POUR TURBOREACTEUR D'AERONEF COMPRENANT DES DEFLECTEURS DE GUIDAGE D'AIR
DOMAINE GENERAL
La présente invention concerne un moyeu de carter intermédiaire pour turboréacteur d'aéronef, en particulier du type comprenant au moins deux corps mécaniquement indépendants.
Dans un turboréacteur à double corps, on désigne habituellement par carter intermédiaire un carter dont le moyeu est agencé entre un carter de compresseur basse pression et un carter de compresseur haute pression.
La présente invention concerne plus particulièrement un moyeu de carter intermédiaire du type comprenant des vannes de décharge, parfois désignées par leur acronyme anglais VBV (Variable Bleed Valves).
Des vannes de ce type sont destinées à réguler le débit en entrée du compresseur haute pression afin notamment de limiter des risques de pompage du compresseur basse pression en permettant l'évacuation d'une partie de l'air hors de l'espace annulaire d'écoulement du flux primaire.
De plus, en cas de pénétration accidentelle dans cet espace d'écoulement, d'eau, notamment sous forme de pluie ou de grêle, ou encore de débris divers, qui sont susceptibles de nuire au fonctionnement du turboréacteur, ces vannes permettent de récupérer cette eau ou ces débris qui sont centrifugés dans l'espace d'écoulement précité et de les éjecter vers l'extérieur de ce dernier.
Dans le cas des turboréacteurs à double flux, ces vannes sont ainsi configurées pour permettre le passage des fragments ou débris de l'espace d'écoulement du flux primaire vers un espace annulaire d'écoulement secondaire d'un flux secondaire. ETAT DE L'ART Comme l'illustrent les figures 1 et 2, qui sont des vues partielles en coupe axiale d'un turboréacteur d'avion à double corps et double flux d'un type connu, les moyeux des carters intermédiaires du type précité comprennent habituellement deux viroles annulaires coaxiales, respectivement interne 4 et externe 6, reliées mutuellement par un flasques transversal amont 52 et par un flasque transversal aval 54.
Le flasque amont 52 est agencé en aval d'un compresseur basse pression 46 du turboréacteur tandis que le flasque aval 54 est agencé en amont d'un compresseur haute pression 48 de ce turboréacteur.
Le compresseur haute pression 48 comprend généralement une succession de rotors et de stators à calage variable, permettant de contrôler le débit de l'air le traversant.
Sont ménagés entre les viroles 4 et externe 6, et entre les flasques transversaux amont 52 et aval 54, des espaces intermédiaires 5 répartis autour de l'axe M du moyeu.
La virole interne 4 délimite un espace annulaire d'écoulement primaire 40 d'un flux primaire du turboréacteur, et est en général raccordée à des bras structuraux 42 traversant cet espace. De plus, la virole interne 4 comporte des orifices de passage d'air 44, appelés orifices primaires dans ce qui suit, dont chacun est obturé par le clapet pivotant 102 d'une vanne de décharge correspondante destinée à la régulation du débit du compresseur haute pression 48 et, le cas échéant, à l'évacuation d'air ou de débris comme expliqué ci-dessus.
Une telle vanne de décharge peut prendre la forme d'une porte 100 qui comporte le clapet 102 à son extrémité radialement interne et qui est montée pivotante autour d'un axe Y de sorte qu'en position de fermeture des orifices primaires 44, le clapet prolonge la virole interne 4 du carter 2 de manière sensiblement continue pour réduire au mieux les risques de perturbations aérodynamiques du flux primaire par ce clapet 102, et qu'en position d'ouverture desdits orifices primaire, le clapet fasse saillie radialement vers l'intérieur par rapport à la virole interne 4 précitée et forme ainsi une écope de prélèvement d'une partie du flux primaire dans l'espace 40. La porte 100 comporte un conduit 101 par lequel de l'air écope transite, le conduit 101 se terminant en aval sur un orifice de sortie 130 débouchant dans un espace intermédiaire 5 correspondant.
La virole externe 6 délimite un espace annulaire d'écoulement secondaire 60 d'un flux secondaire du turboréacteur, et est raccordée à des bras structuraux 62 traversant cet espace. De plus, la virole externe 6 comporte des orifices de passage d'air 64, appelés orifices secondaires dans ce qui suit, et agencés en aval du flasque transversal aval 54.
Lorsque les stators à calage variable du compresseur haute pression
48 sont dans une position réduisant le débit d'air entrant dans ce compresseur, un surplus d'air dans l'espace d'écoulement secondaire peut alors être évacué par ces orifices secondaires, évitant ainsi des phénomènes de pompage pouvant conduire à une détérioration voire une destruction complète du compresseur basse pression 46.
Des conduits secondaires 200 s'étendent chacun entre un orifice d'entrée 220 respectif débouchant dans l'espace intermédiaire 5 et un orifice secondaire 64 correspondant. L'orifice d'entrée 220 est généralement agencé au raz de la surface du flasque transversal aval donnant sur l'espace intermédiaire 5.
Dans chaque espace intermédiaire 5, l'orifice de sortie 130 du conduit primaire 101 et l'orifice d'entrée 220 du conduit secondaire 200 sont agencés en vis-à-vis.
Chaque porte 100, l'espace intermédiaire 5 et le conduit secondaire en aval correspondants forment ainsi ensemble un système d'évacuation d'air et de débris depuis l'espace d'écoulement primaire 40 vers l'espace d'écoulement secondaire 60. Le moyeu comporte donc une pluralité de tels systèmes répartis autour de son axe.
Lorsqu'une porte 100 est en position ouverte, un flux d'air écopé par celle-ci traverse le conduit primaire, débouche dans l'espace intermédiaire 5 par son orifice de sortie 130, pénètre dans le conduit secondaire 200 correspondant jusqu'à atteindre l'espace d'écoulement secondaire 60.
Chaque porte 100 présente une surface interne 101 comportant deux portions latérales planes et mutuellement convergentes dans un plan azimutal parallèle au plan de la figure 3, depuis l'orifice 44 primaire vers l'orifice de sortie 130. Cette convergence azimutale est réalisée pour deux raisons : d'une part, pour augmenter le débit d'air écopé depuis l'espace annulaire primaire, et d'autre part en raison d'équipements logés entre les espaces intermédiaires répartis autour de l'axe M du moyeu, limitant ainsi les dimensions des orifices de sortie dans le plan azimutal correspondant.
Cependant, un flux d'air écopé au moyen de tels systèmes d'évacuation subit des pertes de charges lorsque ce flux traverse l'espace intermédiaire. Ces pertes de charges ont pour conséquence de réduire le débit de prélèvement d'air depuis l'espace d'écoulement primaire 40 vers l'espace d'écoulement secondaire 60.
Or, ce débit doit respecter une certaine spécification de prélèvement d'air nécessaire à l'opérabilité du moteur durant toutes ses phases de vol. De plus un écart important de débit entre l'entrée du compresseur basse pression 46 et l'entrée du compresseur haute pression 48 peut conduire à une détérioration du compresseur basse pression 46, surtout lors de phases de décélération.
Une solution pour éviter ces pertes de charges pourrait en théorie être de raccorder directement les conduits primaire 101 et secondaire 200. Un tel raccordement est cependant très difficilement réalisable en raison du caractère mobile de la porte 100, et consommerait une place trop importante dans cet espace intermédiaire dans lequel d'autres équipements sont logés.
Une autre solution, consistant en des déflecteurs s'étendant dans l'espace intermédiaire 5 ont déjà été proposés dans la demande de brevet FR 2 936 561 . Ces déflecteurs présentent une surface interne ouverte en forme de langue et s'étendant depuis un bord radialement intérieur de l'orifice d'entrée de chaque conduit secondaire par rapport à l'axe M du moyeu, et sont prévus pour guider de l'air et des débris dans l'espace intermédiaire 5 émanant du conduit primaire vers le conduit secondaire.
Toutefois, ces déflecteurs présentant une surface ouverte s'avèrent insuffisant pour résoudre les problèmes de perte de charge précités, notamment dans le plan azimutal.
Il a été proposé dans le document GB 2259328 de remplacer un déflecteur de forme ouverte par un déflecteur à surface fermée, formant ainsi un conduit de guidage d'air s'étendant dans l'espace intermédiaire.
Toutefois, le déflecteur proposé dans ce document est raccordé à un orifice formé dans le flasque transversal aval, cet orifice étant de dimensions réduites par rapport à la section du canal secondaire.
Un premier inconvénient de la solution proposée dans ce document est qu'elle limite le débit d'air entrant dans le conduit secondaire.
Un deuxième inconvénient de cette solution est qu'un flux d'air pénétrant dans le conduit secondaire peut être sujet à des recirculations provoquées par le changement brusque de section au niveau de l'orifice d'entrée du conduit secondaire.
RESUME DE L'INVENTION
Un but de l'invention est notamment d'apporter une solution simple, économique et efficace à ces problèmes de pertes de charge et de limitation de débit dans le conduit secondaire.
A cet effet, il est proposé un moyeu de carter intermédiaire pour turboréacteur d'aéronef comprenant une virole interne destinée à délimiter d'une part un espace d'écoulement primaire d'un flux de gaz primaire dans un turboréacteur, et d'autre part au moins un espace intermédiaire, la virole interne étant pourvue d'au moins un orifice primaire ainsi que d'au moins une porte mobile formant un conduit primaire de passage d'air, ladite porte étant apte à prélever, depuis l'orifice primaire, de l'air circulant dans l'espace de gaz primaire et à renvoyer dans l'espace intermédiaire l'air ainsi prélevé en direction d'un conduit secondaire de passage d'air, le conduit secondaire étant par ailleurs prolongé depuis son orifice d'entrée par un déflecteur s'étendant vers l'amont dans l'espace intermédiaire, ledit moyeu étant caractérisé en ce que le déflecteur forme un conduit de guidage d'air ayant une surface interne s'étendant depuis ledit orifice d'entrée jusqu'à un orifice de guidage agencé en aval de l'orifice de sortie de la porte, dans lequel la surface interne du déflecteur comporte au moins une partie évasée qui s'étend entre l'orifice d'entrée et l'orifice de guidage et qui prolonge continûment d'aval en amont radialement vers l'extérieur une première partie de la surface interne du conduit secondaire correspondant par rapport à un axe d'écoulement moyen dudit conduit secondaire.
La présence de la partie évasée permet d'augmenter la section d'entrée du conduit de guidage d'air, pour une taille de section de l'orifice d'entrée déterminée pour le conduit secondaire.
Par ailleurs, comme la partie évasée prolonge continûment la première partie de la surface interne du conduit secondaire, un flux d'air longeant la partie évasée, puis pénétrant dans le conduit secondaire, ne rencontre pas de décrochement susceptible créer des perturbations de nature à réduire le débit d'air que le conduit secondaire peut convoyer.
On notera que les directions amont et aval sont définies en relation avec l'écoulement du flux primaire de gaz, lorsque le moyeu de carter intermédiaire selon l'invention est utilisé dans un turboréacteur.
Le déflecteur proposé permet d'éviter qu'une partie d'un flux d'air traversant l'espace intermédiaire soit déviée, affleure contre la surface du flasque transversal aval autour de l'orifice d'entrée du conduit secondaire, reflue d'aval en amont dans l'espace intermédiaire et perturbe ainsi l'écoulement du flux d'air traversant l'espace intermédiaire. Le déflecteur proposé confine en effet le flux d'air traversant l'espace intermédiaire, y compris dans le plan azimutal. Le déflecteur permet par ailleurs d'augmenter le débit de prélèvement depuis l'espace d'écoulement primaire sans pour autant augmenter les dimensions des portes et des conduits secondaires, lesquelles sont contraintes par les dimensions de la virole interne et d'équipements de turboréacteurs placés dans chaque espace intermédiaire.
Le moyeu selon l'invention peut être complété par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles.
La porte étant montée mobile sur la virole interne entre une position de fermeture et une position d'ouverture maximale de l'orifice primaire correspondant, l'orifice de guidage peut être adapté pour recevoir l'entièreté d'un flux d'air traversant l'espace intermédiaire depuis l'orifice de sortie, quelle que soit la position adoptée par la porte montée mobile. Ainsi, le débit de prélèvement dans le conduit secondaire peut être maximisé quelle que soit la position prise par la porte mobile.
L'orifice d'entrée du conduit secondaire peut s'étendre sur une section complète du conduit secondaire, et le conduit de guidage d'air présente un orifice dont les dimensions coïncident avec l'orifice d'entrée du conduit secondaire.
Le déflecteur est alors agencé pour ne susciter aucune réduction du débit d'air maximal que le conduit secondaire peut convoyer. Cette caractéristique permet donc d'améliorer le débit d'air que le conduit secondaire peut convoyer en comparaison de l'état de la technique. Tout plan tangent en un point quelconque de la partie évasée peut former avec l'axe d'écoulement moyen du conduit secondaire un angle d'évasement inférieur à 90° . Ainsi, le déflecteur permet de confiner et diriger un flux d'air depuis son orifice de guidage jusqu'au conduit secondaire sans imposer à ce flux d'air une convergence trop forte et ni créer des perturbations de flux lorsque le flux d'air traverse l'orifice d'entrée du conduit. La partie évasée peut comprendre une portion radialement intérieure par rapport à l'axe dudit moyeu. La portion radialement intérieure peut présenter en tout point un angle d'évasement méridien inférieur à 45 ° par rapport à une portion plane du conduit secondaire que ladite portion radialement intérieure prolonge. Ceci permet de limiter le volume occupé par le déflecteur dans l'espace intermédiaire, lequel est par ailleurs utilisé pour contenir d'autres équipements pour le turboréacteur.
La portion radialement intérieure du déflecteur peut être plane, afin d'éviter des perturbations dans un flux d'air confiné par le déflecteur.
La surface interne du déflecteur peut comporter au moins une partie tangente s'étendant entre l'orifice d'entrée et l'orifice de guidage, et qui, sur toute sa longueur entre l'orifice d'entrée et l'orifice de guidage, prolonge tangentiellement une deuxième portion de la surface interne du conduit secondaire. La partie tangente peut comprendre par ailleurs une portion radialement extérieure par rapport à l'axe dudit moyeu. Ceci permet également de libérer une partie inférieure de l'espace intermédiaire, localisée entre les conduits primaire et secondaire et la virole externe, cette partie inférieure étant généralement encombrée par des équipements, dont un dispositif actionneur de vérins pour piloter l'ouverture de la porte.
La partie évasée peut comprendre en outre deux portions latérales prolongeant chacune une portion latérale respective du conduit secondaire, afin de limiter l'effet d'éclatement du flux d'air dans un plan azimutal.
Chaque portion latérale de la partie évasée peut présenter en tout point un angle d'évasement azimutal inférieur à 45° , préférentiellement compris entre 20 et 35° , par rapport à la portion latérale prolongée correspondante du conduit secondaire. Ceci permet au déflecteur d'être logeable dans des espaces intermédiaires de faible largeur dans un plan azimutal.
La surface interne du déflecteur peut être une surface réglée de génératrices s'étendant entre l'orifice d'entrée du conduit secondaire et l'orifice de guidage du déflecteur. Ceci permet de simplifier la fabrication du déflecteur.
Il est par ailleurs proposé un carter intermédiaire pour turboréacteur d'aéronef comprenant un moyeu tel que décrit. Il est en outre proposé un turboréacteur d'aéronef comprenant le carter intermédiaire précédent.
DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- La figure 1 , déjà discutée, est une vue en coupe axiale d'un moyeu pour carter intermédiaire 2 connu de l'art antérieur.
- La figure 2, déjà discutée, est une vue en perspective et en coupe axiale du moyeu de la figure 1.
- La figure 3, déjà discutée, est une vue en coupe d'un système d'évacuation de débris connu de l'art antérieur dans un plan perpendiculaire au plan de la figure 1 , dit plan azimutal.
- La figure 4, est une vue schématique en perspective de la surface interne d'une porte 100 selon un mode de réalisation.
- La figure 5 est une vue schématique de côté de la porte 100 déjà représentée en figure 4.
- La figure 6 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un système d'évacuation comprenant la porte 100 représentée en figures 4 et 5.
- La figure 7 est une vue schématique partielle de dessus dans un plan azimutal du système représentée en figure 6. - Les figures 8a et 8b sont des vues schématiques en perspective de côté d'un déflecteur selon un premier mode de réalisation.
- La figure 9 est une vue de côté du déflecteur illustré en figure 8a.
- La figure 10, est une vue du dessus parallèle à un plan azimutal du déflecteur illustré en figure 8a.
- La figure 11 est une vue schématique en perspective de côté d'un déflecteur selon un deuxième mode de réalisation.
- La figure 12 est une vue schématique de face du déflecteur illustré en figure 11.
Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Les pièces de moyeu pour carter intermédiaire de l'art antérieur déjà décrites sont également présentes dans les modes de réalisations qui suivent, à l'exception des déflecteurs formant des languettes.
Premier aspect : géométrie des portes écopantes
La structure des portes 100 vont être décrites en regard des figures 4 à 7.
En référence à la figure 4, chaque porte 100 a une surface interne 102 fermée. Chaque surface interne 102 comporte dans le sens amont vers aval, une partie amont 110 puis une partie aval 120 se terminant sur l'orifice de sortie 130 correspondant.
Chaque porte 100 présente un axe moyen d'écoulement de gaz X1 en son orifice de sortie 130.
La partie amont 110 est convergente d'amont en aval, depuis l'orifice d'entrée de la porte 100 jusqu'à une section intermédiaire du conduit. Le terme « convergent » signifie ici que le champ de vecteurs associé à un flux de gaz s'écoulant d'amont en aval dans la partie amont 110 du conduit primaire 101 est de divergence négative. La partie aval 120 est non-convergente d'amont en aval. En d'autres termes, le champ de vecteurs associé à un flux de gaz s'écoulant d'amont en aval dans la partie aval 120 est de divergence nulle ou positive.
La partie amont 1 10 comprend une portion de surface radialement extérieure 1 12 par rapport à l'axe M du moyeu, une portion de surface radialement intérieure 1 14 par rapport à l'axe M du moyeu, et deux portions de surface latérales 1 16a et 1 16b.
La partie aval 120 comprend de même une portion de surface radialement extérieure 122 par rapport à l'axe M du moyeu, une portion de surface radialement intérieure 124 par rapport à l'axe M du moyeu, et deux portions de surface latérales 126a et 126b.
L'orifice de sortie 130 du conduit de porte 100 a par ailleurs un pourtour comprenant un bord radialement extérieur 132, un bord radialement intérieur 134 et deux bords latéraux 136a et 136b, en lesquels se terminent respectivement la portion de surface radialement extérieure 122, la portion de surface radialement intérieure 124 et les portions de surfaces latérales aval 126a, 126b.
Par ailleurs, les portions de surface radialement extérieure 122 et intérieure 124 prolongent tangentiellement les portions de surface extérieure 1 12, et intérieure 1 14, respectivement.
Les portions de surface aval 122, 124 peuvent être des portions de cylindre de génératrices parallèles à l'axe moyen d'écoulement de gaz X1 dans la partie aval 120 de la porte 100. Ce parallélisme permet de limiter les phénomènes d'éclatement de flux dans l'espace intermédiaire dans un plan méridien, et ainsi d'améliorer le guidage d'air vers l'orifice secondaire en vis-à-vis dans l'espace intermédiaire 5.
Les portions de surfaces extérieure aval 124, 122 peuvent présenter une concavité tournée radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe M du moyeu, de façon à épouser le contour de la virole annulaire interne 4. Par exemple, les portions 122, 124 peuvent être des portions de cylindre dont les génératrices sont parallèles à l'axe d'écoulement X1 .
En variante non illustrée, les portions aval 122, 124 de la porte 100 peuvent être planes, et les bords 132 et 134 être rectilignes.
Dans un plan azimutal parallèle au plan de la figure 5, la largeur de l'orifice de sortie 130 est inférieure à la largeur de l'orifice primaire 44 ; le conduit présente un profil azimutal convergent d'amont en aval.
Chaque partie latérale amont 1 16a, 1 16b est connectée à une partie latérale aval 126a, 126b respective. Les deux parties latérales amont 1 16a, 1 16b sont mutuellement convergentes, c'est-à-dire qu'elles se rapprochent progressivement l'une de l'autre lorsque le conduit est parcouru d'amont en aval. Chaque partie latérale amont 1 16a, 1 16b peut être plane, courbe, ou une combinaison des deux. Les parties latérales amont 1 16a, 1 16b font converger un flux de gaz primaire d'amont en aval dans le plan azimutal.
Chaque partie latérale aval 126a, 126b prolonge tangentiellement une partie latérale amont correspondante 1 16a, 1 16b et se termine en un bord latéral de l'orifice 136a, 136b. Par exemple, chaque partie latérale dans son ensemble est une portion de cylindre de génératrices perpendiculaires à l'axe moyen d'écoulement X1 dans le conduit de la porte 100. Dans cette portion de cylindre, la partie latérale aval est plane.
Les deux parties latérales aval sont sensiblement parallèles, c'est- à-dire qu'un angle inférieur à 5 ° est formé entre chaque plan d'une partie latérale aval et l'axe moyen d'écoulement X1 .
Les parties latérales aval permettent de corriger l'effet de convergence dans le plan azimutal préalablement induit par les parties latérales amont, et limite ainsi la divergence du flux émis dans l'espace intermédiaire 5. En d'autres termes, le champ de vecteurs que représente un flux d'air en l'orifice de sortie 130 sera de divergence bornée entre une valeur négative dépendant des parties latérales amont, et zéro. On définit un axe d'écoulement moyen X2 dans un plan P2 défini par l'orifice d'entrée 220 du conduit secondaire 200 (représenté notamment en figure 6).
L'orifice d'entrée 220 du conduit secondaire s'étend sur une section complète du conduit secondaire.
L'ensemble des tangentes de la partie aval 120 en le pourtour de l'orifice de sortie 130 délimite une surface fermée. Cette surface fermée coupe le plan P2 de l'orifice d'entrée 220 du conduit secondaire 200 en vis-à-vis en une ligne fermée qui englobe ou coïncide avec le pourtour dudit orifice d'entrée 220.
Cet alignement particulier des tangentes de la partie aval 120 permet un étalement du flux de gaz sur toute l'étendue de l'orifice d'entrée du conduit secondaire, et ainsi d'améliorer l'alimentation du conduit secondaire dans le plan méridien et azimutal.
Dans le mode de réalisation illustré en figure 6, la porte 100 est représentée dans sa position ouverte maximale. La surface fermée formée par l'ensemble des tangentes en l'orifice de sortie 130 coupe le plan de l'orifice en le pourtour de l'orifice secondaire 220. Ainsi les phénomènes de recirculation dans l'espace intermédiaire 5 sont évités lorsque la porte est en position pleine ouverte.
Chaque portion de surface latérale aval 126a, 126b a une longueur référencée L2, selon la direction amont-aval définie par l'axe X1 . Chaque portion latérale amont 1 16a, 1 16b a une longueur curviligne d'amont en aval référencée L1 . Chaque partie latérale du conduit, définie par une portion de surface latérale amont et une portion de surface latérale aval, a donc une longueur curviligne totale d'amont en aval égale à la somme des longueurs L1 et L2.
De préférence, chaque portion de surface latérale aval 126a, 126b est de longueur L1 au moins égale à 40% de la longueur curviligne totale L1 +L2 d'une partie latérale correspondante. Cette longueur minimale permet de corriger la convergence d'un flux imposée par la partie amont 1 10, et d'ainsi de faire tendre vers zéro la divergence du flux de gaz en l'orifice de sortie 130.
Deuxième aspect : déflecteurs de conduit secondaire
Vont maintenant être décrits des déflecteurs selon un deuxième aspect, en regard des figures 8a à 12.
Chaque conduit secondaire 200 a une surface interne 202 fermée. Un déflecteur 300 formant un conduit 310 de guidage d'air s'étend depuis l'orifice d'entrée 220 du conduit secondaire 200 vers l'amont du flasque transversal aval 54, dans l'espace intermédiaire 5. Le conduit 301 de guidage d'air est également une surface fermée s'étendant d'aval vers amont depuis le pourtour de l'orifice d'entrée 220 jusqu'à un orifice de guidage 330. En d'autres termes, le conduit de guidage d'air présente un orifice de raccordement au conduit secondaire, cet orifice de raccordement présentant dont les dimensions égales et coïncidant avec l'orifice d'entrée du conduit secondaire.
Le conduit 301 de guidage d'air forme ainsi une extension amont du conduit secondaire 200, pouvant par exemple être fixée grâce à des moyens de fixations (non illustrés) contre la surface du flasque transversal aval donnant dans l'espace intermédiaire 5. Ainsi, le déflecteur peut être monté ou démonté dans l'espace intermédiaire lors de l'entretien du turboréacteur sans avoir à démonter le flasque transversal aval 54 ou le conduit secondaire 200.
Le conduit de guidage 301 a une surface interne dite de guidage 302 constituée d'au moins deux parties de surfaces s'étendant chacune entre l'orifice d'entrée 220 et l'orifice de guidage 330 : au moins une partie dite évasée 310 et au moins une partie dite tangente 320.
La partie tangente 320 prolonge tangentiellement, sur toute sa longueur entre l'orifice d'entrée 220 du conduit et l'orifice de guidage 330, une première partie de la surface interne 202 du conduit secondaire 200. La portion tangente 320 est par exemple une portion de cylindre de génératrices parallèles à l'axe d'écoulement moyen X2.
La portion tangente 320 est jointe à la partie évasée 310 par deux génératrices extrémales 324a et 324b, ces génératrices extrémales étant parallèle à l'axe X2 et s'étendant entre l'orifice d'entrée 220 et l'orifice de guidage 330.
Par ailleurs, tout plan tangent en un point quelconque de la partie évasée 310 forme avec l'axe d'écoulement moyen X2 un angle inférieur à 90° .
En référence à la figure 9, l'ensemble des tangentes de la surface interne de guidage 302 en le pourtour de l'orifice de guidage 330 du déflecteur 300 délimite une surface fermée. Cette surface fermée coupe le plan P1 de l'orifice de sortie de la porte 100 en vis-à-vis en une ligne fermée qui englobe ou coïncide avec le pourtour de l'orifice de sortie 130 de la porte 100.
Cet alignement particulier des tangentes de la partie aval permet d'améliorer la fonction collectrice du déflecteur 300. En effet, un flux de gaz entrant dans l'espace intermédiaire 5 par l'orifice de sortie 130 de la porte 100 subit un éclatement naturel en trois dimensions susceptible de créer les reflux décrits en préambule, que cet alignement permet de confiner.
Dans les modes de réalisation illustrés en figures 8a à 12, le conduit secondaire 200 a une surface interne secondaire comprenant une portion de surface radialement intérieure 214 par rapport à l'axe M du moyeu, une portion de surface radialement extérieure par rapport à l'axe M du moyeu 212, et deux portions de surface latérales 216a, 216b.
L'orifice d'entrée 220 a en outre un pourtour comprenant un bord radialement intérieur 224, un bord radialement extérieur 222 et deux bords latéraux 226a et 226b, connectés respectivement à la portion radialement intérieure 214, à la portion radialement extérieure 212 et aux portions latérales 216a, 216b de la surface interne 202. Par ailleurs, la surface interne de guidage comporte une portion radialement intérieure 312, une portion radialement extérieure 322, et deux portions latérales 314a, 314b respectivement connectées au bord radialement intérieur 224, au bord radialement extérieur 222 et aux deux bords latéraux 226a et 226b de l'orifice d'entrée 220.
De façon similaire, l'orifice de guidage 330 a un pourtour comprenant un bord radialement intérieur, un bord radialement extérieur et deux bords latéraux, en lesquels se terminent respectivement les portions radialement intérieure, extérieure et latérales de la surface interne de guidage.
La partie évasée 310 comprend la portion radialement intérieure 312 et les portions latérales 314a, 314b de la surface de guidage, tandis que la portion tangente 320 est la portion radialement extérieure 320.
La portion radialement intérieure est plane, et forme un angle d'évasement méridien a constant par rapport à la portion radialement intérieure 224 du conduit secondaire 200 qu'elle prolonge. Cet angle d'évasement méridien a est strictement supérieur à 0° et de préférence inférieure à 90° , par exemple 45° .
Chaque portion latérale 314a, 314b du conduit 301 de guidage, s'étendant depuis un bord latéral respectif de l'orifice, présente un angle β d'évasement azimutal au plus égal à 45° , préférentiellement compris entre 20 et 35° , par rapport à la portion latérale 216a, 216b du conduit secondaire 200 respective qu'elle prolonge.
Chaque portion latérale 314a, 314b est une surface réglée délimitée au moins par une génératrice extrémale de la partie tangente 320, et un bord latéral respectif 226a, 226b de l'orifice d'entrée 220.
La surface interne 302 est une surface réglée de génératrices s'étendant entre l'orifice d'entrée 220 du conduit secondaire 200 et l'orifice de guidage 330.
La portion latérale du conduit 301 de guidage, s'étendant depuis un bord latéral respectif de l'orifice, présente un angle d'évasement azimutal au plus égal à 45° par rapport à la portion latérale du conduit secondaire 200 qu'elle prolonge.
La longueur moyenne de la portion radialement intérieure 312 entre les orifices 220 et 330 peut être identique ou différente de la longueur moyenne de la portion radialement extérieure 322.
Par exemple, la longueur moyenne de la portion radialement intérieure 312 entre les orifices 220 et 330 peut être supérieure à la longueur moyenne de la portion radialement extérieure 222. Ceci permet d'améliorer la fonction collectrice du déflecteur dans la partie radialement intérieure de l'espace intermédiaire, tout en limitant son encombrement dans une partie amont de l'espace intermédiaire, qui est généralement destiné à être occupé par d'autres équipements du turboréacteur.
Dans le mode de réalisation de déflecteur illustré sur les figures 8a et 8b, l'orifice d'entrée 200 a un pourtour rectangulaire. L'orifice de guidage 330 est en forme de trapèze.
La portion radialement extérieure 322 est plane coplanaire avec la portion du conduit secondaire 200 qu'elle prolonge.
Les parties tangente et évasée sont jointes par des génératrices extrémales 324a, 324b formant des arêtes dans la surface interne de guidage.
Dans le mode de réalisation de déflecteur illustré en figures 11 et 12, l'orifice d'entrée 220 du conduit a un pourtour rectangulaire à coins arrondis. L'orifice de guidage 330 est de forme de trapézoïdale.
La portion tangente 320 est alors une portion de cylindre comprenant une sous-portion centrale plane et deux sous-portions courbes connectées de part et d'autre de la sous-portion centrale et se terminant par les génératrices extrémales 324a, 324b.
La partie évasée 310 comprend la portion radialement intérieure 312, les deux portions latérales 314a, 314b, et deux portions intermédiaires 316a, 316b. Chaque portion intermédiaire 316a, 316b fait jonction entre la portion radialement intérieure 312 et une portion latérale respective 314a, 314b.
Chaque sous-portion intermédiaire 316a, 316b connectée à une portion latérale respective en une génératrice intermédiaire 318a, 318b. Dans ce mode de réalisation l'angle d'évasement azimutal est maximum en chaque génératrice intermédiaire.
Bien entendu, le déflecteur ne se limite pas aux modes de réalisation illustrés sur les figures 8a à 12.
Chaque déflecteur peut être généralisé à un conduit comprenant une surface interne de guidage réalisant une transition entre les pourtours respectifs des orifices 220 et 330, ces deux pourtours étant des lignes fermées quelconques, par exemple ovoïde ou polygonales.
Les portions de la surface interne de guidage peuvent présenter une concavité tournée vers l'intérieur ou vers l'extérieur du conduit 301 de guidage. Les portions radialement intérieure 312 et extérieure 322 peuvent présenter une concavité tournée vers l'axe M du moyeu, ou s'éloignant de cet axe.
La surface interne 302 de guidage du déflecteur 300 peut présenter plus d'une partie évasée. En variante, la partie évasée peut être étendue à toute la surface interne de guidage.
Combinaison des premier et deuxième aspects
La porte 100 selon le premier aspect, et le déflecteur 300 selon le deuxième aspect, peuvent être combinés dans un même moyeu pour carter intermédiaire.
En référence à la figure 9, l'ensemble des tangentes de la partie aval 120 de chaque porte 100 en le pourtour de l'orifice de sortie 130 peut délimiter une surface fermée qui coupe d'une part le plan P2 de l'orifice d'entrée 220 du conduit secondaire 200 en vis-à-vis en une ligne fermée qui englobe ou coïncide avec le pourtour dudit orifice d'entrée 330, comme décrit précédemment, et coupe d'autre part un plan P3 défini par l'orifice de guidage 330 en une ligne fermée qui est incluse dans le pourtour dudit orifice de guidage 330.
Un tel alignement permet au déflecteur de recueillir l'entièreté d'un flux de gaz émanant de la porte 100 et ayant traversé l'espace intermédiaire 5, et que ce flux traverse l'orifice d'entrée 220 selon toute son aire. Un tel alignement permet donc à la fois d'éviter les recirculations de flux dans l'espace intermédiaire, tout en garantissant un débit de prélèvement maximal dans le conduit secondaire.

Claims

REVENDICATIONS
1. Moyeu (1 ) de carter intermédiaire (2) pour turboréacteur d'aéronef, comprenant une virole interne (4) destinée à délimiter d'une part un espace d'écoulement primaire (40) d'un flux de gaz primaire dans un turboréacteur, et d'autre part au moins un espace intermédiaire (5), la virole interne étant pourvue d'au moins un orifice primaire (44) ainsi que d'au moins une porte mobile (100) formant un conduit primaire (101 ) de passage d'air, ladite porte (100) étant apte à prélever, depuis l'orifice primaire (44), de l'air circulant dans l'espace de gaz primaire (40) et à renvoyer dans l'espace intermédiaire (5) l'air ainsi prélevé en direction d'un conduit secondaire (200) de passage d'air, le conduit secondaire (200) étant par ailleurs prolongé depuis son orifice d'entrée (220) par un déflecteur (300) s'étendant vers l'amont dans l'espace intermédiaire (5), ledit moyeu (1 ) étant caractérisé en ce que le déflecteur (300) forme un conduit (301 ) de guidage d'air ayant une surface interne (302) s'étendant depuis ledit orifice d'entrée (220) jusqu'à un orifice de guidage (330) agencé en aval de l'orifice de sortie (130) de la porte (100), dans lequel la surface interne (302) comporte au moins une partie évasée (310) s'étendant entre l'orifice d'entrée (220) et l'orifice de guidage (330) et qui prolonge d'aval en amont radialement vers l'extérieur une première partie de la surface interne (202) du conduit secondaire (200) correspondant par rapport à un axe d'écoulement moyen (X2) dudit conduit secondaire (200).
2. Moyeu (1 ) de carter intermédiaire (2) selon la revendication 1 , dans lequel la porte (100) est montée mobile sur la virole interne (4) entre une position de fermeture et une position d'ouverture maximale de l'orifice primaire (44) correspondant, et dans lequel l'orifice de guidage est adapté pour recevoir l'entièreté d'un flux d'air traversant l'espace intermédiaire (5) depuis l'orifice de sortie de la porte (100), quelle que soit la position adoptée par la porte (100) montée mobile.
3. Moyeu (1 ) de carter intermédiaire (2) selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l'orifice d'entrée du conduit secondaire s'étend sur une section complète du conduit secondaire, et le conduit de guidage d'air présente un orifice de raccordement au conduit secondaire dont les dimensions coïncident avec l'orifice d'entrée du conduit secondaire.
4. Moyeu (1 ) de carter intermédiaire (2) selon la revendication 3, dans lequel tout plan tangent en un point quelconque de la partie évasée (310) forme avec l'axe d'écoulement moyen (X2) du conduit secondaire (200) un angle d'évasement inférieur à 90° .
5. Moyeu (1 ) de carter intermédiaire (2) selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel la partie évasée (310) comprend une portion radialement intérieure (312) par rapport à l'axe (M) dudit moyeu (1 ).
6. Moyeu (1 ) de carter intermédiaire (2) selon la revendication 5, dans lequel la portion radialement intérieure (312) présente en tout point un angle d'évasement méridien (a) inférieur à 45° par rapport à une portion plane (212) du conduit secondaire (200) que ladite portion radialement intérieure (312) prolonge.
7. Moyeu (1 ) de carter intermédiaire (2) selon l'une des revendications 5 et 6, dans lequel la portion radialement intérieure (312) est plane.
8. Moyeu (1 ) de carter intermédiaire (2) selon l'une des revendications 1 à
7, dans lequel la surface interne (302) comporte au moins une partie tangente (320) s'étendant entre l'orifice d'entrée (220) et l'orifice de guidage (330), et qui, sur toute sa longueur entre l'orifice d'entrée (220) et l'orifice de guidage (330), prolonge tangentiellement une deuxième portion (212) de la surface interne (202) du conduit secondaire (200).
9. Moyeu (1 ) de carter intermédiaire (2) selon la revendication 8, dans lequel la partie tangente (320) comprend une portion radialement extérieure (322) par rapport à l'axe (M) dudit moyeu (1 ).
10. Moyeu (1 ) de carter intermédiaire (2) selon l'une des revendications 3 à 9, dans lequel la partie évasée (310) comprend en outre deux portions latérales (314a, 314b) prolongeant chacune une portion latérale (216a, 216b) respective du conduit secondaire (200).
1 1 . Moyeu (1 ) de carter intermédiaire (2) selon la revendication 10, dans lequel chaque portion latérale (314a, 314b) de la partie évasée (310) présente en tout point un angle d'évasement azimutal (6) inférieur à 45° , préférentiellement compris entre 20 et 35° , par rapport à la portion latérale (216a, 216b) prolongée correspondante du conduit secondaire (200).
12. Moyeu (1 ) de carter intermédiaire (2) selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la surface interne (302) est une surface réglée de génératrices s'étendant entre l'orifice d'entrée (220) du conduit secondaire (200) et l'orifice de guidage (330) du déflecteur (300).
13. Carter intermédiaire (2) pour turboréacteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend un moyeu (1 ) selon l'une des revendications précédentes.
14. Turboréacteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend un carter intermédiaire (2) selon la revendication précédente.
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