Brevet FR3101113A1 — publié le 20210326

L’invention concerne un dispositif (30) de refroidissement par jets d’air pour un carter (7) d’une turbomachine, s’étendant autour d’un axe (X) et comprenant un boitier (20) en communication fluidique avec au moins un tube (31), le tube (31) s’étendant circonférentiellement autour de l’axe (X) et comprenant au moins un orifice (310), ledit orifice permettant de projeter un flux d’air vers le carter (7), le dispositif (30) comprenant en outre un bouclier (32) configuré pour isoler le tube (31) d’un flux d’air (F2, F3) remontant du carter (7) vers le tube (31), ledit bouclier (32) comprenant un orifice (320) de passage d’air vers le carter (7) et s’étendant de part et d’autre dudit orifice (310) du tube tout en s’éloignant dudit tube (31), en outre ledit bouclier (32) étant agencé en regard du tube en étant en contact avec le tube (31) , et en s’étendant de sorte à ce que l’air situé dans un espace définit entre le bouclier (32) et le tube (31) puisse s’évacuer. Figure pour l’abrégé : Fig. 3 Dispositif de ventilation d'un carter de turbomachine DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L’invention concerne le domaine du refroidissement d’un carter de turbine. L’invention concerne plus précisément un dispositif de refroidissement, par jets d’air, d’un carter de turbine, de préférence basse pression, d’une turbomachine, un carter de turbine comprenant un tel dispositif, une turbine, de préférence basse pression, comprenant un tel carter, une turbomachine comprenant une telle turbine et un aéronef comprenant une telle turbomachine. En relation avec la figure 1 , une turbomachine d’un aéronef comprend, de manière connue, un rotor 1 tournant autour de l'axe AA’ de la turbomachine et entouré par un stator 2. Le rotor 1 et le stator 2 définissent entre eux une veine 12 d’écoulement des gaz qui parcourt successivement un compresseur basse pression 3, un compresseur à haute pression 4, une chambre de combustion 13, une turbine haute pression 5 et une turbine basse pression 6. La turbine basse pression 6 comprend des étages de distributeurs 8 (aubes fixes) fixés à un carter de turbine 7 et alternant le long de l’axe AA’ avec des étages d'aubes mobiles 9, fixés au rotor 1. Les performances de la turbine basse pression dépendent des jeux radiaux au sommet des aubes mobiles 9. De manière connue, ces jeux radiaux sont particulièrement sensibles aux échauffements excessifs du carter de turbine 7 et notamment à la dilatation thermique du carter de turbine 7. En effet, plus les jeux radiaux sont faibles, moins le débit de fuite s’écoulant au niveau de joints à labyrinthes formés par des léchettes de rotor 1 et des éléments abradables portés par le stator 2 est important et meilleur est le rendement de la turbine basse pression. De manière connue et afin de protéger le carter de turbine 7 des échauffements excessifs et pour garantir la bonne performance de la turbine, la turbomachine comprend un dispositif de refroidissement 15 comprenant plusieurs tubes 16 perforés disposées autour de la surface externe du carter de turbine 7. Ces tubes 16 sont alimentées en air sous pression correspondant à un mélange d’un flux d’air « froid » et un flux d’air relativement plus « chaud » prélevés au niveau du compresseur. Le flux d’air froid est acheminé vers les tubes par l’intermédiaire d’un premier conduit 17 et le flux d’air chaud est acheminé vers les tubes par l’intermédiaire d’un second conduit 19. Une vanne 18 permet de mélanger le flux d’air froid et le flux d’air chaud des deux conduits afin de contrôler la température du mélange des deux flux issus des deux conduits. Comme illustré sur la figure 2 , le mélange d’air est acheminé vers un boitier 20 d’alimentation en air sous pression vers les différentes tubes 16 disposés de part et d’autre du boitier 20. Chaque tube est raccordé au boitier 20 par l’intermédiaire d’une douille cylindrique. En fonctionnement, l’air sous pression est alors projeté au travers de perforations des tubes sur la surface externe du carter 7 et vient par conséquent le refroidir. Ces perforations sont typiquement de petits orifices débouchant au droit de la surface du carter 7. L’air sous pression transitant au travers de ces orifices assure ainsi une ventilation par impact du carter 7. Un tube 16 est typiquement cylindrique et s’étendant circonférentiellement autour du carter. Le tube étant perforé au droit du carter de turbine 7 afin de projeter l’air sur le carter de turbine 7. Un tel dispositif de refroidissement 15 permet de faire diminuer la température du carter de turbine 7 ce qui a pour conséquence de réduire les jeux radiaux en faisant se contracter le carter de turbine 7. Bien qu’une diminution de la température soit obtenue avec un tel dispositif de refroidissement, il reste toutefois nécessaire d’améliorer le refroidissement fournit par ce dispositif de refroidissement. Un but de l’invention est d’améliorer les dispositifs de refroidissement connus afin d’améliorer les performances de la turbine basse pression et donc de la turbomachine. A cet effet, l’invention concerne, selon un premier aspect, un dispositif de refroidissement par jets d’air pour un carter d’une turbomachine, s’étendant autour d’un axe et comprenant un boitier en communication fluidique avec au moins un tube, le tube s’étendant circonférentiellement autour de l’axe et comprenant au moins un orifice, ledit orifice permettant de projeter un flux d’air vers le carter, le dispositif comprenant en outre un bouclier configuré pour isoler le tube d’un flux d’air remontant du carter vers le tube, ledit bouclier comprenant un orifice de passage d’air vers le carter et s’étendant de part et d’autre dudit orifice du tube tout en s’éloignant dudit tube, en outre ledit bouclier étant agencé en regard du tube en étant en contact avec le tube, et en s’étendant de sorte à ce que l’air situé dans un espace définit entre le bouclier et le tube puisse s’évacuer. L’invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - le bouclier présente dans un plan radial une section de forme parabolique ou de forme en demi-cylindre ; - le bouclier présente de part et d’autre de l’orifice une première partie comprenant une paroi s’étendant de manière tangentielle au tube et une deuxième partie inclinée par rapport à la première partie ; - la paroi de la deuxième partie s’étend en formant un angle depuis la première partie, cet angle étant, de préférence, supérieur à 90° ; - le bouclier s’étend selon une direction radiale vis-à-vis de l’axe sur une hauteur inférieure ou égale au diamètre du tube ; - le bouclier est fixé sur le tube par soudure ou brasage ; - l’orifice du bouclier présente un diamètre supérieur ou égal au diamètre de l’orifice du tube. L’invention concerne selon un deuxième aspect, un carter de turbine, de préférence basse pression, comprenant un dispositif de refroidissement selon le premier aspect de l’invention. L’invention concerne selon un troisième aspect, une turbine, de préférence basse pression, comprenant un carter selon le deuxième aspect de l’invention. L’invention concerne selon un quatrième aspect une turbomachine comprenant une turbine selon le troisième aspect de l’invention. 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, outre les figures 1 et 2 déjà discutées : la figure 3 illustre un dispositif de refroidissement selon un premier mode de réalisation de l’invention ; la figure 4 illustre un dispositif de refroidissement selon un deuxième mode de réalisation. Sur l’ensemble des figures les éléments similaires portent des références identiques. Dispositif (30) de refroidissement par jets d’air pour un carter (7) d’une turbomachine, s’étendant autour d’un axe (X) et comprenant un boitier (20) en communication fluidique avec au moins un tube (31), le tube (31) s’étendant circonférentiellement autour de l’axe (X) et comprenant au moins un orifice (310), ledit orifice permettant de projeter un flux d’air vers le carter (7), le dispositif (30) comprenant en outre un bouclier (32, 32’) configuré pour isoler le tube (31) d’un flux d’air (F2, F3) remontant du carter (7) vers le tube (31), ledit bouclier (32, 32’) comprenant un orifice (320, 320’) de passage d’air vers le carter (7) et s’étendant de part et d’autre dudit orifice (310) du tube tout en s’éloignant dudit tube (31), en outre ledit bouclier (32, 32’) étant agencé en regard du tube en étant en contact avec le tube (31) , et en s’étendant de sorte à ce que l’air situé dans un espace définit entre le bouclier (32) et le tube (31) puisse s’évacuer. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, dans lequel le bouclier (32) présente dans un plan radial une section de forme parabolique ou de forme en demi-cylindre. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, dans lequel le bouclier (32’) présente de part et d’autre de l’orifice (310) une première partie (32’a) comprenant une paroi s’étendant de manière tangentielle au tube (31) et une deuxième partie (32’b) inclinée par rapport à la première partie, Dispositif de refroidissement selon la revendication 3, dans lequel la paroi de la deuxième partie s’étend en formant un angle depuis la première partie, cet angle étant, de préférence, supérieur à 90°. Dispositif de refroidissement selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le bouclier (32) s’étend selon une direction radiale vis-à-vis de l’axe (X) sur une hauteur inférieure ou égale au diamètre du tube (31). Dispositif refroidissement selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le bouclier (32) est fixé sur le tube (31) par soudure ou brasage. Dispositif de refroidissement selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’orifice du bouclier présente un diamètre supérieur ou égal au diamètre de l’orifice du tube. Carter de turbine, de préférence basse pression, de turbomachine comprenant un dispositif de refroidissement selon l’une des revendications précédentes. Turbine, de préférence basse pression, comprenant un carter selon la revendication 8. Turbomachine comprenant une turbine, de préférence basse pression, selon la revendication précédente.