Domaine de l'invention

L'invention concerne une nacelle pour ensemble propulsif, ladite nacelle comprenant un échangeur configuré pour refroidir un flux de fluide.

Présentation de l'Art Antérieur

Il est connu d'installer dans une turbomachine un échangeur air/air de type SACAC (« Surface Air Cooled Air Cooler ») pour refroidir un flux d'air, prélevé par exemple au niveau d'une sortie de prélèvement d'air sous pression d'un compresseur. Dans le cas d'un compresseur à plusieurs étages de compression, une telle sortie de prélèvement peut être ménagée pour communiquer avec l'air sous pression du dernier étage ou d'un étage précédent.

Comme illustré en Figure 1 , l'échangeur 52 reçoit un flux d'air 51 chaud (de température typiquement supérieure à 200°C) provenant d'une sortie de prélèvement d'air sous pression d'un compresseur 50 haute pression. En sortie de l'échangeur 52, le flux d'air 53 est refroidi et présente une température inférieure à 200°C.

Dans le cas des turbofans, l'échangeur est disposé sur la veine secondaire, de sorte à refroidir le flux d'air arrivant à l'échangeur à l'aide de l'air de la veine secondaire.

Dans le cas des turbopropulseurs, l'équivalent de la veine secondaire est l'air qui passe autour de la nacelle et est accéléré par les hélices. L'échangeur peut donc être disposé à l'extérieur de la nacelle. Toutefois, cette solution entraîne des interférences avec l'écoulement autour de la nacelle, ce qui accroît la traînée. Cette solution n'est donc pas satisfaisante.

Présentation de l'invention

Afin de pallier ces inconvénients, l'invention propose une nacelle pour ensemble propulsif comprenant au moins une écope débouchant vers l'air extérieur, un canal alimentant en air extérieur, depuis l'écope, deux conduits qui se séparent en aval du canal en formant un bec de séparation, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un échangeur configuré pour refroidir un flux de fluide entrant dans l'échangeur, ledit échangeur étant disposé au niveau et en contact du bec de séparation, l'air extérieur circulant depuis l'écope vers les deux conduits permettant de refroidir le flux de fluide entrant dans l'échangeur.

L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible :

- l'échangeur comprend un bâti, et une pluralité d'ailettes disposées sur une ou plusieurs faces du bâti ;

- l'échangeur est fixé à au moins l'un des conduits par au moins une plaque ;

- les conduits présentent une paroi en matériau composite et la plaque est métallique ;

- le bâti présente un profil effilé en son bord d'attaque ;

- le flux de fluide entrant dans l'échangeur est un flux d'air prélevé sur une sortie d'un compresseur de la turbomachine ;

L'invention concerne également un turbopropulseur comprenant une nacelle telle que décrite et une turbomachine. Dans un mode de réalisation, une entrée d'air de l'échangeur est connectée à une sortie d'un compresseur de la turbomachine, afin de refroidir le flux d'air prélevé au niveau de cette sortie du compresseur.

L'invention concerne également un procédé de montage d'un échangeur recevant un flux de fluide à refroidir, dans une turbomachine comprenant une nacelle dans laquelle est prévue au moins une écope débouchant vers l'air extérieur, un canal alimentant en air extérieur, depuis l'écope, deux conduits qui se séparent en formant un bec de séparation, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à pratiquer une ouverture dans le bec de séparation, introduire l'échangeur à travers l'ouverture, et le disposer au niveau du bec de séparation de sorte à ce que l'échangeur sépare les deux conduits. Le procédé peut en outre comprendre l'étape consistant à fixer l'échangeur à l'un des conduits par l'intermédiaire d'une plaque.

L'invention présente de nombreux avantages.

L'invention permet de refroidir un flux de fluide par un échangeur de manière simple et efficace.

En particulier, elle permet de réutiliser un flux d'air froid circulant dans des conduits de l'ensemble propulsif afin de refroidir le flux de fluide entrant dans l'échangeur.

En outre, l'invention permet à la fois de résoudre le problème du givre pouvant se créer dans certaines zones de l'ensemble propulsif, en particulier sur les becs de séparation des conduits, et de refroidir un flux de fluide chaud traversant un échangeur de l'ensemble propulsif.

L'invention permet donc de se passer de la pose de nombreux conduits qui auraient été nécessaires pour supprimer le givre et refroidir le flux de fluide entrant dans l'échangeur.

Présentation 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 Figure 1 est une représentation du fonctionnement d'un échangeur air/air dans une turbomachine;

- la Figure 2 est une représentation d'un ensemble propulsif selon l'invention, en vue de côté;

- la Figure 3 est une représentation d'un ensemble propulsif selon l'invention, en vue de dessus ;

- la Figure 4 est une représentation du positionnement de l'échangeur au niveau du bec de séparation des deux conduits ;

- la Figure 5 est une représentation de l'échangeur ;

- la Figure 6 est une représentation de la Figure 4 en vue de côté ;

- la Figure 7 est une représentation de la Figure 4 en vue de dessus ; - la Figure 8 est une représentation de la fixation de l'échangeur à un conduit via une plaque ;

- la Figure 9 est une représentation d'un mode de réalisation d'un procédé de montage d'un échangeur.

Description détaillée

On a représenté en Figures 2 et 3 un ensemble propulsif 1 d'aéronef. Sur ces Figures, l'ensemble propulsif 1 est un turbopropulseur.

L'ensemble propulsif 1 comprend une turbomachine et une nacelle 1 1 dans laquelle est prévue au moins une écope 2 débouchant vers l'air extérieur. Lors du déplacement de l'aéronef, l'air extérieur pénètre dans la nacelle 1 1 à travers l'écope 2. En général, l'écope 2 est placée à 12 heures (angle azimutal).

Un canal 3 est connecté à l'écope 2 et est alimenté en air extérieur. Ce canal 3 alimente deux conduits 13, 14 dans la nacelle 1 1 , qui se séparent en formant un bec 8 de séparation. Les deux conduits 13, 14 constituent chacun un prolongement distinct du canal 3. Comme illustré, les deux conduits 13, 14 se séparent en aval du canal 3 (le sens amont aval étant défini par le sens de l'écoulement de l'air extérieur dans et autour de la nacelle 1 1 ).

Le bec 8 de séparation est à la jonction entre le canal 3 et l'entrée des deux conduits 13, 14. Il délimite la séparation entre les entrées des deux conduits 13, 14. Ce bec 8 de séparation peut être plat ou être en saillie.

Après le bec 8 de séparation, les conduits 13, 14 sont séparés par une fente 30 et sont donc bien distincts.

Les conduits 13, 14 sont par exemple respectivement un conduit qui alimente en air froid l'équipement 31 (qui est par exemple le refroidisseur

« Air Cooled OU Cooler », qui refroidit l'huile du « Variable Frequency Generator » ou générateur de courant à fréquence variable), et un conduit qui alimente en air froid l'équipement 32 (qui est par exemple le

« Precooler » ou refroidisseur amont). La nacelle 1 1 comprend en outre au moins un échangeur 7 configuré pour refroidir un flux 12 de fluide entrant dans ledit échangeur 7.

Il s'agit par exemple d'un flux d'air prélevé sur une sortie de prélèvement d'air sous pression d'un compresseur de la turbomachine de l'ensemble propulsif. Dans ce cas, une entrée d'air de l'échangeur est connectée à la sortie de prélèvement du compresseur de la turbomachine, afin de refroidir le flux d'air prélevé du compresseur.

Une fois refroidi, le flux d'air peut notamment être envoyé vers un équipement qui contrôle des vannes pneumatiques.

II peut s'agir de tout fluide que l'on cherche à refroidir (huile de lubrification, fluide caloporteur, etc.).

L'échangeur 7 est disposé au niveau du bec 8 de séparation. Par conséquent, l'air extérieur pénétrant dans l'écope 2, et traversant le canal 3 puis les deux conduits 13, 14 s'écoule autour de l'échangeur 7. Comme illustré, l'échangeur 7 est en contact dudit bec 8 de séparation.

Le flux de fluide 12 entrant dans l'échangeur 7 est refroidi par la circulation de l'air extérieur s'écoulant autour de l'échangeur 7.

Cette configuration judicieuse permet de réutiliser des conduits 13,14 existants afin de refroidir le flux de fluide entrant dans l'échangeur 7. Il n'est donc pas nécessaire de recréer une nouvelle circulation d'air froid afin de refroidir le flux de fluide 12 entrant dans l'échangeur 7.

La structure de l'échangeur 7 est refroidie sur ses deux faces par l'air circulant vers le conduit 13 et l'air circulant vers le conduit 14. Grâce à cette installation, l'encombrement de l'échangeur 7 est réduit.

En outre, le bec 8 de séparation est en général soumis à la formation de givre. Grâce à la disposition judicieuse de l'échangeur 7 au niveau du bec 8 de séparation, le givre est supprimé, et il n'est pas nécessaire de mettre en place des dispositifs supplémentaires afin de lutter contre l'apparition de givre, comme des conduits de dégivrage.

Dans un mode de réalisation, l'échangeur 7 comprend un bâti 16 et une pluralité d'ailettes 18 disposées sur une ou plusieurs faces du bâti 16. Une ou plusieurs canalisations 23 amènent le flux 12 de fluide à refroidir dans le bâti 16. Le flux de fluide 12 ressort du bâti 16, par le même côté ou par un autre côté, via au moins une autre canalisation 24, avec une température inférieure.

Les ailettes 18 permettent de canaliser et de guider l'air extérieur autour du bâti 16 de l'échangeur 7, ce qui améliore les échanges thermiques, et donc l'efficacité du refroidissement. Avantageusement, les ailettes 18 sont disposées de part et d'autres du bâti 16. Elles s'étendent parallèlement les unes aux autres, et sont parallèles à la direction d'écoulement de l'air extérieur.

Dans un exemple de réalisation, le bâti 16 présente un profil effilé en son bord 21 d'attaque. Cette configuration permet d'améliorer l'écoulement de l'air extérieur autour du bâti 16.

Selon un mode de réalisation, la turbomachine est un turbopropulseur.

L'accrochage de l'échangeur 7 peut par exemple être réalisé par l'intermédiaire d'au moins une plaque 19. La plaque 19 est, d'une part, fixée à l'un des conduits 13, 14, et, d'autre part, à l'échangeur 7. La fixation est par exemple réalisée via des vis 35.

En général, les conduits 13, 14 présentent une paroi en matériau composite. Le bâti 16 est quant à lui métallique. Afin de lier le bâti 16 à au moins l'un des conduits, la plaque 19 peut être métallique.

On décrit, en référence à la Figure 9, un procédé de montage de l'échangeur 7 dans la nacelle 1 1 de l'ensemble propulsif 1 .

Le procédé comprend l'étape S1 consistant à pratiquer une ouverture dans le bec 8 de séparation séparant les deux conduits 13, 14.

La section et les dimensions de l'ouverture sont sélectionnées de sorte à correspondre à la section et aux dimensions de l'échangeur 7. Par exemple, l'ouverture présente une section rectangulaire, dont la surface permet de laisser passer l'échangeur 7 avec les ailettes 18.

A l'étape S2, l'échangeur 7 est introduit à travers l'ouverture et est disposé (étape S3) au niveau du bec de séparation 8 de sorte à ce que l'échangeur 7 sépare les deux conduits 13, 14. L'échangeur 7 joue alors le rôle de bec de séparation entre les deux conduits 13, 14.

Enfin, le bâti 16 de l'échangeur 7 est fixé à au moins l'un des conduits 13, 14 par l'intermédiaire d'au moins une plaque 19.