Brevet FR3129982A1 — publié le 20230609

La présente invention concerne un carter (8) de turbomachine (1) comprenant : - une pluralité de bras (11) s’étendant d’un moyeu interne (9) jusqu’à une virole externe (10) ; - des harnais électriques (13) configurés pour raccorder un premier équipement électrique (14) disposé radialement à l’extérieur de la virole externe (10) et un deuxième équipement électrique (15) disposé radialement à l’intérieur du moyeu interne (9) ; et - un fourreau (16) s’étendant au sein d’un bras (11) à distance de la paroi (12) du bras (11), le fourreau (16) comprenant une face interne (17) délimitant une cavité interne configurée pour recevoir des harnais électriques (13) ; et - au moins une cale (18) montée dans le fourreau (16), chaque cale (18) étant configurée pour maintenir les harnais électriques (13) à distance d’une face interne (17) du fourreau (16). Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Bras de servitude pour un carter d’échappement d’une turbomachine DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne des turbomachines, notamment des turbomoteurs aéronautiques, et plus particulièrement un carter d'échappement de turbomachine d'aéronef. L’invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, un carter d’échappement destiné à être utilisé dans un moteur de type USF (acronyme anglais de « Unducted Single Fan » pour soufflante unique non carénée), comprenant un aubage mobile et un aubage fixe de soufflante non-carénée de moteur d’aéronef. ETAT DE LA TECHNIQUE Une turbomachine présente un axe longitudinal autour duquel elle s’étend et comporte typiquement, d’amont en aval dans le sens de l’écoulement des gaz, une soufflante, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression, et une turbine basse pression comprenant notamment un carter d’échappement. Le carter d’échappement contribue à délimiter la veine primaire du fluide (ou flux primaire des gaz) traversant la turbomachine et assure, par l’intermédiaire du support de paliers, la concentricité entre le rotor et le stator de la turbomachine, ainsi que l’accrochage de l’aval du moteur à la nacelle. Ce carter d’échappement comprend conventionnellement un moyeu, centré sur l’axe de la turbomachine, une virole externe, coaxiale avec le moyeu, et un ensemble de bras reliant le moyeu et la virole externe. Les bras se trouvent dans le flux primaire et sont par conséquents plus chauds que la virole externe et le moyeu. Les bras du carter d’échappement sont donc soumis à des gradients thermiques importants qui génèrent des contraintes mécaniques dans les bras ayant un impact sur la durée de vie du carter d’échappement. Une turbomachine peut comprendre d'autres carters similaires tels qu'un carter intermédiaire (intercalé entre un compresseur basse pression et un compresseur haute pression de la turbomachine, et est donc traversé par un flux de gaz sortant du compresseur basse pression et destiné à alimenter le compresseur haute pression) ou un carter inter-turbine (intercalé entre la turbine haute pression et la turbine basse pression). Le fonctionnement d'une turbomachine conventionnelle implique notamment le passage de câbles électriques et la circulation de divers fluides à travers la turbomachine, tels que de l'air, de l'huile, ou de l'air huilé. Afin d'acheminer ces fluides, il est connu de disposer des canalisations dans la structure même de la turbomachine. Certaines de ces canalisations, appelées tubes de servitude, doivent relier des parties radialement externes de la turbomachine à des parties radialement internes, et ainsi traverser les flux d'air primaires et secondaires. Il est connu de faire passer des éléments de servitude tels que les tubes de servitudes au sein de bras creux de carters, tels que les bras creux du carter d'échappement, sans perturber l'écoulement du flux à l'intérieur de la veine grâce à leur cavité interne. De manière générale, chacun des éléments de servitudes permet de relier au moins un premier équipement situé radialement à l'intérieur de la veine à au moins un deuxième équipement situé radialement à l'extérieur de la veine du carter. Dans le cadre du développement de l’USF, de nombreux harnais électriques de puissance doivent passer dans le carter d’échappement pour les besoins d’hybridation électrique et d’intégration de capteurs de vitesse au niveau de l’arbre de turbine basse pression. Les technologies actuelles ne permettent cependant pas de tenir les températures usuelles subies par les bras du carter d’échappement dans une telle turbomachine. Il convient donc de refroidir les harnais en faisant circuler de l’air autour de ces derniers dans un espace restreint. Or les solutions existantes ne permettent pas de refroidir le harnais dans un encombrement réduit, tout en tenant compte des dilatations thermiques induites par l’écoulement traversant le carter d’échappement et des risques de vibrations des harnais électriques. Un but de l’invention est de remédier aux inconvénients précités, en proposant une solution permettant de faire passer des harnais électriques de manière simple, ergonomique et peut encombrante à travers un bras d’un carter d’échappement, en tenant compte de l’environnement thermique sévère auquel les bras sont soumis et également pour résister aux vibrations générées par le moteur. Il est à cet effet proposé, selon un premier aspect de l’invention un carter de turbomachine, par exemple un carter d’échappement, comprenant : - un moyeu interne s’étendant autour d’un axe ; - une virole externe coaxiale au moyeu interne ; - une pluralité de bras s’étendant du moyeu interne jusqu’à la virole externe, chaque bras présentant une paroi; - des harnais électriques configurés pour raccorder un premier équipement électrique disposé radialement à l’extérieur de la virole externe et un deuxième équipement électrique disposé radialement à l’intérieur du moyeu interne ; et - un fourreau s’étendant au sein d’un bras à distance de la paroi du bras, le fourreau comprenant une face interne délimitant une cavité interne configurée pour recevoir des harnais électriques ; et - au moins une cale montée dans le fourreau, chaque cale étant configurée pour maintenir les harnais électriques à distance d’une face interne du fourreau. Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives du carter selon le premier aspect sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison : - le fourreau loge au moins deux harnais électriques, la cale étant en outre configurée pour maintenir les au moins deux harnais électriques à distance les uns des autres au sein du fourreau ; - la cale comprend au moins deux passages traversants, chaque harnais électrique étant logé dans un passage traversant correspondant ; - le carter comprend en outre un système de ventilation en communication fluidique avec la cavité interne du fourreau ; - le carter comprend en outre le deuxième équipement électrique disposé radialement à l’intérieur du moyeu interne, le fourreau s’étendant en outre entre le moyeu interne et le deuxième équipement électrique de sorte que le système de ventilation est en communication fluidique avec le deuxième équipement électrique ; - la cale comprend en outre au moins une échancrure configurée pour permettre une circulation de fluide entre la virole externe et le moyeu interne afin de mettre en communication fluidique le deuxième équipement électrique avec le système de ventilation ; - le carter comprend en outre un isolant thermique fixé sur une face externe du fourreau ; - le fourreau est monté de façon mobile par rapport à l’un au moins parmi la virole externe et le moyeu interne en autorisant un débattement radial du fourreau par rapport à la virole externe et/ou par rapport au moyeu interne ; - la cale présente des zones d’appui configurées pour venir en contact avec la face interne du fourreau afin de maintenir les harnais électriques à distance de la face interne du fourreau, les zones d’appui pouvant être courbes ou planes ; et/ou - le carter comprend au moins deux harnais électriques et au moins deux portions de fourreau formant un fourreau qui s’étendent au sein du bras, les au moins deux portions de fourreau étant disposées bout-à-bout le long des harnais électriques de sorte à former un fourreau qui entoure les harnais électriques. Selon un deuxième aspect, l’invention propose une turbomachine comprenant un carter conforme au premier aspect. Dans un mode de réalisation, le carter se situant dans une veine primaire de la turbomachine. La turbomachine peut en outre comprendre une unique soufflante non carénée. Le cas échéant, la turbomachine peut être du type USF ou comprendre une soufflante carénée. Selon un troisième aspect, l’invention propose un aéronef comprenant une turbomachine comportant un carter conforme au premier aspect. La turbomachine peut en outre être conforme au deuxième aspect. DESCRIPTION DES FIGURES 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 : La est une vue partie d’un carter d’échappement conforme à un mode de réalisation de l’invention ; La représente le fourreau et les harnais de la ; La est une vue du dessus d’un premier exemple de réalisation d’une cale pouvant être utilisée dans un carter conforme à l’invention ; La est une vue du dessus d’un deuxième exemple de réalisation d’une cale pouvant être utilisée dans un carter conforme à l’invention ; La est une vue en coupe partielle prise dans un plan comprenant l’axe X et un axe radial passant par le bras du carter de la ; La est une vue schématique d’un exemple de turbomachine pouvant comprendre un carter d’échappement conforme à un mode de réalisation de l’invention. Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. Carter (8) de turbomachine (1), par exemple un carter d’échappement, comprenant : - un moyeu interne (9) s’étendant autour d’un axe (X) ; - une virole externe (10) coaxiale au moyeu interne (9) ; - une pluralité de bras (11) s’étendant du moyeu interne (9) jusqu’à la virole externe (10), chaque bras (11) présentant une paroi (12); - des harnais électriques (13) configurés pour raccorder un premier équipement électrique (14) disposé radialement à l’extérieur de la virole externe (10) et un deuxième équipement électrique (15) disposé radialement à l’intérieur du moyeu interne (9) ; et - un fourreau (16) s’étendant au sein d’un bras (11) à distance de la paroi (12) du bras (11), le fourreau (16) comprenant une face interne (17) délimitant une cavité interne configurée pour recevoir des harnais électriques (13) ; le carter (8) étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins une cale (18) montée dans le fourreau (16), chaque cale (18) étant configurée pour maintenir les harnais électriques (13) à distance d’une face interne (17) du fourreau (16). Carter (8) selon la revendication 1, dans lequel le fourreau (16) loge au moins deux harnais électriques (13), la cale (18) étant en outre configurée pour maintenir les au moins deux harnais électriques (13) à distance les uns des autres au sein du fourreau (16). Carter (8) selon la revendication 2, dans lequel la cale (18) comprend au moins deux passages traversants (19), chaque harnais électrique (13) étant logé dans un passage traversant (19) correspondant. Carter (8) selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant en outre un système de ventilation (21) en communication fluidique avec la cavité interne du fourreau (16). Carter (8) selon la revendication 4, comprenant en outre le deuxième équipement électrique (15) disposé radialement à l’intérieur du moyeu interne (9), le fourreau (16) s’étendant en outre entre le moyeu interne (9) et le deuxième équipement électrique (15) de sorte que le système de ventilation (21) est en communication fluidique avec le deuxième équipement électrique (15). Carter (8) selon l’une des revendications 4 et 5, dans lequel la cale (18) comprend en outre au moins une échancrure (29a, 29b) configurée pour permettre une circulation de fluide entre la virole externe (10) et le moyeu interne (9) afin de mettre en communication fluidique le deuxième équipement électrique (15) avec le système de ventilation (21). Carter (8) selon l’une des revendications 1 à 6, comprenant en outre un isolant thermique fixé sur une face externe du fourreau (16). Carter (8) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le fourreau (16) est monté de façon mobile par rapport à l’un au moins parmi la virole externe (10) et le moyeu interne (9) en autorisant un débattement radial du fourreau (16) par rapport à la virole externe (10) et/ou par rapport au moyeu interne (9). Carter (8) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel la cale (18) présente des zones d’appui (20) configurées pour venir en contact avec la face interne (17) du fourreau (16) afin de maintenir les harnais électriques (13) à distance de la face interne (17) du fourreau (16), les zones d’appui (20) pouvant être courbes ou planes. Carter (8) selon l’une des revendications 1 à 9, comprenant au moins deux harnais électriques (13) et au moins deux portions de fourreau formant un fourreau (16) qui s’étendent au sein du bras (11), les au moins deux portions de fourreau étant disposées bout-à-bout le long des harnais électriques (13) de sorte à former un fourreau (16) qui entoure les harnais électriques (13). Turbomachine (1) comprenant un carter (8) selon l’une des revendications 1 à 10, le carter se situant dans une veine primaire de la turbomachine (1).