Brevet FR2895020A1 — publié le 20070622

AGENCEMENT DE PRELEVEMENT DE GAZ SUR UN CARTER DE TURBOMACHINE, CARTER LE COMPORTANT, ET MOTEUR D'AERONEF EN ETANT MUNI DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La presente invention se rapporte au domaine technique du prelevement de gaz dans un ecoulement gazeux d'une turbomachine, le gaz pouvant notamment etre de 1'air. Selon une application particuliere, la turbomachine est un moteur d'aeronef. La presente invention vise un agencement de prelevement de gaz sur un carter d'une turbomachine. Elle vise aussi un carter comportant un tel agencement de prelevement. Elle vise enfin un moteur d'aeronef muni 15 d'au moms un tel agencement de prelevement. Dans tout ce qui suit, le terme EXPOSE DE L'INVENTION L'invention a pour but de repondre au besoin indique ci-dessus. Selon un premier aspect, 1'invention se 5 rapporte a un agencement de prelevement de gaz sur un carter d'une turbomachine, ledit carter ayant une surface interieure de carter, du type comportant une bouche de 10 prelevement s'ouvrant dans ledit carter et ayant une surface interieure centree sur un axe de bouche, qui forme avec un axe perpendiculaire a la surface interieure de carter un angle de bouche p compris entre 0 et 90 , ces deux valeurs etant incluses. 15 Selon une caracteristique, ladite bouche de prelevement est dotee, sur au moms une partie de sa circonference, d'une face intermediaire qui rejoint la surface interieure de carter en formant avec elle, dans un plan de reference passant par ledit axe de bouche et 20 ledit axe perpendiculaire, un premier angle de jonction a compris dans une plage angulaire allant sensiblement de 90 a 180 . De maniere preferee, ledit premier angle de jonction a est compris dans une plage angulaire 25 allant sensiblement de 100 a 170 . De maniere plus preferee, it est compris dans une plage angulaire allant sensiblement de 110 a 160 . De maniere encore plus preferee, it est sensiblement egal a 135 . Selon une autre caracteristique, ladite 30 face intermediaire rejoint la surface interieure de ladite paroi de carter en formant avec elle, dans ledit 3 plan de reference, un deuxieme angle de jonction compris dans une plage angulaire allant sensiblement de 90 + cp a 1800+ (p et qui satisfait a la relation : a + R - cp = 270. De maniere preferee, ledit deuxieme angle de jonction R est compris dans une plage angulaire allant sensiblement de 1000+ (p a 170 + cp. De maniere plus preferee, it est compris dans une plage angulaire allant sensiblement de 1100+ (p a 160 + cp. De maniere encore plus preferee, it est sensiblement egal a 135 + cp. Selon une autre caracteristique, ladite face intermediaire s'etend le long d'au moins une partie de la peripherie de ladite bouche de prelevement, sur une distance angulaire comprise entre 0 et 360 . Selon une premiere variante, elle s'etend sur une distance angulaire sensiblement comprise entre 45 et 315 . Selon une deuxieme variante, elle s'etend sur une distance angulaire de 180 . Selon une troisieme variante, elle s'etend sur une distance angulaire sensiblement egale a 360 . De preference, ladite face intermediaire s'etend sensiblement symetriquement de part et d'autre d' un plan passant par ledit axe de bouche et parallele a la direction principale d'ecoulement prevue dans ledit carter lors de son fonctionnement. Selon un premier mode de realisation, ladite face intermediaire est une face plane. Selon une premiere variante de ce premier mode de realisation, la jonction entre ladite surface intermediaire et ladite surface interieure de carter presente une arete vine. Selon une deuxieme variante de ce premier mode de realisation, la jonction entre ladite surface intermediaire et ladite surface interieure de carter presente une are-Le chanfrein6e. Selon un deuxieme mode de realisation, ladite face intermediaire est une portion de surface courbe a courbure convexe. Selon une premiere variante de ce deuxieme mode de realisation, ladite face intermediaire est une portion de sphere. Selon une deuxieme variante de ce deuxieme mode de realisation, ladite face intermediaire est une portion de paraboloide. Selon une troisieme variante de ce deuxieme mode de realisation, ladite face intermediaire est une portion d'elipsoide. Ainsi, avec un agencement de prelevement dans lequel les bouches de prelevement sont dotees d'une face intermediaire, conformement a 1'invention, it est possible d'obtenir une pression de sortie du gaz preleve qui est superieure a la pression de sortie obtenue avec les agencements de prelevement de la technique anterieure. En d'autres termes, avec 1'agencement de prelevement selon 1'invention, it est possible d'obtenir une meme pression de sortie qu'avec un agencement de la technique anterieure, mais pour un reglage plus bas du regime moteur. I1 est ainsi possible de reduire la consommation de carburant, et donc les coats de fonctionnement de la turbomachine. Selon un deuxieme aspect, 1'invention se rapporte a un carter d'une turbomachine comportant un agencement de prelevement de gaz selon le premier aspect. Selon un troisieme aspect, 1'invention se rapporte a un moteur d'aeronef muni d'au moins un agencement de prelevement de gaz selon le premier aspect. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description detaillee qui va suivre de modes de realisation de 1'invention, donnes a titre illustratif et nullement limitatif, en reference aux dessins annexes, dans lesquels : - la figure 1 represente une turbomachine en coupe axiale, et montre plus particulierement une localisation d'un agencement de prelevement sur un carter ; - la figure 2 illustre, en perspective, une vue exterieure de la paroi d'un carter, montrant un agencement de prelevement - la figure 3 illustre, en perspective, une vue interieure de la paroi d'un carter, montrant un 20 agencement de prelevement - la figure 4 est une vue schematique, en coupe suivant un plan de reference, d'une premiere variante d'un premier mode de realisation d'un agencement de prelevement 25 - la figure 5 est une vue analogue a la figure 4, pour une deuxieme variante du premier mode de realisation d'un agencement de prelevement; - la figure 6 est une vue analogue a la figure 4, pour une troisieme variante du premier mode 30 de realisation ; - la figure 7 est une vue analogue a la figure 4, pour un deuxieme mode de realisation. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS En se referant a la figure 1, it est represents un agencement de prelevement d'air dans le carter d'un stage de compresseur d'un moteur d'aeronef, qui illustre 1'environnement de 1'invention. La reference numerique 100 designe 1'axe longitudinal du moteur d'aeronef, appele aussi "axe moteur". La reference numerique 10 designe le carter de chambre de combustion. La reference numerique 12 designe la paroi du carter 10, et la reference numerique 13 represente une bride qui prolonge la paroi 12 vers 1'amont du moteur d'aeronef, pour la fixation de la paroi 12 a une autre piece du moteur d'aeronef, telle que le carter de compresseur 8. La reference numerique 14 designe une cavite de prelevement menagee dans le carter 10 au moyen de cloisons 16. La reference numerique 17 designe un injecteur. Les references numeriques 18 et 19 designent respectivement des aubes mobiles et des aubes fixes du compresseur. La reference numerique 20 designe une bouche de prelevement (non visible sur la figure 1, mais visible sur les figures 2 et 3), qui est menagee a travers la paroi 12 du carter 10. La reference numerique 22 designe un bossage de la paroi 12 du carter 10 autour de la bouche de prelevement 20. La reference numerique 2 designe un tube de prelevement fixe sur la bouche de prelevement 20, qui permet de conduire 1'air preleve vers d'autres circuits. La reference numerique 24 designe le sens de 1'ecoulement d'air dans le carter, qui est un ecoulement tangentiel sur 1'exemple illustre. La bouche de prelevement 20 est illustree plus en detail aux figures 2 et 3, qui representent des vues en perspectives, respectivement de 1'exterieur et de 1'interieur, de la paroi 12 du carter 10, sur laquelle se trouve la bouche de prelevement 20, a proximite de la bride de fixation 13. Le bossage 22 constitue un accroissement de 1'epaisseur de la paroi 12 autour de la bouche de prelevement 20. Le bossage 22 presente, sur 1'exemple illustre, une forme sensiblement triangulaire. I1 est dote de trois trous 28 destines a recevoir trois vis de fixation d'une platine triangulaire disposee a une extremite du tube de prelevement 2 pour la fixation de celui-ci sur la bouche de prelevement 20. Le bossage 22 et la platine du tube de prelevement 2 pourraient titre de forme differente, mais une forme triangulaire est preferee pour reduire leurs masses respectives. La bouche de prelevement 20 presente une surface interieure de bouche 30 qui retie la surface interieure 122 de la paroi de carter 12 a la surface exterieure 124 du bossage 22. Cette surface interieure de bouche 30 est globalement cylindrique de section circulaire. Elie est orientee suivant un axe de bouche 200 qui est sensiblement perpendiculaire a la paroi de carter 12. Comme represents sur les figures 2 et 3, la bouche de prelevement presente localement une face intermediaire 32 qui, sur 1'exemple illustre, est une face plane. La face intermediaire 32 s'etend symetriquement de part et d'autre de la direction diametrale de la bouche de prelevement 20 qui est parallele au sens de 1'ecoulement 24. Elle s'etend le long de la peripherie de la bouche de prelevement 20 sur une distance angulaire qui, sur 1'exemple illustre, est sensiblement egale a 80 . Sur la figure 4 est represents une premiere variante d'un premier mode de realisation de 1'agencement de prelevement selon 1'invention, qui correspond a 1'agencement de prelevement qui a ete decrit plus haut en reference aux figures 2 et 3. Selon ce premier mode de realisation, la face intermediaire 32 est une face plane. Elle rejoint la surface interieure 122 de la paroi de carter 12 au 15 niveau d'une premiere jonction 34, en formant avec elle un angle a dans le plan de reference, et elle rejoint la surface interieure de bouche 30 au niveau d'une deuxieme jonction 36, en formant avec elle un angle R dans ce meme plan de reference. Selon cette premiere variante du premier mode de realisation, illustree a la figure 4, 1'angle a est sensiblement egal a 135 et 1'angle R est sensiblement egal a 135 . Les angles a et R satisfont a la relation a + R = 270 . Selon cette premiere variante du premier mode de realisation, la bouche de prelevement 20 presente un axe de bouche 200 perpendiculaire a la paroi de carter 12. En d'autres termes, 1'angle de bouche p forme entre 1'axe de bouche 200 et un axe 300 20 25 perpendiculaire a la paroi de carter 12 est sensiblement egal a 0 . Selon cette premiere variante du premier mode de realisation, la premiere jonction 34 entre la surface intermediaire 32 et la surface interieure de carter 122 presente une are-Le vive, et la deuxieme jonction 36 entre la face intermediaire 32 et la surface interieure de bouche 30 pr6sente une are-Le vive. Les fleches 302 a 310 materialisent le sens de 1'ecoulement de gaz preleve dans le carter 10. Cet ecoulement est sensiblement parallele a la surface interieure 122 de la paroi de carter 12 (fleche 302), puis it contourne la premiere jonction 34 entre la surface interieure 122 de la paroi de carter 12 et la face intermediaire 32 (fleche 304), puis it est sensiblement parallele a la face intermediaire 32 (fleche 306), puis it contourne la deuxieme jonction 36 entre la face intermediaire 32 et la face interieure de bouche 30 (fleche 308), puis it est sensiblement parallele a la surface interieure de bouche 30 (fleche 310). Selon cette premiere variante du premier mode de realisation, la face intermediaire s'etend le long d'une partie seulement de la peripherie de la bouche de prelevement 20. Par suite, dans la zone depourvue de la face intermediaire 32 (a gauche sur la figure 4), la surface interieure de carter 12 rejoint la surface interieure de bouche 30 au niveau d'une troisieme jonction 38, et forme avec elle, en coupe dans le plan de reference, un angle droit. Sur la figure 5 est represents une deuxieme variante du premier mode de realisation de 1'agencement de prelevement selon 1'invention. Cette deuxieme variante du premier mode de realisation differe de la premiere variante de realisation en ce que la premiere jonction 34 entre la surface intermediaire 32 et la surface interieure de carter 122 presente une are-Le chanfrein6e, et la deuxieme jonction 36 entre la face intermediaire 32 et la surface interieure de bouche 30 pr6sente une are- Le chanfreinee. Ainsi, 1'entree d'air dans la bouche de prelevement 20 est encore facilitee. Sur la figure 6 est represents une troisieme variante du premier mode de realisation de 1'agencement de prelevement selon 1'invention. Cette troisieme variante du premier mode de realisation differe de la premiere variante de realisation en ce que 1'axe de bouche 200 est incline par rapport a un axe 300 perpendiculaire a la paroi de carter 12. En d'autres termes, dans le plan de reference, la bouche de prelevement 20 presente un axe de bouche 200 qui forme avec un axe 300 perpendiculaire a la paroi de carter 12 un angle de bouche cp different de 0 . Selon cette troisieme variante du premier mode de realisation illustree a la figure 6, 1'angle de bouche cp, le premier angle de jonction a et le deuxieme angle de jonction satisfont a la relation a + R - (p = 270 . Une quatrieme variante du premier mode de realisation, non representee, combine les 30 caracteristiques de la deuxieme variante de realisation et de la troisieme variante de realisation. Selon cette quatrieme variante, 1'axe de bouche 200 est incline par rapport a un axe 300 perpendiculaire a la paroi de carter 12, et les are-Les des premiere et deuxieme jonctions 34, 36, entre la face intermediaire 32 et chacune de la surface interieure de carter 122 et de la surface interieure de bouche 30, sont chanfreinees. Sur la figure 7 est represents une premiere variante d'un deuxieme mode de realisation de la face intermediaire 32 selon 1'invention. Selon ce deuxieme mode de realisation, la face intermediaire 32 est une face courbe ayant une courbure convexe, qui rejoint la surface interieure 122 de la paroi de carter 12 de maniere asymptotique, et qui rejoint la surface interieure de bouche 30 de maniere asymptotique. Selon cette premiere variante du deuxieme mode de realisation, la bouche de prelevement 20 presente un axe de bouche 200 perpendiculaire a la paroi de carter 12. En d'autres termes, 1'angle de bouche cp est sensiblement egal a 0 . Selon cette premiere variante du deuxieme mode de realisation illustree a la figure 7, la face intermediaire 32 est une portion de sphere, qui presente, dans le plan de reference, une forme d'arc de cercle. Selon une deuxieme variante du deuxieme mode de realisation, non representee, la face intermediaire 32 est une portion de paraboloide, qui presente, dans le plan de reference, une forme de parabole. Selon une troisieme variante du deuxieme mode de realisation, non representee, la face intermediaire 32 est une portion d'ellipsoide, qui presente, dans le plan de reference, une forme d'ellipse. Selon une autre variante du deuxieme mode de realisation, non representee, 1'axe de bouche 200 forme avec un axe 300 perpendiculaire a la paroi de carter 12, dans le plan de reference, un angle de bouche cp different de 0 . La face intermediaire 32 est alors adaptee pour relier de facon progressive et reguliere la surface interieure 122 de la paroi de carter 12 et la surface interieure de bouche 20. Selon une realisation de 1'agencement de prelevement selon 1'invention, la face intermediaire 32 peut titre obtenue par un usinage local approprie de la surface interieure de carter 122 et/ou de la surface interieure de bouche 30. Un tel procede de fabrication permet de mettre en oeuvre 1'agencement de prelevement selon 1'invention sans modifier substantiellement la conception generale des bouches de prelevement utilisees jusque la. L'invention qui a ete decrite n'est pas limitee aux modes de realisation et aux applications qui ont ete decrits. En particulier, les modes de realisation decrits et illustres concerne des agencements de prelevement d'air s'ecoulant dans un carter de 1'etage 6 d'un compresseur d'un moteur d'aeronef, mais 1'invention pourrait titre appliquee a un prelevement de gaz dans tout autre carter d'une turbomachine quelconque. Egalement, le gaz preleve pourrait etre un gaz different de 1'air, si les utilisations prevues pour ce gaz ne necessitent pas qu'il possede les proprietes de 1'air. Ce gaz pourrait par exemple etre un gaz de combustion preleve dans un carter de chambre de combustion. La paroi de carter 12 peut comporter plusieurs bouches de prelevement 30 selon 1'invention, dont les faces intermediaires 32 respectives peuvent etre orientees toutes suivant une meme direction ou suivant des directions differentes, et dont les formes et dimensions peuvent etre toutes identiques ou non, en fonction des besoins.15 REVENDICATIONS 1. Agencement de prelevement de gaz sur un carter (10) d'une turbomachine, ledit carter (10) ayant une surface interieure de carter (122), du type comportant une bouche de prelevement (20) s'ouvrant dans ledit carter (10) et ayant une surface interieure de bouche (30) centree sur un axe de bouche (200), qui forme avec un axe (300) perpendiculaire a la surface interieure de carter un angle de bouche ((p) compris entre 0 et 90 , caracterise en ce que ladite bouche de prelevement (20) est dotee, sur au moins une partie de sa circonference, d'une face intermediaire (32) qui rejoint la surface interieure de carter (122) en formant avec elle, dans un plan de reference passant par ledit axe de bouche (200) et ledit axe perpendiculaire (300), un premier angle de jonction (a) compris dans une plage angulaire allant sensiblement de 90 a 180 . 2. Agencement de prelevement de gaz selon la revendication 1, caracterise en ce que ledit premier angle de jonction (a) est compris dans une plage angulaire allant sensiblement de 100 a 170 . 3. Agencement de prelevement de gaz selon la revendication 1, caracterise en ce que ledit premier angle de jonction (a) est compris dans une plage angulaire allant sensiblement de 110 a 160 . 4. Agencement de prelevement de gaz selon la revendication 1, caracterise en ce que ledit premier angle de jonction (a) est sensiblement egal a 135 . 5. Agencement de prelevement de gaz selon 1'une quelconque des revendications 1 a 4, caracterise en ce que ladite face intermediaire (32) rejoint la surface interieure de bouche (30) en formant avec elle, dans ledit plan de reference, un deuxieme angle de jonction (13) compris dans une plage angulaire allant sensiblement de 90 + p a 180 + p et qui satisfait a la relation : a + R - (p= 270 . 6. Agencement de prelevement de gaz selon la revendication 5, caracterise en ce que ledit deuxieme angle de jonction (13) est compris dans une plage angulaire allant sensiblement de 100 + p a 170 + cp. 7. Agencement de prelevement de gaz selon la revendication 5, caracterise en ce que ledit deuxieme angle de jonction (13) est compris dans une plage angulaire allant sensiblement de 110 + p a 25 160 + cp. 8. Agencement de prelevement de gaz selon la revendication 5, caracterise en ce que ledit deuxieme angle de jonction (13) est sensiblement egal a 30 135 + cp. 9. Agencement de prelevement de gaz selon 1'une quelconque des revendications 1 a 8, caracterise en ce que ladite face intermediaire (32) s'etend le long de la peripherie de ladite bouche de prelevement (20) sur une distance angulaire comprise entre 0 et 360 . 10. Agencement de prelevement de gaz selon 1'une quelconque des revendications 1 a 9, caracterise en ce que ladite face intermediaire (32) s'etend le long de la peripherie de ladite bouche de prelevement (20) sur une distance angulaire sensiblement comprise entre 45 et 315 . 11. Agencement de prelevement de gaz selon 1'une quelconque des revendications 1 a 9, caracterise en ce que ladite face intermediaire (32) s'etend le long de la peripherie de ladite bouche de prelevement (20) sur une distance angulaire sensiblement egale a 180 . 12. Agencement de prelevement de gaz selon 1'une quelconque des revendications 1 a 9, caracterise en ce que ladite face intermediaire (32) s'etend le long de la peripherie de ladite bouche de prelevement (20) sur une distance angulaire sensiblement egale a 360 . 13. Agencement de prelevement de gaz selon 1'une quelconque des revendications 9 a 12, caracteriseen ce que ladite face intermediaire (32) s'etend sensiblement symetriquement de part et d'autre d'un plan passant par ledit axe de bouche (200) et parallele a la direction principale d'ecoulement (24) prevue dans ledit carter (10) lors de son fonctionnement. 14. Agencement de prelevement de gaz selon 1'une quelconque des revendications 1 a 13, caracterise en ce que ladite face intermediaire (32) est une face plane. 15. Agencement de prelevement de gaz selon la revendication 14, caracterise en ce que la premiere jonction entre ladite face intermediaire (32) et ladite surface interieure (122) de ladite paroi de carter (12) presente une arete vine. 16. Agencement de prelevement de gaz selon la revendication 14, caracterise en ce que la premiere jonction entre ladite face intermediaire (32) et ladite surface interieure (122) de ladite paroi de carter (12) et la deuxieme jonction entre ladite face intermediaire et ladite surface interieure de bouche (30) presentent chacune une arete chanfreinee. 17. Agencement de prelevement de gaz selon 1'une quelconque des revendications 1 a 13, caracterise en ce que ladite face intermediaire (32) est une portion de surface courbe a courbure convexe.30 18. Agencement de prelevement de gaz selon la revendication 17, caracterise en ce que ladite face intermediaire (32) est une portion de sphere. 19. Agencement de prelevement de gaz selon la revendication 17, caracterise en ce que ladite face intermediaire (32) est une portion de paraboloide. 20. Agencement de prelevement de gaz selon la revendication 17, caracterise en ce que ladite face intermediaire (32) est une portion d'elipsoide. 21. Carter de turbomachine, caracterise en ce qu'il comporte un agencement de prelevement de gaz selon l'une quelconque des revendications 1 a 20. 22. Moteur d'aeronef, caracterise en ce qu'il est muni d' au moms un agencement de prelevement de gaz selon l'une quelconque des revendications 1 20.