FR3110930A1 - TURBOMACHINE EQUIPPED WITH AN ELECTRIC MACHINE WITH A STATOR IN A STRUCTURAL ARM - Google Patents

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Abstract

TITRE : TURBOMACHINE EQUIPEE D’UNE MACHINE ELECTRIQUE AVEC UN STATOR DANS UN BRAS STRUCTURAL L’invention concerne une turbomachine comprenant une soufflante, un premier carter dans lequel s’étend un arbre moteur (14) d’axe longitudinal X, un deuxième carter entourant et coaxial avec le premier carter, un troisième carter qui entoure la soufflante et le deuxième carter et qui est coaxial au deuxième carter, et un bras structural (26) s’étendant sensiblement radialement entre le premier carter et le troisième carter, l’arbre moteur (14) étant destiné à entrainer en rotation au moins un équipement via un dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance (40), le premier carter et le deuxième carter délimitant au moins en partie une veine d’écoulement d’un flux secondaire généré par la soufflante. Selon l’invention, le dispositif de de renvoi d’angle de transmission de puissance (40) est agencé dans un boîtier (41) et l’équipement comprend au moins une machine électrique (30) qui comporte un rotor (30a) et un stator (30b), le stator (30b) étant agencé dans le bras structural (26). Figure pour l’abrégé : Figure 4TITLE: TURBOMACHINE EQUIPPED WITH AN ELECTRIC MACHINE WITH A STATOR IN A STRUCTURAL ARM The invention relates to a turbomachine comprising a fan, a first casing in which extends a motor shaft (14) of longitudinal axis X, a second casing surrounding and coaxial with the first casing, a third casing which surrounds the fan and the second casing and which is coaxial with the second casing, and a structural arm (26) extending substantially radially between the first casing and the third casing, the shaft motor (14) being intended to drive at least one piece of equipment in rotation via a power transmission bevel gear device (40), the first casing and the second casing at least partially delimiting a flow path of a secondary flow generated by the blower. According to the invention, the power transmission bevel gear device (40) is arranged in a housing (41) and the equipment comprises at least one electric machine (30) which comprises a rotor (30a) and a stator (30b), the stator (30b) being arranged in the structural arm (26). Figure for the abstract: Figure 4

Description

TURBOMACHINE EQUIPEE D’UNE MACHINE ELECTRIQUE AVEC UN STATOR DANS UN BRAS STRUCTURALTURBOMACHINE EQUIPPED WITH AN ELECTRIC MACHINE WITH A STATOR IN A STRUCTURAL ARM

Domaine de l’inventionField of invention

La présente invention est relative au domaine des turbomachines pour aéronefs, et notamment des turbomachines équipées de machine électrique.The present invention relates to the field of turbomachines for aircraft, and in particular turbomachines equipped with an electric machine.

Etat de la techniqueState of the art

Une turbomachine d’aéronef telle qu’une turbomachine double flux comprend de manière générale une soufflante carénée disposée en entrée de la turbomachine et qui est entrainée en rotation par un arbre basse pression. Un réducteur peut être interposé entre la soufflante et l’arbre basse pression pour que la soufflante tourne à une vitesse inférieure à celle de l’arbre de basse pression. La réduction de la vitesse permet également d’augmenter la taille de la soufflante permettant alors d’atteindre des taux de dilution élevés.An aircraft turbomachine such as a dual-flow turbomachine generally comprises a ducted fan disposed at the inlet of the turbomachine and which is driven in rotation by a low-pressure shaft. A reduction gear can be interposed between the fan and the low pressure shaft so that the fan rotates at a lower speed than that of the low pressure shaft. Reducing the speed also makes it possible to increase the size of the blower, thus making it possible to achieve high bypass ratios.

Outre la propulsion de l’aéronef, la turbomachine assure la production de courant électrique à l’aide typiquement d’un alternateur à aimant permanent (généralement appelé PMA signifiant « Permanent Magnet Alternator ») d’un boîtier d’accessoires connu sous l’acronyme anglais AGB (pour Accessory Gear Box) pour alimenter différents équipements ou accessoires nécessaires au fonctionnement de la turbomachine ou de l’aéronef comme par exemple l’éclairage de la cabine de l’aéronef, l’opérabilité d’un système de conditionnement et de pressurisation d’air de la cabine de l’aéronef ou encore l’alimentation d’une pompe de lubrification d’organes tournants de la turbomachine.In addition to the propulsion of the aircraft, the turbomachine ensures the production of electric current using typically a permanent magnet alternator (generally called PMA meaning "Permanent Magnet Alternator") of an accessory box known as English acronym AGB (for Accessory Gear Box) to supply various equipment or accessories necessary for the operation of the turbine engine or the aircraft such as, for example, the lighting of the aircraft cabin, the operability of a conditioning system and air pressurization of the cabin of the aircraft or the supply of a pump for lubricating rotating members of the turbomachine.

Il est connu d’équiper le boîtier d’accessoires d’une machine électrique qui est un dispositif électromécanique basé sur l’électromagnétisme permettant la conversion d’énergie électrique par exemple en énergie mécanique (mode générateur) ou de manière réversible, permettant la production de l’électricité à partir d’une énergie mécanique (mode moteur). La machine électrique peut se comporter également en mode générateur comme en mode moteur.It is known to equip the accessory box of an electric machine which is an electromechanical device based on electromagnetism allowing the conversion of electric energy, for example into mechanical energy (generator mode) or reversibly, allowing the production electricity from mechanical energy (motor mode). The electric machine can also behave in generator mode as well as in motor mode.

Face au défi environnemental dans le domaine aéronautique et aux besoins de puissances électriques croissants concomitamment avec le nombre d’équipements et de nouvelles fonctions de l’aéronef, il est nécessaire de trouver et de compléter ces sources d’énergie; la question de l’hybridation de la turbomachine se pose donc.Faced with the environmental challenge in the aeronautical field and the growing electrical power needs concomitantly with the number of equipment and new functions of the aircraft, it is necessary to find and supplement these energy sources; the question of the hybridization of the turbomachine therefore arises.

L’agencement de la machine électrique au sein de l’AGB ne permet pas d’apporter un gain significatif de puissance électrique pour l’accroissement de la puissance électrique de l’ensemble des fonctions de l’aéronef et le rendement de la conversion de la puissance mécanique en puissance électrique n’est pas à son maximum. De plus, l’intégration de la machine électrique dans diverses zones de la turbomachine s’avère complexe et est contrainte par l’encombrement, la tenue en température de certains composants de la machine électrique, l’accessibilité, la performance de la turbomachine elle-même, etc.The arrangement of the electric machine within the AGB does not make it possible to provide a significant gain in electric power for the increase in the electric power of all the functions of the aircraft and the efficiency of the conversion of the mechanical power into electrical power is not at its maximum. In addition, the integration of the electric machine in various zones of the turbomachine proves to be complex and is constrained by the size, the temperature resistance of certain components of the electric machine, the accessibility, the performance of the turbomachine itself -even, etc

La présente invention a notamment pour objectif de fournir une solution permettant l’intégration d’un ou de plusieurs équipements dans la turbomachine tout en évitant de pénaliser la masse de la turbomachine.The object of the present invention is in particular to provide a solution allowing the integration of one or more items of equipment in the turbomachine while avoiding penalizing the mass of the turbomachine.

Nous parvenons à cet objectif, conformément à l’invention, grâce à une turbomachine comprenant une soufflante, un premier carter dans lequel s’étend un arbre moteur d’axe longitudinal X, un deuxième carter entourant et coaxial avec le premier carter, un troisième carter qui entoure la soufflante et le deuxième carter et qui est coaxial au deuxième carter, et un bras structural s’étendant sensiblement radialement entre le premier carter et le troisième carter, l’arbre moteur étant destiné à entrainer en rotation au moins un équipement via un dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance, le deuxième carter et le troisième carter délimitant au moins en partie une veine d’écoulement d’un flux d’air secondaire généré par la soufflante, le dispositif de de renvoi d’angle de transmission de puissance étant agencé dans un boîtier et l’équipement comprend au moins une machine électrique qui comporte un rotor et un stator, le stator étant agencé dans le bras structural.We achieve this objective, in accordance with the invention, thanks to a turbomachine comprising a fan, a first casing in which extends a motor shaft of longitudinal axis X, a second casing surrounding and coaxial with the first casing, a third casing which surrounds the fan and the second casing and which is coaxial with the second casing, and a structural arm extending substantially radially between the first casing and the third casing, the motor shaft being intended to drive in rotation at least one piece of equipment via a power transmission bevel device, the second casing and the third casing at least partially delimiting a flow path for a secondary air flow generated by the fan, the bevel gear device power transmission being arranged in a housing and the equipment comprises at least one electrical machine which comprises a rotor and a stator, the stator being arranged in the structural arm.

Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, une telle configuration permet d’avoir une capacité de puissance maximale pour l’entraînement en rotation de l’arbre moteur tout en maintenant les performances de la machine électrique en la refroidissant grâce au flux secondaire dans lequel est baigné le bras de carter.Thus, this solution achieves the above objective. In particular, such a configuration makes it possible to have a maximum power capacity for driving the motor shaft in rotation while maintaining the performance of the electric machine by cooling it thanks to the secondary flow in which the casing arm is bathed. .

La turbomachine comprend également l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :The turbomachine also includes one or more of the following features, taken alone or in combination:

  • le boîtier est formé d’un seul tenant avec le deuxième carter.the housing is formed in one piece with the second housing.
  • la turbomachine comprend un arbre de transmission de puissance qui est relié d’une part, à l’arbre moteur et d’autre part, à la machine électrique via le dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance.the turbomachine comprises a power transmission shaft which is connected, on the one hand, to the motor shaft and, on the other hand, to the electric machine via the power transmission bevel gear device.
  • l’arbre d’entraînement s’étend à l’intérieur du bras structural.the drive shaft extends inside the structural arm.
  • le dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance comprend une roue de sortie qui est montée sur une première extrémité du premier arbre de transmission de puissance et qui engrène avec un pignon d’entrée monté sur l’arbre d’entraînement couplé à la machine électrique.the power transmission bevel gear device includes an output gear which is mounted on a first end of the first power transmission shaft and meshes with an input gear mounted on the drive shaft coupled to the electric machine.
  • l’arbre moteur porte une roue d’entrée coaxiale à l’axe longitudinal X et coopérant avec un pignon de sortie monté à une deuxième extrémité de l’arbre d’entrainement.the motor shaft carries an input wheel coaxial with the longitudinal axis X and cooperating with an output pinion mounted at a second end of the drive shaft.
  • l’arbre d’entraînement s’étend sensiblement suivant un axe radial vis-à-vis de l’axe longitudinal X.the drive shaft extends substantially along a radial axis with respect to the longitudinal axis X.
  • le dispositif de renvoi d’angle transmission de puissance comprend une roue de sortie montée sur un arbre de transmission de puissance à la machine électrique, la roue de sortie engrenant avec une roue d’entrée coaxiale à l’axe longitudinal X et porté par l’arbre moteur.the power transmission bevel gear device comprises an output wheel mounted on a power transmission shaft to the electric machine, the output wheel meshing with an input wheel coaxial with the longitudinal axis X and carried by the 'engine shaft.
  • le premier carter et le deuxième carter délimitant au moins en partie une veine d’écoulement d’un flux d’air primaire généré par la soufflante.the first casing and the second casing at least partially delimiting a flow path for a flow of primary air generated by the fan.
  • la machine électrique est agencée dans la veine d’écoulement du flux d’air secondaire.the electric machine is arranged in the flow path of the secondary air flow.
  • le boîtier est formé d’un seul tenant avec le bras structural.the box is formed in one piece with the structural arm.
  • la soufflante est entraînée par l’arbre moteur par l’intermédiaire d’un réducteur de vitesse.the fan is driven by the motor shaft via a speed reducer.
  • les pignons et les roues sont coniques.the sprockets and the wheels are conical.

Brève description des figuresBrief description of figures

L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux figures suivantes annexées :The invention will be better understood, and other aims, details, characteristics and advantages thereof will appear more clearly on reading the detailed explanatory description which follows, of embodiments of the invention given as purely illustrative and non-limiting examples, with reference to the following appended figures:

La figure 1 est une vue schématique et en coupe axiale d’une turbomachine double flux selon l’invention ; FIG. 1 is a schematic view in axial section of a turbofan engine according to the invention;

La figure 2 est une vue schématique d’un premier exemple d’agencement d’une machine électrique reliée à un arbre moteur de la turbomachine via un dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance selon l’invention ; FIG. 2 is a schematic view of a first exemplary arrangement of an electric machine connected to a motor shaft of the turbomachine via a power transmission bevel gear device according to the invention;

La figure 3 est une vue schématique et en coupe axiale d’un boîtier dans lequel est logé au moins en partie un dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance selon l’invention ; FIG. 3 is a diagrammatic view in axial section of a casing in which is housed at least partly a power transmission bevel gear device according to the invention;

La figure 4 est une vue schématique d’un deuxième exemple d’agencement d’une machine couplée à l’arbre moteur de la turbomachine via un dispositif de renvoi d’angle de transmission mécanique selon l’invention ; et FIG. 4 is a schematic view of a second example of an arrangement of a machine coupled to the motor shaft of the turbomachine via a mechanical transmission bevel gear device according to the invention; And

La figure 5 illustre de manière schématique un autre mode de réalisation d’un agencement d’un boîtier dans lequel est logé au moins en partie un dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance pour une machine électrique, le boîtier étant monobloc avec un deuxième carter délimitant en partie une veine d’écoulement de flux d’air secondaire selon l’invention. FIG. 5 schematically illustrates another embodiment of an arrangement of a casing in which is housed at least partly a power transmission bevel gear device for an electric machine, the casing being one-piece with a second casing partly delimiting a secondary air flow flow path according to the invention.

Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention

La figure 1 montre une vue en coupe axiale d’une turbomachine 1 d’axe longitudinal X à laquelle s’applique l’invention. La turbomachine représentée est une turbomachine double flux et double corps destinée à être montée sur un aéronef. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce type de turbomachine.FIG. 1 shows an axial sectional view of a turbomachine 1 with longitudinal axis X to which the invention applies. The turbine engine represented is a double-flow, double-body turbomachine intended to be mounted on an aircraft. Of course, the invention is not limited to this type of turbomachine.

Dans la présente demande, les termes « amont », « aval », « axial » et « axialement » sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans la turbomachine et également suivant l’axe longitudinal (et même de gauche à droite sur la figure 1). Les termes « radial », « radialement », « interne » et « externe » sont également définis par rapport à un axe radial Z qui est perpendiculaire à l’axe X de la turbomachine.In the present application, the terms "upstream", "downstream", "axial" and "axially" are defined with respect to the direction of circulation of the gases in the turbomachine and also along the longitudinal axis (and even from left to right on Figure 1). The terms "radial", "radially", "internal" and "external" are also defined with respect to a radial axis Z which is perpendicular to the axis X of the turbomachine.

Cette turbomachine 1 à double flux et double corps comprend une soufflante 2 qui est montée en amont d’un générateur de gaz ou moteur de turbine à gaz 3. La soufflante 2 comprend une pluralité d’aubes de soufflante 4 qui s’étendent radialement depuis la périphérie d’un disque 5 traversé par un arbre de soufflante 6.This turbomachine 1 with double flow and double body comprises a fan 2 which is mounted upstream of a gas generator or gas turbine engine 3. The fan 2 comprises a plurality of fan blades 4 which extend radially from the periphery of a disk 5 traversed by a fan shaft 6.

La turbomachine comprend un arbre moteur qui s’étend suivant l’axe longitudinal dans un premier carter. Un deuxième carter est monté coaxial avec le premier carter. Un troisième carter est monté autour et coaxial avec le deuxième carter. Le troisième carter est également coaxial avec le premier carter.The turbomachine comprises a motor shaft which extends along the longitudinal axis in a first casing. A second casing is mounted coaxial with the first casing. A third casing is mounted around and coaxial with the second casing. The third casing is also coaxial with the first casing.

Le générateur de gaz 3 comprend d’amont en aval et suivant une représentation schématique, un compresseur basse pression (BP) 9, un compresseur haute pression (HP) 10, une chambre de combustion 11, une turbine haute pression 12 et une turbine basse pression 13. Le compresseur HP 10 est relié à la turbine HP via un arbre HP 14 centré sur l’axe longitudinal pour former un premier corps dit haute pression. Le compresseur BP est relié à la turbine BP via un arbre BP 15 centré sur l’axe longitudinal pour former un deuxième corps dit basse pression. L’arbre BP 15 s’étend à l’intérieur de l’arbre HP 14.The gas generator 3 comprises, from upstream to downstream and according to a schematic representation, a low pressure (LP) compressor 9, a high pressure (HP) compressor 10, a combustion chamber 11, a high pressure turbine 12 and a low turbine pressure 13. The HP compressor 10 is connected to the HP turbine via an HP shaft 14 centered on the longitudinal axis to form a first so-called high pressure body. The LP compressor is connected to the LP turbine via a LP 15 shaft centered on the longitudinal axis to form a second so-called low pressure body. The BP 15 shaft extends inside the HP 14 shaft.

L’arbre HP 14, qui est un premier arbre moteur, est entraîné en rotation suivant l’axe longitudinal dans le premier carter (dénommé carter interne 16).The HP shaft 14, which is a first motor shaft, is rotated along the longitudinal axis in the first casing (called internal casing 16).

La soufflante 2 est entourée du troisième carter (dénommé carter de soufflante 7) qui est coaxial avec le carter interne 16. Le carter de soufflante 7 est porté par une nacelle 8 qui s’étend autour du générateur de gaz 3 et suivant l’axe longitudinal X. L’arbre de soufflante 6 est relié à un deuxième arbre moteur qui l’entraîne en rotation autour de l’axe longitudinal X.The fan 2 is surrounded by the third casing (called the fan casing 7) which is coaxial with the internal casing 16. The fan casing 7 is carried by a nacelle 8 which extends around the gas generator 3 and along the axis longitudinal X. The fan shaft 6 is connected to a second motor shaft which drives it in rotation around the longitudinal axis X.

Un flux d’air F qui entre dans la turbomachine via la soufflante 2 est divisé par un bec de séparation 17 de la turbomachine en un flux d’air primaire F1 qui traverse le générateur de gaz 3 et en particulier dans une veine primaire 18, et en un flux d’air secondaire F2 qui circule autour du générateur de gaz 3 dans une veine secondaire 19. La veine primaire 18 et la veine secondaire 19 sont coaxiales. Le flux d’air secondaire F2 est éjecté par une tuyère secondaire 20 terminant la nacelle 8 alors que le flux d’air primaire F1 est éjecté à l’extérieur de la turbomachine via une tuyère d’éjection 21 située en aval du générateur de gaz. Les flux d’air primaire et secondaire se rejoignent en sortie de leurs tuyères respectives.An air flow F which enters the turbomachine via the fan 2 is divided by a separation nozzle 17 of the turbomachine into a primary air flow F1 which passes through the gas generator 3 and in particular in a primary stream 18, and in a secondary air flow F2 which circulates around the gas generator 3 in a secondary stream 19. The primary stream 18 and the secondary stream 19 are coaxial. The secondary air flow F2 is ejected by a secondary nozzle 20 terminating the nacelle 8 while the primary air flow F1 is ejected outside the turbomachine via an ejection nozzle 21 located downstream of the gas generator . The primary and secondary air flows meet at the outlet of their respective nozzles.

La veine primaire 18 est délimitée au moins en partie, radialement, par le premier carter (carter interne 16) et le deuxième carter. La veine secondaire 19 est quant à elle délimitée au moins en partie, radialement, par le deuxième carter et le troisième (carter de soufflante 7 avec la nacelle 8). Le carter d’entrée 22 porte le bec de séparation 15 en amont et est prolongé en aval par un carter inter-veine 23 qui porte la tuyère d’éjection 21. Le carter inter-veine 23 est ici le deuxième carter.The primary vein 18 is delimited at least in part, radially, by the first casing (internal casing 16) and the second casing. The secondary stream 19 is for its part delimited at least in part, radially, by the second casing and the third (fan casing 7 with the nacelle 8). The inlet casing 22 carries the separation nozzle 15 upstream and is extended downstream by an inter-vein casing 23 which carries the ejection nozzle 21. The inter-vein casing 23 is here the second casing.

Des aubes de stator, directrices de sortie (connues sous l’acronyme OGV) (non représentées) qui relient structurellement le carter d’entrée 22 au carter de soufflante 7, s’entendent sensiblement radialement dans le flux d’air secondaire et autour de l’axe longitudinal X.Stator blades, outlet guides (known by the acronym OGV) (not shown) which structurally connect the inlet casing 22 to the fan casing 7, extend substantially radially into the secondary air flow and around the longitudinal axis X.

Dans le présent exemple, le deuxième arbre moteur est l’arbre BP 15. Un mécanisme de transmission de puissance peut être intercalé entre l’arbre de soufflante 6 et l’arbre BP 15. Le mécanisme de transmission de puissance permet de réduire la vitesse de la soufflante 2 à une vitesse inférieure à celle de l’arbre BP 15. D’autre part, le mécanisme de transmission de puissance permet l’agencement d’une soufflante avec un diamètre important de manière à augmenter le taux de dilution. Le taux de dilution de la soufflante est avantageusement supérieur à 10. Préférentiellement, le taux de dilution est compris entre 15 et 20.In the present example, the second motor shaft is the BP shaft 15. A power transmission mechanism can be interposed between the fan shaft 6 and the BP shaft 15. The power transmission mechanism makes it possible to reduce the speed of the fan 2 at a lower speed than that of the BP shaft 15. On the other hand, the power transmission mechanism allows the arrangement of a fan with a large diameter so as to increase the bypass ratio. The dilution rate of the fan is advantageously greater than 10. Preferably, the dilution rate is between 15 and 20.

En référence à la figure 1, le mécanisme de transmission de puissance comprend un réducteur 24 qui est ici un réducteur de vitesse à train planétaire. Bien entendu un réducteur de vitesse à train épicycloïdal est envisageable. Le réducteur est logé dans une enceinte de lubrification agencée en amont du générateur de gaz 3 et le carter interne 16 annulaire. Le train d’engrenage du réducteur de vitesse 24 comprend typiquement un solaire (ou planétaire interne) (non représenté), une pluralité de satellites (non représentés), un porte-satellites (non représenté), et une couronne (planétaire externe) (non représentée). Le solaire est centré sur l’axe longitudinal X et est couplé en rotation avec l’arbre BP suivant l’axe longitudinal X. Les satellites sont portés par le porte-satellites et sont chacun guidés en rotation autour d’un axe de satellite, ici, parallèle à l’axe longitudinal X. Chaque satellite engrène avec des dentures externes du solaire et des dentures internes de la couronne. Dans le cas d’un train planétaire, le porte-satellites est bloqué en rotation et est solidaire d’un carter de stator de la turbomachine, et la couronne, centrée sur l’axe longitudinal X, entoure le solaire et est couplée en rotation avec l’arbre de soufflante. A l’inverse, dans le cas du train épicycloïdal, le porte-satellites est couplé en rotation avec l’arbre de soufflante et la couronne qui est fixe en rotation, est solidaire d’un carter de stator de la turbomachine.Referring to Figure 1, the power transmission mechanism includes a reducer 24 which here is a planetary speed reducer. Of course a speed reducer with planetary gear is possible. The reducer is housed in a lubrication chamber arranged upstream of the gas generator 3 and the internal casing 16 which is annular. The speed reducer gear train 24 typically includes a sun gear (or inner sun gear) (not shown), a plurality of planet gears (not shown), a planet gear carrier (not shown), and a ring gear (outer planet gear) ( not shown). The solar is centered on the longitudinal axis X and is coupled in rotation with the BP shaft along the longitudinal axis X. The satellites are carried by the planet carrier and are each guided in rotation around a satellite axis, here, parallel to the longitudinal axis X. Each satellite meshes with external gearing of the sun gear and internal gearing of the crown. In the case of a planetary gear, the planet carrier is locked in rotation and is integral with a stator casing of the turbomachine, and the crown, centered on the longitudinal axis X, surrounds the sun gear and is coupled in rotation with the fan shaft. Conversely, in the case of the epicyclic gear train, the planet carrier is coupled in rotation with the fan shaft and the ring gear, which is fixed in rotation, is integral with a stator casing of the turbomachine.

En référence aux figures 1 à 3, la turbomachine comprend un arbre d’entrainement 25 qui est relié d’une part, à l’arbre haute pression 14 et d’autre part, à au moins un équipement ou un accessoire de la turbomachine. L’équipement est destiné à prélever ou injecter une puissance (mécanique ou électrique) sur l’arbre moteur (l’arbre haute pression 14). L’équipement comprend au moins un organe qui est entrainé en rotation par l’arbre haute pression 14 via l’arbre d’entrainement. L’arbre d’entraînement 25 s’étend sensiblement radialement avec un angle incliné entre 5° et 25° par rapport à l’axe radial par exemple) ou radialement. Celui-ci traverse également un élément structural ou bras structural qui s’étend sensiblement radialement au moins en partie entre le carter interne 16 et le carter de soufflante 7 et/ou la nacelle 8.Referring to Figures 1 to 3, the turbine engine comprises a drive shaft 25 which is connected on the one hand to the high pressure shaft 14 and on the other hand to at least one piece of equipment or an accessory of the turbine engine. The equipment is intended to take or inject power (mechanical or electrical) on the motor shaft (the high pressure shaft 14). The equipment comprises at least one member which is driven in rotation by the high pressure shaft 14 via the drive shaft. The drive shaft 25 extends substantially radially with an inclined angle between 5° and 25° relative to the radial axis for example) or radially. This also passes through a structural element or structural arm which extends substantially radially at least in part between the internal casing 16 and the fan casing 7 and/or the nacelle 8.

Dans le présent exemple, le bras structural est un bras de carter 26 qui relie structurellement le carter interne 16 au carter de soufflante. De manière alternative, le bras structural est l’aube de stator 26b (OGV). Dans cette éventualité, l’aube de stator 26b serait montée à la place du bras 26 ou à proximité axialement de celui-ci.In the present example, the structural arm is a casing arm 26 which structurally connects the inner casing 16 to the fan casing. Alternatively, the structural arm is the stator vane 26b (OGV). In this eventuality, the stator vane 26b would be mounted in place of the arm 26 or axially close to it.

En référence à la figure 2, l’équipement est une machine électrique 30.Referring to Figure 2, the equipment is an electric machine 30.

En particulier, la machine électrique 30 comprend un rotor 30a et un stator 30b de manière à bénéficier d’une puissance électrique supplémentaire dans la turbomachine, pour alimenter divers organes de la turbomachine et/ou de l’aéronef. La machine électrique 30 fonctionne avantageusement, mais non limitativement, en tant que générateur, c’est-à-dire que celle-ci permet la conversion d’énergie mécanique en énergie électrique. En particulier, celle-ci prélève de la puissance mécanique pour la transformer en énergie électrique. La machine électrique 30 peut bien entendu fonctionner en mode moteur de manière à convertir de l’énergie électrique en énergie mécanique. L’énergie mécanique générée est injectée dans la turbomachine. Dans le présent exemple, la machine électrique 30 est réversible, c’est-à-dire que celle-ci fonctionne en mode générateur et moteur.In particular, the electric machine 30 comprises a rotor 30a and a stator 30b so as to benefit from additional electric power in the turbomachine, to supply various components of the turbomachine and/or of the aircraft. The electric machine 30 operates advantageously, but not limitatively, as a generator, that is to say that it allows the conversion of mechanical energy into electrical energy. In particular, it takes mechanical power to transform it into electrical energy. The electric machine 30 can of course operate in motor mode so as to convert electrical energy into mechanical energy. The mechanical energy generated is injected into the turbomachine. In the present example, the electric machine 30 is reversible, that is to say that it operates in generator and motor mode.

Comme nous pouvons le voir précisément sur les figures 1 et 2, une roue d’entrée 35 est portée par l’arbre haute pression 14. Cette roue d’entrée 35 est centrée sur l’axe longitudinal X et porte sur sa surface radialement externe une série de dents. La roue d’entrée 35 est avantageusement conique. Le réducteur de vitesse 24 est agencé en amont de cette roue d’entrée 35.As we can see precisely in Figures 1 and 2, an input wheel 35 is carried by the high pressure shaft 14. This input wheel 35 is centered on the longitudinal axis X and bears on its radially outer surface a series of teeth. The input wheel 35 is advantageously conical. The speed reducer 24 is arranged upstream of this input wheel 35.

La machine électrique 30 est couplée à un arbre de transmission de puissance 36 qui présente un axe de rotation A. Le premier arbre de transmission de puissance 36 comprend à une extrémité une roue de sortie 37. La roue de sortie 37 est centrée sur l’axe de rotation A et est dentée. La roue de sortie 37 est également conique.The electric machine 30 is coupled to a power transmission shaft 36 which has an axis of rotation A. The first power transmission shaft 36 comprises at one end an output wheel 37. The output wheel 37 is centered on the axis of rotation A and is toothed. Output wheel 37 is also tapered.

L’arbre d’entrainement 25 sensiblement radial comprend une première extrémité qui porte un pignon d’entrée 38 et une deuxième extrémité qui porte un pignon de sortie 39. Ces pignons 38, 39 sont pourvus de dents et sont coniques.The substantially radial drive shaft 25 comprises a first end which carries an input pinion 38 and a second end which carries an output pinion 39. These pinions 38, 39 are provided with teeth and are conical.

La roue de sortie 37 de l’arbre de transmission de puissance 36 engrène avec le pignon d’entrée 38 de l’arbre d’entraînement 25 en formant un renvoi d’angle. Le renvoi d’angle permet de transmettre un mouvement de rotation entre deux arbres qui ne sont pas parallèles.The output wheel 37 of the power transmission shaft 36 meshes with the input pinion 38 of the drive shaft 25 forming a bevel gear. The angle transmission transmits a rotational movement between two shafts that are not parallel.

La roue de sortie 37 du premier arbre de transmission de puissance 36 et le pignon d’entrée 38 de l’arbre d’entrainement 25 forment un premier dispositif de renvoi d’angle transmission de puissance 40. Ce dernier est disposé cinématiquement entre l’arbre d’entraînement 25 et la machine électrique 30.The output wheel 37 of the first power transmission shaft 36 and the input pinion 38 of the drive shaft 25 form a first power transmission bevel gear device 40. The latter is kinematically disposed between the drive shaft 25 and electric machine 30.

Le premier dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance 40 est logé dans un boîtier ou carter de transmission 41 (cf. figure 3) qui enveloppe et supporte les engrenages (formés des pignons et/ou roues). En d’autres termes, le boîtier 41 est creux.The first power transmission angle transmission device 40 is housed in a casing or transmission casing 41 (cf. FIG. 3) which envelops and supports the gears (formed of pinions and/or wheels). In other words, the case 41 is hollow.

Suivant l’exemple de la figure 1, le boîtier 41 est monobloc avec le carter de soufflante 7 (troisième carter). De manière avantageuse, le boîtier 41 est formé d’un seul tenant (soit venu de matière) avec le carter de soufflante. De manière alternative, le boîtier 41 est fixé sur le carter de soufflante au moyen d’une soudure, d’éléments filetés (brides vissées, etc.), de bielle ou tout autre moyen de fixation. Suivant une autre alternative, le boîtier 41 est monobloc avec la nacelle 8.Following the example of Figure 1, the housing 41 is integral with the fan casing 7 (third casing). Advantageously, the casing 41 is formed in one piece (either in one piece) with the fan casing. Alternatively, the casing 41 is fixed to the fan casing by means of a weld, threaded elements (screwed flanges, etc.), connecting rod or any other fixing means. According to another alternative, the box 41 is made in one piece with the nacelle 8.

Suivant un autre mode de réalisation tel que représenté sur la figure 5, le boîtier 41 qui enveloppe et supporte les engrenages (formés des pignons et roues) est monobloc avec le carter inter-veine 23 (deuxième carter). De manière avantageuse, le boîtier 41 est formé d’un seul tenant (soit venu de matière) avec le carter inter-veine 23. Le boîtier peut être en saillie radialement vers l’extérieur depuis une surface radialement externe 47 du carter inter-veine. De manière alternative, le boîtier 41 est fixé sur le carter inter-veine 23 au moyen d’une soudure, d’éléments filetés (brides vissées, etc.), de bielles ou tout autre moyen de fixation. Dans ce cas de figure, l’arbre d’entraînement s’étend sensiblement radialement entre le carter interne 16 et le carter inter-veine 23.According to another embodiment as shown in Figure 5, the housing 41 which surrounds and supports the gears (formed pinions and wheels) is integral with the inter-vein casing 23 (second casing). Advantageously, the housing 41 is integrally formed (or integral) with the inter-vein casing 23. The housing may project radially outward from a radially outer surface 47 of the inter-vein casing. . Alternatively, the box 41 is fixed to the inter-vein casing 23 by means of a weld, threaded elements (screwed flanges, etc.), connecting rods or any other fixing means. In this case, the drive shaft extends substantially radially between the internal casing 16 and the inter-vein casing 23.

Ces configurations (boîtier monobloc avec le carter inter-veine) permet que la machine électrique soit placée au plus de la « zone core » de la turbomachine et en étant sensiblement parallèle à l’axe de la turbomachine. La « zone core » est située dans le carter interne 16 ou dans le carter inter-veine 23 (soit entre la veine primaire 18 et la veine secondaire 19). De plus, la zone core est une zone feu (autour de la chambre de combustion).These configurations (one-piece housing with the inter-vein casing) allow the electric machine to be placed at most of the "core zone" of the turbomachine and being substantially parallel to the axis of the turbomachine. The “core zone” is located in the internal casing 16 or in the inter-vein casing 23 (ie between the primary vein 18 and the secondary vein 19). In addition, the core zone is a fire zone (around the combustion chamber).

Le boîtier 41 est réalisé dans un matériau métallique ou un alliage métallique. De manière avantageuse, mais non limitativement, le matériau ou l’alliage métallique comprend de l’acier, de l’aluminium, du magnésium, du titane ou encore un alliage métallique.The casing 41 is made of a metallic material or a metallic alloy. Advantageously, but not limitatively, the metal material or alloy comprises steel, aluminum, magnesium, titanium or even a metal alloy.

Le boîtier peut être réalisé par un procédé de fabrication additive, par fonderie ou encore par usinage.The housing can be produced by an additive manufacturing process, by foundry or even by machining.

Sur la figure 3, le boîtier 41 comprend une surface d’accouplement 42 qui est définie dans un plan qui est sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation du premier arbre de transmission de puissance 36. Ce dernier s’étend au moins en partie à l’intérieur du boîtier 41. Le plan de la surface d’accouplement 42 est sensiblement radial. La surface d’accouplement 42 est pourvue d’un orifice traversant 43. L’arbre de transmission de puissance 36, couplé à une machine électrique 30, s’étend depuis la surface d’accouplement 42, en traversant l’orifice traversant.In Figure 3, the housing 41 comprises a coupling surface 42 which is defined in a plane which is substantially perpendicular to the axis of rotation of the first power transmission shaft 36. The latter extends at least in part to inside the housing 41. The plane of the mating surface 42 is substantially radial. The mating surface 42 is provided with a through hole 43. The power transmission shaft 36, coupled to an electric machine 30, extends from the mating surface 42, passing through the through hole.

L’axe de rotation A du premier arbre de transmission de puissance 36 est sensiblement parallèle à l’axe longitudinal X.The axis of rotation A of the first power transmission shaft 36 is substantially parallel to the longitudinal axis X.

Avantageusement, le stator 30b de la machine électrique est fixé sur un élément fixe et le rotor est lié à la chaîne cinématique. Le stator est fixé au boîtier 41. Celui-ci est par exemple monté sur la paroi interne du boîtier. De manière alternative le stator 30b est monté sur la paroi interne d’une enveloppe 46 de la machine électrique 30, laquelle enveloppe est fixe et aussi fixée au boîtier 41. L’enveloppe 46 de la machine électrique 30 peut être, selon les modes de réalisation décrits ci-dessus, fixée sur le carter interne-veine 23 ou le carter de soufflante. Quant au rotor de la machine électrique 30, celui-ci est couplé en rotation avec l’arbre de transmission de puissance 36.Advantageously, the stator 30b of the electric machine is fixed to a fixed element and the rotor is linked to the kinematic chain. The stator is fixed to the casing 41. The latter is for example mounted on the internal wall of the casing. Alternatively, the stator 30b is mounted on the internal wall of a casing 46 of the electric machine 30, which casing is fixed and also fixed to the casing 41. The casing 46 of the electric machine 30 can be, depending on the modes of embodiment described above, fixed to the inner-vein casing 23 or the fan casing. As for the rotor of the electric machine 30, this is coupled in rotation with the power transmission shaft 36.

Dans l’exemple représenté sur la figure 3, le rotor 30a de la machine électrique est agencé dans le boîtier 41.In the example shown in Figure 3, the rotor 30a of the electric machine is arranged in the housing 41.

Par ailleurs, en référence aux figures 1 et 2, la roue d’entrée 35 engrène avec le premier pignon de sortie 39 de l’arbre d’entraînement 25 en formant un renvoi d’angle. En particulier, la roue d’entrée 35 et le premier pignon de sortie 39 forment un deuxième dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance 45 qui est disposé entre l’arbre haute pression et l’arbre d’entrainement 25. La coopération entre la roue d’entrée 35 et le premier pignon de sortie 39 assure, lors d’une rotation de l’arbre haute pression 14 suivant l’axe longitudinal, la rotation également de l’arbre d’entraînement 25 suivant son axe sensiblement radial. De la sorte, la rotation de l’arbre d’entraînement engendre la rotation de l’arbre de transmission de puissance 36 suivant leurs axes de rotation A.Furthermore, with reference to Figures 1 and 2, the input wheel 35 meshes with the first output pinion 39 of the drive shaft 25 forming a bevel gear. In particular, the input wheel 35 and the first output pinion 39 form a second power transmission bevel gear device 45 which is arranged between the high pressure shaft and the drive shaft 25. The cooperation between the input wheel 35 and the first output pinion 39 ensures, during a rotation of the high pressure shaft 14 along the longitudinal axis, the rotation also of the drive shaft 25 along its substantially radial axis . In this way, the rotation of the drive shaft causes the rotation of the power transmission shaft 36 along their axes of rotation A.

Suivant un mode de réalisation illustré sur la figure 4, il y a un seul dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance agencé cinématiquement entre l’arbre moteur 14 et la machine électrique 30. En d’autres termes, il n’y a pas d’arbre d’entraînement s’étendant sensiblement radialement dans le bras de carter. A l’inverse, la machine électrique 30 s’étend à l’intérieur du bras de carter 26. La machine électrique 30 est agencée dans la veine d’écoulement 19 du flux d’air secondaire (dans le bras de carter) ce qui permet au flux d’air secondaire de la veine secondaire de la refroidir. Le stator 30b est monté autour du rotor 30a. En particulier, le stator 30b est agencé dans le bras de carter 26 (bras structural). Celui-ci peut être monté sur une paroi interne du bras de carter 26. Alternativement, le stator est monté sur l’enveloppe 46 de la machine électrique 30 qui est fixée sur le carter la paroi interne du bras de carter. Quant au rotor de la machine électrique 30, celui-ci est couplé en rotation avec l’arbre de transmission de puissance 36. Le boîtier 41 du dispositif de renvoi d’angle transmission de puissance, représenté en pointillé, est logé dans le bras de carter 26 également. Dans cet exemple de réalisation, le boîtier est formé d’un seul tenant avec le carter inter-veine ou le carter interne. Suivant une autre alternative, le boîtier 41 peut être formé d’un seul tenant avec le bras de carter.According to an embodiment illustrated in FIG. 4, there is a single power transmission bevel gear device arranged kinematically between the motor shaft 14 and the electric machine 30. In other words, there is no has no substantially radially extending drive shaft in the housing arm. Conversely, the electric machine 30 extends inside the casing arm 26. The electric machine 30 is arranged in the flow path 19 of the secondary air flow (in the casing arm) which allows the secondary airflow from the secondary vein to cool it. Stator 30b is mounted around rotor 30a. In particular, the stator 30b is arranged in the casing arm 26 (structural arm). This can be mounted on an internal wall of the casing arm 26. Alternatively, the stator is mounted on the casing 46 of the electric machine 30 which is fixed on the casing the internal wall of the casing arm. As for the rotor of the electric machine 30, the latter is coupled in rotation with the power transmission shaft 36. The casing 41 of the power transmission bevel gear device, shown in dotted lines, is housed in the arm of the crankcase 26 also. In this exemplary embodiment, the casing is formed in one piece with the inter-vein casing or the internal casing. According to another alternative, the housing 41 can be formed in one piece with the housing arm.

Le flux secondaire permet dans les deux modes de réalisation de refroidir la machine électrique.The secondary flow allows in both embodiments to cool the electric machine.

Ainsi, dans le cas d’un fonctionnement moteur de la machine électrique, l’arbre de transmission de puissance 36 lui fournit la puissance mécanique lors de sa rotation et qui sera convertie en puissance électrique. Cette puissance électrique supplémentaire sera disponible une fois que la turbomachine a démarré, et en particulier, pendant le vol et en phase d’atterrissage. L’énergie électrique peut être stockée avantageusement dans un élément de stockage d’énergie embarquée dans l’avion, tel qu’une batterie ou au moins une pile à combustible. La machine électrique et l’élément de stockage d’énergie sont reliés électriquement.Thus, in the case of motor operation of the electric machine, the power transmission shaft 36 supplies it with mechanical power during its rotation and which will be converted into electrical power. This additional electrical power will be available once the turbomachine has started, and in particular, during flight and in the landing phase. The electrical energy can advantageously be stored in an energy storage element on board the aircraft, such as a battery or at least one fuel cell. The electric machine and the energy storage element are electrically connected.

La turbomachine est également équipée d’un moteur électrique qui est destiné à être alimenté en courant électrique par la machine électrique (en mode moteur). A cet effet, le moteur électrique et la machine électrique 30 sont reliés électriquement par un câblage électrique. Ce moteur électrique est agencé au niveau du carter de soufflante et en aval de la machine électrique. Dans le cas d’injection de puissance sur un des arbres moteurs, la puissance électrique produite par la machine électrique est envoyée à l’arbre moteur par l’intermédiaire du moteur électrique ou alternativement par la batterie. La puissance électrique entraîne en rotation l’arbre d’entraînement qui entraîne à son tour l’arbre moteur, ici l’arbre haute pression. Cela permet d’améliorer les performances du moteur par exemple et de réduire la consommation de carburant pour alimenter la chambre de combustion.The turbomachine is also equipped with an electric motor which is intended to be supplied with electric current by the electric machine (in motor mode). For this purpose, the electric motor and the electric machine 30 are electrically connected by electrical wiring. This electric motor is arranged at the level of the fan casing and downstream of the electric machine. In the case of power injection on one of the motor shafts, the electrical power produced by the electric machine is sent to the motor shaft via the electric motor or alternatively by the battery. The electrical power rotates the drive shaft which in turn drives the motor shaft, here the high pressure shaft. This improves engine performance, for example, and reduces fuel consumption to supply the combustion chamber.

La machine est configurée pour injecter de la puissance mécanique à l’arbre haute pression par le moteur électrique qui l’entraîne en rotation.The machine is configured to inject mechanical power to the high pressure shaft by the electric motor which drives it in rotation.

Claims (9)

Turbomachine (1) comprenant une soufflante (2), un premier carter (16) dans lequel s’étend un arbre moteur (14, 15) d’axe longitudinal X, un deuxième carter (23) entourant et coaxial avec le premier carter (16), un troisième carter qui entoure la soufflante (7,8) et le deuxième carter (23) et qui est coaxial au deuxième carter (23), et un bras structural (26) s’étendant sensiblement radialement entre le premier carter (16) et le troisième carter (7, 8), l’arbre moteur (14, 15) étant destiné à entrainer en rotation au moins un équipement via un dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance (40), le premier carter (16) et le deuxième carter (23) délimitant au moins en partie une veine d’écoulement d’un flux secondaire généré par la soufflante (2), caractérisée en ce que le dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance (40) est agencé dans un boîtier (41) et l’équipement comprend au moins une machine électrique (30) qui comporte un rotor (30a) et un stator (30b), le stator (30b) étant agencé dans le bras structural (26).Turbomachine (1) comprising a fan (2), a first casing (16) in which extends a motor shaft (14, 15) of longitudinal axis X, a second casing (23) surrounding and coaxial with the first casing ( 16), a third casing which surrounds the fan (7,8) and the second casing (23) and which is coaxial with the second casing (23), and a structural arm (26) extending substantially radially between the first casing ( 16) and the third casing (7, 8), the motor shaft (14, 15) being intended to drive in rotation at least one item of equipment via a power transmission bevel gear device (40), the first casing (16) and the second casing (23) at least partially delimiting a flow path for a secondary flow generated by the fan (2), characterized in that the power transmission bevel gear device (40 ) is arranged in a housing (41) and the equipment comprises at least one electric machine (30) which comprises a rotor (30a) and a stator (30b), the e stator (30b) being arranged in the structural arm (26). Turbomachine (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le boîtier (41) est formé d’un seul tenant avec le deuxième carter (23).Turbomachine (1) according to the preceding claim, characterized in that the casing (41) is formed in one piece with the second casing (23). Turbomachine selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend un arbre de transmission de puissance (36) qui est relié d’une part, à l’arbre moteur (14, 15), et d’autre part, à la machine électrique (30) via le dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance (40).Turbomachine according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a power transmission shaft (36) which is connected on the one hand to the motor shaft (14, 15) and on the other , to the electric machine (30) via the bevel transmission device (40). Turbomachine (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’un arbre d’entraînement (25) s’étend à l’intérieur du bras structural (26).Turbomachine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a drive shaft (25) extends inside the structural arm (26). Turbomachine (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le dispositif de renvoi d’angle de transmission de puissance (40) comprend une roue de sortie (37) qui est montée sur une première extrémité du premier arbre de transmission de puissance (36) et qui engrène avec un pignon d’entrée (38) monté sur l’arbre d’entraînement (25) couplé à la machine électrique (30).Turbomachine (1) according to the preceding claim, characterized in that the power transmission bevel gear device (40) comprises an output wheel (37) which is mounted on a first end of the first power transmission shaft ( 36) and which meshes with an input pinion (38) mounted on the drive shaft (25) coupled to the electric machine (30). Turbomachine selon l’une des revendications 4 à 5, caractérisée en ce que l’arbre moteur (14, 15) porte une roue d’entrée (35) coaxiale à l’axe longitudinal X et coopérant avec un pignon de sortie (39) monté à une deuxième extrémité de l’arbre d’entrainement (25).Turbomachine according to one of Claims 4 to 5, characterized in that the motor shaft (14, 15) carries an input wheel (35) coaxial with the longitudinal axis X and cooperating with an output pinion (39) mounted at a second end of the drive shaft (25). Turbomachine selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que l’arbre d’entraînement (25) s’étend suivant un axe sensiblement radial vis-à-vis de l’axe longitudinal X.Turbomachine according to any one of Claims 4 to 6, characterized in that the drive shaft (25) extends along an axis substantially radial with respect to the longitudinal axis X. Turbomachine selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif de renvoi d’angle transmission de puissance (40) comprend une roue de sortie (37) montée sur un arbre de transmission de puissance (36) de la machine électrique (30), la roue de sortie (37) engrenant avec une roue d’entrée (35) coaxiale à l’axe longitudinal X et porté par l’arbre moteur (14, 15).Turbomachine according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the power transmission bevel gear device (40) comprises an output wheel (37) mounted on a power transmission shaft (36) of the machine (30), the output wheel (37) meshing with an input wheel (35) coaxial with the longitudinal axis X and carried by the motor shaft (14, 15). Turbomachine selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le deuxième carter (23) et le troisième carter (7) délimitent au moins en partie une veine d’écoulement (19) d’un flux d’air secondaire généré par la soufflante (2), et en ce que la machine électrique (30) est agencée dans la veine d’écoulement (19).Turbomachine according to any one of the preceding claims, characterized in that the second casing (23) and the third casing (7) at least partly delimit a flow path (19) for a flow of secondary air generated by the fan (2), and in that the electric machine (30) is arranged in the flow path (19).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060248900A1 (en) * 2005-05-05 2006-11-09 Gabriel Suciu Accessory gearbox
US20070157597A1 (en) * 2004-05-13 2007-07-12 John Sharp Aircraft engine
EP1876337A1 (en) * 2006-07-07 2008-01-09 Snecma Turboshaft engine with an alternator and method of transmitting movement to an alternator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070157597A1 (en) * 2004-05-13 2007-07-12 John Sharp Aircraft engine
US20060248900A1 (en) * 2005-05-05 2006-11-09 Gabriel Suciu Accessory gearbox
EP1876337A1 (en) * 2006-07-07 2008-01-09 Snecma Turboshaft engine with an alternator and method of transmitting movement to an alternator

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