Brevet FR3133645A1 — publié le 20230922

Carter d’échappement (1) de turbomachine s’étendant autour d’un axe (X) et comprenant une virole interne (5) et une virole externe (7) centrées sur l’axe (X), la virole externe (7) étant radialement plus éloignée de l’axe (X) vis-à-vis de la virole interne (5), la virole interne (5) et la virole externe (7) étant chacune annulaire et définissant entre elles une veine (3) d’écoulement d’air, la virole interne (5) et la virole externe (7) comprenant chacune une surface de veine annulaire, le carter d’échappement étant caractérisé en ce qu’au moins une des surfaces de veine s’étend autour de l’axe (X) en passant par un premier point (P1) à une première distance (D1) de l’axe (X) et un deuxième point (P2) circonférentiellement décalé du premier point (D1) et qui se situe à une deuxième distance (D2) de l’axe (X), la première distance (D1) étant différente de la deuxième distance (D2). Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Carter d’échappement de turboréacteur à encombrement réduit DOMAINE DE L'INVENTION L’invention concerne des turbomachines, et plus particulièrement des carters de turbomachines et notamment des carters d’échappement de turboréacteur. ETAT DE LA TECHNIQUE Un turboréacteur comprend généralement une soufflante, un corps comprenant à son aval, l’aval étant défini par rapport à la direction générale d’écoulement des gaz dans le turboréacteur, un carter d’échappement qui entoure à l’aval du corps, la zone d’échappement des gaz. Le carter d’échappement est une pièce de stator dans la turbomachine, elle est également connue sous la désignation anglaise « Turbine Rear Frame » abrégée en TRF. Dans l’objectif de réduire d’une manière générale l’encombrement des pièces d’un turboréacteur, il existe un besoin de réduire l’encombrement du carter d’échappement. En particulier on cherche à en réduire l’encombrement radial, c’est-à-dire l’encombrement dans une direction transverse à l’axe du turboréacteur qui correspond à la direction verticale lorsque le turboréacteur est monté sur un aéronef. On cherche en particulier à ce que la longueur à prévoir sous l’aile pour y placer le turboréacteur diminue par rapport à l’art antérieur. Un but de l’invention est de proposer un carter d’échappement qui présente un encombrement réduit par rapport à l’art antérieur. Le but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un carter d’échappement de turbomachine s’étendant autour d’un axe, le carter d’échappement comprenant une virole interne et une virole externe centrées sur l’axe, la virole externe étant radialement plus éloignée de l’axe vis-à-vis de la virole interne, la virole interne et la virole externe étant chacune annulaire et définissant entre elles une veine d’écoulement d’air entourant l’axe, la virole interne et la virole externe comprenant chacune une surface de veine annulaire qui délimite la veine d’écoulement d’air, le carter d’échappement étant caractérisé en ce que au moins une des surfaces de veine s’étend autour de l’axe en passant par un premier point à une première distance de l’axe et un deuxième point circonférentiellement décalé du premier point et qui se situe à une deuxième distance de l’axe, la première distance étant différente de la deuxième distance. Le carter selon l’invention présente parmi la virole interne et la virole externe, une virole qui n’est pas circulaire. Ce degré de liberté permet d’ajuster la forme du carter d’échappement selon les contraintes d’encombrement et de résoudre le problème mentionné ci-dessus. Un tel système/procédé est avantageusement et optionnellement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison : - un rapport d’une différence entre la première distance et la deuxième distance sur la première distance est supérieur ou égal à 5 % et inférieur ou égal à 40% ; - la surface de veine passant par le premier point et le deuxième point comprend en outre une pluralité d’autres points, le premier point, le deuxième point et les autres points étant situés sur une ellipse centrée sur l’axe ; - la surface de veine passant par le premier point et le deuxième point présente au moins en partie une forme polygonale, la pluralité de points formant des sommets de la forme polygonale ; - la virole interne présente tout autour de l’axe une forme d’une ellipse ou une forme polygonale définie par des sommets situés sur une ellipse, l‘ellipse étant définie par un rapport d’ellipse de virole interne calculé entre un premier grand axe de virole interne sur un premier petit axe de virole interne, la virole externe présentant tout autour de l’axe une forme d’une ellipse ou une forme polygonale définie par des sommets situés sur une ellipse, l’ellipse étant définie par un rapport d’ellipse de virole externe calculé entre un deuxième grand axe de virole externe sur un deuxième petit axe de virole externe, le rapport d’ellipse de virole interne et le rapport d’ellipse de virole externe étant chacun compris entre 1.05 et 1.40 ; - le rapport d’ellipse de virole externe est compris entre 85 % et 97 % du rapport d’ellipse de virole interne ; - la surface de veine de la virole interne comprend une portion d’une première ellipse et la surface de veine de la virole externe comprend une portion d’une deuxième ellipse, la première ellipse étant différente de la deuxième ellipse ; - la surface de veine de la virole interne et/ou la surface de veine de la virole externe comprend une première portion qui correspond à une portion d’une première d’ellipse et une deuxième portion qui correspond à une portion d’une deuxième ellipse, la première ellipse étant différente de la deuxième ellipse ; - le carter comprend un moyeu définissant la virole interne, le carter d’échappement comprenant une pluralité de bras, chaque bras s’étendant à travers la veine d’écoulement depuis le moyeu jusqu’à la virole externe, un écart angulaire séparant des bras circonférentiellement adjacents d’une paire étant différent d’un écart angulaire séparant des bras circonférentiellement adjacents d’une autre paire ; - le carter est configuré pour que chaque section angulaire de la veine d’écoulement s’étendant depuis un bord d’attaque d’un premier bras à un bord d’attaque d’un deuxième bras circonférentiellement adjacent au premier bras définit une superficie, et pour chaque section un rapport d’une différence entre la superficie et une superficie de référence prédéterminée sur la superficie de référence est supérieur ou égal à 5% et inférieur ou égal à 10%. L’invention porte également sur une turbomachine comprenant un carter d’échappement tel qu’on vient de le décrire. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : la représente schématiquement une turbomachine ; les figures 2 à 4 représentent schématiquement des carters d’échappement selon différents modes de réalisation de l’invention ; la est une représentation schématique d’une ellipse ; la est une représentation schématique d’un détail d’un carter d’échappement selon un mode de réalisation de l’invention. Carter d’échappement (1) de turbomachine s’étendant autour d’un axe (X), le carter d’échappement (1) comprenant une virole interne (5) et une virole externe (7) centrées sur l’axe (X), la virole externe (7) étant radialement plus éloignée de l’axe (X) vis-à-vis de la virole interne (5), la virole interne (5) et la virole externe (7) étant chacune annulaire et définissant entre elles une veine (3) d’écoulement d’air entourant l’axe (X), la virole interne (5) et la virole externe (7) comprenant chacune une surface de veine annulaire qui délimite la veine d’écoulement d’air, le carter d’échappement étant caractérisé en ce que au moins une des surfaces de veine s’étend autour de l’axe (X) en passant par un premier point (P1) à une première distance (D1) de l’axe (X) et un deuxième point (P2) circonférentiellement décalé du premier point (D1) et qui se situe à une deuxième distance (D2) de l’axe (X), la première distance (D1) étant différente de la deuxième distance (D2). Carter d’échappement (1) selon la revendication 1 dans lequel un rapport d’une différence entre la première distance (D1) et la deuxième distance (D2) sur la première distance (D1) est supérieur ou égal à 5 % et inférieur ou égal à 40%. Carter d’échappement (1) selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la surface de veine passant par le premier point (P1) et le deuxième point (P2) comprend en outre une pluralité d’autres points, le premier point(P1), le deuxième point (P2) et les autres points étant situés sur une ellipse centrée sur l’axe (X). Carter d’échappement (1) selon la revendication 3 dans lequel la surface de veine passant par le premier point (P1) et le deuxième point (P2) présente au moins en partie une forme polygonale, la pluralité de points formant des sommets de la forme polygonale. Carter d’échappement (1) selon la revendication 4 dans lequel la virole interne (5) présente tout autour de l’axe (X) une forme d’une ellipse ou une forme polygonale définie par des sommets situés sur une ellipse, l‘ellipse étant définie par un rapport d’ellipse de virole interne calculé entre un premier grand axe de virole interne (5) sur un premier petit axe de virole interne (5), la virole externe (7) présentant tout autour de l’axe (X) une forme d’une ellipse ou une forme polygonale définie par des sommets situés sur une ellipse, l‘ellipse étant définie par un rapport d’ellipse de virole externe calculé entre un deuxième grand axe de virole externe (7) sur un deuxième petit axe de virole externe (7), le rapport d’ellipse de virole interne et le rapport d’ellipse de virole externe étant chacun compris entre 1.05 et 1.40. Carter d’échappement (1) selon la revendication 5 dans lequel le rapport d’ellipse de virole externe est compris entre 85 % et 97 % du rapport d’ellipse de virole interne. Carter d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendication 1 à 6, dans lequel la surface de veine de la virole interne (5) comprend une portion d’une première ellipse et la surface de veine de la virole externe (7) comprend une portion d’une deuxième ellipse, la première ellipse étant différente de la deuxième ellipse. Carter d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la surface de veine de la virole interne (5) et/ou la surface de veine de la virole externe (7) comprend une première portion qui correspond à une portion d’une première d’ellipse et une deuxième portion qui correspond à une portion d’une deuxième ellipse, la première ellipse étant différente de la deuxième ellipse. Carter d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, comprenant un moyeu (2) définissant la virole interne (5), le carter d’échappement comprenant une pluralité de bras (4), chaque bras (4) s’étendant à travers la veine d’écoulement depuis le moyeu (2) jusqu’à la virole externe (7), un écart angulaire séparant des bras (4) circonférentiellement adjacents d’une paire étant différent d’un écart angulaire séparant des bras (4) circonférentiellement adjacents d’une autre paire. Carter d’échappement (1) selon la revendication 9 configuré pour que chaque section angulaire de la veine d’écoulement s’étendant depuis un bord d’attaque d’un premier bras (4) à un bord d’attaque d’un deuxième bras (4) circonférentiellement adjacent au premier bras (4) définit une superficie, et pour chaque section un rapport d’une différence entre la superficie et une superficie de référence prédéterminée sur la superficie de référence est supérieur ou égal à 5% et inférieur ou égal à 10%. Turbomachine comprenant un carter d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10.