Brevet FR3034452A1 — publié le 20161007

ENSEMBLE AMELIORÉ ET ETANCHE A L'AIR POUR LE PASSAGE D'UN HARNAIS ELECTRIQUE DANS UNE TURBOMACHINE La présente invention concerne un ensemble pour le passage d'un harnais électrique au travers d'une paroi, en particulier, dans un carter intermédiaire de turbomachine. Elle concerne également un carter et une turbomachine comprenant un tel ensemble ou un tel carter. D'une manière connue, une turbomachine comprend un carter intermédiaire agencé entre un compresseur basse pression amont et haute pression aval. Le carter intermédiaire comprend une pluralité de bras radiaux joignant des parois de révolution interne et externe concentriques destinées à former des surfaces délimitant respectivement intérieurement et extérieurement les flux d'air d'écoulement primaire et secondaire. Les bras radiaux permettent le passage de servitudes telles que des harnais électriques notamment, qui cheminent depuis l'intérieur de la turbomachine jusqu'à un boîtier d'accessoires porté par une nacelle entourant de la turbomachine et agencé radialement à l'extérieur du flux d'air secondaire. Un harnais électrique comprend habituellement des câbles électriques comportant une couche extérieure électriquement isolante, ces câbles étant recouverts notamment d'une gaine textile permettant de limiter l'usure des couches isolantes puis extérieurement à la gaine textile d'une gaine métallique destinée à protéger les signaux électriques des perturbations électromagnétiques environnantes. Cette gaine métallique est habituellement recouverte d'un manchon thermorétractable destiné à réduire l'usure de la gaine métallique. Pour réaliser le passage des câbles électriques, au travers des parois de révolution, le harnais électrique est inséré dans un embout métallique engagé dans un orifice d'une paroi de révolution du carter intermédiaire. Un manchon en matériau thermorétractable est utilisé de part et d'autre de la paroi. Un premier manchon recouvre une extrémité de l'embout métallique et une partie de la longueur axiale de la gaine 3034452 2 métallique. De même, de l'autre côté de la paroi un second manchon recouvre une extrémité de l'embout métallique et une partie de la longueur axiale de la gaine métallique. En fonctionnement, la température de l'air dans les bras de carter 5 situés dans la veine d'air secondaire est inférieure à la température de l'air dans l'espace inter-veine (entre la veine annulaire primaire et la veine annulaire secondaire), de sorte qu'il est possible d'utiliser un manchon en matériau thermorétractable dont la tenue en température est inférieure à la tenue en température du matériau thermorétractable utilisé dans l'espace 10 inter-veine. Toutefois, il a été constaté que des phénomènes de conduction thermique dans l'embout métallique peuvent conduire à une augmentation importante de la température du manchon thermorétractable utilisé dans le bras de carter de la veine secondaire, ce qui peut conduire à son auto- 15 inflammation. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique aux problèmes de l'art antérieur décrit précédemment. A cet effet, elle propose un ensemble pour le passage d'un harnais 20 électrique au travers d'une paroi comprenant un embout métallique tubulaire traversant de part et d'autre la paroi et logeant le harnais électrique, un manchon en matériau thermorétractable s'étendant autour d'une partie d'extrémité de l'embout tubulaire et du harnais électrique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'étanchéité aptes à 25 empêcher une circulation d'air depuis l'extérieur du manchon en direction de celui-ci. L'invention propose de limiter l'apport d'air au manchon et par voie de conséquence l'apport d'oxygène. Le confinement à étanchéité à l'air du manchon permet d'augmenter le temps d'exposition de la gaine à des 30 températures élevées sans autoinflammation. En pratique, le risque d'autoinflammation est donc réduit. 3034452 3 Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'étanchéité comprennent une gaine recouvrant à étanchéité le manchon. L'ajout d'une gaine étanche, en particulier à l'air, peut être réalisé de manière simple sans modifier profondément les étapes de 5 montage/assemblage du harnais du manchon et de l'embout. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la gaine de recouvrement est réalisé dans une matière silicone pouvant résister jusqu'à une température de 700°C. Le manchon est par exemple réalisé en élastomère. 10 L'embout tubulaire peut également comprendre une collerette annulaire appliquée sur la paroi et disposée entre la paroi et lesdits moyens d'étanchéité. L'invention concerne également un carter, en particulier un carter intermédiaire pour une turbomachine, comprenant un ensemble du type 15 décrit précédemment, dans lequel ladite paroi est une paroi sensiblement cylindrique délimitant la surface radialement interne d'écoulement d'un flux de gaz, tel qu'un flux d'air secondaire. L'invention concerne encore une turbomachine telle qu'un turboréacteur, caractérisée en ce qu'elle comprend un ensemble tel que 20 décrit ci-dessus ou un carter comme décrit au paragraphe précédent. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : 25 la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'une turbomachine à double flux selon la technique connue ; la figure 2 est une vue schématique d'un bras d'un carter intermédiaire d'une turbomachine ; la figure 3 est une vue schématique en coupe d'un ensemble selon un 30 premier mode de réalisation de l'invention ; 3034452 4 - la figure 4 est une vue schématique en coupe axiale selon un second mode de réalisation de l'invention. On se réfère tout d'abord à la figure 1, qui représente une turbomachine 10 comprenant d'amont en aval une soufflante 12, un 5 compresseur basse pression 14, un carter intermédiaire 16, un compresseur haute pression 18, une chambre de combustion 20, une turbine haute pression 21 et une turbine basse pression 22. L'air entrant dans la turbomachine se divise en un flux d'air primaire (flèche A) qui circule à l'intérieur des compresseurs basse et haute pression 14, 18 vers 10 la chambre de combustion 20 puis à travers les turbines haute et basse pression 21, 22, et en un flux d'air secondaire (flèches B) qui contourne le compresseur 14, 18, la chambre de combustion 20 et la turbine 21, 22. Le carter intermédiaire 16 comprend des bras structuraux 24 s'étendant radialement vers l'extérieur. Le carter intermédiaire 16 15 comprend une paroi de révolution interne 26 délimitant extérieurement la veine d'écoulement du flux d'air primaire et une paroi de révolution 28 externe délimitant intérieurement la veine d'écoulement du flux d'air secondaire. La paroi 28 est réalisée en deux demi-coquilles qui bloquent l'embout 34 longitudinalement. 20 Certains des bras radiaux 24 tels que par exemple celui agencé angulairement à trois heures par rapport au cadran d'une montre, lorsque l'on regarde la turbomachine depuis l'amont, comprennent des harnais 30 électriques de passages de câbles électriques (figure 2). Ces harnais 30 cheminent depuis un équipement jusqu'à un boîtier d'accessoires 32 25 comme représenté en figure 1. Chaque harnais électrique 30 comprend un ensemble de câbles électriques qui sont recouverts d'une gaine textile elle-même recouverte d'une gaine métallique puis d'un manchon. Les câbles électriques cheminent à travers un orifice de la paroi de 30 révolution externe 28 dans un embout tubulaire 34, de préférence métallique, par exemple en acier inoxydable, d'axe 35. La paroi 28 est 3034452 5 réalisée en deux demi-pièces, de préférence en alliage d'aluminium, qui bloquent l'embout 34 longitudinalement selon la direction de l'axe 35. A cette fin, les deux demi-pièces peuvent comprendre une découpe de forme complémentaire à une section transversale rétrécie de l'embout. Dans une 5 telle réalisation, il n'est pas nécessaire de réaliser un embout 34 fileté extérieurement et de fixer l'embout 34 par rapport à la paroi 28 par l'intermédiaire d'un écrou vissé sur le filetage de l'embout. L'ensemble selon l'invention comprend des moyens d'étanchéité recouvrant le manchon en matériau thermorétractable. 10 L'embout tubulaire 34, de préférence métallique, par exemple en acier inoxydable, comprend une collerette annulaire 36 appliquée sur la face externe de la paroi de révolution externe 28. Le harnais électrique 30 engagé dans l'embout tubulaire 34 est recouvert par le manchon 38 en matériau thermorétractable, de préférence en matériau fluoro-élastomère, 15 qui recouvre également une première partie d'extrémité 40 de l'embout 34 située du côté de la collerette 36 par rapport à la paroi 28. L'embout 34 comprend en outre une deuxième extrémité 41 située du côté opposé de la collerette 36 par rapport à la paroi 28. Les parties d'extrémité 40 et 41 sont reliées entre elles. L'embout 34 est bloqué au moins en translation par 20 rapport la paroi 28 suivant l'axe 35. Il peut être soudé sur la paroi 28 ou bien monté libre en rotation par rapport à la paroi 28 autour de l'axe 35. Dans une première réalisation de l'invention représentée en figure 3, les moyens d'étanchéité comprennent une gaine métallique 46, par exemple en alliage de cuivre et de nickel, qui recouvre le manchon 25 thermorétractable 38. La gaine métallique est fixée à son extrémité située du côté de la paroi 28 par serrage à l'embout métallique au moyen d'un collier 48. Dans une autre réalisation de l'invention représentée en figure 4, le manchon 38 en matériau thermorétractable est recouvert d'une gaine 50 30 non plus métallique mais réalisée en silicone, tel que du silicone de référence RTV577 commercialisé par Momentive TM. 3034452 6 Ce type de silicone présente l'avantage de bien résister mécaniquement jusqu'à des températures de l'ordre de 700°C. Dans cette réalisation, l'embout 51 comprend également une collerette 36. L'extrémité libre du manchon 38 située du côté de la collerette 5 36 est montée de manière à recouvrir une nervure annulaire 52 de la partie d'extrémité 40 de l'embout 51. Cette nervure est formée en saillie radialement vers l'extérieur sur la face externe de la partie d'extrémité 40 de l'embout 51. Le manchon 38 thermoréactable est ainsi serré par chauffage sur l'embout 34. La gaine externe 50 en silicone vulcanisable à 10 température ambiante recouvre entièrement le manchon en matériau thermorétractable et recouvre ainsi également la nervure annulaire 52. En fonctionnement, l'une et l'autre des réalisations représentées aux figures 3 et 4 permettent de limiter l'apport d'oxygène au manchon en matériau thermoréatractable, ce qui limite les risques d'autoinflammation du 15 manchon et limite les risques d'incendie à cet endroit. Il est à noter qu'une gaine silicone (figure 4) présente l'avantage par rapport à une gaine métallique (figure 3) d'avoir une durée de vie plus importante du fait d'une robustesse plus grande. De plus, une gaine silicone donne plus de souplesse à l'ensemble représentée en figure 4, ce 20 qui facilite son intégration dans une turbomachine par rapport à un ensemble selon la figure 3. 25 REVENDICATIONS1. Ensemble pour le passage d'un harnais électrique au travers d'une paroi (28) comprenant un embout (34) métallique tubulaire traversant de part et d'autre la paroi (28) et logeant le harnais électrique, un manchon en matériau thermorétractable (38) s'étendant autour d'une partie d'extrémité (40, 50) de l'embout tubulaire (34) et du harnais électrique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'étanchéité (46, 50) aptes à empêcher une circulation d'air depuis l'extérieur du manchon en direction de celui-ci. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité comprennent une gaine (46, 50) recouvrant à étanchéité le manchon. 3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la gaine (50) est réalisé en silicone pouvant résister jusqu'à une température de 700°C environ. 4. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (38) est réalisé en élastomère. 5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embout tubulaire (34) comprend une collerette annulaire (36) appliquée sur la paroi (28) et disposée entre la paroi (28) et lesdits moyens d'étanchéité. 6. Carter, en particulier un carter intermédiaire pour une turbomachine, comprenant un ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel ladite paroi est une paroi (28) sensiblement cylindrique délimitant la surface radialement interne d'écoulement d'un flux de gaz. 7. Turbomachine, telle qu'un turboréacteur, caractérisée en ce qu'elle comprend un ensemble selon l'une des revendications 1 à 5 ou un carter selon la revendication 6.30