Brevet FR3009340A1 — publié le 20150206

VENTILATION D'UN EQUIPEMENT DE TURBOMACHINE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un équipement de turbomachine, tel qu'un module électronique, cet équipement ou ce module étant par exemple un ordinateur embarqué du type EEC (acronyme de Electronic Engine Control). ETAT DE L'ART Une turbomachine d'aéronef comprend au moins un calculateur ou ordinateur embarqué du type EEC qui permet notamment de contrôler des actionneurs du moteur en vue d'optimiser les performances de la turbomachine (FR-B1-2 960 912). Cet ordinateur est en général monté avec d'autres équipements (boîte d'engrenages AGB (Accessory Gear Box), échangeurs, etc.) dans l'espace annulaire interne de la nacelle de la turbomachine, la température du flux d'air dans cet espace pouvant être relativement importante en fonctionnement. La nacelle comprend une écope de prélèvement d'air en vol pour l'alimentation en air de l'espace annulaire de la nacelle, cet air étant ensuite évacué par une grille de sortie d'air de la nacelle. Cependant, au sol, cette aération est quasi-inexistante et la convection naturelle dans l'espace annulaire de la nacelle peut se révéler insuffisante pour assurer la ventilation de ses équipements. L'ordinateur EEC comprend un boîtier à l'intérieur duquel sont montées des cartes électroniques. Ces cartes électroniques ont une faible tenue en température ce qui oblige à ventiler le boîtier avec un système dédié comportant des moyens de prélèvement d'air s'écoulant à l'extérieur de la nacelle de la turbomachine. Dans la technique actuelle, le boîtier de l'ordinateur est recouvert par une paroi qui définit des canaux de passage d'un flux d'air de ventilation, 30 dont les entrées sont reliées par un collecteur aux moyens de prélèvement d'air précités, et les sorties débouchent sur la surface externe de la paroi. De la chaleur dissipée par les cartes électroniques en fonctionnement est absorbée par le flux d'air de ventilation qui circule dans les canaux, ce flux d'air sortant ensuite des canaux pour être évacué dans l'espace annulaire de la nacelle. On a constaté que la chaleur absorbée par le flux d'air de ventilation est plus importante (environ le double) que la chaleur dissipée par les cartes électroniques. Cela est dû au fait que le flux d'air de ventilation n'absorbe pas seulement de la chaleur dissipée par les cartes électroniques mais aussi de la chaleur de l'air ambiant régnant dans l'espace annulaire de la nacelle. En effet, les canaux de ventilation sont séparés de cet air ambiant par la paroi de l'ordinateur, cet air ambiant transférant par convection de la chaleur à la paroi, qui est ensuite absorbée par le flux d'air de ventilation circulant dans les canaux de ventilation. Le système de ventilation d'un ordinateur du type précité doit donc être actuellement surdimensionné, par exemple en augmentant fortement le débit d'air de ventilation, pour être sûr que l'ordinateur soit ventilé de façon optimale. Par ailleurs, même avec un tel système, les marges thermiques sur l'ordinateur peuvent rester réduites avec un fort impact sur la fiabilité des cartes électroniques. De plus, les autres équipements de la nacelle ne comportent pas nécessairement de systèmes de ventilation dédiés et subissent donc l'environnement thermique de la nacelle. Dans les turbomachines dont les équipements sont agencés d'une façon particulière, on a constaté que la ventilation active de l'ordinateur EEC engendre un tourbillon tangentiel dans l'espace annulaire de la nacelle, qui apporte de la chaleur provenant de l'AGB et d'autres sources chaudes à des équipements sensibles à la chaleur, ce qui est problématique. La présente invention apporte notamment une solution simple, efficace et économique à au moins une partie de ces problèmes. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention propose un équipement de turbomachine, tel qu'un module électronique, comportant une paroi dont la surface interne définit au moins un canal de passage d'un flux d'air de ventilation dont la sortie débouche sur une surface externe de la paroi en vue de l'évacuation du flux d'air de ventilation vers l'extérieur de l'équipement, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de cette sortie, des moyens de déviation et/ou de guidage d'au moins une partie du flux d'air évacué, sur au moins une partie de ladite surface externe de la paroi. Selon l'invention, le flux d'air de ventilation qui sort de l'équipement ou du module est dévié et/ou guidé pour balayer le module et ainsi améliorer sa ventilation. Ce flux d'air circule sur la paroi du module comportant ou définissant la sortie du canal, et limite ainsi l'échauffement de cette paroi par le flux d'air ambiant autour du module. Ceci permet également de réduire la température de la sortie du canal. Il est donc envisageable soit d'augmenter les marges thermiques sur l'ordinateur d'une dizaine de degrés soit de réduire le débit de ventilation en conservant les marges antérieures. Dans la présente demande, on entend par marge thermique, l'écart entre la spécification du constructeur définissant la résistance thermique maximum admissible et une mesure réalisée sur un moteur réel ou en laboratoire. L'équipement ou le module selon l'invention est par exemple un ordinateur embarqué du type EEC et comprend un boîtier comportant des cartes électroniques, ladite paroi recouvrant le boîtier. Les moyens de déviation et/ou de guidage peuvent comprendre au moins un organe rapporté et fixé sur la paroi et/ou l'équipement, par exemple par collage, brasage, soudage, etc. Ce ou des organes peuvent être métalliques, plastiques ou composites. Selon un mode de réalisation de l'invention, la sortie du canal est formée par une fente, les moyens de déviation et/ou de guidage comportant au moins une tôle qui s'étend le long de la fente et la recouvre au moins en partie. La fente peut être formée dans la paroi de l'équipement ou peut être définie, en position de montage de la paroi, entre un bord périphérique de cette paroi et un bord en regard du boîtier de l'équipement. La tôle est au moins en partie inclinée par rapport au plan de la paroi, d'un angle compris par exemple entre 30 et 60°. Cette plage de valeurs permet de limiter les pertes de charge du flux d'air de ventilation. La tôle peut comprendre une partie parallèle au plan de la paroi. La tôle peut s'étendre au moins en partie à l'intérieur du canal. La tôle peut être pliée ou emboutie. Le module ou équipement selon l'invention peut comprendre une seconde paroi, opposée à ladite première paroi, la surface interne de cette seconde paroi définissant également au moins un canal de passage d'un flux d'air de ventilation dont la sortie débouche sur une surface externe de cette seconde paroi. Avantageusement, cette sortie est dépourvue de moyens de guidage et/ou de déviation du type précité, de sorte que la direction du flux d'air évacué par cette sortie soit sensiblement opposée à celle du flux d'air évacué par la sortie de la première paroi. La présente invention concerne également une turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un équipement ou module tel que décrit ci-dessus. La turbomachine peut comprendre deux 20 équipements de ce type, tels que deux ordinateurs EEC. L'invention concerne également un kit de modification d'un équipement de turbomachine, tel qu'un module électronique, en vue d'améliorer sa ventilation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de déviation et/ou de guidage d'un flux d'air, tels qu'au moins une tôle, 25 destinés à être rapportés et fixés sur l'équipement, au niveau de la sortie d'un canal de passage d'un flux d'air de ventilation de l'équipement, de façon à ce qu'un flux d'air de ventilation circule sur une surface externe de l'équipement. Ce kit permet de modifier de façon simple et rapide un équipement ou module électronique existant en vue d'améliorer sa 30 ventilation, ce qui est plus économique que de remplacer l'équipement ou le module complet par un autre. L'invention concerne encore un procédé de modification d'un équipement de turbomachine, tel qu'un module électronique, en vue d'améliorer sa ventilation, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à rapporter et fixer sur l'équipement des moyens de déviation et/ou de guidage d'un flux d'air, tels qu'au moins une tôle, sur l'équipement, au niveau de la sortie d'un canal de passage d'un flux d'air de ventilation de l'équipement, de façon à ce qu'un flux d'air de ventilation circule sur une surface externe de l'équipement. L'invention concerne enfin un procédé de ventilation d'une nacelle de turbomachine, cette nacelle définissant un espace annulaire dans lequel sont montés des équipements dont un tel que décrit ci-dessus (du type comportant une première et une seconde paroi), caractérisé en ce qu'il consiste à ventiler une partie circonférentielle de l'espace annulaire avec le flux d'air évacué par la sortie de la première paroi et la partie circonférentielle restante de l'espace annulaire avec le flux d'air évacué par la sortie de la seconde paroi. Ceci permet d'éviter la formation d'un tourbillon dans l'espace annulaire de la nacelle, cet espace annulaire comportant deux zones circonférentielles qui sont ventilées indépendamment l'une de l'autre et qui peuvent donc avoir des températures différentes. L'ordinateur EEC et d'autres équipements sensibles à la chaleur peuvent ainsi être logés dans une zone relativement froide différente de la zone plus chaude dans lequel est située la boîte d'engrenages AGB. L'invention permet ainsi de prévoir à l'avance les écoulements d'air de ventilation qui auront lieu dans la nacelle, ces écoulements d'air ne seront donc plus subis comme dans la technique antérieure. DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle d'une turbomachine d'aéronef, cette turbomachine étant équipée d'un système de ventilation d'un ordinateur embarqué du type EEC, - la figure 2 est une vue schématique en perspective de l'ordinateur embarqué de la turbomachine de la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique en coupe de l'ordinateur embarqué de la figure 2, et représente la technique antérieure à l'invention, - la figure 4 est une vue schématique en perspective et en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3, - la figure 5 est une vue schématique en coupe d'un ordinateur embarqué selon l'invention, - la figure 6 est une vue schématique partielle en coupe d'un ordinateur embarqué selon l'invention, et représente un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 7 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 6, - les figures 8 et 9 sont des vues correspondants à la figure 7 et représentant des variantes de réalisation de l'invention, - la figure 10 est une vue très schématique en coupe transversale d'une nacelle de turbomachine selon l'art antérieur, et - la figure 11 est une vue schématique en coupe transversale d'une nacelle de turbomachine selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE On se réfère d'abord aux figures 1 à 4 qui représentent la technique antérieure à l'invention, la figure 1 représentant une turbomachine 10 d'aéronef, telle qu'un turboréacteur à double flux. Cette turbomachine comporte typiquement une nacelle 12 entourant un moteur (non visible) qui comprend d'amont en aval (de droite à gauche sur la figure 1), dans le sens d'écoulement des gaz dans la turbomachine, une soufflante, des étages de compression, une chambre de combustion, des étages de turbine et une tuyère d'éjection. La nacelle 12 comprend à son extrémité amont une manche d'entrée d'air 14 et définit un espace annulaire entre une surface interne formée par un carter interne 16 et une surface externe formée par des capots 17. Des équipements et des modules électroniques, tels qu'un ordinateur 18 du type EEC (Electronic Engine Control) sont montés dans cet espace annulaire. Le flux d'air contenu dans l'espace annulaire de la nacelle 12 est relativement chaud. L'ordinateur 18, qui comprend des cartes électroniques ayant une faible tenue thermique, doit donc être ventilé par un système 20 prélevant de l'air plus froid s'écoulant le long de la nacelle. L'air prélevé a une température comprise entre 0 et 55°C environ quand la turbomachine est au sol. Le système 20 comprend un conduit 22 d'amenée de l'air prélevé au boîtier 24 de l'ordinateur, qui comprend des canaux 26, 26' de passage de flux d'air de ventilation. Le boîtier 24 de l'ordinateur comprend une ou plusieurs entrées numériques et une ou plusieurs sorties numériques. Il a une forme générale parallélépipédique et comprend une paroi supérieur 28 et une paroi de fond ou inférieure 29 (figure 4) qui recouvrent et définissent chacun une pluralité de canaux 26, 26'. Dans l'exemple représenté en figure 4, les canaux 26, 26' sont rectilignes et parallèles, et sont séparés les uns des autres par des ailettes rectilignes 33 Les entrées 30 des canaux 26, 26' sont reliées par un collecteur 31 au conduit 22 d'amenée d'air. Les sorties 32 des canaux 26 débouchent sur la surface externe (supérieure) 34 de la paroi 28, et les sorties des canaux 26' débouchent sur la surface externe (inférieure) de la paroi de fond 29, pour évacuer les flux d'air de ventilation vers l'extérieur du boîtier, dans l'espace annulaire de la nacelle 12. Les canaux 26 peuvent avoir une sortie d'air commune se 30 présentant sous forme d'une fente de forme allongée, comme représenté aux figures 2 et 4. Le flux d'air sortant des canaux 26 a une température qui n'est en général pas supérieure à 90°C, alors que le flux d'air contenu dans l'espace annulaire peut avoir une température supérieure à 100°C. Comme cela est visible en figure 3, le flux d'air qui sort du boîtier (flèche 35) se mélange à l'air 36 de l'espace annulaire. Par ailleurs, l'air 36 de l'espace annulaire transfère par convection (flèche 38) de la chaleur à la paroi 28, qui a tendance à réchauffer le flux d'air de ventilation s'écoulant dans les canaux 26. L'invention, dont le principe général est représenté en figure 5, propose de dévier et/ou guider au moins une partie du flux d'air sortant du boîtier (flèche 35') afin qu'un flux d'air circule sur la surface externe 34 de la paroi 28 (flèche 40). Ce flux d'air 40 est ainsi réutilisé pour ventiler l'ordinateur 18 par l'extérieur, en autorisant les échanges de chaleur par convection (flèche 38') avec la paroi 28. Le flux d'air 40 protège ainsi la paroi 28 du flux d'air 36 par « effet d'écran ». Cela est rendu possible par des moyens de déviation et/ou de guidage d'au moins une partie du flux d'air sortant des canaux 26, ces moyens comportant un ou deux organes rapportés et fixés sur la paroi 28 et/ou le boîtier 24, dans les exemples de réalisation de l'invention décrits dans ce qui suit. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 5 à 7, la sortie 32 des canaux 26 se présente également sous forme d'une fente de forme rectiligne allongée. Une tôle 50 de déviation et de guidage est ici rapportée et fixée sur la paroi 28, par exemple par collage, brasage ou soudage. La tôle 50 a une forme générale allongée et s'étend le long de la sortie 32. Elle a une longueur au moins égale à celle de la sortie 32. De plus, elle a une largeur ou dimension transversale supérieure à celle de la sortie et la recouvre complètement tout en autorisant l'évacuation du flux d'air de ventilation entre la tôle et la paroi. La tôle 50 a en section une forme coudée et comprend deux parties longitudinales 52, 54 adjacentes inclinées l'une par rapport à l'autre. Une première partie longitudinale 52 a un bord longitudinal 56 relié à un bord longitudinal de la sortie 32, et s'étend vers l'extérieur du boîtier 24 en étant inclinée par rapport au plan P de la paroi. Comme cela est visible en figure 7, la partie 52 de la tôle est inclinée d'un angle a compris entre 30 et 60°, et par exemple de 45°, par rapport au plan P. Cette première partie 52 recouvre une partie de la largeur ou dimension transversale de la sortie 32. Le bord longitudinal 58 opposé de la première partie 52 est relié à l'un des bords longitudinaux de la deuxième partie 54 de la tôle qui, elle, s'étend parallèlement au plan P et a une largeur I ou dimension transversale telle que sa partie longitudinale libre recouvre à distance h la paroi 28 et définit avec ce dernier une sortie d'un flux d'air de ventilation orientée parallèlement au plan P (flèche 40). La hauteur ou distance h est de préférence sensiblement égale à celle h' des canaux 26. Pour que la tôle 50 recouvre cette sortie 32, il faut ici que la largeur I de la partie 54 soit telle que : I + h/tangente(a) > S, S étant la largeur de la sortie. La variante de réalisation de la figure 8 diffère du mode de réalisation décrit dans ce qui précède essentiellement en ce que la tôle 50' comprend uniquement une partie 52, et donc pas de partie 54. Du fait de l'absence de la partie 54, le flux d'air sortant des canaux 26 (flèche 40') a une orientation qui dépend de l'angle a d'inclinaison de la partie 52 par rapport au plan P, cet angle étant ici de l'ordre de 45°. Dans la variante de réalisation de l'invention représentée en figure 9, deux organes 60, 62 sont rapportés et fixés dans la sortie des canaux 26. Le premier organe est une tôle 60 qui a une forme allongée rectiligne et dont un bord longitudinal 64 est relié à un bord longitudinal de la sortie 32, cette tôle 60 étant inclinée par rapport au plan P de la paroi 28 et s'étendant vers l'intérieur de la sortie 32 des canaux 26. La tôle 60 a une longueur inférieure ou égale à celle de la sortie 32 et a une largeur ou dimension transversale inférieure à celle de la sortie. La tôle 60 a par exemple une largeur comprise entre 1/4 et 1/3 de celle de la sortie. Par ailleurs, la hauteur h" de la tôle 60 est comprise entre 1/3 et 1/2 de celle des canaux 26. Comme cela est visible dans le dessin, du fait que la tôle 60 s'étend vers l'intérieur de la sortie, elle réduit légèrement la section de sortie des canaux 26 et permet donc d'accélérer le flux d'air en sortie de ceux-ci. La tôle 60 est inclinée d'un angle a compris entre 30 et 60°, et par exemple de 45°, par rapport au plan P. La surface externe de la tôle 60 définit une surface de guidage du flux d'air sortant des canaux 26. Le second organe est une barre 62 allongée à section de forme triangulaire. Cette barre 62 est fixée par l'un 66 de ses côtés sur la paroi 28 ou sur le boîtier, le long de la sortie 32, de sorte qu'un autre 68 des côtés de la barre forme une surface de guidage du flux d'air sortant des canaux 26, qui soit sensiblement parallèle à la tôle 60. La barre 62 a une longueur inférieure ou égale à celle de la sortie 32, une largeur ou dimension transversale comprise entre 1/4 et 1/3 de celle de la sortie 32, et une hauteur H comprise entre 1/2 et 2/3 de celle des canaux 26. Comme dans l'exemple de réalisation de la figure 8, le flux d'air sortant des canaux 26 (flèche 40") a une orientation qui dépend de l'angle a d'inclinaison des surfaces de guidage de la tôle 60 et de la barre 62 par rapport au plan P, cet angle étant ici de l'ordre de 45°. Chacune des figures 10 et 11 représente de manière schématique une vue en coupe transversale d'une nacelle de turbomachine. Comme expliqué dans ce qui précède, cette nacelle définit un espace annulaire interne dans lequel sont montés plusieurs équipements. Les références 70, 72, 74 et 76 désignent respectivement des échangeurs, une boîte d'engrenages AGB, un boîtier d'acquisition des pressions (PSS), et des ventilateurs raccordés à deux ordinateurs EEC 18, ces ventilateurs étant destinés à aspirer de l'air s'écoulant à l'extérieur de la nacelle dans le conduit 22 précité. La référence 78 désigne le pylône de la turbomachine et enfin la référence 80 désigne une grille d'évacuation d'air de l'espace interne de la nacelle. La figure 10 représente l'art antérieur à la présente invention. On constate que les flux d'air 82 sortant des canaux de ventilation définis par la paroi 28 et la paroi de fond 29 de chaque ordinateur 18 sont orientés sensiblement dans une même direction tangentielle, ce qui génère un tourbillon 84 dans l'espace annulaire, qui apporte de la chaleur provenant de la boîte d'engrenages AGB 72 et des échangeurs 70, aux ventilateurs 76 et au boîtier PSS 74. Comme cela est représenté en figure 11, l'invention permet de remédier à ce problème grâce au fait que les flux d'air 82', 82" sortant des canaux de ventilation définis par la paroi 28 et la paroi de fond 29 de chaque ordinateur 18 sont maintenant orientés dans des directions tangentielles sensiblement opposées. Ceci est rendu possible par le fait que des moyens de déviation et/ou de guidage d'un flux d'air tels que décrit dans ce qui précède sont montés à la sortie des canaux de passage d'un flux d'air de ventilation de l'une des faces seulement de chaque ordinateur 18. Dans l'exemple représenté, la sortie des canaux définis par la paroi de fond (paroi radialement interne) de chaque ordinateur n'est pas modifiée, le flux d'air sortant des canaux définis par la paroi de chaque ordinateur étant dévié et/ou guidé, comme décrit dans ce qui précède. Les flux d'air 82' sortant des canaux définis par la paroi de fond de chaque ordinateur 18 circulent dans une partie circonférentielle de la nacelle pour ventiler le boîtier PSS 74, puis sont évacués par la grille 80. Les flux d'air 82" sortant des canaux définis par la paroi de chaque ordinateur 18 circulent dans le reste de la nacelle pour ventiler d'abord le ventilateur 76 puis passer autour des échangeurs 70 et de la boîte d'engrenages 72 avant d'être évacués par la grille 80. L'espace annulaire de la nacelle comprend donc deux zones, une relativement froide dans laquelle sont situés les ordinateurs EEC 18 et une relativement chaude dans laquelle est située la boîte d'engrenages 72. REVENDICATIONS1. Equipement de turbomachine (10), tel qu'un module électronique (18), comportant une première paroi (28) dont la surface interne définit au moins un canal (26) de passage d'un flux d'air de ventilation dont la sortie (32) débouche sur une surface externe (34) de la paroi en vue de l'évacuation du flux d'air de ventilation vers l'extérieur de l'équipement, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de cette sortie, des moyens (50, 50', 60, 62) de déviation et/ou de guidage d'au moins une partie du flux d'air évacué, sur au moins une partie de ladite surface externe de la paroi. 2. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipement est un ordinateur embarqué du type EEC et comprend un boîtier (24) comportant des cartes électroniques, ladite paroi (28) recouvrant le boîtier. 3. Equipement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de déviation et/ou de guidage comprennent au moins un organe (50, 50', 60, 62) rapporté et fixé sur l'équipement. 4. Equipement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite sortie (32) du canal (26) est formée par une fente, les moyens de déviation et/ou de guidage comportant au moins une tôle (50, 50', 60) qui s'étend le long de la fente et la recouvre au moins en partie. 5. Equipement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tôle (50, 50', 60) est au moins en partie inclinée par rapport au plan (P) de la paroi (28), d'un angle (a) compris par exemple entre 30 et 60°. 6. Equipement selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la tôle (50) comprend une partie (54) parallèle au plan (P) de la paroi (28). 7. Equipement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde paroi (29), opposée à ladite première paroi (28), la surface interne de cette seconde paroi définissantégalement au moins un canal (26') de passage d'un flux d'air de ventilation dont la sortie débouche sur une surface externe de cette seconde paroi et est dépourvue de moyens de guidage et/ou de déviation du type précité, de sorte que la direction du flux d'air (82') évacué par cette sortie soit sensiblement opposée à celle du flux d'air (82") évacué par la sortie de la première paroi. 8. Turbomachine (10), caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un équipement selon l'une des revendications précédentes. 9. Kit de modification d'un équipement de turbomachine (10), tel qu'un module électronique (18), en vue d'améliorer sa ventilation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de déviation et/ou de guidage d'un flux d'air, tels qu'au moins une tôle (50, 50', 60), destinés à être rapportés et fixés sur l'équipement, au niveau de la sortie (32) d'un canal (26) de passage d'un flux d'air de ventilation de l'équipement, de façon à ce qu'un flux d'air de ventilation circule sur une surface externe (34) de l'équipement. 10. Procédé de ventilation d'une nacelle (12) de turbomachine (10), cette nacelle définissant un espace annulaire dans lequel sont montés des équipements dont au moins un selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à ventiler une partie circonférentielle de l'espace annulaire avec le flux d'air évacué par la sortie de la première paroi et la partie circonférentielle restante de l'espace annulaire avec le flux d'air évacué par la sortie de la seconde paroi.25