Brevet FR3131939A1 — publié le 20230721

BEC DE SÉPARATION DE TURBOMACHINE AXIALE COMPRENANT UN PASSAGE DE DÉBIT D’AIR DE DÉGIVRAGE S’ÉTANDANT JUSQU’AU REDRESSEUR La présente invention a pour objet un bec de séparation (112) d’un flux d’air pour une turbomachine axiale, comprenant : une paroi annulaire extérieure (114) ; une paroi annulaire intérieure (116) supportant une rangée d’aubes statoriques (118) ; une pointe (115) en amont de la paroi annulaire extérieure et de la paroi annulaire intérieure ; un passage de débit d’air de dégivrage, situé entre la paroi annulaire extérieure et la paroi annulaire intérieure ; remarquable en ce que le passage de débit d’air de dégivrage s’étend, d’amont en aval du débit d’air (122) de dégivrage, successivement le long de la paroi annulaire extérieure, le long de la pointe, le long de la paroi annulaire intérieure jusqu’à la rangée d’aubes statoriques, et radialement à l’intérieur desdites aubes statoriques. L’invention a également pour objet une turbomachine axiale comprenant le bec de séparation du flux d’air. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 6) BEC DE SÉPARATION DE TURBOMACHINE AXIALE COMPRENANT UN PASSAGE DE DÉBIT D’AIR DE DÉGIVRAGE S’ÉTANDANT JUSQU’AU REDRESSEUR La présente invention concerne le domaine des turbomachines axiales, et plus particulièrement l’invention a trait à un système de dégivrage d’un bec de séparation de turbomachine axiale. Dans une turbomachine axiale du type à double corps et double flux, les veines d'écoulement du flux primaire et du flux secondaire sont séparées en aval de la soufflante par un bec de séparation. Au sein de la veine primaire, à l'entrée du compresseur basse pression (aussi couramment appelé « booster »), se trouvent un ensemble d'aubes statoriques de redressement (aussi appelées IGV pour « Inlet Guide Vane »). Dans certaines phases de vol et au sol, des conditions atmosphériques givrantes peuvent être rencontrées par la turbomachine, et de la glace peut se former sur le bec de séparation et également sur les aubes de redressement. Lorsque ce phénomène se produit, il peut conduire à l’obstruction partielle ou totale de la veine primaire, et a l’ingestion de blocs de glace détachés dans la veine primaire. En effet, une obstruction de la veine primaire entraîne une sous-alimentation de la chambre de combustion qui peut alors s'éteindre ou empêcher l'accélération de la turbomachine. Pour pallier ce problème de givrage, une solution consiste à intégrer un système de dégivrage au niveau du bec de séparation. Cependant, l’évolution des architectures de turbomachines actuelles comportent davantage d’éléments à agencer au niveau du bec de séparation, notamment, des bras structuraux ou des passages de lubrification des réducteurs, d’alimentation l’hydraulique, ou des conduits pour la commande des systèmes de calage variable des aubes de redressement. En effet, ces derniers sont particulièrement volumineux et notamment à cause de leurs axes de rotation occupant un espace radial considérable au niveau du bec de séparation. Le document de brevet publié WO 2020/212344 A1 divulgue une turbomachine aéronautique comprenant un bec de séparation monobloc obtenu par fabrication additive et ayant des cavités lui permettant de faire circuler l’air chaud afin d’assurer un dégivrage. Cependant, le dégivrage selon le document WO 2020/212344 A1 est concentré uniquement au niveau d’une partie amont de la paroi intérieure du bec de séparation et ne permet pas pour certaines configurations et/ou dimensionnements de dégivrer efficacement les aubes statoriques de redressement. De plus, l’architecture de la turbomachine ne comporte ni des bras structuraux en amont du bec, ni des aubes de redressement ayant un système de calage variable, la solution du document n’est donc pas suffisamment adaptée dans certains cas de turbomachines actuelles. La présente invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif d’optimiser le système de dégivrage des becs de séparation de turbomachines, et ce dans un encombrement restreint, de manière économique et sans ajout de poids significatif. À cet effet, l’invention a pour objet un bec de séparation d’un flux d’air pour une turbomachine axiale, comprenant : une paroi annulaire extérieure ; une paroi annulaire intérieure supportant une rangée d’aubes statoriques ; une pointe en amont de la paroi annulaire extérieure et de la paroi annulaire intérieure ; un passage de débit d’air de dégivrage, situé entre la paroi annulaire extérieure et la paroi annulaire intérieure ; remarquable en ce que le passage de débit d’air de dégivrage s’étend, d’amont en aval du débit d’air de dégivrage, successivement le long de la paroi annulaire extérieure, le long de la pointe, le long de la paroi annulaire intérieure jusqu’à la rangée d’aubes statoriques, et radialement à l’intérieur desdites aubes statoriques. Selon un mode avantageux de l’invention, les aubes statoriques comprennent un bord de fuite avec au moins un orifice débouchant dans une veine de flux primaire. Selon un mode avantageux de l’invention, le passage de débit d’air de dégivrage comprend un distributeur d’air de dégivrage formant une chambre de distribution s’étendant de manière annulaire le long de la paroi annulaire extérieure. Selon un mode avantageux de l’invention, le passage de débit d’air de dégivrage comprend des canaux s’étendant longitudinalement le long de la paroi annulaire extérieure, directement en aval du distributeur. Selon un mode avantageux de l’invention, la paroi annulaire extérieure comprend une cavité annulaire intermédiaire, le distributeur et les canaux étant délimités radialement extérieurement par ladite cavité annulaire intermédiaire. Selon un mode avantageux de l’invention, le passage comprend une chambre avant de dégivrage s’étendant de manière annulaire le long de la pointe. Selon un mode avantageux de l’invention, les canaux débouchent dans la chambre avant de dégivrage. Selon un mode avantageux de l’invention, la chambre avant de dégivrage comprend des lumières débouchant vers une chambre arrière de dégivrage, délimitée par les parois annulaires extérieure et intérieure. Selon un mode avantageux de l’invention, la chambre avant de dégivrage comprend des orifices radiaux d’évacuation du débit d’air en amont des bords d’attaque des aubes statoriques. Préférentiellement, le distributeur, les canaux, la paroi annulaire intermédiaire, la chambre avant et les lumières sont compris dans une structure monobloc du bec de séparation. Le terme monobloc signifie que la structure est d’un seul tenant non démontable et d’un même matériau. Préférentiellement, la structure monobloc ne résulte nullement d’un quelconque assemblage au préalable. De préférence, la structure monobloc de la présente invention est obtenue par fabrication additive, et plus préférablement obtenue par fonderie notamment de titane. Selon un mode avantageux de l’invention, la chambre arrière de dégivrage comprend une paroi arrière avec des canaux ou orifices débouchant dans les aubes statoriques. Selon un mode avantageux de l’invention, les aubes statoriques sont situées à l’arrière de la chambre arrière de dégivrage. Selon un mode avantageux de l’invention, la paroi annulaire intérieure comprend une portion annulaire intérieure supportant de manière pivotante les aubes statoriques. L’invention a également pour objet une turbomachine axiale comprenant le bec de séparation de flux d’air, selon l’invention. Avantageusement, le bec de séparation de la présente invention permet d’optimiser le passage du débit d’air chaud en provenance du compresseur haute pression et vers la pointe du bec et les aubes statoriques en amont du compresseur basse pression de la turbomachine axiale, dans un environnement encombré et tout en limitant la déperdition thermique, cela permet avantageusement de réduire considérablement le nombre de pièces assurant l’alimentation en air chaud du bec de dégivrage et la masse de ce dernier. De plus, le dégivrage efficace assuré par le bec de séparation de l’invention permet de préchauffer le flux primaire à l’entrée du compresseur basse pression, ce préchauffage permet d’améliorer l’efficacité énergétique des compresseurs et ainsi d’augmenter le rendement du moteur de la turbomachine, ce qui se traduit par une baisse des émissions des gaz carboniques. représente une vue partielle simplifiée d’une turbomachine axiale selon un premier mode de réalisation ; illustre une vue partielle en perspective suivant une première coupe longitudinale du bec de séparation de la turbomachine axiale de la ; est une vue partielle en perspective suivant une deuxième coupe longitudinale du bec de séparation de la turbomachine axiale de la ; est une vue partielle en perspective suivant une troisième coupe longitudinale du bec de séparation de la turbomachine axiale de la ; représente une vue partielle simplifiée d’une turbomachine axiale selon un deuxième mode de réalisation ; est une illustration schématique du bec de séparation de la turbomachine axiale de la . Bec de séparation (12 ; 112) d’un flux d’air (F) pour une turbomachine axiale (2 ; 102), comprenant : - une paroi annulaire extérieure (14 ; 114) ; - une paroi annulaire intérieure (16 ; 116) supportant une rangée d’aubes statoriques (18 ; 118) ; - une pointe (15 ; 115) en amont de la paroi annulaire extérieure (14 ; 114) et de la paroi annulaire intérieure (16 ; 116) ; - un passage de débit d’air de dégivrage, situé entre la paroi annulaire extérieure (14 ; 114) et la paroi annulaire intérieure (16 ; 116) ; caractérisé en ce que le passage de débit d’air de dégivrage s’étend, d’amont en aval du débit d’air (22 ; 122) de dégivrage, successivement le long de la paroi annulaire extérieure (14 ; 114), le long de la pointe (15 ; 115), le long de la paroi annulaire intérieure (16 ; 116) jusqu’à la rangée d’aubes statoriques (18 ; 118), et radialement à l’intérieur desdites aubes statoriques (18 ; 118). Bec de séparation (12 ; 112) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage de débit d’air de dégivrage comprend un distributeur d’air (24 ; 124) de dégivrage formant une chambre de distribution (24 ; 124) s’étendant de manière annulaire le long de la paroi annulaire extérieure (14 ; 114). Bec de séparation (12 ; 112) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le passage de débit d’air de dégivrage comprend des canaux (26) s’étendant longitudinalement le long de la paroi annulaire extérieure (14 ; 114), directement en aval du distributeur (24 ; 124). Bec de séparation (12 ; 112) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le passage comprend une chambre avant (30 ; 130) de dégivrage s’étendant de manière annulaire le long de la pointe (15 ; 115). Bec de séparation (12 ; 112) selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les canaux (26) débouchent dans la chambre avant (30 ; 130) de dégivrage. Bec de séparation (12 ; 112) selon l’une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la chambre avant de dégivrage (30 ; 130) comprend des lumières (32 ; 132) débouchant vers une chambre arrière (34 ; 134) de dégivrage, délimitée par les parois annulaires extérieure (14 ; 114) et intérieure (16 ; 116). Bec de séparation (12 ; 112) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre arrière (34 ; 134) de dégivrage comprend une paroi arrière (40 ; 140) avec des canaux ou orifices (42 ; 142) débouchant dans les aubes statoriques (18 ; 118). Bec de séparation (12 ; 112) selon l’une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les aubes statoriques (18 ; 118) sont situées à l’arrière de la chambre arrière (34 ; 134) de dégivrage. Bec de séparation (112) selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la paroi annulaire intérieure (116) comprend une portion annulaire intérieure (150) supportant de manière pivotante les aubes statoriques (118). Turbomachine axiale (2 ; 102) comprenant un bec de séparation (12 ; 112) selon l’une des revendications 1 à 9.