FR3090035A1 - Dispositif de deshuilage et d’etancheite d’une enceinte de lubrification de turbomachine - Google Patents

Abstract

Dispositif de déshuilage et d’étanchéité d’une enceinte (E1) de lubrification de turbomachine d’aéronef, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une enceinte annulaire de lubrification (E1) délimitée au moins en partie par au moins un arbre (3) et au moins un stator s’étendant autour de l’arbre, au moins un palier (10, 13, 14) lubrifié étant situé dans ladite enceinte, et au moins un moyen annulaire d’étanchéité (17a, 39a, 39b) étant prévu entre le stator et l’arbre,. Figure pour l'abrégé : Figure 5

Description

Description

Titre de l’invention : DISPOSITIF DE DESHUILAGE ET D’ETANCHEITE D’UNE ENCEINTE DE LUBRIFICATION DE TURBOMACHINE

Domaine technique de l’invention

[0001] La présente invention concerne notamment un dispositif de déshuilage et d’étanchéité d’une enceinte de lubrification pour une turbomachine d’aéronef. Arrière-plan technique

[0002] Une turbomachine d’aéronef comprend des carters structuraux et un ensemble de stators et rotors. La turbomachine peut comprendre un ou plusieurs corps, tels qu’un corps basse pression ou BP, et un corps haute pression ou HP par exemple.

[0003] Les rotors de la turbomachine sont soutenus par des paliers à roulement qui sont eux même accrochés aux carters structuraux par l’intermédiaire de supports de paliers. Ces paliers sont lubrifiés avec de l’huile pour optimiser leur fonctionnement et dissiper l’énergie thermique produite.

[0004] Pour contenir l’huile, les paliers sont enfermés dans une enceinte fermée appelée enceinte de lubrification. L’enceinte est délimitée par des parois fixes (stator(s), carters structuraux, supports palier) et mobile(s) rotor(s)). A l’interface de parois mobiles l’une par rapport à l’autre, des étanchéités (par exemple à labyrinthe) sont placées pour contenir l’huile, et un circuit d’air vient pressuriser ces étanchéités pour éviter les fuites d’huile à l’extérieur de l’enceinte.

[0005] L’enceinte est ainsi pressurisée (de l’air y entre en continu, repoussant l’huile qui aurait pu sortir des étanchéités par capillarité ou gravité) et les paliers fonctionnent dans un milieu d’huile et d’air mélangés formant un brouillard à l’intérieur de l’enceinte. L’alimentation des paliers est assurée par un circuit d’alimentation en huile et la récupération de l’huile est assurée par un circuit de récupération spécifique.

[0006] Pour éviter une surpression de l’enceinte, et permettre un flux constant d’air entrant, l’intérieur de l’enceinte est relié à un milieu de pression plus faible que la pression de l’air entrant dans les étanchéités, c’est le dégazage qui consiste à évacuer de l’air de l’enceinte. Cependant cet air chargé d’huile est avant son évacuation séparé de son huile par des désaérateurs ou déshuileurs, l’huile étant destinée à être recyclée.

[0007] Ces organes de séparation air/huile peuvent être placés à différents endroits du circuit d’huile, et par exemple :

• aux frontières d’une enceinte ; l’énergie nécessaire au déshuilage est alors fournie directement par la rotation des corps ; l’huile est renvoyée dans l’enceinte et l’air est évacué par un tube traversant la turbomachine vers l’extérieur ;

• sur le circuit d’huile ; l’énergie nécessaire au déshuilage est fournie par l’arbre d’entrainement auxiliaire et l’huile retourne au réservoir d’huile en général.

[0008] Dans le cas du déshuilage sur le circuit d’huile, le tube d’évacuation d’air traverse un carter structural vers un équipement extérieur. Dans le cas du déshuilage aux frontières d’une enceinte, il traverse tout le moteur, en général par le rotor BP, et évacue l’air traité vers l’extérieur du moteur. Il est alors appelé tube central de dégazage ou centervent tube en anglais. Ces deux solutions présentent des avantages et des inconvénients. La première solution est couramment utilisée car elle offre l’avantage d’être la plus simple en installation et permet un gain de masse du fait que le déshuileur est intégré à l’enceinte et aucun tuyau d’air huilé ne doit être installé.

[0009] L’air de pressurisation des étanchéités est prélevé dans une veine d’un compresseur de la turbomachine. Cet air « consommé » pour assurer l’étanchéité à l’huile de l’enceinte, est une pure perte d’un point de vue thermodynamique moteur. Il contraint à la fois le dimensionnement de la turbomachine et sa performance globale. De plus, les moyens d’acheminement de cet air depuis le compresseur jusqu’à l’enceinte ont une masse significative et peuvent être difficiles à intégrer dans la turbomachine.

[0010] Il existe donc un besoin d’avoir une étanchéité « active » qui permettrait de se passer de pressurisation et pouvoir ainsi réduire les prélèvements d’air dans le compresseur pour optimiser les performances de la turbomachine.

Résumé de l’invention

[0011] La présente invention apporte une solution simple, efficace et économique au problème précité de la technique antérieure.

[0012] L’invention propose un dispositif de déshuilage et d’étanchéité d’une enceinte de lubrification de turbomachine d’aéronef, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une enceinte annulaire de lubrification délimitée au moins en partie par au moins un arbre et au moins un stator s’étendant autour de l’arbre, au moins un palier lubrifié étant situé dans ladite enceinte, au moins un moyen annulaire d’étanchéité étant prévu entre le stator et l’arbre,

[0013] caractérisé en ce que, au niveau dudit au moins un moyen d’étanchéité,

[0014] ledit stator comporte une partie d’extrémité annulaire externe comportant une rangée annulaire d’ouvertures radiales traversantes configurée pour forcer le passage centrifuge d’air et d’huile à travers elles,

[0015] ledit arbre comporte une partie d’extrémité annulaire interne engagée dans ladite partie d’extrémité annulaire externe et comportant une rangée annulaire d’orifices radiaux traversants configuré pour former un déshuileur et forcer le passage centripète d’air à travers eux, et

[0016] ledit arbre comportent des léchettes annulaires d’étanchéité radialement externes situées radialement entre lesdites parties d’extrémité annulaires interne et externe, de part et d’autre desdites ouvertures et desdits orifices, et aptes à autoriser le passage axial d’air dans l’espace axial s’étendant entre lesdites léchettes et dans lequel débouchent lesdites ouvertures et lesdits orifices.

[0017] Le dispositif selon l’invention permet à la fois de réaliser l’étanchéité et le déshuilage de l’enceinte. Contrairement à la technique antérieure, de l’air de pressurisation ne traverse plus l’étanchéité rotor/stator vers l’enceinte, mais le dégazage la traverse vers l’extérieur de l’enceinte. Le dispositif utilise la vitesse de l’arbre qui délimite l’enceinte, pour que les gouttes d’huile et l’air chargé d’huile qui provient de l’enceinte pénètrent dans l’espace précité, soient centrifugés et réinjectés dans l’enceinte par les ouvertures, et que l’air déshuilé s’écoule lui de manière centripète à travers les orifices. Ces orifices ont une fonction similaire aux déshuileurs, qui sont toutefois utilisés dans la technique antérieure dans une enceinte à distance de ces moyens d’étanchéité. Au contraire, ils sont ici intégrés aux moyens d’étanchéité. Les ouvertures ont une fonction de décompression de l’espace axial pour limiter le dégazage de l’enceinte et réinjecter la majeure partie de l’air chargé d’huile provenant de l’enceinte vers l’enceinte.

[0018] Le dispositif selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :

[0019] - lesdites ouvertures définissent entre elles des aubages aptes à forcer une circulation d’air dudit espace vers ladite enceinte,

[0020] - lesdites ouvertures débouchent sur une surface cylindrique interne de plus grand diamètre de ladite partie d’extrémité annulaire externe,

[0021] - lesdits orifices sont formés dans un bossage annulaire en saillie sur une surface cylindrique externe de ladite partie d’extrémité annulaire interne,

[0022] - une rangée annulaire de lunules axiales s’étend entre les léchettes,

[0023] - ladite partie d’extrémité radialement externe comprend au moins une collerette annulaire radialement interne qui s’étend dans ledit espace, entre lesdites ouvertures et une desdites léchettes,

[0024] - lesdites parties radialement interne et externe sont situées au niveau dudit au moins un moyen d’étanchéité, ladite collerette étant située en amont desdites ouvertures et en aval d’une desdites léchettes,

[0025] - ladite collerette s’étend en amont desdites lunules et a un diamètre interne inférieur ou supérieur au diamètre externe desdites lunules,

[0026] - ladite collerette est située entre lesdites ouvertures et au moins un orifice radiale de drainage formé dans ladite d’extrémité radialement externe,

[0027] - ladite partie d’extrémité annulaire interne définit un logement radialement interne qui est fermé axialement de manière étanche par une cloison au niveau d’une extrémité libre de cette partie,

[0028] - le dispositif comporte des paliers à roulement situés dans ladite enceinte et comportant un palier amont monté à une extrémité axiale amont de l’enceinte, entre le stator et l’arbre, et un second palier aval monté à une extrémité axiale aval de l’enceinte, entre le stator et l’arbre, des premiers moyens annulaires d’étanchéité étant prévus en amont dudit premier palier, entre le stator et l’arbre, et des seconds moyens annulaires d’étanchéité étant prévus en aval dudit second palier, entre le stator et l’arbre, caractérisé en ce que, au niveau desdits premiers et/ou seconds moyens d’étanchéité.

[0029] L’invention concerne en outre une turbomachine d’aéronef, comportant au moins un dispositif tel que décrit ci-dessus.

[0030] L’invention concerne encore un procédé de déshuilage d’une enceinte de lubrification de turbomachine d’aéronef, au moyen d’un dispositif tel que décrit ci-dessus, dans lequel :

[0031] - l’enceinte de lubrification dudit au moins un paliers est à une pression PI,

[0032] - ledit espace est à une pression P2,

[0033] - ladite cloison sépare de manière étanche ledit logement à une pression P3 d’une cavité à une pression P4,

[0034] dans lequel PI est supérieure à P2 qui est supérieure à P3, et

[0035] dans lequel P4 est supérieure à P2,

[0036] de façon à ce que :

[0037] - un mélange d’air et d’huile passe à travers lesdites ouvertures, depuis ledit espace jusqu’à ladite enceinte,

[0038] - de l’air et/ou de l’huile passe axialement à travers lesdites léchettes d’étanchéité, depuis ladite cavité et/ou ladite enceinte, jusqu’audit espace, et

[0039] - un mélange d’air et d’huile passe à travers lesdits orifices, depuis ledit espace jusqu’audit logement, en vue de son déshuilage.

[0040] PI et P4 peuvent être identiques.

Brève description des figures

[0041] L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :

[0042] [fig. 1] la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d’une turbomachine d’aéronef,

[0043] [fig.2] la figure 2 est une vue schématique à plus grande échelle d’une partie d’une turbomachine,

[0044] [fig-3] la figure 3 est une autre vue schématique partielle d’un tube de dégazage de turbomachine,

[0045] [fig-4] la figure 4 est une vue schématique à plus grande échelle d’une partie d’une turbomachine,

[0046] [fig.5] la figure 5 est une vue schématique à plus grande échelle d’une partie d’une turbomachine, et illustre un mode de réalisation du dispositif selon l’invention,

[0047] [fig.6] la figure 6 est une vue schématique en perspective et avec arrachement partiel d’un mode de réalisation du dispositif selon l’invention,

[0048] [fig-7] la figure 7 est une vue schématique en coupe du mode de réalisation du dispositif de la figure 6,

[0049] [fig.8] la figure 8 est une vue similaire à la figure 7 et illustrant une position particulière de la turbomachine en fonctionnement, avec le mode de réalisation du dispositif de la figure 5,

[0050] [fig.9] la figure 9 est une vue similaire à celle de la figure 6 et illustre une variante de réalisation du dispositif selon l’invention, et

[0051] [fig.10] la figure 10 est une vue similaire à celle de la figure 7 et illustre la variante de la figure 9.

Description détaillée de l’invention

[0052] L’invention peut s’appliquer à tout type de turbomachine, équipé ou non d’un réducteur.

[0053] La turbomachine 1 représentée à la figure 1 est du type à réducteur, qui comporte, de manière classique, une soufflante S, un compresseur basse pression la, un compresseur haute pression 1b, une chambre de combustion le, une turbine haute pression Id et une turbine basse pression le. Les rotors du compresseur haute pression 1b et de la turbine haute pression Id sont reliés par un arbre haute pression 5 ou HP. Les rotors du compresseur basse pression la et de la turbine basse pression le sont reliés par un arbre basse pression 4 ou BP. La turbomachine est ainsi du type à double corps, HP et BP. La soufflante est, quant à elle, portée par un arbre de soufflante 3 qui est relié par un réducteur 7 à l'arbre BP 4.

[0054] Les arbres HP et BP s'étendent suivant un axe A qui est l'axe de rotation de la turbomachine 1. Dans la suite de la description, les notions de longitudinal ou radial, et d'intérieur ou extérieur, sont relatives à cet axe.

[0055] La turbomachine 1 comprend des carters structuraux. Le corps HP est tenu par deux carters structuraux : le carter inter-compresseurs et le carter inter-turbines, et le corps BP est tenu par au moins deux carters structuraux : le carter intermédiaire 2 et le carter inter-turbine et/ou le carter d’échappement 6.

[0056] Le carter intermédiaire 2 soutient des paliers de l’arbre de turbine BP 4 qui sont logés dans une enceinte avant ou amont notée El. Le carter d’échappement 6 soutient des paliers de l’arbre de turbine BP 4 qui sont logés dans une enceinte arrière ou aval notée E2.

[0057] Les enceintes sont en général en partie délimitées par des supports de paliers.

[0058] Le réducteur 7 est ici de type à train épicycloïdal. La figure 2 montre de manière très schématique l’encombrement du réducteur. Le réducteur 7 comprend un arbre d’entrée 8 s'étendant en amont de l'arbre BP 4 et qui est guidé par un palier 10 aval porteur de cet arbre BP. Le couple en sortie de ce réducteur 7 est transmis à l'arbre de soufflante 3, par une liaison classique, connue de l'homme du métier, comme par exemple une fixation de cet arbre de soufflante sur le porte-satellite s formant un arbre de sortie 9 du réducteur, dans le cas d'un réducteur à train épicycloïdal. Dans le cas d’un réducteur planétaire, l’arbre de soufflante serait entraîné par la couronne. Le réducteur est placé à l'intérieur de l’enceinte avant El de lubrification.

[0059] L’enceinte El comprend des parois fixes et des parois mobiles. Les parois fixes de l'enceinte El comprennent une paroi interne de la veine du flux primaire, d'un support amont de palier 11 et d'un support aval de palier 12. Les supports 11 et 12 s'étendent vers l'intérieur de la turbomachine et portent respectivement les paliers 13, 14 et le palier 10. Ils assurent la structure entre les carters et les bagues externes fixes des paliers. Les parois mobiles de l'enceinte El comprennent les arbres d’entrée 8 et de sortie 9. Les paliers 10, 13, 14 sont logés dans l’enceinte El. Des étanchéités 17a, 17b sur les schémas sont prévues entre les parois fixes et mobiles et sont par exemple des joints labyrinthe, joints à brosse, joint radiaux segmenté, etc.

[0060] Les paliers 10, 13 et 14 ainsi que le réducteur 7 sont lubrifiés pour leur bon fonctionnement. L’huile est amenée par des moyens appropriés 16 tels que des gicleurs, des conduits d’amenée d’huile, etc. L’enceinte El est configurée pour que le mélange airhuile, qui forme un brouillard d’huile à l’intérieur de l’enceinte, soit contenu dans cette dernière. Entre les parois de rotor et de stator de l’enceinte, par exemple ici aux extrémités amont et aval de l’enceinte, des étanchéités (telles que des labyrinthes) sont placées pour contenir l’huile, et un circuit d’air vient pressuriser ces étanchéités pour éviter les fuites d’huile. L’enceinte El se trouve alors pressurisée (de l’air entre en continu à travers les étanchéités, repoussant l’huile qui aurait pu sortir des étanchéités par capillarité) et les paliers fonctionnent dans un milieu d’huile et d’air mélangés. L’alimentation des paliers est assurée par un tube d’alimentation en huile ou un gicleur et la récupération est assurée par un tube de récupération spécifique. Pour éviter une surpression de l’enceinte El, et permettre un flux constant d’air entrant, l’intérieur de l’enceinte est mise à l’air à pression plus faible que la pression de l’air entrant à travers les étanchéités. Cet air chargé de particules d’huile, qui est évacué au niveau d’un puits de pression, doit d’abord être traité pour récupérer la quasi-totalité de l’huile qu’il véhicule. Pour cela, l’air huilé sera amené à un déshuileur qui séparera l’air de l’huile qu’il véhicule et rejettera l’air déshuilé à l’extérieur du moteur. C’est le principe de déshuilage d’une enceinte.

[0061] La mise à l’air de l’enceinte est effectuée par un tube de dégazage 20 (figure 3) qui traverse axialement l’arbre de turbine BP 4, depuis l’enceinte amont El jusqu’au cône d’éjection 6a de la turbomachine.

[0062] Le dispositif de déshuilage comprend en général une rangée annulaire de tubes de déshuilage 21 qui traversent radialement l’arbre de soufflante 3 et autorisent le passage d’air huilé radialement de l’extérieur vers l’intérieur, depuis l’enceinte El jusqu’à un logement L aménagée en amont du tube de dégazage 20 (flèche 18). Ces tubes génèrent un vortex libre en imprimant la vitesse de rotation de l’arbre de soufflante à l’air huilé qui augmente en se rapprochant de l’axe moteur et l’huile est centrifugée sur les parois internes de l’arbre de l’arbre de soufflante 3 pour retourner dans l’enceinte El (flèches 19).

[0063] La figure 3 illustre un tube de dégazage 20 qui peut être utilisé dans le cadre de l’invention.

[0064] Le tube de dégazage 20 est réalisé en plusieurs tronçons dans l’exemple représenté et comprend un tronçon amont 20a, un tronçon intermédiaire 20b et un tronçon aval 20c. Les tronçons sont coaxiaux et s’étendent les uns derrière les autres, leurs extrémités axiales en regard étant emboîtées l’une dans l’autre.

[0065] Le tronçon amont 20a est configuré pour être solidarisé à l’arbre de turbine BP et comprend des moyens d’étanchéité indépendants destinés à coopérer avec l’arbre d’entrée 8 du réducteur 7. Ces moyens d’étanchéité ne sont pas visibles et sont par exemple formés par un joint annulaire. Ces moyens d’étanchéité, visibles à la figure 2, sont traversés par de l’air (flèche 33) qui s’additionne à l’air (flèches 17) traversant les étanchéités afin de pressuriser l’enceinte et éviter les fuites d’huile.

[0066] Un disque, visible à la figure 2 sous la forme d’une cloison radiale 15 ferme l’extrémité amont de l’arbre 3. Cette cloison radiale 15 sépare la cavité R située à l’amont et qui est en fonctionnement à une pression notée P4, du logement L situé à l’aval et qui est en fonctionnement à une pression notée P3. La cavité R est sensiblement cylindrique et délimitée extérieurement par le disque de soufflante 3b et/ou le cône d’entrée 3c, et le logement L est cylindrique et délimité extérieurement par l’arbre 3.

[0067] Les figures 4 et 5 représentent de manière schématique le concept général de l’invention qui consiste à mettre en place un dispositif spécifique à au moins une des extrémités de l’enceinte El, ce dispositif remplissant une double fonction d’étanchéité et de déshuilage. Les figures 4 et 5 illustrent un exemple d’intégration de ce dispositif à l’extrémité axiale amont de l’enceinte El mais un tel dispositif pourrait également être monté à l’extrémité axiale aval de l’enceinte.

[0068] L’arbre 3 comprend une partie d’extrémité annulaire interne 3a qui comprend une rangée annulaire d’orifices radiaux 35 traversants configurés pour imprimer une vitesse tangentielle à l’air et pour autoriser le passage centripète d’air déshuilé (flèche Fl). Cet air déshuilé continue son chemin de l’amont vers l’aval dans les différents tronçons du tube 20 pour être éjecté à l’atmosphère à l’extrémité aval de la turbomachine.

[0069] Un capot annulaire 40 s’étend en amont du support de palier 11 et est fixé à ce support de palier 11. Ce capot 40 a une forme générale tronconique qui est évasée axialement vers l’aval. Son extrémité axiale amont 40a de plus petit diamètre s’étend autour de l’arbre 3, juste en amont du palier 14, et son extrémité aval de plus grand diamètre s’étend autour du palier 13 et est fixée au carter intermédiaire 2. Ce capot 40 fait partie d’un stator de la turbomachine et délimite une partie de l’enceinte EL

[0070] Le capot 40 comprend à son extrémité 40a une partie d’extrémité annulaire externe 40aa qui entoure la partie 3a et qui comporte une rangée annulaire d’ouvertures radiales 37 traversantes configurées pour entrainer le passage centrifuge d’huile et d’air huilé (flèche F2). Comme on le voit dans l’exemple représenté, les ouvertures 37 et les orifices 35 sont situés dans l’enceinte El et sensiblement dans un même plan transversal P.

[0071] Les parties 3a et 40aa délimitent entre elles un espace annulaire E3 dans lequel débouchent les extrémités radialement internes des ouvertures 37 et les extrémités radialement externes des orifices 35. L’espace E3 est destiné à être en fonctionnement à une pression P2. Cet espace E3 est délimité axialement, à l’amont, par une première léchette annulaire 39a qui est solidaire de la partie 3a et coopère à l’étanchéité par effet labyrinthe avec la partie 40aa, et à l’aval, une seconde léchette annulaire 39b qui est solidaire de la partie 3a et coopère à l’étanchéité par effet labyrinthe avec la partie 40aa. Les sommets des léchettes 39a, 39b peuvent coopérer avec des revêtements annulaires abradables 44 prévus sur la partie 40aa, comme cela est mieux visible à la figure 7. Dans ces figures, la référence 31 désigne des gouttelettes d’huile. La flèche F3 désigne l’écoulement d’air huilé à travers la léchette 39b, entre l’enceinte El et l’espace E3, et la flèche F4 désigne l’écoulement d’air à travers la léchette 39a, depuis la cavité R jusqu’à l’espace E3.

[0072] Les ouvertures 37 définissent avantageusement entre elles des aubages 39 entraînant l’écoulement centrifuge de l’air huilé et de l’huile (figures 6 et 9). Les aubages 39 présentent chacun un intrados et un extrados qui sont reliés par un bord d’attaque radialement interne et par un bord de fuite radialement externe.

[0073] Ces ouvertures 37 confèrent une fonction d’écope à la partie 40aa qui permet de créer une dépression dans l’espace E3. Le dispositif fonctionne comme une pompe qui a pour but de compenser la perte de pression de l’air qui passe à travers les léchettes 39a,

39b, pour permettre la réintroduction au moins partielle du débit de fuite dans l’enceinte El.

[0074] En complément de l’effet de centrifugation du fluide, l’écope fonctionne grâce au différentiel de vitesse tangentielle entre les aubages 39 et l’air dans l’espace E3. L’air dans cet espace E3 est au contact de l’arbre 3. Si la vitesse tangentielle de l’arbre 3 est insuffisante, des lunules 41 de mise en rotation de l’air dans l’espace E3 peuvent être prévues sur la surface annulaire externe SI de la partie 3a de l’arbre 3. Ces lunules 41 s’étendent axialement sur toute la longueur de l’espace E3, ou sur une partie de cet espace, entre les léchettes 39a, 39b. Elles peuvent être formées par des nervures ou rainures s’étendant entre les léchettes 39a, 39b. Dans l’exemple représenté, elles s’étendent plus exactement entre les léchettes et un bossage annulaire 43 en saillie sur la surface externe SI de la partie 3a, dans lesquels sont formés les orifices 35.

[0075] Les lunules 41 permettent d’amener la vitesse tangentielle de l’air huilé dans l’espace E3 proche de la vitesse périphérique de l’arbre 3. Cet aménagement permet de faire fonctionner la pompe plus efficacement (réduction de l’encombrement ou augmentation du différentiel de pression).

[0076] Les aubages 39 sont donc configurés pour permettre la recompression du fluide. Ces aubages 39 ont un calage adapté à la direction incidente de l’air. Ce calage est adapté au sens de rotation de l’arbre 3. Un homme du métier sera à même de déterminer les caractéristiques de ces aubages en fonction des propriétés et performances recherchées.

[0077] En fonctionnement, la pression PI dans l’enceinte El est supérieure à la pression P2 dans l’espace E3 qui est supérieure à la pression P3 dans le logement L. La pression P4 dans la cavité R est supérieure à la pression P2. L’espace E3 est ainsi dépressurisé et de l’air qui est contenu dans la cavité R et dans l’enceinte El, qui sont à une pression supérieure, pénètre par les léchettes d’étanchéité 39a, 39b comme illustré par les flèches F3 et F4. L’air huilé contenu dans l’enceinte El fuit ainsi à travers la léchette aval 39b par effet de pression vers l’espace axial E3. De plus, l’étanchéité de cette léchette 39b n’est pas parfaite, ce qui peut résulter en un débit d’air à traiter important. L’écope 37 installée sur l’arbre 3 permet de réinjecter la majeure partie de cet air dans l’enceinte El via l’augmentation de sa pression (flèche F2). L’air réinjecté est ainsi représ surisé.

[0078] L’air huilé contenu dans l’espace E3 est mis en mouvement et l’huile a tendance à se séparer de l’air par centrifugation. La centrifugation de l’air huilé par sa mise en rotation permet de diriger la majeure partie de l’huile vers l’écope. L’huile s’accumule alors sur la surface annulaire radialement interne S2 de la partie 3a qui a avantageusement une forme adaptée pour faciliter l’écoulement de cette huile jusqu’aux ouvertures 37. Dans l’exemple représenté, la surface S2 est biconique et le plan de jonction des grandes bases des deux cônes délimite le plus grand diamètre interne de la partie 40aa. Ce plus grand diamètre est ici situé dans le plan P dans lequel sont situées les ouvertures 37. L’huile 31 peut alors s’écouler de la surface S2 jusque dans les ouvertures 37 du fait des forces centrifuges. L’air toujours chargé d’huile, plus lourd que l’air déshuilé, passe également à travers les ouvertures 37 et est alors représsurisé lors de son entrée dans l’enceinte EL L’air déshuilé a lui tendance à rejoindre le logement L qui est à une pression P3 inférieure à celle P2 dans l’espace axial E3. Cette condition de pression peut être facilitée par le recourt à une trompe à jet dans le logement L. La trompe à jet est préférentiellement située en aval du tube de dégazage au niveau du carter d’échappement. L’air est aspiré dans les orifices 35 qui peuvent chacun recevoir un tube de déshuilage comme illustré aux figures 5 à 10. L’air déshuilé est alors évacué par le tube de dégazage 20 décrit dans ce qui précède. L’air non huilé de la cavité R pénètre dans l’espace E3 à travers la léchette amont 39a et refoule l’huile afin d’éviter toute fuite hors de l’enceinte El (flèche F4). Cet air de pressurisation n’a pas forcément besoin d’être de pression supérieure à celle de l’enceinte El (on peut avoir P4 = PI = Pamb (pression ambiante) >P2) si bien que l’impact de la fuite sur la performance est faible, même en cas de fort désalignement. La fuite dont il est fait mention ici est la fuite de pressurisation de l’enceinte El globalement. Chaque étanchéité de l’enceinte est pressurisée en entretenant un filet d’air de pressurisation entrant. Si la mise à l’air de l’enceinte est trop importante, il pourrait être nécessaire d’apporter un fort débit d’air de pressurisation en face de chaque étanchéité, ce qui peut nuire au rendement de la turbomachine, car cet air est en général prélevé sur un compresseur de la turbomachine. Cette étanchéité ou ce déshuilage fonctionne même en cas de faible différence de pression entre El, R, E3 et L car une différence de pression est entretenue grâce aux ouvertures 37 et une recirculation a lieu si trop d’air arrive de l’enceinte, c'est-à-dire si l’étanchéité des léchettes 39b entre El et E3 laisse passer trop d’air.

[0079] Dans une variante non représentée, le nombre de léchettes 39a, 39b pourrait être augmenté pour régler les débits de fuite vers un optimum. D’autres types d’étanchéité (joints asservis, étanchéité fluide) peuvent être envisagés si de meilleures performances sont nécessaires.

[0080] La figure 8 illustre une variante de réalisation du dispositif qui diffère du précédent mode de réalisation par le fait que la partie 40aa comprend une collerette annulaire radialement interne 50 qui s’étend en direction radiale en amont des ouvertures 37 et en aval de la léchette amont 39a, et par exemple en amont des lunules 4L

[0081] La collerette 50 a en section un profil similaire à celui d’une léchette 39a, 39b et a donc un profil sensiblement en pointe. Elle a ainsi une base élargie reliée à la partie 40aa et un sommet en pointe orienté vers la partie 3a de l’arbre 3. Un sous-espace axial E4 s’étend entre la léchette amont 39a et la collerette 50. La collerette 50 a avanta geusement une fonction d’anti-débordement, comme cela sera expliqué dans ce qui suit.

[0082] La collerette 50 a un diamètre interne qui est ici inférieur au diamètre externe des lunules 41.

[0083] La partie 40aa comprend de préférence au moins un orifice radial 52 de drainage d’huile et donc de passage d’huile de l’intérieur radialement vers l’extérieur. Cet orifice 52 découche ici dans le sous-espace E4. Cette huile est évacuée de l’enceinte en circulant à travers au moins une conduite 54 s’étendant depuis l’orifice 52, le long du capot 40, et jusqu’au carter intermédiaire 2.

[0084] L’orifice de drainage 52 ainsi que la conduite 54 sont de préférence situés à 6h, par analogie avec le cadran d’une horloge, c’est-à-dire en partie basse de la turbomachine. On comprend ainsi que l’huile qui parvient dans le sous-espace E4 peut être récupérée par gravité dans l’orifice 52 et la conduite 54.

[0085] Sous certaines attitudes de vol ou facteurs de charge, la récupération d’huile peut être perturbée. Le niveau d’huile peut alors monter dans l’enceinte El, jusqu’à atteindre les étanchéités et menacer le confinement de l’huile dans l’enceinte. Une fois la léchette 39b atteinte par le niveau d’huile, le confinement n’est plus assuré et l’huile peut pénétrer dans le sous-espace E4 qui permet l’évacuation de l’huile.

[0086] Dans ces attitudes particulière de vol, la turbomachine peut être inclinée par rapport à l’horizontale, l’huile H peut pénétrer dans le sous-espace E4, soit en ayant submergé la première étanchéité soit en passant par les ouvertures 37, comme représenté à la figure 8. Dans ces deux cas, le niveau d’huile dans l’espace E3 augmente jusqu’aux lunules 41 sans atteindre la léchette 39a grâce à la collerette anti-débordement 50 qui forme une chicane. Une fois les lunules 41 atteintes, l’huile H est centrifugée puis réinjectée dans l’enceinte El via les ouvertures 37. Ainsi, l’huile est activement refoulée vers l’enceinte El si bien qu’aucune fuite massive n’est à prévoir. Dans le cas où de l’huile s’écoulerait au-delà de la collerette 50, dans le sous-espace E4, cette huile se déverserait dans la conduite 52.

[0087] Les figures 9 et 10 représentent un autre mode de réalisation du dispositif selon l’invention, qui diffère du précédent mode de réalisation essentiellement en ce que la léchette amont 39a est située sur une surface cylindrique S3 dont le diamètre est inférieur à celui de la surface cylindrique SI sur laquelle sont situés les lunules 41 ainsi que l’autre léchette 39b. La léchette amont 39a est située en regard d’une surface cylindrique S4 dont le diamètre est inférieur à celui de la surface cylindrique S5 sur laquelle est située la collerette 50, ce dernier diamètre étant supérieur au diamètre de la surface SI précitée. La collerette 50 a un diamètre interne qui est ici supérieur au diamètre externe de la surface SI voire des lunules 41. Par ailleurs, le diamètre de la surface S4 est supérieur à celui de la surface SI. Cette variante permet de faciliter le montage de la partie 3a dans la partie 40aa, par simple translation axiale.

Claims (1)

1. Revendications [Revendication 1] Dispositif de déshuilage et d’étanchéité d’une enceinte (El) de lubrification de turbomachine d’aéronef, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une enceinte annulaire de lubrification (El) délimitée au moins en partie par au moins un arbre (3) et au moins un stator s’étendant autour de l’arbre, au moins un palier (10, 13, 14) lubrifié étant situé dans ladite enceinte, au moins un moyen annulaire d’étanchéité (17a, 39a, 39b) étant prévu entre le stator et l’arbre, caractérisé en ce que, au niveau dudit au moins un moyen d’étanchéité, ledit stator (40) comporte une partie d’extrémité annulaire externe (40aa) comportant une rangée annulaire d’ouvertures radiales (37) traversantes configurée pour forcer le passage centrifuge d’air et d’huile à travers elles, ledit arbre (3) comporte une partie d’extrémité annulaire interne (3a) engagée dans ladite partie d’extrémité annulaire externe (40aa) et comportant une rangée annulaire d’orifices radiaux (35) traversants configuré pour former un déshuileur et forcer le passage centripète d’air à travers eux, et ledit arbre comporte des léchettes annulaires d’étanchéité (39a, 39b) radialement externes situées radialement entre lesdites parties d’extrémité annulaires interne et externe (3a, 40aa), de part et d’autre desdites ouvertures (37) et desdits orifices (35), et aptes à autoriser le passage axial d’air dans l’espace axial (E3) s’étendant entre lesdites léchettes et dans lequel débouchent lesdites ouvertures et lesdits orifices. [Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdites ouvertures (37) définissent entre elles des aubages (39) aptes à forcer une circulation d’air dudit espace (E3) vers ladite enceinte (El). [Revendication 3] Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdites ouvertures (37) débouchent sur une surface cylindrique interne (S2) de plus grand diamètre de ladite partie d’extrémité annulaire externe (40aa). [Revendication 4] Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits orifices (35) sont formés dans un bossage annulaire (43) en saillie sur une surface cylindrique externe (SI) de ladite partie d’extrémité annulaire interne (3a). [Revendication 5] Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel une rangée annulaire de lunules axiales (41) s’étend entre les léchettes (39a, 39b).

   [Revendication 6] Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite partie d’extrémité radialement externe (40aa) comprend au moins une collerette annulaire radialement interne (50) qui s’étend dans ledit espace (E3), entre lesdites ouvertures (37) et une desdites léchettes (39a, 39b). [Revendication 7] Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel lesdites parties radialement interne et externe (3a, 40aa) sont situées au niveau dudit au moins un moyen d’étanchéité (17a), ladite collerette (50) étant située en amont desdites ouvertures (37) et en aval d’une (39a) desdites léchettes. [Revendication 8] Dispositif selon la revendication 6 ou 7, dans lequel ladite collerette (50) s’étend en amont desdites lunules (41) et a un diamètre interne inférieur ou supérieur au diamètre externe desdites lunules. [Revendication 9] Dispositif selon l’une des revendications 6 à 8, dans lequel ladite collerette (50) est située entre lesdites ouvertures (37) et au moins un orifice radiale de drainage (52) formé dans ladite partie d’extrémité radialement externe (40aa). [Revendication 10] Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite partie d’extrémité annulaire interne (3a) définit un logement radialement interne (L) qui est fermé axialement de manière étanche par une cloison (15) au niveau d’une extrémité libre de cette partie. [Revendication 11] Turbomachine d’aéronef, en particulier à réducteur, comportant au moins un dispositif selon l’une des revendications précédentes. [Revendication 12] Procédé de déshuilage d’une enceinte de lubrification de turbomachine d’aéronef, au moyen d’un dispositif selon la revendication 10, dans lequel : - l’enceinte (El) de lubrification dudit au moins un palier est à une pression PI, - ledit espace (E3) est à une pression P2, - ladite cloison (23) sépare de manière étanche ledit logement (L) à une pression P3 d’une cavité (R) à une pression P4, dans lequel PI est supérieure à P2 qui est supérieure à P3, et dans lequel P4 est supérieure à P2, de façon à ce que : - un mélange d’air et d’huile passe à travers lesdites ouvertures (37), depuis ledit espace jusqu’à ladite enceinte, - de l’air et/ou de l’huile passe axialement à travers lesdites léchettes d’étanchéité (39a, 39b), depuis ladite cavité et/ou ladite enceinte, jusqu’audit espace, et

   - un mélange d’air et d’huile passe à travers lesdits orifices (35), depuis ledit espace jusqu’audit logement, en vue de son déshuilage.