Brevet FR2989109A1 — publié le 20131011

PARTIE DE STATOR COMPORTANT UNE AUBE DE STATOR ET UN ENSEMBLE DE LAMELLES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine des turbomachines, et notamment à celui des échangeurs de chaleur installés dans les turbomachines d'aéronef. L'invention se réfère également au domaine des aubes de stator qui équipent de telles turbomachines. Elle concerne plus particulièrement une partie de stator pour turbomachine, ainsi qu'un aubage de redressement de sortie (OGV) et une turbomachine comportant une telle partie de stator. L'invention s'applique à tout type de turbomachines terrestres ou aéronautiques, et notamment aux turbomachines d'aéronef telles que les turboréacteurs et les turbopropulseurs. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les études actuelles et les évolutions possibles des turboréacteurs pour accroître le taux de dilution envisagent d'utiliser des réducteurs de vitesse de rotation pour l'entraînement en rotation de la soufflante. C'est aussi le cas pour les turbopropulseurs pour la liaison du moteur et de l'hélice. De tels réducteurs de vitesse peuvent permettre de faire tourner la soufflante à une vitesse plus faible que le compresseur basse pression par exemple, à des fins d'amélioration du rendement. Ces réducteurs de vitesse transmettent des puissances importantes et l'échauffement des composants du réducteur entraîne le dégagement d'une quantité conséquente de chaleur qui est dissipée dans le circuit fermé pour la circulation de l'huile de lubrification des structures internes du turboréacteur. Un refroidissement efficace de l'huile du circuit de lubrification doit ainsi être mis en place pour maintenir un niveau de température acceptable. En effet, dans un moteur équipé d'un réducteur de vitesse la puissance thermique dissipée est environ trois fois plus importante que celle dissipée dans un moteur conventionnel. Cette chaleur est évacuée par un débit d'huile important. Il est déjà connu de refroidir l'huile par des échangeurs de chaleur huile/carburant qui réchauffent le carburant délivré au moteur et/ou des échangeurs de chaleur huile/air. En ce qui concerne les échangeurs de chaleur huile/carburant (ou FCOC pour « Fuel Cooling Oil Cooler » en anglais), leur capacité de dissipation est limitée par le débit de carburant. De ce fait, ce type d'échangeur ne permet pas d'augmenter significativement la capacité de dissipation de 25 chaleur. Les échangeurs de chaleur huile/air (ou ACOC pour « Air Cooled Oil Cooler » en anglais) permettent en revanche d'obtenir une capacité de dissipation de chaleur importante compte tenu du débit 30 d'air élevé. Deux types de ces échangeurs huile/air sont habituellement utilisés et détaillés ci-après. Les échangeurs à ailettes (ou « surface cooler » en anglais) comportent une surface généralement rectangulaire sur laquelle sont fixés, d'un côté de la surface, des canaux d'écoulement pour l'huile et éventuellement, de l'autre côté de la surface, des lames (ou ailettes) métalliques pour l'écoulement de l'air. La chaleur peut ainsi être transférée de l'huile chaude vers les lames métalliques par conduction thermique, ces lames se refroidissant au contact de l'air. Ce type d'échangeur est généralement placé directement sur les parois de la veine. L'efficacité de ce type d'échangeur est faible si aucune ailette n'est prévue pour l'écoulement de l'air du fait d'une surface d'échange réduite. Muni d'ailettes, l'échangeur présente une efficacité plus importante pour refroidir l'huile mais la traînée aérodynamique est alors fortement augmentée. Les échangeurs à bloc (ou « brick cooler » en anglais) consistent classiquement en un empilement de plaques métalliques parcourues par le fluide à refroidir. Ces plaques sont espacées les unes des autres et des lamelles métalliques sont placées entre ces plaques, celles-ci étant généralement soudées. Le flux d'air passe entre les plaques, le long des lamelles (orientées dans le sens du flux). Les plaques sont alimentées en fluide par des tuyaux distributeurs orthogonaux à ces plaques. Les circuits d'huile et d'air restent ségrégés. L'ensemble est placé dans un flux d'air, soit directement dans la veine soit dans un canal alimenté par une écope. La présence des plaques métalliques dans lesquelles le fluide circule ainsi que la présence des tuyaux distributeurs et des ailettes dans le flux d'air engendre une forte traînée aérodynamique. En dépit des inconvénients mentionnés ci-5 dessus concernant les échangeurs à ailettes et les échangeurs à bloc, les besoins croissants en capacité de dissipation de chaleur des turboréacteurs équipés de réducteurs de vitesse nécessitent actuellement leur utilisation et il faut ainsi prévoir un dimensionnement 10 des échangeurs en conséquence, par exemple par une installation en plus grand nombre et/ou avec un volume plus important. Toutefois, cela entraîne plusieurs contraintes et inconvénients. Un mauvais positionnement 15 des échangeurs, par exemple dans un flux non redressé tel qu'entre la soufflante et les aubes de redressement de sortie, encore appelées aubes de guidage de sortie et connues sous l'acronyme OGV pour « Outlet Guide Vanes » en anglais, peut entraîner de fortes pertes de 20 charge dans l'écoulement d'air et nuire aux performances du turboréacteur. Les possibilités d'implantation des échangeurs sont donc réduites et ils sont souvent placés en aval des aubes de redressement de sortie OGV. Cependant, l'encombrement des échangeurs 25 pose de nombreuses difficultés lors de l'installation et impose très souvent de libérer des espaces dans la veine. Généralement, cela se fait en éliminant des surfaces de traitement acoustique, ce qui entraîne une augmentation des émissions acoustiques du turboréateur. 30 EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur. L'invention a notamment pour but de permettre une augmentation de capacité de dissipation de chaleur sans pour autant impacter les performances d'une turbomachine. L'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, une partie de stator pour turbomachine comportant une aube de stator, caractérisée en ce qu'elle comporte de plus : - un ensemble de lamelles associées à ladite aube de stator, les lamelles et ladite aube de stator étant agencées les unes par rapport aux autres pour définir des passages d'écoulement du flux d'air entre elles, - des moyens de circulation d'un fluide à refroidir par ledit flux d'air. Les passages d'écoulement du flux d'air peuvent ainsi permettre de dissiper, au moins partiellement, la chaleur du fluide à refroidir. Grâce à l'invention, il est possible d'utiliser des surfaces déjà existantes de la 25 turbomachine, notamment des surfaces de parties de stator, pour dissiper de la chaleur en évitant ainsi, ou en limitant, le rajout d'échangeurs selon l'art antérieur. L'invention peut ainsi permettre d'obtenir un gain en termes d'encombrement et de profil 30 aérodynamique. L'invention peut notamment permettre d'implanter la fonction d'échangeur de chaleur au niveau des aubes de redressement de sortie OGV. La présence d'un ensemble de lamelles associées à l'aube de stator pour former la partie de stator peut permettre d'augmenter la surface d'échange tout en limitant l'importance de la traînée aérodynamique grâce aux formes aérodynamiques de l'aube. En particulier, la partie de stator peut présenter un maître-couple comparable à celui d'une aube de stator conventionnelle, par exemple une aube de redressement de sortie OGV. Aussi, la traînée aérodynamique de la partie de stator selon l'invention peut être inférieure à la traînée aérodynamique d'un ensemble formé par une aube de redressement de sortie OGV conventionnelle associée à un échangeur de chaleur conventionnel. Enfin, l'invention peut plus généralement permettre d'accroître les performances aérodynamiques et acoustiques de la turbomachine. La partie de stator selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles. La partie de stator peut être située à un emplacement conventionnel d'une aube de stator, notamment une aube de redressement, conventionnelle d'une turbomachine. L'aube de stator peut avoir la forme d'une aube conventionnelle d'une turbomachine. L'aube de stator peut par exemple être une aube de redressement, notamment une aube de redressement de sortie OGV. Les lamelles peuvent être réalisées de sorte à minimiser la traînée aérodynamique qui en résulte. Les lamelles peuvent être sous la forme de plaques courbées. L'ensemble de lamelles peut comporter au moins deux lamelles, mieux trois, mieux quatre, mieux encore cinq, par exemple entre deux et six lamelles. Les lamelles peuvent toutes présenter la même longueur dans la direction de l'axe radial de la turbomachine. En variante, au moins deux lamelles, voire toutes les lamelles, peuvent présenter des longueurs différentes. Les lamelles peuvent par exemple présenter des longueurs croissantes en éloignement de l'aube de stator. Les lamelles peuvent, au moins en partie et mieux en totalité, s'étendre selon des plans courbes parallèles entre eux, ou des lignes courbes parallèles entre elles lorsque les lamelles sont observées dans un plan orthoradial. Les lamelles peuvent encore s'étendre, au moins en partie et mieux en totalité, dans le plan orthoradial selon des lignes courbes parallèles à la ligne courbe selon laquelle l'aube de stator s'étend. Les lamelles peuvent être orientées selon des directions radiales plutôt que parallèlement à l'aube de stator. De la sorte, il peut être possible d'améliorer la capacité de la partie de stator selon l'invention à être répétée circulairement, en particulier lorsque le nombre de lamelles est élevé. Les lamelles peuvent présenter une longueur radiale supérieure à celle de l'aube de stator. Les lamelles et/ou l'aube de stator peuvent comporter un matériau métallique, par exemple un alliage métallique, par exemple un alliage d'aluminium et/ou de titane. Des matériaux différents ou identiques peuvent être utilisés pour réaliser les lamelles. De même, l'aube de stator peut comporter un matériau identique ou différent de ceux des lamelles. L'aube de stator et les lamelles peuvent être écartées les unes des autres, notamment d'une même distance ou écart constant, les écarts définissant les passages d'écoulement du flux d'air. L'écart entre les lamelles peut être variable ou non. Les lamelles peuvent être écartées les unes des autres d'une même distance, différente ou non de la distance entre l'aube de stator et la lamelle qui lui est adjacente. Au moins une partie des lamelles, notamment la totalité des lamelles, peut présenter une épaisseur sensiblement constante. Chaque lamelle peut présenter un bord d'attaque, une section médiane et un bord de fuite. L'épaisseur de chaque lamelle peut être sensiblement constante sur le bord d'attaque et la section médiane, puis décroître au niveau du bord de fuite. L'épaisseur de chaque lamelle peut être plus faible que l'épaisseur moyenne de l'aube de stator. Au moins deux lamelles peuvent être disposées par rapport à l'aube de stator de sorte qu'il existe au moins un plan traversant au moins l'aube de stator et lesdites au moins deux lamelles. Ledit au moins un plan peut être parallèle au plan perpendiculaire à la corde de l'aube de stator et contenant la médiatrice de la corde de l'aube de stator. Les lamelles peuvent être inscrites dans un secteur angulaire dont la bissectrice est sensiblement 5 confondue avec la médiatrice de la corde de l'aube de stator. Les lamelles peuvent présenter sensiblement la même longueur dans un plan orthoradial et peuvent être réparties de manière homothétique par rapport à 10 l'aube de stator. Les moyens de circulation du fluide à refroidir peuvent comporter des tuyaux de circulation du fluide s'étendant dans l'aube de stator et traversant les lamelles. Les tuyaux peuvent traverser 15 l'intérieur de l'aube de stator d'une extrémité radiale à l'autre. Les moyens de circulation du fluide à refroidir peuvent être fixés aux lamelles, notamment par soudure, de façon à transférer un flux thermique 20 par conduction. L'aube de stator peut permettre le passage radial des tuyaux de circulation du fluide à refroidir dans la veine. Au moins une portion des tuyaux peut être 25 située à une extrémité radiale des lamelles de sorte à être en dehors de la veine pour éviter la création d'une traînée aérodynamique. En particulier, les tuyaux peuvent être répartis radialement selon plusieurs étages. Par 30 exemple, les tuyaux peuvent être répartis radialement selon au moins trois étages, deux étages étant par exemple situés en dehors de la veine et un étage médian étant situé dans la veine. Les tuyaux de circulation du fluide à refroidir peuvent en outre être carénés pour limiter la 5 traînée aérodynamique. En particulier, des structures de carénage peuvent recouvrir les tuyaux de circulation. Les structures de carénage peuvent permettre un maintien mécanique des lamelles ensemble. L'invention a encore pour objet, selon un 10 autre de ses aspects, un aubage de redressement de sortie (OGV) caractérisé en ce qu'il comporte une partie de stator telle que définie précédemment. L'aubage de redressement de sortie peut notamment comporter des parties de redressement toutes 15 semblables à la partie de stator selon l'invention. L'aubage de redressement peut comporter des parties de stator selon l'invention réparties circulairement sur tout son pourtour ou sur seulement une portion de son pourtour en fonction des besoins en 20 dissipation. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, une turbomachine caractérisée en ce qu'elle comporte une partie de stator telle que définie précédemment et/ou un aubage de redressement de 25 sortie (OGV) tel que défini précédemment. La turbomachine peut par exemple comporter une partie de stator selon l'invention au niveau d'un étage quelconque du stator, notamment autre qu'au niveau de l'aubage de redressement de sortie (OGV). 30 L'aubage de redressement de sortie et la turbomachine peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques précédemment énoncées, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d'autres caractéristiques. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen des figures, schématiques et partielles, du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente, en perspective, un exemple de partie de stator conforme à l'invention, - les figures 2 et 3 sont respectivement des vues schématiques et partielles selon II et selon III de la partie de stator de la figure 1, - la figure 4 représente une variante de réalisation de la partie de stator de la figure 3, et - la figure 5 illustre, en perspective, une variante de réalisation de la partie de stator de la figure 1. Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Sur les figures, l'axe M correspond à l'axe de rotation de la turbomachine et l'axe R correspond à l'axe radial. En référence à la figure 1, on a représenté en perspective un exemple de partie de stator 1 selon l'invention. Conformément à l'invention, la partie de stator 1 comporte une aube de stator 2, un ensemble de lamelles 3 associées à l'aube de stator 2 et des moyens de circulation 6 d'un fluide à refroidir, en particulier de l'huile du circuit de lubrification de la turbomachine. L'ensemble de lamelles 3 comporte quatre lamelles 3 qui s'étendent dans des plans parallèles entre eux et parallèles au plan selon lequel l'aube de stator 2 s'étend. Les lamelles 3 et l'aube de stator 2 sont 15 agencées les unes par rapport aux autres pour définir des passages 4 d'écoulement du flux d'air entre elles. Les lamelles 3 présentent toutes la même longueur dans la direction de l'axe radial R de la turbomachine. 20 En outre, l'écart entre les lamelles 3 est constant et l'épaisseur des lamelles 3 est également constante. Les moyens de circulation 6 comportent des tuyaux 6 de circulation qui s'étendent à l'intérieur de 25 l'aube de stator 2 et qui traversent les lamelles 3. En particulier, comme on peut le voir sur la figure 2 qui est une vue selon II de la figure 1, les moyens de circulation comportent trois étages 8a, 8b et 8c de tuyaux 6, deux étages 8a et 8c de tuyaux 30 étant situés au niveau des extrémités radiales des lamelles 3 en dehors de la veine V pour éviter la création d'une traînée aérodynamique et un étage médian 8b étant situé dans la veine V. Les moyens de circulation 6 du fluide à refroidir peuvent être fixés aux lamelles 3, notamment 5 par soudure, de façon à transférer un flux thermique par conduction. La figure 3 est une vue selon III de la partie de stator 1 de la figure 1. Comme on peut le voir sur la figure 3, 10 chaque lamelle 3 présente un bord d'attaque 9a, une section médiane 9b et un bord de fuite 9c. L'épaisseur de chaque lamelle 3 est sensiblement constante sur le bord d'attaque 9a et la section médiane 9b, puis décroît au niveau du bord de fuite 9c. 15 En outre, comme on peut le voir sur les figures 1 et 3, les lamelles 3 sont disposées par rapport à l'aube de stator 2 de sorte qu'il existe un plan E traversant l'aube de stator 2 et les lamelles 3, le plan E étant parallèle au plan P perpendiculaire à 20 la corde C de l'aube de stator 2 et contenant la médiatrice m de la corde C de l'aube de stator 2. Par ailleurs, les lamelles 3 sont inscrites dans un secteur angulaire cc dont la bissectrice B est confondue avec la médiatrice m de la corde C de l'aube 25 de stator 2. Les lamelles 3 sont traversées par des tuyaux 6 contenant l'huile chaude à refroidir, celle-ci s'écoulant selon la direction des flèches F2. Le flux d'air s'écoule de plus selon la direction des flèches 30 F1 entre les lamelles 3 et l'aube de stator 2 de sorte à permettre une dissipation de la chaleur de l'huile. L'interface entre les lamelles 3 et les tuyaux 6 peut être réalisée de manière à maximiser l'échange thermique, par exemple par soudure. La partie de stator 1 comporte quatre lamelles 3 dont les longueurs dans le plan orthoradial décroissent en éloignement de l'aube de stator 2. En particulier, la lamelle 3 la plus proche de l'aube de stator 2 présente une longueur L1 inférieure à la longueur L4 de la lamelle 3 la plus éloignée de l'aube de stator 2. L'exemple de la figure 4 représente une variante de réalisation d'une partie de stator 1 selon l'invention. Dans cet exemple, cinq lamelles 3 sont associées à l'aube de stator 2. Les lamelles 3 présentent sensiblement une même longueur L dans le plan orthoradial et sont réparties de manière homothétique par rapport à l'aube de stator 2. Les lamelles 3 sont toutes traversées par des tuyaux 6 de circulation. Le positionnement des tuyaux 6 au niveau des extrémités radiales des lamelles 3, en dehors de la veine, peut permettre d'éviter la création d'une traînée aérodynamique. Pour le cas où l'efficacité de la partie de stator 1 est suffisante sans la présence d'un étage de tuyaux 6 dans la veine V, notamment sans la présence de l'étage médian 8b, les moyens de circulation 6 peuvent comporter uniquement des étages 8a et 8c de tuyaux 6 au niveau des extrémités radiales des lamelles 3. Dans les exemples représentés, le contact entre les tuyaux 6 et les lamelles 3 est ponctuel. En variante, pour augmenter l'échange de chaleur, les tuyaux 6 peuvent par exemple serpenter autour des lamelles 3 de manière à augmenter la surface d'échange de chaleur. Le passage des tuyaux 6 à l'intérieur de l'aube de stator 2 peut permettre de réduire la traînée aérodynamique. Par ailleurs, les tuyaux 6 de circulation, et notamment les différents étages de tuyaux 6, peuvent être carénés afin de limiter la traînée aérodynamique. En particulier, les tuyaux 6 peuvent être recouverts de structures de carénage 7, comme illustré sur la figure 5. Les structures de carénage 7 peuvent également permettre un maintien mécanique des différentes lamelles 3 ensemble. Les tuyaux 8 peuvent être connectés au circuit d'huile de lubrification de la turbomachine. Dans les exemples décrits ci-dessus, la partie de stator 1 est avantageusement choisie pour une partie de redressement d'un aubage de redressement de sortie OGV mais il pourrait en être autrement. La partie de stator 1 pourrait appartenir à un autre étage du stator de la turbomachine. En particulier, la partie de stator 1 selon l'invention pourrait être implantée vers l'amont du bec de séparation de la turbomachine, à la fois dans le flux primaire et le flux secondaire, en remplacement notamment de l'aubage de redressement de sortie OGV et de l'aubage de redressement d'entrée IGV. Le passage des tuyaux 6 de circulation pourrait alors se faire uniquement en dehors de la veine. Dans une telle configuration, le bec de séparation peut échanger de la chaleur, ce qui peut permettre une augmentation de l'échange de chaleur et peut assurer par exemple le dégivrage du bec de séparation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits. Diverses modifications peuvent y être apportées par l'homme du métier. En particulier, la répartition des lamelles 10 3 peut être différente en fonction des performances souhaitées pour la partie de stator. Leur forme et/ou leur orientation peuvent varier également. Le circuit d'huile de la turbomachine peut être réalisé de façon à éviter le passage radial d'un 15 ou plusieurs tuyaux 6 dans la veine, de sorte à diminuer l'épaisseur de la partie de stator. Par exemple, une couronne de tuyaux 6 pourrait être prévue dans les veines interne et externe. Ainsi, il ne serait pas nécessaire d'avoir une aube de stator 2 épaisse, ce 20 qui entraînerait alors une diminution de la traînée aérodynamique. Un autre fluide caloporteur que de l'huile pourrait être utilisé pour le passage des tuyaux dans la veine, notamment pour éviter une perte de 25 lubrification en cas de rupture de tuyau. Un échangeur huile/fluide caloporteur peut par exemple être ajouté. L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié. 30 REVENDICATIONS1. Partie de stator (1) pour turbomachine comportant une aube de stator (2), caractérisée en ce qu'elle comporte de plus : - un ensemble de lamelles (3) associées à ladite aube de stator (2), les lamelles (3) et ladite aube de stator (2) étant agencées les unes par rapport aux autres pour définir des passages (4) d'écoulement du flux d'air entre elles, - des moyens de circulation (6) d'un fluide à refroidir par ledit flux d'air. 2. Partie de stator (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite aube de stator (2) et les lamelles (3) sont écartées les unes des autres, notamment d'une même distance, les écarts définissant les passages (4) d'écoulement du flux d'air. 3. Partie de stator (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au moins une partie des lamelles (3), notamment la totalité des lamelles (3), présente une épaisseur sensiblement constante. 4. Partie de stator (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins deux lamelles (3) sont disposées par rapport à ladite aube de stator (2) de sorte qu'il existe aumoins un plan (E) traversant au moins ladite aube de stator (2) et lesdites au moins deux lamelles (3). 5. Partie de stator (1) selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit au moins un plan (E) est parallèle au plan (P) perpendiculaire à la corde (C) de ladite aube de stator (2) et contenant la médiatrice (m) de la corde (C) de ladite aube de stator (2). 6. Partie de stator (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les lamelles (3) sont inscrites dans un secteur angulaire (a) dont la bissectrice (B) est sensiblement confondue avec la médiatrice (m) de la corde (C) de ladite aube de stator (2). 7. Partie de stator (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les lamelles (3) présentent sensiblement la même longueur (L) dans un plan orthoradial et sont réparties de manière homothétique par rapport à ladite aube de stator (2). 8. Partie de stator (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de circulation (6) du fluide à refroidir comportent des tuyaux (6) de circulation du fluide s'étendant dans ladite aube de stator (2) et traversant les lamelles (3). 9. Aubage de redressement de sortie (OGV) caractérisé en ce qu'il comporte une partie de stator (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Turbomachine caractérisée en ce qu'elle comporte une partie de stator (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et/ou un aubage de redressement de sortie (OGV) selon la revendication 9. 10