WO2023099533A1 - Turbomachine axiale triple-flux avec échangeur de chaleur divergeant dans le troisième flux - Google Patents

Turbomachine axiale triple-flux avec échangeur de chaleur divergeant dans le troisième flux Download PDF

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David WEICKER
Florian Cleyet
Bruno Servais
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Safran Aero Boosters SA
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    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the invention relates to the field of turbomachines and more particularly three-flow turbomachines.
  • the invention relates to the arrangement of a heat exchanger for cooling the oil of the turbomachine.
  • turbomachine In a turbomachine (turbojet), it is generally necessary to cool the oil in the lubrication circuit. For this purpose, it is known to place one or more heat exchanger(s) in the secondary flow, that is to say downstream of the fan.
  • the published patent document EP 3 674 531 A1 discloses a heat exchanger of the air-oil type placed in the vein of the secondary flow. Such a heat exchanger generates significant disturbances in the secondary flow stream. Indeed, the air traveled in this vein has too high a speed for the aerodynamic or thrust losses to be negligible.
  • the invention aims to solve the drawbacks of the design/manufacture of turbomachines of the state of the art.
  • the invention aims to propose a solution which allows efficient cooling in a restricted space while reducing the impact on the efficiency of the turbomachine.
  • the invention relates to an axial turbomachine, comprising: a first separation nozzle capable of separating an incoming air flow into a radially internal air flow and a radially external air flow, called secondary flow; a second separation nozzle capable of separating the radially internal air flow into a primary flow and a tertiary flow, the tertiary flow being in a tertiary flow vein radially external to said primary flow, delimited by an internal wall and an external wall; and an air/oil type heat exchanger disposed in the tertiary flow stream; remarkable in that the heat exchanger comprises several angular sectors, each angular sector comprising an oil inlet on the internal wall at one angular end of said sector, and an oil outlet on said internal wall at an opposite angular end of said sector.
  • the turbomachine is in the form of a turboprop or a three-flow turbomachine.
  • each angular sector of the heat exchanger comprises one or more oil passages extending in the tertiary flow stream and, fluidically, between the corresponding oil inlet and the corresponding oil outlet.
  • each angular sector of the heat exchanger comprises an oil distributor extending circumferentially along the internal wall and comprising the oil inlet, and an oil collector. oil extending circumferentially along the inner wall and including the oil outlet.
  • each angular sector of the heat exchanger comprises several oil passages extending in the tertiary flow stream and, in a fluidic manner, between the oil distributor and the manifold. oil.
  • the oil inlet and/or the oil outlet is integrally formed in the internal wall.
  • At least one of the sectors comprises a passage for short-circuiting said sector, extending fluidically between the oil inlet and the oil outlet along the wall internal.
  • the or each of the short-circuiting passages comprises a normally closed valve capable of opening in the presence of a pressure difference between the oil inlet and the oil outlet. oil, greater than or equal to a limit value.
  • the or each of the short-circuiting passages is formed entirely in the internal wall.
  • the oil inlet and/or the oil outlet are located on a terminal downstream portion of said heat exchanger.
  • the oil inlet and/or the oil outlet are located at a distance from a downstream edge of said heat exchanger at the level of the inner wall, which is less than 20% of a total extent of said heat exchanger along said inner wall.
  • said turbomachine comprises structural arms extending radially in the tertiary flow stream at junctions between the sectors of the heat exchanger.
  • each structural arm has, in the tertiary flow vein, a cross section with a width decreasing over a downstream half of said section.
  • the oil inlet and the oil outlet are located at the level of the downstream half in axial projections of the cross section of more great width of the structural arms adjacent to said angular sector.
  • the heat exchanger comprises, over a total extent of the heat exchanger following the tertiary flow, a free portion of material forming an air bypass, said air bypass. the air being adjacent to the inner wall and adjacent to the collector and/or the distributor.
  • the air bypass is delimited radially inwards by the internal wall.
  • each angular sector of the heat exchanger comprises an oil inlet passage extending radially and laterally to the air by-pass from the oil inlet and a passage oil outlet extending radially and laterally from the air bypass to the oil outlet, said oil inlet and oil outlet passages being located at the downstream half in projections axial sections of the widest cross-section of the structural arms adjacent to said angular sector.
  • the oil inlet passage is distant from the oil outlet passage by a distance greater than at most 20% more than the circumferential width of the air by-pass.
  • the invention is particularly advantageous in that it makes it possible to circulate in the heat exchanger an air which is cold and at an adequate speed, in particular thanks to the divergence of the exchanger in the direction of flow of the air, thus ensuring efficient cooling. Indeed, good cooling efficiency allows the use of less imposing and therefore less bulky, less heavy and less expensive exchangers.
  • the positioning of the exchanger at the level of the vein of the tertiary flow makes it possible to avoid hindering the efficiency of the engine, which results in energy efficiency and optimized thrust which advantageously makes it possible to reduce carbon dioxide emissions. .
  • FIG. 1 is a view in longitudinal section of a turbomachine comprising a heat exchanger, according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 1 is a front view of the tertiary flow stream comprising the heat exchanger, according to the first embodiment
  • FIG. 1 is a perspective view in longitudinal section of a heat exchanger of a turbomachine according to a second embodiment
  • FIG. 1 shows a partial top view of the heat exchanger according to a third embodiment
  • the turbomachine 2 evolves in an air flow F whose movement relative to the turbomachine 2 is generated by the rotation of the propeller 4 and the advancement of the aircraft on which the turbomachine 2 is mounted.
  • the air flow F is separated by a first splitter 10 into a radially internal air flow F' and a radially external air flow F2, called secondary flow F2.
  • the propeller 4 can be arranged upstream of the first separation nozzle 10 or downstream.
  • the radially internal air flow F' passes through a mobile wheel 12 which directs the latter towards a second separation nozzle 14 capable of separating the radially internal air flow F' into a primary flow F1 and a tertiary flow F3, the latter is distinct from the secondary stream F2.
  • the first separation beak 10 comprises an internal wall forming a first external guide wall 11 of the radially internal air flow F', said first external guide wall 11 forming a convex profile seen from said radially internal air flow F' .
  • the second separation beak 14 comprises an external wall forming a second external guide wall 13 of the radially internal air flow F' having passed through the movable wheel 12, said second external guide wall 13 forming a convex profile seen from the tertiary flow F3.
  • the tertiary flow F3 enters a tertiary flow stream 16 radially external to said primary flow F1.
  • the tertiary flow F3 passes through a heat exchanger 18 arranged in the tertiary flow vein 16.
  • the turbomachine 2 is illustrated symmetrically with respect to the longitudinal axis 8.
  • the tertiary flow stream 16 is annular and circumferentially continuous over 360° around the longitudinal axis 8.
  • the tertiary flow F3 is a flow that crosses annularly the tertiary flow vein 16.
  • the tertiary flow F3 extends essentially along the axial direction and in a position radially between the primary flow F1 and the secondary flow F2.
  • the tertiary flow F3 extends in the tertiary flow vein 16 from the radially internal air flow F' downstream of the moving wheel 12 and to the secondary flow F2 after having crossed the heat exchanger 18.
  • the turbomachine 2 further comprises a stator (not shown) arranged upstream of the heat exchanger 18 at the level of the tertiary flow stream 16.
  • the stator makes it possible to straighten the tertiary flow F3 before the latter crosses the heat exchanger 18 in order to minimize the aerodynamic disturbances of the tertiary flow F3 which can be caused by the moving wheel 12, this makes it possible to optimize the heat exchange between the air and the oil.
  • the stator corresponds to a row of stator vanes arranged in the tertiary flow stream downstream of the separation nozzle 14.
  • the stator can be arranged upstream of the separation nozzle 14 and downstream of the impeller 12.
  • the heat exchanger 18 extends radially and axially in an upstream section 20 of the tertiary flow stream 16, presenting a divergent longitudinal section in the direction of the flow of the tertiary flow F3.
  • the heat exchanger 18 can axially overlap a high pressure compressor 15 as well as a low pressure compressor 17, called "booster" 17, said heat exchanger 18 can also be positioned axially above the low pressure compressor 17.
  • the heat exchanger 18 is arranged axially between the low pressure compressor 17 and the high pressure compressor 15.
  • a "VBV” channel 19 (Variabe Bleed Valve) having an outlet passing through an internal wall of the tertiary flow stream 16 and disposed axially downstream of the heat exchanger 18, the "VBV" channel makes it possible to ensure a function of discharge by returning part of the primary flow F1 to the tertiary flow F3, this makes it possible, for example, to evacuate any ice particles from the primary flow F1 to avoid jamming of the high pressure compressor 15, in particular when the flow rate of the primary flow F1 becomes too weak.
  • the arrangement of the outlet of the "VBV" channel 19 downstream of the heat exchanger 18 makes it possible to preserve the latter from a possible risk of jamming.
  • the heat exchanger 18 can extend continuously over 360° in the upstream section 20 of the stream 16 around the longitudinal axis 8 of the turbomachine 2.
  • the heat exchanger 18 extends so discontinuous over 360° around the longitudinal axis 8 by being subdivided into several angular segments and each can ensure a heat exchange function between the air and the oil which can be different from one segment to another. Examples of the different heat exchange functions will be given later in this description.
  • the tertiary flow F3 crosses the heat exchanger 18 occupying the upstream section 20 of the vein 16 at a speed having a Mach number comprised in an interval ranging from 0.1 to 0.6, generally 0.3.
  • the divergence of the upstream section 20 of the stream 16 makes it possible to contribute to the slowing down of the air by reducing its speed.
  • the tertiary flow stream 16 also includes a downstream section 22 having a convergent longitudinal section following the tertiary flow F3.
  • a downstream section 22 having a convergent longitudinal section following the tertiary flow F3.
  • the heat exchanger 18 is of the "ACOC” type, an acronym for the English expression “Air-Cooled Oil Cooler”, comprising oil passages which extend into the tertiary flow stream, said oil passages d extend particularly in a radial and axial direction between an upper wall and a lower wall of said heat exchanger 18.
  • the heat exchanger 18 of the present invention is different from a "SACOC" surface air-oil exchanger, in which the oil remains in the lower and upper walls and does not cross the exchanger radially.
  • the "ACOC" heat exchanger 18 allows a heat exchange between the air and the oil, preferably a cooling of the oil by the air.
  • the oil temperature can reach an operating temperature of up to 180°C and a flow rate of up to 30,000 l/h.
  • the exchanger 18 can ensure the cooling of the oil used in several components of the aircraft, in particular, an engine, a gearbox, an engine generator and any electronic component requiring cooling.
  • a single heat exchanger 18 can combine the cooling of several functions or oil circuits of the turbomachine, and this according to different parameters related to the need for oil cooling, i.e. inlet temperatures, flow rates, outlet temperature requested or the air conditions, the various circuits can be placed in thermal contact or isolated.
  • the exchanger 18 and in particular its oil passages can withstand low oil temperature down to -54°C.
  • the heat exchanger 18 is of the air/oil type with heat exchange surfaces with the air 26 which are in contact with the oil passages 24.
  • the exchange surfaces 26 have a divergent longitudinal section along the tertiary flow F3, i.e. the radial height separating two exchange surfaces 26 downstream of the exchanger is greater than the radial height separating said two exchange surfaces at the upstream of the interchange.
  • the exchange surfaces 26 have a cross section which increases along the tertiary flow F3.
  • the heat exchanger 18 is a one-piece part obtained by additive manufacturing, and more preferably obtained by laser fusion on a bed of aluminum powder.
  • the exchange surfaces 26 are preferably formed by thin plates, and advantageously, each plate delimits two exchange surfaces 26.
  • the oil passages 24 are arranged side by side with a number between 1 and 50, and preferably between 5 and 30, and more preferably between 10 and 25. Alternatively, the oil passages 24 can be merged so as to form a single channel.
  • the divergence of the heat exchanger 18 is sized to reduce the speed of the air by around 25%, i.e. the tertiary flow F3 passes for example from a speed of Mach 0.33 to a number of Mach about 0.2 at the exit of interchange 18.
  • 60% of the cumulative length of said oil passages 24 extend in longitudinal planes distributed angularly around the longitudinal axis 8, and preferably 80% of the cumulative length, in said longitudinal planes.
  • the oil passages 24 extending in the longitudinal planes are parallel to the direction of air flow.
  • the upstream section 20 of the tertiary flow stream 16 comprises an external casing 30 and an internal casing 32.
  • the upstream section 20 further comprises an external intermediate casing 31 and an internal intermediate casing 33, each of said external 31 and internal 33 intermediate casings is integral with the interchange 18.
  • oil passages 24 and/or the exchange surfaces 26 are integrally formed with the external intermediate casing 31 as well as with the internal intermediate casing 33 of the exchanger 18.
  • the outer casing 30 is an integral part of the outer intermediate casing 31, and at the same time, the inner casing 32 is an integral part of the inner intermediate casing 33.
  • the outer casing 30 comprises at an upstream end and/or at a downstream end, a fixing flange 34.
  • the outer casing 30 comprises two fixing flanges 34 arranged both at the upstream end and at the the downstream end of exchanger 18.
  • each fixing flange 34 is configured to be fixed to the flange fixing 36 belonging to the exchanger 18.
  • the fixing flanges 34, 36 are circumferentially continuous around the longitudinal axis 8.
  • the mounting direction of the exchanger 18 in the turbomachine is preferably from downstream to upstream, i.e. in the opposite direction to the tertiary flow F3.
  • the fixing of the exchanger 18 to the outer casing 30 can be ensured by screwing.
  • the exchanger 18 is an integral part of the tertiary flow stream 16 and thus ensures the aerodynamic continuity of the tertiary flow F3 within the stream 16.
  • the fixing of the exchanger 18 with the internal casing 32 can be obtained by means of a rigid connection between a fixing flange belonging to the internal casing 32 with another fixing flange belonging to the exchanger 18, and precisely belonging to a angular sector 38 of the exchanger 18.
  • the angular sector 38 is an integral part of the exchanger 18 and comprises an oil inlet passage 40 allowing the distribution of the oil in the oil passages 24.
  • the fixing is preferably obtained by screwing between the two flanges (not shown) which can be arranged circumferentially around the longitudinal axis 8.
  • the exchanger 18 comprises over its total extent along the tertiary flow F3, a free portion of material 42 forming a bypass 42, commonly called an air bypass 42, and can also be called a "FOD" bypass, an acronym for the English expression "Foreign Object Debris".
  • an air bypass an acronym for the English expression "Foreign Object Debris”.
  • Debris or "FOD” can include birds, hail, hailstones, or any other object that may clog or damage the heat exchanger.
  • the exchanger 18 includes the bypass 42 to allow debris to cross the vein 16 without blocking the passage of the tertiary flow F3 through the exchanger 18 or damaging the latter.
  • a protective grid can be placed on the front face of the exchanger 18 to further protect the oil passages 24 and the exchange surfaces 26, and without hindering their ability to heat exchange.
  • the air by-pass 42 is adjacent to the outer casing 30 of the upstream section 22 of the tertiary flow stream 16.
  • the air by-pass 42 is delimited radially outwards by the outer intermediate casing 31 and more precisely delimited radially outwards by an upper face 44 belonging to the outer intermediate casing 31 of the exchanger 18, said upper face 44 is adjacent to the first outer guide wall 11 belonging to the outer casing 30.
  • the air bypass 42 is delimited radially inwards by a face 45 belonging to a wall radially delimiting the heat exchange surfaces 26, said wall having a constant radial height.
  • the air by-pass 42 extends radially over a height corresponding to a maximum of 20% of a total radial height of the upstream section 22 of the tertiary flow stream 16.
  • the height of the by-pass of air 42 extends radially to a maximum of 15% of a total radial height corresponding to the divergent longitudinal section of the vein 16.
  • the air bypass 42 has a constant radial height over the total extent of the exchanger 18 following the tertiary flow F3. Indeed, the height of the air bypass 42 remains constant and does not change in any way according to the flow of the air because it is not desired to modify the speed of the latter, only the passage of the debris is expected from the air bypass 42.
  • this makes it possible to limit the difference in pressure drops between the air bypass 42 and the rest of the exchanger 18.
  • the radial height of the air bypass 42 may vary in order to compensate for any pressure drops which may be caused by aerodynamic disturbances downstream of the exchanger.
  • the air bypass 42 may have a convergent and/or divergent longitudinal section.
  • FIG. 1 There is a front view, ie in the direction of air flow, of the tertiary flow stream 16 comprising the exchanger 18, of the turbomachine of the .
  • the exchanger 18 is distributed angularly in the tertiary flow vein 16, indeed, it can be considered that a plurality of exchangers 18 in the vein 16 represents a single exchanger 18.
  • the exchanger 18 comprises several angular sectors 38, each angular sector 38 comprises an oil inlet 48 on the second external guide wall 13 of the radially internal air flow, called internal wall 13 at an angular end of said sector 38.
  • the angular sector 38 also comprises at an opposite angular end an oil outlet 50 on the internal wall 13, the opposition of one end relative to the other relates to a radial axis (not shown) located in the middle of the angular sector.
  • the oil inlet 48 or the oil outlet 50 is integrally formed in the inner wall 13.
  • the oil inlet 48 and the oil outlet 50 are integrally formed in the inner wall 13.
  • the angular sector 38 comprises an oil distributor 52 extending circumferentially along the internal wall 13 and an oil collector 54 also extending circumferentially along the internal wall 13.
  • angular sectors 38 can comprise a single distributor 52 and a single oil collector 54.
  • a single distributor can for example be connected to several cooling circuits of the axial turbomachine.
  • the oil distributor 52 includes the oil inlet 48 and the oil manifold includes the oil outlet 50.
  • the oil passages 24 extending fluidly into the tertiary flow stream between the corresponding oil inlet 48 and the corresponding oil outlet 50.
  • An oil outlet passage 55 is arranged between the oil passages 24 and the oil manifold 54, and a shorting passage may connect the oil inlet passage 40 to the oil outlet passage. oil 55.
  • the angular sector 38 comprises a short-circuiting passage 56 of said sector 38, also called an oil bypass 56, the latter being integrally formed in the internal wall 13 and extending fluidically between the inlet 48 and the oil outlet 50 along the internal wall 13.
  • the exchanger 18 can comprise several oil bypasses 56.
  • the oil bypass 56 makes it possible to ensure the cold operation of the exchanger 18, in particular at temperatures around -40° C., in fact, the cold oil has a high viscosity which is not suitable to allow its passage through the exchanger 18, the oil therefore passes through the oil bypass 56 until it reaches a suitable viscosity.
  • defrost circuit may be arranged near or in contact with the oil bypass 56, and may also be in contact with the oil passages 24, the defrosting can ensure the heating of the oil included in the exchanger 18.
  • the oil bypass 56 comprises a normally closed valve 58 and capable of opening in the presence of a pressure difference between the oil inlet 48 and the oil outlet 50, greater than or equal to a value limit. Valve 58 can also open when the viscosity of the oil is too high compared to a previously identified threshold.
  • the oil inlet 48 is located on a terminal downstream portion of the exchanger 18 while the oil outlet 50 is located on an upstream portion of the exchanger 18. However, the reverse can be done or Both the inlet 48 and the outlet 50 can be located at the level of the downstream or upstream portion.
  • the oil inlet 48 is at an angular end of the angular sector 38 as well as the oil inlet passage 40, and the oil outlet 50 as well as the oil outlet passage 55 are located in the opposite angular end of the angular sector 38.
  • the oil passages 24 extending from the oil inlet 48 to the oil outlet 50 extend circumferentially over the entire circumferential extent of the heat exchanger. heat 18, thus making it possible to maximize the heat exchange zone between the tertiary flow and the oil.
  • FIG. 1 There shows a partial perspective view of an exchanger 118 according to a second embodiment of the invention. It should be noted that a perspective view of the interchange 118 is supposed to have an arcuate profile, however the has been greatly simplified to make it easier to understand.
  • the first embodiment consists in positioning the air by-pass 42 being adjacent to the outer casing 30. While the second embodiment consists mainly in positioning an air by-pass 142, having the same geometric configuration as the air bypass 42 described above. In this respect, the exchange surfaces 26 as well as the oil passages and all the other elements forming the exchanger 118 are identical to the exchanger 18.
  • the air bypass 142 is configured to be adjacent to the inner casing 32, this involves structural adjustments which will be fully detailed later in this description.
  • the air bypass 142 is adjacent to the internal casing (not shown) of the upstream section of the tertiary flow stream.
  • the air bypass 142 is delimited radially inwards by the internal intermediate casing 33 and more precisely delimited radially inwards by a lower face 46 belonging to the internal intermediate casing of the exchanger 118, said lower face 46 is adjacent to the internal casing and particularly adjacent to the internal wall 13 illustrated in the preceding figures.
  • the lower face 46 forms a continuity of the tertiary flow vein with the internal wall 13, it can therefore be considered that the air bypass 142 is delimited radially inwards by the internal wall 13.
  • the air bypass 142 is delimited radially outwards by a face 47 belonging to a wall radially delimiting the heat exchange surfaces 26, said wall having a constant radial height.
  • the choice of the embodiment of the present invention can be made according to the overall arrangement of the various elements of the axial turbomachine, and more precisely according to the radial position of the top of one of the blades of the moving wheel with respect to the heat exchanger 18, 118 in combination with the geometric shape of the second outer guide wall 13 as indicated in the .
  • the exchanger 18, 118 can be manufactured and adapted according to the architecture of the turbomachine in which it will be mounted in order to anticipate the radial part of the stream 16 which comprises the greatest risk of impact with the debris so that the air bypass 42, 142 is arranged there.
  • the turbomachine comprises structural arms 60 adjacent to the angular sectors and extending radially in the tertiary flow stream at junctions between said angular sectors of the exchanger 118.
  • Each angular sector of the exchanger 118 extends circumferentially between two structural arms 60, so in the case where the exchanger 118 is angularly subdivided in the tertiary flow stream, said subdivision can be ensured by the structural arms 60.
  • the structural arms 60 are arranged axially downstream of the stator in the tertiary flow stream, and preferably between the low pressure compressor and the high pressure compressor.
  • Each structural arm 60 comprises an upstream portion comprising a leading edge, the exchanger 118 is arranged downstream of the latter.
  • this arrangement makes it possible to further minimize the aerodynamic disturbances of the tertiary flow F3 which may be caused by the moving wheel.
  • the structural arm 60 has a cross section with a width decreasing over a downstream half of said section forming a convergent downstream portion 62 of the structural arm 60.
  • each structural arm 60 includes a trailing edge
  • the exchanger 118 is arranged upstream of said trailing edge.
  • the exchanger 118 is arranged between the leading edge and said trailing edge.
  • this makes it possible to improve the rigidity of the assembly of the exchanger 118 in the turbomachine and to better control the pressure drops and the aerodynamic disturbances.
  • the leading edges of the structural arms 60 make it possible to promote heat exchange in convection between the oil and the tertiary flow F3.
  • the exchanger 118 extends circumferentially between two structural arms so that said exchanger 118 is in direct contact with at least one of the two structural arms, and preferably in direct contact with each of the two structural arms 60.
  • the heat exchange surfaces 26 are adjacent to the downstream portions 62 of the structural arms 60.
  • the exchanger 118 is adjacent in the axial and circumferential direction to the downstream portions 62 of the structural arms 60.
  • the exchanger 118 is circumferentially in direct contact (stuck) with the downstream portions 62 while overlapping axially at least 80% of a total axial extent of said downstream portions 62.
  • adjacent means here that the exchanger 118 is in contact with at least 80% of the downstream portions 62.
  • the heat exchange surfaces 26 have a diverging circumferential profile conforming to the downstream portions 62 of the structural arms 60.
  • this makes it possible to limit the pressure drops and to increase the efficiency of the heat exchange between the tertiary flow and the oil within the exchanger 118.
  • each downstream portion 62 comprises at least one inclined side profile 65, this latter is inclined with respect to an axial direction and extends over at least 5% of the corresponding side profile 64.
  • the inclined side profile 65 has an average inclination which depends on its axial extent compared to that of the side profile 64, the inclination can vary between 5° and 60°.
  • the inclination of the inclined side profile 65 is of the order of 30° relative to the side profile 64, said inclination preferably extends over 30% of the axial length of the structural arm 60.
  • the oil passages 24 can partially or totally follow the inclination of the inclined side profile 65 of the structural arms 60.
  • the oil inlet 40 and oil outlet 55 passages are located at the level of the downstream half 62 in axial projections 61 of the cross section of more large width of the structural arms 60.
  • the axial projections 61 are called terminal downstream portions 61, the oil inlet 40 and oil outlet 55 passages are arranged in said terminal downstream portions 61. the oil outlet in order to maximize the circulation of the oil within the exchanger 118 inside the tertiary flow vein.
  • the exchanger is arranged axially at the level of the greatest width of the structural arms 60, this advantageously makes it possible to facilitate the assembly of said exchanger which is done from downstream to upstream.
  • the oil inlet and/or the oil outlet are located at a distance from a downstream edge 63 of the exchanger 118 which is less than 20% of its total axial extent, and more preferably, at a distance less than 5% of its total extent.
  • the air by-pass 142 is delimited circumferentially by the sides 43, the latter can conform to the lateral profile 64, in the , the sides 43 do not conform with the inclined side profile 65.
  • the oil inlet passage 40 as well as the oil outlet passage 55 extend radially and laterally to the air bypass 142, the latter two being separated from each other by a distance greater than the circumferential width of the air bypass 142, i.e. between two sides 43.
  • the oil inlet passage 40 is distant from the oil outlet passage 55 by a distance greater than at most 20% more than the circumferential width of the air bypass 142, and more preferably , by a distance greater than at most 5% more than the circumferential width of the air bypass 142.
  • FIG. 18 There shows a partial top view of the exchanger 18 or 118 illustrating a third embodiment of the invention in which the exchanger 18, 118 presents a change in the number per unit area of its exchange surfaces 26 , called density evolution, located in a portion 66 adjacent to the structural arms 60, with respect to the number per unit area of the exchange surfaces 26 located in a central part 68.
  • the adjacent portion 66 can be considered as being a boundary layer to the exchanger, and the evolution of the density is in the circumferential direction and it is at least 20% and preferably 50%.
  • the exchanger 18, 118 therefore has 50% more exchange surfaces 26 at the level of the adjacent portion 66 compared to the number of exchange surfaces at the level of the central part 68.
  • the change in density in the circumferential direction makes it possible to slow down the air and to accompany its flow as far as the downstream portion 62, thus promoting heat exchange between the oil and the air.
  • the reduction in pressure drops and the reduction in the generation of drag at the level of the flow of the tertiary flow F3 also present another advantage of the invention.
  • the exchange surfaces 26 of the exchanger have a cross section having a pattern preferably in hexagonal form, however, in order to illustrate the evolution in a simplified way, a rectangular pattern has been illustrated in Figures 7 and 8.
  • the number of exchange surfaces 26 per unit area increases in the adjacent part 66 as the circumferential increase of the cross-section at the tertiary flow F3.
  • the flow of the tertiary flow F3 gradually diverges in the circumferential direction to follow the inclined side profile 65 of the downstream portion 62 of each structural arm 60.
  • the increase in the number of exchange surfaces 26 per unit area takes place along one or more sectors 67, 69, and between each sector of the adjacent part 66, the increase per unit area of the number exchange surfaces 26 is at least 20% and preferably 50%.
  • the evolution of the density of the exchange surfaces is also possible in the radial direction by following the divergence of the tertiary flow vein in the longitudinal section, this allows to have the same advantages as the evolution of the density in the axial and circumferential directions.
  • the arrangement of the heat exchanger according to the invention and in particular the divergent tertiary flow stream makes it possible to supply the exchanger with air that is cold enough and slow enough so that both the cooling efficiency of oil is ensured and that the aerodynamic losses linked to the presence of the heat exchanger are limited, thus favoring the thrust of the aircraft while contributing to the reduction of carbon dioxide emissions.
  • each technical characteristic of each illustrated example is applicable to the other examples.
  • the evolution of the density of the heat exchange surfaces can be applied to the exchanger in the three directions, with an air bypass radially adjacent to the external or internal casing.

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Abstract

Turbomachine axiale, comprenant : un premier bec de séparation apte à séparer un flux d'air entrant en un flux d'air radialement interne et un flux d'air radialement externe, dit flux se¬ condaire; un deuxième bec de séparation apte à séparer le flux d'air radialement interne en un flux primaire et un flux tertiaire (F3), le flux tertiaire étant dans une veine de flux tertiaire (16) radialement externe audit flux primaire, délimitée par une paroi interne (13) et une paroi externe (11); et un échangeur de chaleur (18) du type air/huile, disposé dans la veine de flux tertiaire; remarquable en ce que l'échangeur de chaleur comprend plusieurs secteurs angulaires (38), chaque secteur angulaire comprenant une arrivée d'huile (48) sur la paroi interne à une extrémité angulaire dudit secteur, et une sortie d'huile (50) sur ladite paroi interne à une extrémité angulaire opposée dudit secteur.

Description

TURBOMACHINE AXIALE TRIPLE-FLUX AVEC ÉCHANGEUR DE CHALEUR DIVERGEANT DANS LE TROISIÈME FLUX Domaine
L’invention a trait au domaine des turbomachines et plus particulièrement des turbomachines à trois flux. L’invention porte sur l’agencement d’un échangeur de chaleur destiné au refroidissement de l’huile de la turbomachine.
Art antérieur
Dans une turbomachine (turboréacteur), il est généralement nécessaire de refroidir l’huile du circuit de lubrification. A cet effet, il est connu de disposer un ou plusieurs échangeur(s) de chaleur dans le flux secondaire, c’est-à-dire en aval de la soufflante.
Cependant, la disposition d’un échangeur de chaleur au niveau du circuit secondaire pénalise la performance et le rendement global de la turbomachine. En effet, l’effort de poussée généré par la soufflante est en partie freiné par l’échangeur encombrant. De plus, des perturbations aérodynamiques du flux secondaire peuvent avoir lieu entrainant des vibrations et des nuisances sonores.
Le document de brevet publié EP 3 674 531 A1 divulgue un échangeur de chaleur de type air-huile disposé dans la veine du flux secondaire. Un tel échangeur de chaleur génère des perturbations importantes dans la veine de flux secondaire. En effet, l’air parcouru dans cette veine a une vitesse trop élevée pour que les pertes aérodynamiques ou de poussée soient négligeables.
Le document de brevet publié US 2021/0108597 A1 divulgue une turbomachine comprenant un échangeur de chaleur positionné dans un conduit de soufflante.
L’état de l’art présente donc des inconvénients relatifs à des pénalités de performances, auxquelles s'ajoute la contrainte liée à la fragilité de l'échangeur. En effet, celui-ci ne peut pas être placé directement en amont de la turbomachine pour éviter de perturber son effort de poussée, notamment en raison du risque d'impact avec des corps étrangers qui pourraient pénétrer dans la turbomachine.
L’invention vise à résoudre les inconvénients de la conception/fabrication des turbomachines de l’état de la technique. En particulier, l’invention vise à proposer une solution qui permette un refroidissement efficace dans un encombrement restreint tout en réduisant l’impact sur le rendement de la turbomachine.
L’invention a trait à une turbomachine axiale, comprenant : un premier bec de séparation apte à séparer un flux d’air entrant en un flux d’air radialement interne et un flux d’air radialement externe, dit flux secondaire ; un deuxième bec de séparation apte à séparer le flux d’air radialement interne en un flux primaire et un flux tertiaire, le flux tertiaire étant dans une veine de flux tertiaire radialement externe audit flux primaire, délimitée par une paroi interne et une paroi externe ; et un échangeur de chaleur du type air/huile, disposé dans la veine de flux tertiaire ; remarquable en ce que l’échangeur de chaleur comprend plusieurs secteurs angulaires, chaque secteur angulaire comprenant une arrivée d’huile sur la paroi interne à une extrémité angulaire dudit secteur, et une sortie d’huile sur ladite paroi interne à une extrémité angulaire opposée dudit secteur.
La turbomachine se présente sous la forme d’un turbopropulseur ou d’une turbomachine à trois flux.
Selon un mode avantageux de l’invention, chaque secteur angulaire de l’échangeur de chaleur comprend un ou plusieurs passages d’huile s’étendant dans la veine de flux tertiaire et, de manière fluidique, entre l’arrivée d’huile correspondante et la sortie d’huile correspondante.
Selon un mode avantageux de l’invention, chaque secteur angulaire de l’échangeur de chaleur comprend un distributeur d’huile s’étendant de manière circonférentielle le long de la paroi interne et comprenant l’arrivée d’huile, et un collecteur d’huile s’étendant de manière circonférentielle le long de la paroi interne et comprenant la sortie d’huile.
Selon un mode avantageux de l’invention, chaque secteur angulaire de l’échangeur de chaleur comprend plusieurs passages d’huile s’étendant dans la veine de flux tertiaire et, de manière fluidique, entre le distributeur d’huile et le collecteur d’huile.
Selon un mode avantageux de l’invention, pour chaque secteur angulaire de l’échangeur de chaleur, l’arrivée d’huile et/ou la sortie d’huile est intégralement formée dans la paroi interne.
Selon un mode avantageux de l’invention, au moins un des secteurs comprend un passage de mise en court-circuit dudit secteur, s’étendant de manière fluidique entre l’arrivée d’huile et la sortie d’huile le long de la paroi interne.
Selon un mode avantageux de l’invention, le ou chacun des passages de mise en court-circuit comprend un clapet normalement fermé et apte à s’ouvrir en présence d’une différence de pression entre l’entrée d’huile et la sortie d’huile, supérieure ou égale à une valeur limite.
Selon un mode avantageux de l’invention, le ou chacun des passages de mise en court-circuit est intégralement formé dans la paroi interne.
Selon un mode avantageux de l’invention, pour chaque secteur angulaire de l’échangeur de chaleur, l’arrivée d’huile et/ou la sortie d’huile sont situées sur une portion aval terminale dudit échangeur de chaleur.
Selon un mode avantageux de l’invention, pour chaque secteur angulaire de l’échangeur de chaleur, l’arrivée d’huile et/ou la sortie d’huile sont situées à une distance d’un bord aval dudit échangeur de chaleur au niveau de la paroi interne, qui est inférieure à 20% d’une étendue totale dudit échangeur de chaleur le long de ladite paroi interne.
Selon un mode avantageux de l’invention, ladite turbomachine comprend des bras structuraux s’étendant radialement dans la veine de flux tertiaire à des jonctions entre les secteurs de l’échangeur de chaleur.
Selon un mode avantageux de l’invention, chaque bras structural présente, dans la veine de flux tertiaire, une section transversale avec une largeur diminuant sur une moitié aval de ladite section.
Selon un mode avantageux de l’invention, pour chaque secteur angulaire de l’échangeur de chaleur, l’arrivée d’huile et la sortie d’huile sont situées au niveau de la moitié aval dans des projections axiales de la section transversale de plus grande largeur des bras structuraux adjacents audit secteur angulaire.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’échangeur de chaleur comprend, sur une étendue totale de l’échangeur de chaleur suivant le flux tertiaire, une portion libre de matière formant un by-pass d’air, ledit by-pass d’air étant adjacent à la paroi interne et adjacent au collecteur et/ou au distributeur.
Selon un mode avantageux de l’invention, le by-pass d’air est délimité radialement vers l’intérieur par la paroi interne.
Selon un mode avantageux de l’invention, chaque secteur angulaire de l’échangeur de chaleur comprend un passage d’arrivée d’huile s’étendant radialement et latéralement au by-pass d’air depuis l’arrivée d’huile et un passage de sortie d’huile s’étendant radialement et latéralement au by-pass d’air vers la sortie d’huile, lesdits passages d’arrivée d’huile et de sortie d’huile étant situés au niveau de la moitié aval dans des projections axiales de la section transversale de plus grande largeur des bras structuraux adjacents audit secteur angulaire.
Selon un mode avantageux de l’invention, le passage d’arrivée d’huile est distant du passage de sortie d’huile d’une distance supérieure à au maximum 20% de plus que la largeur circonférentielle du by-pass d’air.
Avantages de l’invention
L’invention est particulièrement avantageuse en ce qu’elle permet de faire circuler dans l’échangeur de chaleur un air qui est froid et à une vitesse adéquate, notamment grâce à la divergence de l’échangeur dans la direction d’écoulement de l’air, assurant ainsi une efficacité du refroidissement. En effet, une bonne efficacité du refroidissement permet l’emploi d’échangeurs moins imposants et donc moins encombrants, moins lourds et moins coûteux.
Par ailleurs, le positionnement de l’échangeur au niveau de la veine du flux tertiaire permet d’éviter d’entraver le rendement du moteur ce qui se traduit par une efficacité énergétique et une poussée optimisée qui avantageusement permet de réduire les émissions des gaz carboniques.
 Description des dessins
est une vue en coupe longitudinale d’une turbomachine comprenant un échangeur de chaleur, selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
est une vue de détail de l’échangeur de chaleur de la turbomachine de la  ;
est une vue de face de la veine de flux tertiaire comprenant l’échangeur de chaleur, selon le premier mode de réalisation ;
illustre de manière schématique les trajets d’huile dans l’échangeur de chaleur sur un secteur angulaire, selon le premier mode de réalisation ;
est une en perspective et en coupe longitudinale d’un échangeur de chaleur d’une turbomachine selon un deuxième mode de réalisation ;
représente une vue d’au-dessus en coupe de l’échangeur de chaleur dans la veine de flux tertiaire selon le deuxième mode de réalisation ;
représente une vue d’au-dessus partielle de l’échangeur de chaleur selon un troisième mode de réalisation ;
illustre une évolution de densité des surfaces d’échange thermique dans les directions axiale et circonférentielle.
Description d’un mode de réalisation
La turbomachine 2 évolue dans un flux d’air F dont le mouvement relatif à la turbomachine 2 est généré par la rotation de l’hélice 4 et l’avancement de l’aéronef sur laquelle la turbomachine 2 est montée.
Le flux d’air F est séparé par un premier bec de séparation 10 en un flux d’air radialement interne F’ et un flux d’air radialement externe F2, dit flux secondaire F2. L’hélice 4 peut être disposée en amont du premier bec de séparation 10 ou en aval.
Le flux d’air radialement interne F’ traverse une roue mobile 12 qui dirige ce dernier vers un deuxième bec de séparation 14 apte à séparer le flux d’air radialement interne F’ en un flux primaire F1 et un flux tertiaire F3, ce dernier est distinct du flux secondaire F2.
Le premier bec de séparation 10 comprend une paroi interne formant une première paroi de guidage externe 11 du flux d’air radialement interne F’, ladite première paroi de guidage externe 11 formant un profil convexe vu depuis ledit flux d’air radialement interne F’.
Le deuxième bec de séparation 14 comprend une paroi externe formant une deuxième paroi de guidage externe 13 du flux d’air radialement interne F’ ayant traversé la roue mobile 12, ladite deuxième paroi de guidage externe 13 formant un profil convexe vu depuis le flux tertiaire F3.
Le flux tertiaire F3 pénètre dans une veine de flux tertiaire 16 radialement externe audit flux primaire F1. Le flux tertiaire F3 traverse un échangeur de chaleur 18 disposé dans la veine de flux tertiaire 16.
On peut voir sur la que la turbomachine 2 est illustrée de manière symétrique par rapport à l’axe longitudinal 8. En effet, la veine de flux tertiaire 16 est annulaire et circonférentiellement continue sur 360° autour de l’axe longitudinal 8. A cet effet, le flux tertiaire F3 est un flux qui traverse annulairement la veine de flux tertiaire 16.
Dans cette configuration, le flux tertiaire F3 s’étend essentiellement suivant la direction axiale et dans une position radialement comprise entre le flux primaire F1 et le flux secondaire F2.
Le flux tertiaire F3 s’étend dans la veine de flux tertiaire 16 depuis le flux d’air radialement interne F’ en aval de la roue mobile 12 et jusqu’au flux secondaire F2 après avoir traversé l’échangeur de chaleur 18.
La turbomachine 2 comprend en outre un stator (non illustré) agencé en amont de l’échangeur de chaleur 18 au niveau de la veine de flux tertiaire 16. Avantageusement, le stator permet de redresser le flux tertiaire F3 avant que ce dernier traverse l’échangeur de chaleur 18 afin de minimiser les perturbations aérodynamiques du flux tertiaire F3 qui peuvent être causées par la roue mobile 12, cela permet d’optimiser l’échange thermique entre l’air et l’huile.
Le stator correspond à une rangée d’aubes statoriques disposée dans la veine de flux tertiaire en aval du bec de séparation 14. Alternativement, le stator peut être disposé en amont du bec de séparation 14 et en aval de la roue mobile 12.
L’échangeur de chaleur 18 s’étend radialement et axialement dans un tronçon amont 20 de la veine de flux tertiaire 16, présentant une section longitudinale divergente dans le sens de l’écoulement du flux tertiaire F3.
L’échangeur de chaleur 18 peut chevaucher axialement un compresseur haute pression 15 ainsi qu’un compresseur basse pression 17, dit « booster » 17, ledit échangeur de chaleur 18 peut aussi être positionné axialement par au-dessus de du compresseur basse pression 17. De préférence, l’échangeur de chaleur 18 est agencé axialement entre le compresseur basse pression 17 et le compresseur haute pression 15.
Un canal « VBV » 19 (Variabe Bleed Valve) ayant une sortie traversante une paroi interne de la veine de flux tertiaire 16 et disposée axialement en aval de l’échangeur de chaleur 18, le canal « VBV » permet d’assurer une fonction de décharge en renvoyant une partie du flux primaire F1 vers le flux tertiaire F3, cela permet d’évacuer par exemple d’éventuels particules de glaces du flux primaire F1 pour éviter le bourrage du compresseur haute pression 15, notamment lorsque le débit du flux primaire F1 devient trop faible.
Avantageusement, l’agencement de la sortie du canal « VBV » 19 en aval de l’échangeur de chaleur de chaleur 18 permet de préserver ce dernier d’un éventuel risque de bourrage.
L’échangeur de chaleur 18 peut s’étendre de manière continue sur 360° dans le tronçon amont 20 de la veine 16 autour de l’axe longitudinal 8 de la turbomachine 2. Préférentiellement, l’échangeur de chaleur 18 s’étend de manière discontinue sur 360° autour de l’axe longitudinal 8 en se subdivisant en plusieurs segments angulaires et chacun peut assurer une fonction d’échange thermique entre l’air et l’huile qui peut être différente d’un segment à un autre. Des exemples des différentes fonctions d’échange thermique seront donnés plus loin dans la présente description.
Le flux tertiaire F3 traverse l’échangeur de chaleur 18 occupant le tronçon amont 20 de la veine 16 a une vitesse ayant un nombre de Mach compris dans un intervalle allant de 0,1 à 0,6, généralement 0,3. Avantageusement, la divergence du tronçon amont 20 de la veine 16 permet de contribuer au ralentissement de l’air en réduisant sa vitesse.
La veine de flux tertiaire 16 comprend également un tronçon aval 22 présentant une section longitudinale convergente suivant le flux tertiaire F3. Avantageusement, cela permet d’accélérer le flux tertiaire F3 à sa sortie de l’échangeur de chaleur 18 rejoignant ainsi flux secondaire F2 pour favoriser la poussée de l’aéronef.
L’échangeur de chaleur 18 est de type « ACOC », acronyme de l’expression anglaise « Air-Cooled Oil Cooler », comprenant des passages d’huile qui s’étendent dans la veine de flux tertiaire, lesdits passages d’huiles d’étendent particulièrement dans une direction radiale et axiale entre une paroi supérieure et une paroi inférieure dudit échangeur de chaleur 18.
En effet, l’échangeur de chaleur 18 de la présente invention est différent d’un échangeur air-huile surfacique « SACOC », dans lequel l’huile reste dans les parois inférieure et supérieur et ne traverse par l’échangeur radialement.
Avantageusement, l’échangeur de chaleur « ACOC » 18, permet un échange de chaleur entre l’air et l’huile, préférablement un refroidissement de l’huile par l’air. En effet, la température de l’huile peut atteindre une température de fonctionnement allant jusqu’à 180°C et un débit atteignant les 30000 l/h.
À cet égard, l’échangeur 18 peut assurer le refroidissement de l’huile utilisée dans plusieurs composant de l’aéronef, notamment, un moteur, une boîte de vitesse, une génératrice moteur et tout composant électronique nécessitant un refroidissement.
Un seul échangeur de chaleur 18 peut combiner le refroidissement de plusieurs fonctions ou circuits d’huile de la turbomachine, et cela en fonction de différents paramètres liées au besoin de refroidissement de l’huile, i.e. températures d’entrée, débits, température de sortie demandée ou les conditions de l’air, les différents circuits peuvent être mis en contact thermique ou bien isolés. L’échangeur 18 et en particulier ses passages d’huile peuvent supporter une température basse de l’huile pouvant atteindre -54°C.
La est une vue de détail de l’échangeur de chaleur 18 de la .
En référence à la , l’échangeur de chaleur 18 est du type air/huile avec des surfaces d’échange thermique avec l’air 26 qui sont en contact avec les passages d’huile 24.
Les surfaces d’échange 26 présentent une section longitudinale divergente suivant le flux tertiaire F3, i.e. la hauteur radiale séparant deux surfaces d’échange 26 en aval de l’échangeur est plus grande que la hauteur radiale séparant lesdits deux surfaces d’échanges à l’amont de l’échangeur. De plus, Les surfaces d’échange 26 présentent une section transversale qui augmente le long du flux tertiaire F3.Préférentiellement, l’échangeur de chaleur 18 est une pièce monobloc obtenue par fabrication additive, et plus préférentiellement obtenu par fusion laser sur un lit de poudre en aluminium. Les surfaces d’échanges 26 sont préférentiellement formées par des plaques de faible épaisseur, et avantageusement, chaque plaque délimite deux surfaces d’échange 26.
Les passages d’huile 24 sont disposés côte-à-côte avec un nombre compris entre 1 et 50, et préférentiellement compris entre 5 et 30, et plus préférentiellement entre 10 et 25. Alternativement, les passages d’huile 24 peuvent être fusionnés de manière à ne former qu’un seul canal.
Avantageusement, la divergence de l’échangeur de chaleur 18 est dimensionnée pour réduire la vitesse de l’air de l’ordre de 25%, i.e. le flux tertiaire F3 passe par exemple d’une vitesse de Mach 0,33 à un nombre de Mach d’environ 0,2 à la sortie de l’échangeur 18.
Afin de favoriser les échanges thermiques entre les passages d’huile 24 et les surfaces d’échange 26, 60% de la longueur cumulée desdits passages d’huile 24 s’étendent dans des plans longitudinaux répartis angulairement autour de l’axe longitudinal 8, et préférentiellement 80% de la longueur cumulée, dans lesdits plans longitudinaux. Avantageusement, les passages d’huiles 24 s’étendant dans les plans longitudinaux sont parallèles à la direction d’écoulement de l’air.
À cet effet, les 20% restants de la longueur des passages d’huile 24 correspondent à une transition 28 d’un plan longitudinal à un autre permettant à l’huile de parcourir circonférentiellement l’échangeur de chaleur 18. Le tronçon amont 20 de la veine de flux tertiaire 16 comprend un carter externe 30 et un carter interne 32. Le tronçon amont 20 comprend en outre, un carter intermédiaire externe 31 et un carter intermédiaire interne 33, chacun desdits carters intermédiaires externe 31 et interne 33 est monobloc avec l’échangeur 18.
Avantageusement, les passages d’huile 24 et/ou les surfaces d’échange 26 sont intégralement formés avec le carter intermédiaire externe 31 ainsi qu’avec le carter intermédiaire interne 33 de l’échangeur 18.
Le carter externe 30 fait partie intégrante du carter intermédiaire externe 31, et parallèlement, le carter interne 32 fait partie intégrante du carter intermédiaire interne 33.
À cet égard, le carter externe 30 comprend à une extrémité amont et/ou à une extrémité aval, une bride de fixation 34. Préférentiellement, le carter externe 30 comprend deux brides de fixation 34 agencées à la fois à l’extrémité amont et à l’extrémité aval de l’échangeur 18.
Similairement, le carter intermédiaire externe 31 de l’échangeur 18 comprend à son extrémité amont et/ou à son extrémité aval, au moins une bride de fixation 36. À cet effet, chaque bride de fixation 34 est configurée pour se fixer à la bride de fixation 36 appartenant à l’échangeur 18. De préférence, les brides de fixation 34, 36 sont circonférentiellement continues autour de l’axe longitudinale 8.
Le sens de montage de l’échangeur 18 dans la turbomachine est préférentiellement d’aval en amont, i.e. en contre sens au flux tertiaire F3. Dans cette configuration, la fixation de l’échangeur 18 au carter externe 30 peut être assurée par vissage. Dans cette configuration, l’échangeur 18 fait partie intégrante de la veine de flux tertiaire 16 et assure ainsi la continuité aérodynamique du flux tertiaire F3 au sein de la veine 16.
La fixation de l’échangeur 18 avec le carter interne 32 peut être obtenu au moyen d’une liaison rigide entre une bride de fixation appartenant au carter interne 32 avec une autre bride de fixation appartenant à l’échangeur 18, et précisément appartenant à un secteur angulaire 38 de l’échangeur 18.
En effet, le secteur angulaire 38 fait partie intégrante de l’échangeur 18 et comprend un passage d’arrivée d’huile 40 permettant la distribution de l’huile dans les passages d’huile 24. Dans cette configuration, la fixation est de préférence obtenue par vissage entre les deux brides (non illustrées) qui peuvent être disposées circonférentiellement autour de l’axe longitudinal 8.
L’échangeur 18 comprend sur son étendue totale suivant le flux tertiaire F3, une portion libre de matière 42 formant un by-pass 42, communément appelé by-pass d’air 42, et peut aussi être appelé bypass « FOD », acronyme de l’expression anglaise « Foreign Object Debris ». En effet, le rôle principal d’un by-pass d’air est de permettre le passage de débris contenu dans le flux d’air à travers la turbomachine. Les débris ou « FOD » peuvent par exemple des oiseaux, la grêle, les grêlons ou tout autre objet pouvant obstruer ou endommager l’échangeur.
À cet égard, l’échangeur 18 comprend le by-pass 42 pour permettre aux débris de traverser la veine 16 sans obturer le passage du flux tertiaire F3 à travers l’échangeur 18 ni endommager ce dernier.
En parallèle du by-pass d’air 42, une grille de protection peut être mise sur la face avant de l’échangeur 18 pour protéger davantage les passages d’huile 24 et les surfaces d’échange 26, et sans entraver leur capacité d’échange thermique.
En référence à la et à la , le by-pass d’air 42 est adjacent au carter externe 30 du tronçon amont 22 de la veine du flux tertiaire 16. Le by-pass d’air 42 est délimité radialement vers l’extérieur par le carter intermédiaire externe 31 et plus précisément délimité radialement vers l’extérieur par une face supérieure 44 appartenant au carter intermédiaire externe 31 de l’échangeur 18, ladite face supérieure 44 est adjacente à la première paroi de guidage externe 11 appartenant au carter externe 30.
Le by-pass d’air 42 est délimité radialement vers l’intérieur par une face 45 appartenant à une paroi délimitant radialement les surfaces d’échange thermiques 26, ladite paroi ayant une hauteur radiale constante.
Le by-pass d’air 42 s’étend radialement sur une hauteur correspondant à au maximum 20% d’une hauteur radiale totale du tronçon amont 22 de la veine de flux tertiaire 16. De préférence, la hauteur du by-pass d’air 42 s’étend radialement à au maximum 15% d’une hauteur radiale totale correspondante de la section longitudinale divergente de la veine 16.
Le by-pass d’air 42 présente une hauteur radiale constante sur l’étendue totale de l’échangeur 18 suivant le flux tertiaire F3. En effet, la hauteur du by-pass d’air 42 reste constante et n’évolue nullement suivant l’écoulement de l’air car il n’est pas souhaité de modifier la vitesse de celui-ci, uniquement le passage des débris est attendu du by-pass d’air 42. Avantageusement, cela permet de limiter la différence des pertes de charge entre le by-pass d’air 42 et le reste de l’échangeur 18.
Cependant, la hauteur radiale du by-pass d’air 42 peut varier afin de compenser des éventuelles pertes de charges qui peuvent être causées par des perturbations aérodynamiques en aval de l’échangeur. À cet égard, le by-pass d’air 42 peut présenter une section longitudinale convergente et/ou divergente.
La est une vue de face, i.e. dans le sens d’écoulement de l’air, de la veine de flux tertiaire 16 comprenant l’échangeur 18, de la turbomachine de la .
En référence à la , l’échangeur 18 est répartis angulairement dans la veine de flux tertiaire 16, en effet, on peut considérer qu’une pluralité d’échangeurs 18 dans la veine 16 représente un seul échangeur 18.
L’échangeur 18 comprend plusieurs secteurs angulaires 38, chaque secteur angulaire 38 comprend une arrivée d’huile 48 sur la deuxième paroi de guidage externe 13 du flux d’air radialement interne, dite paroi interne 13 à une extrémité angulaire dudit secteur 38.
Le secteur angulaire 38 comprend également à une extrémité angulaire opposée une sortie d’huile 50 sur la paroi interne 13, l’opposition d’une extrémité par rapport à l’autre est relative à un axe radial (non illustré) se situant au milieu du secteur angulaire.
L’arrivée d’huile 48 ou la sortie d’huile 50 est intégralement formée dans la paroi interne 13. Préférentiellement, l’arrivée d’huile 48 et la sortie d’huile 50 sont intégralement formée dans la paroi interne 13.
La illustre une vue en coupe simplifiée de l’échangeur 18 de la turbomachine de la , dans laquelle le by-pass d’air 42 est situé radialement adjacent au carter externe. Les surfaces d’échanges 26 ne sont pas représentées afin de simplifier la .
Le secteur angulaire 38 comprend un distributeur d’huile 52 s’étendant de manière circonférentielle le long de la paroi interne 13 et un collecteur d’huile 54 s’étendant également circonférentiellement le long de la paroi interne 13.
Plusieurs secteurs angulaire 38 peuvent comprendre un seul distributeur 52 et un seul collecteur d’huile 54. Dans cette configuration, un seul distributeur peut par exemple être relié à plusieurs circuits de refroidissement de la turbomachine axiale.
Le distributeur d’huile 52 comprend l’arrivée d’huile 48 et le collecteur d’huile comprend la sortie d’huile 50. À cet égard, les passages d’huile 24 s’étendant de manière fluidique dans la veine de flux tertiaire entre l’arrivée d’huile 48 correspondante et la sortie d’huile 50 correspondante.
Un passage de sortie d’huile 55 est agencé entre les passages d’huile 24 et le collecteur d’huile 54 et un passage de mise en court-circuit peut relier le passage d’entrée d’huile 40 au passage de sortie d’huile 55.
En référence à la , le secteur angulaire 38 comprend un passage de mise en court-circuit 56 dudit secteur 38, également appelé by-pass d’huile 56, ce dernier est intégralement formé dans la paroi interne 13 et s’étend de manière fluidique entre l’arrivée d’huile 48 et la sortie d’huile 50 le long de la paroi interne 13. L’échangeur 18 peut comprendre plusieurs by-pass d’huile 56.
Avantageusement, le by-pass d’huile 56 permet d’assurer le fonctionnement à froid de l’échangeur 18, notamment à des températures avoisinant les -40°C, en effet, l’huile froide présente une viscosité élevée qui ne convient pas pour permettre son passage dans l’échangeur 18, l’huile passe donc dans le by-pass d’huile 56 jusqu’à ce qu’elle atteigne une viscosité convenable.
À cet égard, un autre circuit appelé circuit de décongélation (non-illustré) peut être agencé à proximité ou en contact du by-pass d’huile 56, et peut être également en contact avec les passages d’huile 24, le circuit de décongélation peut assurer le réchauffement de l’huile comprise dans l’échangeur 18.
Le by-pass d‘huile 56 comprend un clapet normalement fermé 58 et apte à s’ouvrir en présence d’une différence de pression entre l’entrée d’huile 48 et la sortie d’huile 50, supérieure ou égale à une valeur limite. Le clapet 58 peut également s’ouvrir quand la viscosité de l’huile est trop élevée par rapport à un seuil préalablement identifié.
L’arrivée d’huile 48 est située sur une portion aval terminale de l’échangeur 18 alors que la sortie d’huile 50 est située sur une portion amont de l’échangeur 18. Cependant, l’inverse peut être réalisé ou à la fois l’arrivée 48 et la sortie 50 peuvent être situées au niveau de la portion aval ou amont.
On peut voir à la que l’arrivée d’huile 48 est à une extrémité angulaire du secteur angulaire 38 ainsi que le passage d’entrée d’huile 40, et la sortie d’huile 50 ainsi que le passage de sortie d’huile 55 se trouvent dans l’extrémité angulaire opposée du secteur angulaire 38. Avantageusement, les passages d’huiles 24 s’étendant depuis l’arrivée d’huile 48 vers la sortie d’huile 50 s’étendent circonférentiellement sur toute l’étendue circonférentielle de l’échangeur de chaleur 18, permettant ainsi de maximiser la zone d’échange thermique entre le flux tertiaire et l’huile.
La représente une vue partielle en perspective d’un échangeur 118 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Il est à noter qu’une vue en perspective de l’échangeur 118 est censée avoir un profil en arc de cercle, cependant la a été fortement simplifiée afin de faciliter la compréhension.
En effet, le premier mode de réalisation consiste à positionner le by-pass d’air 42 en étant adjacent au carter externe 30. Alors que le deuxième mode de réalisation consiste principalement à positionner un by-pass d’air 142, ayant la même configuration géométrique que le by-pass d’air 42 décrit précédemment. À cet égard, les surfaces d’échanges 26 ainsi que les passages d’huile et tous les autres éléments formant l’échangeur 118 sont identiques à l’échangeur 18.
Le by-pass d‘air 142 est configuré pour être adjacent au carter interne 32, cela implique des ajustements structurels qui seront amplement détaillés plus loin dans cette description.
En référence à la , le by-pass d’air 142 est adjacent au carter interne (non illustré) du tronçon amont de la veine du flux tertiaire. Le by-pass d’air 142 est délimité radialement vers l’intérieur par le carter intermédiaire interne 33 et plus précisément délimité radialement vers l’intérieur par une face inférieure 46 appartenant au carter intermédiaire interne de l’échangeur 118, ladite face inférieure 46 est adjacente au carter interne et particulièrement adjacente à la paroi interne 13 illustrée dans les figures précédentes.
Dans cette configuration, la face inférieure 46 forme une continuité de la veine de flux tertiaire avec la paroi interne 13, on peut donc considérer que le by-pass d’air 142 est délimité radialement vers l’intérieur par la paroi interne 13.
Le by-pass d’air 142 est délimité radialement vers l’extérieur par une face 47 appartenant à une paroi délimitant radialement les surfaces d’échange thermiques 26, ladite paroi ayant une hauteur radiale constante.
Le choix du mode de réalisation de la présente invention peut être réalisé en fonction de l’agencement global des différents éléments de la turbomachine axiale, et plus précisément en fonction la position radiale du sommet d’une des pales de la roue mobile par rapport à l’échangeur de chaleur 18, 118 en combinaison avec la forme géométrique de la deuxième paroi de guidage externe 13 tel qu’indiquée dans la .
En effet, la modification de la position du sommet de la pale de la roue mobile et la forme géométrique de la paroi de la veine de flux tertiaire, résulte par la modification de la trajectoire des débris « FOD ».
Avantageusement, l’échangeur 18, 118 peut être fabriqué et adapté selon l’architecture de la turbomachine dans laquelle il sera monté afin d’anticiper la partie radiale de la veine 16 qui comprend le plus de risques d’impact avec les débris pour que le by-pass d‘air 42, 142 y soit agencé.
La représente une vue d’au-dessus en coupe de l’échangeur 118 dans la veine de flux tertiaire selon le deuxième mode de réalisation.
La turbomachine comprend des bras structuraux 60 adjacents aux secteurs angulaires et s’étendant radialement dans la veine de flux tertiaire à des jonctions entre lesdits secteurs angulaires de l’échangeur 118.
Chaque secteur angulaire de l’échangeur 118 s’étend circonférentiellement entre deux bras structuraux 60, ainsi dans le cas où l’échangeur 118 est subdivisé angulairement dans la veine de flux tertiaire, ladite subdivision peut être assurée par les bras structuraux 60.
Les bras structuraux 60 sont agencés axialement en aval du stator dans la veine de flux tertiaire, et de préférence entre le compresseur basse pression et le compresseur haute pression.
Chaque bras structural 60 comprend une portion amont comprenant un bord d’attaque, l’échangeur 118 est agencé en aval de ce dernier. Avantageusement, cet agencement permet de minimiser davantage les perturbations aérodynamiques du flux tertiaire F3 qui peuvent être causées par la roue mobile.
Le bras structural 60 présente une section transversale avec une largeur diminuant sur une moitié aval de ladite section formant une portion aval 62 convergente du bras structural 60.
La portion aval 62 de chaque bras structural 60 comprend un bord de fuite, l’échangeur 118 est agencé en amont dudit bord de fuite. Préférentiellement, l’échangeur 118 est agencé entre le bord d’attaque et ledit bord de fuite.
Avantageusement, cela permet d’améliorer la rigidité du montage de l’échangeur 118 dans la turbomachine et de maitriser davantage les pertes de charges et les perturbations aérodynamiques. De plus, les bords d’attaque des bras structuraux 60 permettent de favoriser l’échange thermique en convection entre l’huile et le flux tertiaire F3.
L’échangeur 118 s’étend circonférentiellement entre deux bras structuraux de manière à ce que ledit échangeur 118 soit en contact direct avec au moins un des deux bras structuraux, et préférentiellement en contact direct avec chacun des deux bras structuraux 60. Dans cette configuration, les surfaces d’échange thermique 26 sont adjacentes aux portions aval 62 des bras structuraux 60.
En effet, on peut voir à la que l’échangeur 118 est adjacent suivant la direction axiale et circonférentielle aux portions aval 62 des bras structuraux 60. Ainsi, l’échangeur 118 est circonférentiellement en contact direct (collé) avec les portions aval 62 tout en chevauchant axialement au moins 80% d’une étendue axiale totale desdites portions aval 62. Le terme « adjacent » signifie ici que l’échangeur 118 est en contact avec au moins 80% des portions aval 62.
De préférence, les surfaces d’échange thermique 26 présentent un profil circonférentiel divergeant se conformant aux portions aval 62 des bras structuraux 60. Avantageusement, cela permet de limiter les pertes de charge et d’augmenter l’efficacité de l’échange thermique entre le flux tertiaire et l’huile au sein de l’échangeur 118.
Le profil circonférentiel divergeant des surfaces d’échange thermique 26 est formé par des profils latéraux 64 directement adjacents aux bras structuraux 60 et comprenant chacun la portion aval 62. À cet égard, chaque portion aval 62 comprend au moins un profil latéral incliné 65, ce dernier est incliné par rapport à une direction axiale et s’étend sur au moins 5% du profil latéral 64 correspondant.
Le profilé latéral incliné 65 présente une inclinaison moyenne qui dépend de son étendue axiale par rapport à celle du profilé latéral 64, l’inclinaison peut varier entre 5° et 60°.
De préférence, l’inclinaison du profil latéral incliné 65 est de l’ordre de 30° par rapport au profil latéral 64, ladite inclinaison s’étend préférentiellement sur 30% de la longueur axiale du bras structural 60.
Les passages d’huiles 24 peuvent en partie ou en totalité suivre l’inclinaison du profil latéral incliné 65 des bras structuraux 60.
Il est à noter que l’agencement de l’arrivée d’huile ainsi que la sortie d’huile dans le secteur angulaire de l’échangeur 118 dépend du mode de réalisation de l’invention.
En effet, la illustre le deuxième mode de réalisation dans lequel le by-pass d’air 42 est délimité radialement vers l’intérieur par le carter interne. À cet égard, pour chaque secteur angulaire de l’échangeur 118, les passages d’arrivée d’huile 40 et de sortie d’huile 55 sont situés au niveau de la moitié aval 62 dans des projections axiales 61 de la section transversale de plus grande largeur des bras structuraux 60.
Les projections axiales 61 sont appelées portions aval terminales 61, les passages d’entrée d’huile 40 et de sortie d’huile 55 sont agencées dans lesdites portions avales terminales 61. Cela permet davantage d’éloigner circonférentiellement l’arrivée d’huile de la sortie d’huile afin de maximiser la circulation de l’huile au sein de l’échangeur 118 à l’intérieur de la veine de flux tertiaire.
Préférentiellement, l’échangeur est agencé axialement au niveau de la plus grande largeur des bras structuraux 60, cela permet avantageusement de faciliter le montage dudit échangeur qui se fait d’aval en amont.
De préférence, l’arrivée d’huile et/ou la sortie d’huile sont situées à une distance d’un bord aval 63 de l’échangeur 118 qui est inférieure à 20% de son étendue axiale totale, et plus préférablement, à une distance inférieure à 5% de son étendue totale.
On peut voir à la que l’arrivée d’huile au niveau du passage d’arrivée d’huile 40 et la sortie d’huile au passage de sortie d’huile 55 sont circonférentiellement alignés. L’arrivée d’huile et la sortie d’huile sont tous deux à une distance du bord aval 63 comprise entre 5% et 20% de l’étendue axiale totale de l’échangeur 118.
Le by-pass d’air 142 est délimité circonférentiellement par les côtés 43, ces derniers peuvent être conformant au profil latéral 64, dans la , les côtés 43 ne sont pas conformant avec le profil latéral incliné 65.
Le passage d’arrivée d’huile 40 ainsi que le passage de sortie d’huile 55 s’étendent radialement et latéralement au by-pass d’air 142, ces deux derniers sont distants l’un de l’autre d’une distance supérieure à la largeur circonférentielle du by-pass d’air 142, i.e. entre deux côtés 43.
De préférence, le passage d’arrivée d’huile 40 est distant du passage de sortie d’huile 55 d’une distance supérieure à au maximum 20% de plus que la largeur circonférentielle du by-pass d’air 142, et plus préférentiellement, d’une distance supérieure à au maximum 5% de plus que la largeur circonférentielle du by-pass d’air 142.
Il est à noter que l’agencement du passage d’arrivée d’huile 40 et du passage de sortie d’huile 55 illustré dans la peut convenir pour l’échangeur 18 selon le premier mode de réalisation.
La représente une vue d’au-dessus partielle de l’échangeur 18 ou 118 illustrant un troisième mode de réalisation de l’invention dans laquelle l’échangeur 18, 118 présente une évolution du nombre par unité de surface de ses surfaces d’échange 26, dit évolution de densité, se trouvant dans une portion adjacente 66 aux bras structuraux 60, par rapport au nombre par unité de surface des surfaces d’échange 26 se trouvant dans une partie centrale 68.
La portion adjacente 66 peut être considérée comme étant une couche limite à l’échangeur, et l’évolution de la densité est dans la direction circonférentielle et elle est d’au moins 20% et préférentiellement de 50%.
L’échangeur 18, 118 présente donc 50% de surfaces d’échange 26 en plus au niveau de la portion adjacente 66 comparé au nombre de surfaces d’échange au niveau de la partie centrale 68.
Avantageusement, l’évolution de densité dans la direction circonférentielle permet de ralentir l’air et d’accompagner son écoulement jusqu’à la portion aval 62, favorisant ainsi les échanges thermiques entre l’huile et l’air. La diminution des pertes de charges et la diminution de la génération de la trainée au niveau de l’écoulement du flux tertiaire F3 présentent également un autre avantage de l’invention.
La illustre l’évolution de la densité des surfaces d’échange 26 dans la direction axiale et circonférentielle.
Les surfaces d’échange 26 de l’échangeur présentent une section transversale ayant un motif de préférence sous forme hexagonale, cependant, afin d’illustrer l’évolution de manière simplifiée, un motif rectangulaire a été illustré dans les figures 7 et 8.
En référence à la et à la , le nombre de surfaces d’échange 26 par unité de surface augmente dans la partie adjacente 66 au fur et à mesure de l’augmentation circonférentielle de la section transversale au flux tertiaire F3.
En effet, l’écoulement du flux tertiaire F3 diverge progressivement dans la direction circonférentielle pour suivre le profil latéral incliné 65 de la portion aval 62 de chaque bras structural 60.
À cet effet, l’augmentation du nombre le de surfaces d’échange 26 par unité de surface se fait suivant un ou plusieurs secteurs 67, 69, et entre chaque secteur de la partie adjacente 66, l’augmentation par unité de surface du nombre des surfaces d’échange 26 est d’au moins 20% et préférentiellement 50%.
L’évolution de la densité des surfaces d’échange est également possible dans la direction radiale en suivant la divergence de la veine de flux tertiaire dans la section longitudinale, cela permet d’avoir les mêmes avantages que l’évolution de la densité dans les directions axiale et circonférentielle.
Avantageusement, l’agencement de l’échangeur de chaleur selon l’invention et notamment la veine de flux tertiaire divergente, permet d’alimenter l’échangeur avec un air suffisamment froid et suffisamment lent pour qu’à la fois l’efficacité du refroidissement de l’huile soit assurée et que les pertes aérodynamiques liées à la présence de l’échangeur soient limitées, favorisant ainsi la poussée de l’aéronef tout en contribuant à la réduction des émissions des gaz carboniques.
Il est à noter que l’invention ne se limite pas aux seuls exemples décrits sur les figures. Les enseignements de la présente invention peuvent notamment être applicables à un autre type de turbomachine.
Chaque caractéristique technique de chaque exemple illustré est applicable aux autres exemples. Notamment, l’évolution de la densité des surfaces d’échange thermique peut s’appliquer à l’échangeur dans les trois directions, avec un by-pass d’air radialement adjacent au carter externe ou interne.

Claims (17)

  1. Turbomachine axiale (2), comprenant :
    • un premier bec de séparation (10) apte à séparer un flux d’air (F) entrant en un flux d’air radialement interne (F’) et un flux d’air radialement externe (F2), dit flux secondaire (F2) ;
    • un deuxième bec de séparation (14) apte à séparer le flux d’air radialement interne (F’) en un flux primaire (F1) et un flux tertiaire (F3), le flux tertiaire (F3) étant dans une veine de flux tertiaire (16) radialement externe audit flux primaire (F1), délimitée par une paroi interne (13) et une paroi externe (11) ; et
    • un échangeur de chaleur (18, 118) du type air/huile, disposé dans la veine de flux tertiaire (16) ;
    caractérisée en ce que l’échangeur de chaleur (18, 118) comprend plusieurs secteurs angulaires (38), chaque secteur angulaire (38) comprenant une arrivée d’huile (48) sur la paroi interne (13) à une extrémité angulaire dudit secteur (38), et une sortie d’huile (50) sur ladite paroi interne (13) à une extrémité angulaire opposée dudit secteur (38).
  2. Turbomachine axiale (2), selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque secteur angulaire (38) de l’échangeur de chaleur (18, 118) comprend un ou plusieurs passages d’huile (24) s’étendant dans la veine de flux tertiaire (16) et, de manière fluidique, entre l’arrivée d’huile (48) correspondante et la sortie d’huile (50) correspondante.
  3. Turbomachine axiale (2), selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque secteur angulaire (38) de l’échangeur de chaleur (18) comprend un distributeur d’huile (52) s’étendant de manière circonférentielle le long de la paroi interne (13) et comprenant l’arrivée d’huile (48), et un collecteur d’huile (54) s’étendant de manière circonférentielle le long de la paroi interne (13) et comprenant la sortie d’huile (50).
  4. Turbomachine axiale (2), selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque secteur angulaire (38) de l’échangeur de chaleur (18, 118) comprend plusieurs passages d’huile (24) s’étendant dans la veine de flux tertiaire (16) et, de manière fluidique, entre le distributeur d’huile (52) et le collecteur d’huile (54).
  5. Turbomachine axiale (2), selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que pour chaque secteur angulaire (38) de l’échangeur de chaleur (18, 118), l’arrivée d’huile (48) et/ou la sortie d’huile (50) est intégralement formée dans la paroi interne (13).
  6. Turbomachine axiale (2), selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu’au moins un des secteurs (38) comprend un passage de mise en court-circuit (56) dudit secteur (38), s’étendant de manière fluidique entre l’arrivée d’huile (48) et la sortie d’huile (50) le long de la paroi interne (13).
  7. Turbomachine axiale (2), selon la revendication 6, caractérisée en ce que le ou chacun des passages de mise en court-circuit (56) comprend un clapet normalement fermé (58) et apte à s’ouvrir en présence d’une différence de pression entre l’entrée d’huile (48) et la sortie d’huile (50), supérieure ou égale à une valeur limite.
  8. Turbomachine axiale (2), selon l’une des revendications 6 à 7, caractérisée en ce que le ou chacun des passages de mise en court-circuit (56) est intégralement formé dans la paroi interne (13).
  9. Turbomachine axiale (2), selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que pour chaque secteur angulaire (38) de l’échangeur de chaleur (118), l’arrivée d’huile (48) et/ou la sortie d’huile (50) sont situées sur une portion aval terminale (61) dudit échangeur de chaleur (18).
  10. Turbomachine axiale (2), selon la revendication 9, caractérisée en ce que pour chaque secteur angulaire (38) de l’échangeur de chaleur (118), l’arrivée d’huile (48) et/ou la sortie d’huile (50) sont situées à une distance d’un bord aval (63) dudit échangeur de chaleur (18) au niveau de la paroi interne (13), qui est inférieure à 20% d’une étendue totale dudit échangeur de chaleur (118) le long de ladite paroi interne (13).
  11. Turbomachine axiale (2), selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ladite turbomachine (2) comprend des bras structuraux (60) s’étendant radialement dans la veine de flux tertiaire (16) à des jonctions entre les secteurs (38) de l’échangeur de chaleur (18, 118).
  12. Turbomachine axiale (2), selon la revendication 11, caractérisée en ce que chaque bras structural (60) présente, dans la veine de flux tertiaire (16), une section transversale avec une largeur diminuant sur une moitié aval (62) de ladite section.
  13. Turbomachine axiale (2), selon la revendication 12, caractérisée en ce que pour chaque secteur angulaire (38) de l’échangeur de chaleur (118), l’arrivée d’huile (48) et la sortie d’huile (50) sont situées au niveau de la moitié aval (62) dans des projections axiales (61) de la section transversale de plus grande largeur des bras structuraux (60) adjacents audit secteur angulaire (38).
  14. Turbomachine axiale (2), selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que l’échangeur de chaleur (118) comprend, sur une étendue totale de l’échangeur de chaleur (118) suivant le flux tertiaire (F3), une portion libre de matière (142) formant un by-pass d’air (142), ledit by-pass d’air (142) étant adjacent à la paroi interne (13) et adjacent au collecteur (54) et/ou au distributeur (52).
  15. Turbomachine axiale (2), selon la revendication 14, caractérisée en ce que le by-pass d’air (142) est délimité radialement vers l’intérieur par la paroi interne (13).
  16. Turbomachine axiale (2), selon la revendication 13 et selon l’une des revendications 14 et 15, caractérisée en ce que chaque secteur angulaire (38) de l’échangeur de chaleur (118) comprend un passage d’arrivée d’huile (40) s’étendant radialement et latéralement au by-pass d’air (142) depuis l’arrivée d’huile (48) et un passage de sortie d’huile (55) s’étendant radialement et latéralement au by-pass d’air (142) vers la sortie d’huile (50), lesdits passages d’arrivée d’huile (40) et de sortie d’huile (55) étant situés au niveau de la moitié aval (62) dans des projections axiales (61) de la section transversale de plus grande largeur des bras structuraux (60) adjacents audit secteur angulaire (38).
  17. Turbomachine axiale (2), selon la revendication 16, caractérisée en ce que le passage d’arrivée d’huile (40) est distant du passage de sortie d’huile (55) d’une distance supérieure à au maximum 20% de plus que la largeur circonférentielle du by-pass d’air (142).
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