FR3142222A1 - Systeme de deshuilage - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de déshuilage (21) pour une enceinte de lubrification (17, 18, 19) d’un palier (15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) de turbomachine (1) d’aéronef, le système de déshuilage (21) comprenant : - un déshuileur (22) comportant une entrée (22a) configurée pour alimenter le déshuileur (22) avec un mélange (M) d’air pressurisé (A) et d’huile (H) issue de l’enceinte de lubrification (17, 18, 19), et une sortie (22b) de l’air pressurisé (A) déshuilé, le déshuileur (22) comprenant un premier arbre d’entrainement (25), et - un ventilateur (23) agencé à la sortie (22b) du déshuileur (22) et comprenant un moyeu (27) et des pales (28) portées par le moyeu (27), caractérisé en ce que le moyeu (27) du ventilateur (23) est couplé au premier arbre d’entrainement (25) du déshuileur (22). Figure d’abrégé : 5
Description
L’invention concerne un système de déshuilage pour une enceinte de lubrification d’un palier de turbomachine d’aéronef.
L’invention concerne en particulier un système de déshuilage comprenant un déshuileur d’un mélange d’air pressurisé et d’huile.
Une turbomachine d’aéronef s’étend généralement le long et autour d’un axe longitudinal. Elle comprend un générateur de gaz qui comporte typiquement d’amont en aval, dans le sens d’écoulement des gaz dans la turbomachine, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion des gaz, une turbine haute pression et une turbine basse pression.
Le rotor du compresseur basse pression est typiquement relié au rotor de la turbine basse pression par l’intermédiaire d’un arbre basse pression. Le rotor du compresseur haute pression est quant à lui relié au rotor de la turbine haute pression par un arbre haute pression.
La turbomachine comprend en outre une soufflante qui est située en amont du générateur de gaz et qui est entrainée en rotation autour de l’axe longitudinal par un arbre de soufflante. L’arbre de soufflante peut être relié à l’arbre basse pression par l’intermédiaire d’un réducteur de vitesse.
Les arbres haute et basse pression sont guidés en rotation par l’intermédiaire de paliers de guidage qui doivent être lubrifiés pour assurer leur bon fonctionnement. Aussi, le réducteur de vitesse présente des engrènements et doit également être lubrifié pour assurer son bon fonctionnement.
Il est donc connu de projeter de l’huile de lubrification sur les paliers de guidage et dans le réducteur. Afin de préserver les organes connexes de la turbomachine de cette huile de lubrification, les paliers de guidage et le réducteur sont typiquement agencés dans des enceintes de lubrification. Les paliers de guidage situés à l’amont de la turbomachine sont situés dans une ou des enceintes de lubrification amont, et les paliers de guidage situés à l’aval de la turbomachine sont agencés dans une ou des enceintes de lubrification aval.
Chaque enceinte de lubrification est reliée à un circuit de lubrification qui permet d’alimenter en huile l’enceinte de lubrification. Chaque enceinte contient donc un brouillard d’huile de lubrification sous pression qu’il est nécessaire de contenir pour éviter des fuites d’huile vers l’extérieur des enceintes et pour préserver les organes connexes de la turbomachine. Les enceintes sont généralement délimitées par des parois ou des éléments de rotor et par des parois ou des éléments de stator. En fonctionnement, il est donc nécessaire d’assurer une étanchéité entre les parois ou éléments de stator et de rotor.
Cette étanchéité est assurée par des joints d’étanchéité dynamique montés entre les éléments ou parois de stator et les éléments ou parois de rotor qui délimitent de façon étanche les enceintes de lubrification. Pour limiter les fuites d’huile à l’extérieur de l’enceinte au travers de ces joints d’étanchéité, il est nécessaire d’ajuster les pressions entre l’intérieur et l’extérieur des enceintes de lubrification. A cet effet, il est nécessaire d’amener de l’air pressurisé jusqu’aux joints d’étanchéité. La pression de l’air à l’extérieur de l’enceinte doit être supérieure à la pression à l’intérieur de l’enceinte. L’air pressurisé situé à l’extérieur de l’enceinte va donc naturellement traverser les joints d’étanchéité et pénétrer dans l’enceinte, ce qui empêchera les fuites de l’huile depuis l’enceinte vers l’extérieur à travers ces joints. L’air est typiquement prélevé dans les étages amont du compresseur haute pression et dirigé jusqu’aux joints de cette enceinte.
Cet air pressurisé est typiquement évacué à l’extérieur de chaque enceinte au travers d’un circuit d’évacuation. Le circuit d’évacuation comprend typiquement un conduit de ventilation relié à l’enceinte de lubrification et débouchant à l’extérieur de l’enceinte de lubrification. L’air pressurisé étant chargé de particules d’huile en suspension, il est nécessaire de séparer le mélange d’air et d’huile avant son évacuation dans le conduit de ventilation et de récupérer l’huile afin d’en limiter la consommation.
Dans ce cadre, il est connu d’équiper la turbomachine d’un déshuileur qui permet de décharger l’air de l’huile avant son évacuation de l’enceinte de lubrification. Le déshuileur comprend typiquement une entrée du mélange d’air pressurisé et de l’huile reliée à l’enceinte de lubrification et une sortie d’air pressurisé déshuilé reliée au conduit de ventilation. Le déshuileur comprend par ailleurs une sortie d’huile qui permet l’évacuation de l’huile vers le circuit de lubrification. Le déshuileur permet ainsi de séparer les particules d’huile de l’air pressurisé afin de rejet l’air déshuilé à l’extérieur des enceintes de lubrification et de réinjecter l’huile dans le circuit de lubrification.
Dans certaines phases de fonctionnement de la turbomachine, notamment à bas régime par exemple lorsque la turbomachine est au sol, il est difficile de respecter les critères de différentiel de pression aux bornes des étanchéités qui permettent de limiter les fuites d’huile au niveau de ces mêmes étanchéités. En effet, dans ces phases de fonctionnement, la pression à l’extérieur des enceintes de lubrification est trop faible pour conserver un différentiel de pression suffisant.
Dans ce cadre, le document FR-A1-2 965 299 propose d’agencer une trompe à jet à la sortie d’air pressurisé déshuilé du déshuileur. Une telle trompe à jet permet de créer une dépression dans le conduit d’évacuation, à la sortie du déshuileur et ainsi d’augmenter le débit d’air dans le conduit permettant de réduire la pression dans les enceintes de lubrification. Ceci permet d’assurer le différentiel de pression aux bornes des joints d’étanchéité afin de limiter les fuites d’huile au travers de ces joints. La trompe à jet comprend une entrée d’air sous pression prélevé dans un compresseur et une buse d’éjection d’air débouchant dans le conduit d’évacuation. La trompe à jet comprend en outre une vanne de régulation qui permet d’ouvrir ou de fermer l’entrée d’air sous pression. La vanne de régulation est ouverte seulement lors des phases de fonctionnement à bas régime de la turbomachine durant lesquelles le différentiel de pression doit être ajusté.
Bien qu’efficace, une telle solution présente néanmoins de nombreux inconvénients. En effet, l’intégration d’une telle trompe à jet est complexe en ce qu’elle implique un prélèvement d’air pressurisé dans un compresseur et donc un circuit d’air sous pression reliant le compresseur à l’entrée de la trompe à jet. Par ailleurs, cette trompe à jet intègre une vanne de pilotage qui complexifie la configuration de la turbomachine. Aussi, la dimension de la trompe à jet est difficilement compatible avec l’encombrement de la turbomachine.
Dans ce cadre, le document FR-A1-3 092 366 propose de remplacer une telle trompe à jet par un ventilateur. Le ventilateur est agencé dans le conduit d’évacuation à la sortie du déshuileur. Selon ce document, le ventilateur comprend des pales montées autour d’un arbre d’entrainement et un moteur électrique permettant d’entrainer l’arbre d’entrainement. Un dispositif de commande est par ailleurs prévu pour commander le régime du moteur et adapter le débit d’aspiration d’air par le ventilateur selon les phases de fonctionnement de la turbomachine.
Bien que présentant de nombreux avantages comparés à la trompe à jet, cette solution ne donne pas entière satisfaction. En effet, l’intégration d’un moteur complexifie également grandement la configuration de la turbomachine. Aussi, le pilotage du moteur n’est pas aisé et entièrement fiable.
Dans ce cadre, il existe un besoin de fournir une solution qui permette de garantir l’étanchéité des enceintes de lubrification d’une turbomachine d’aéronef, notamment lors des phases de fonctionnement à bas régime de la turbomachine, qui soit simple, fiable et peu encombrante.
A cet effet, l’invention propose un système de déshuilage pour une enceinte de lubrification d’un palier de turbomachine d’aéronef, le système de déshuilage comprenant :
- un déshuileur comportant une entrée configurée pour alimenter le déshuileur avec un mélange d’air pressurisé et d’huile issue de l’enceinte de lubrification, et une sortie de l’air pressurisé déshuilé, le déshuileur comprenant un premier arbre d’entrainement, et
- un ventilateur agencé à la sortie du déshuileur et comprenant un moyeu et des pales portées par le moyeu.
Le système de déshuilage selon l’invention est remarquable en ce que le moyeu du ventilateur est couplé au premier arbre d’entrainement du déshuileur.
Selon l’invention, le ventilateur comprend un moyeu qui est couplé au premier arbre d’entrainement du déshuileur.
Ainsi, grâce à l’invention, il est possible de s’affranchir d’un moteur électrique pour entrainer le ventilateur. Ceci permet de réduire l’encombrement de la turbomachine et d’en simplifier sa configuration tout en garantissant le différentiel de pression entre l’intérieur et l’extérieur de l’enceinte de lubrification afin de préserver l’étanchéité aux bornes de l’enceinte.
Le système 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 :
- le premier arbre d’entrainement est configuré pour entrainer en rotation le moyeu du ventilateur lorsque la vitesse de rotation du premier arbre d’entrainement est inférieure ou égale à une vitesse de rotation seuil, et pour bloquer la rotation du moyeu lorsque la vitesse de rotation du premier arbre d’entrainement est supérieure à cette vitesse de rotation seuil,
- un second arbre d’entrainement du moyeu couplé au premier arbre d’entrainement, et un dispositif de désaccouplement des premier et second arbres d’entrainement lorsque la vitesse de rotation du premier arbre d’entrainement du déshuileur est supérieure à la vitesse de rotation seuil,
- le dispositif de désaccouplement comprend une roue libre reliant les premier et second arbres d’entrainement,
- le dispositif de désaccouplement comprend un embrayage reliant les premier et second arbres d’entrainement,
- un dispositif de récupération d’huile configuré pour collecter de l’huile s’écoulant par gravité dans le ventilateur et pour l’acheminer jusqu’au déshuileur,
- le dispositif de récupération comprend une canalisation reliée au déshuileur et située au point le plus bas du système de déshuilage,
- le dispositif de récupération comprend en outre une gouttière annulaire agencée autour des pales et reliée à la canalisation, la gouttière étant configurée pour collecter de l’huile projetée par centrifugation par le ventilateur et l’acheminer jusqu’à la canalisation.
L’invention concerne également une turbomachine pour un aéronef, la turbomachine présentant un axe longitudinal et comprenant une enceinte de lubrification dans laquelle est agencée un palier de guidage d’un arbre de puissance, l’enceinte de lubrification étant destinée à recevoir un mélange d’air pressurisé et d’huile.
La turbomachine selon l’invention est remarquable en ce qu’elle comprend en outre un système de déshuilage de l’enceinte de lubrification selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes, l’entrée du déshuileur étant relié à une sortie du mélange de l’enceinte de lubrification.
La turbomachine peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- un compresseur,
- une turbine, et
- un arbre de puissance centré sur l’axe longitudinal et reliant un rotor du compresseur à un rotor de la turbine, cet arbre de puissance étant guidé en rotation par le palier, le premier arbre d’entrainement du déshuileur étant couplé à cet arbre de puissance, avantageusement par l’intermédiaire d’une boite d’accessoires.
D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit de modes de réalisation non limitatifs de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels :
Un exemple de turbomachine 1 d’aéronef selon l’invention est représenté sur la . La turbomachine 1 est par exemple un turboréacteur à double flux.
La turbomachine 1 s’étend le long d’un axe longitudinal X. Un flux de gaz F s’écoule dans la turbomachine 1.
Au sens de la présente invention, les termes « amont » et « aval » s’entendent relativement par rapport au sens d’écoulement du flux de gaz F dans la turbomachine 1.
Par ailleurs, les termes « longitudinal », « longitudinalement », « radial », « radialement » s’entendent par rapport à l’axe longitudinal X de la turbomachine 1. Les termes « extérieur », « intérieur » s’entendent relativement par rapport à l’éloignement de l’axe longitudinal X le long d’un axe radial perpendiculaire à l’axe longitudinal X.
La turbomachine 1 comprend d’amont en aval, une soufflante 2 et un générateur de gaz. Le générateur de gaz comprend, d’amont en aval, un compresseur basse pression 3, un compresseur haute pression 4, une chambre de combustion 5, une turbine haute pression 6 et une turbine basse pression 7.
Chaque compresseur 3,4 comprend un rotor de compresseur 3a, 4a et chaque turbine 6, 7 comprend un rotor de turbine 6a, 7a. Les rotors de compresseur 3a, 4a et de turbine 6a, 7a sont composés d’une pluralité d’étages comprenant chacun une roue aubagée.
Le rotor de compresseur 3a du compresseur basse pression 3 est relié au rotor de turbine 7a de la turbine basse pression 7 par un arbre basse pression 8. Ils forment un corps basse pression.
Le rotor de compresseur 4a du compresseur haute pression 4 est relié au rotor de turbine 6a de la turbine haute pression 6 par un arbre haute pression 9. Ils forment un corps haute pression.
Les arbres basse pression 8 et haute pression 9 sont centrés sur l’axe longitudinal X et mobiles en rotation autour de l’axe longitudinal X. L’arbre haute pression 9 est agencé coaxialement autour de l’arbre basse pression 8.
Le flux de gaz F traverse la soufflante 2 et se divise en un flux d’air primaire F1 traversant une veine primaire v1 et en un flux d’air secondaire F2 traversant une veine secondaire v2 entourant la veine primaire. Le flux d’air primaire F1 traverse les compresseurs basse pression 3 et haute pression 4. Le flux d’air primaire F1 comprimé traverse ensuite la chambre de combustion 5 dans laquelle il est mélangé à un carburant. Les gaz issus de la combustion traversent ainsi les turbines haute pression 6 et basse pression 7. L’énergie des gaz est transformée par le rotor de turbine 7a de la turbine basse pression 7 en énergie mécanique permettant d’entrainer en rotation l’arbre basse pression 8 et par suite, le compresseur basse pression 3.
La soufflante 2 comprend un disque mobile en rotation autour de l’axe longitudinal X et des aubes 2a régulièrement réparties sur le disque. Sur l’exemple de la , la soufflante 2 est entourée par un carter de soufflante 2b. La soufflante 2 est de type carénée. Le carter de soufflante 2b porte une nacelle 2c et définissent ensemble un compartiment de soufflante 2d.
Selon un autre exemple non représenté, la soufflante 2 est de type non carénée.
Le disque de la soufflante 2 est entrainé en rotation par un arbre de soufflante 10. Avantageusement, l’arbre de soufflante 10 est relié à l’arbre basse pression 8 par l’intermédiaire d’un réducteur de vitesse 11. Le réducteur de vitesse 11 est de type mécanique. Il est par exemple à train épicycloïdal ou planétaire. De manière non illustrée, le réducteur de vitesse 11 comprend classiquement un solaire et une couronne centrés sur l’axe longitudinal X. Il comprend en outre des satellites engrenant avec le solaire et la couronne. Il comprend en outre un porte-satellites.
Le solaire est solidaire en rotation de l’arbre basse pression 8 et forme l’entrée du réducteur de vitesse 11, tandis que l’un ou l’autre de la couronne et du porte-satellites, selon la configuration du réducteur 11, est solidaire en rotation de l’arbre de soufflante 10 et forme la sortie du réducteur de vitesse 11.
Le réducteur de vitesse 11 permet l’entrainement de l’arbre de soufflante 10 à une vitesse de rotation inférieure à la vitesse de rotation de l’arbre basse pression 8. Ceci permet d’augmenter le taux de dilution de la turbomachine 1.
La turbomachine 1 comprend en outre un carter inter-compresseurs 12 agencé axialement entre le compresseur basse pression 3 et le compresseur haute pression 4. Le carter inter-compresseurs 12 comprend par exemple une virole interne et une virole externe qui sont centrées sur l’axe longitudinal X. Les viroles interne et externe sont par exemple reliées par des bras.
La turbomachine 1 peut comprendre en outre un carter d’entrée 13. Le carter d’entrée 13 est agencé axialement entre la soufflante 2 et le compresseur basse pression 3. Le carter d’entrée 13 comprend par exemple une virole interne et une virole externe qui sont centrées sur l’axe longitudinal X. Les viroles interne et externe sont par exemple reliées par des bras.
La turbomachine 1 peut comprendre en outre un carter inter-turbines 14. Le carter inter-turbines 14 est agencé axialement entre la turbine haute pression 6 et la turbine basse pression 7.
La turbomachine 1 peut comprend en outre un compartiment inter-veines v3 situé entre la veine primaire v1 et la veine secondaire v3.
L’arbre de soufflante 10 est guidé en rotation par un premier palier 15a et avantageusement un second palier 15b. Les premier et second paliers 15a sont agencés radialement entre l’arbre de soufflante 10 et le carter d’entrée 13. Chaque premier et second paliers 15a, 15b comprend par exemple un roulement agencé entre une bague externe et une bague interne. La bague externe est portée par un premier support palier 16a s’étendant radialement vers l’intérieur à partir du carter d’entrée 13. La bague interne est portée par l’arbre de soufflante 10. Le roulement est par exemple une rangée de billes. Avantageusement, le roulement comprend deux rangées de billes.
L’arbre basse pression 8 est guidé en rotation par au moins un troisième et quatrième paliers 15c, 15d. Le troisième palier 15c est agencé radialement entre le carter d’entrée 13 et l’arbre basse pression 8. Le troisième palier 15c comprend un roulement, par exemple une rangée de billes, agencé radialement entre une bague interne et une bague externe. La bague externe est portée par un second support palier 16b relié au carter d’entrée 13. La bague interne est portée par l’arbre basse pression 8. Le quatrième palier 15d est agencé radialement entre le carter inter-compresseurs 12 et l’arbre basse pression 8. Le quatrième palier 15d comprend un roulement, par exemple une rangée de billes, agencé radialement entre une bague interne et une bague externe. La bague externe est portée par un troisième support palier 16c relié au carter inter-compresseurs 12. La bague interne est portée par l’arbre basse pression 8.
L’arbre haute pression 9 est guidé en rotation par un cinquième palier 15e. Le cinquième palier 15e est par exemple agencé radialement entre l’arbre haute pression 9 et le carter inter-turbines 14. Le cinquième palier 15e comprend un roulement, par exemple une rangée de billes et une rangée de rouleaux agencés radialement entre une bague externe et une bague interne. La bague interne est portée par l’arbre haute pression 9 et la bague externe est portée par un quatrième support palier 16d relié au carter inter-turbines 14.
L’arbre basse pression 8 peut être guidé en rotation en aval par un sixième palier 15f agencé radialement entre une extrémité aval de l’arbre basse pression 8 et le carter inter-turbines 14 par exemple.
Les paliers 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f ainsi que le réducteur de vitesse 11 doivent être lubrifiés par de l’huile pour assurer leur bon fonctionnement. Pour ne pas contaminer les organes connexes de la turbomachine 1 par l’huile, les paliers 15a, 15b, 15c, 15d, 15e ainsi que le réducteur de vitesse 11 sont agencés dans des enceintes de lubrification.
A cet effet, la turbomachine 1 comprend en outre au moins une enceinte de lubrification, en particulier une première enceinte amont 17 dans laquelle sont agencés les premier, deuxième et troisième paliers 15a, 15b, 15c et le réducteur de vitesse 11, une seconde enceinte de lubrification amont 18 dans laquelle est agencé le quatrième palier 15d et une enceinte de lubrification aval 19 dans laquelle sont agencés les cinquième et sixième paliers 15e, 15f.
Selon la configuration de la turbomachine 1, le nombre de paliers et d’enceintes de lubrification peut varier.
Chaque enceinte de lubrification 17, 18, 19 est annulaire. Chaque enceinte de lubrification 17, 18, 19 est délimitée extérieurement par une partie fixe tel qu’un carter et intérieurement par une partie tournante tel qu’un arbre.
Par exemple, la première enceinte de lubrification amont 17 est située dans la virole interne du carter d’entrée 13 et est délimitée intérieurement par l’arbre de soufflante 10. La seconde enceinte de lubrification amont 18 est située dans la virole interne du carter inter-compresseurs 12 et est délimitée intérieurement par l’arbre basse pression 8 et l’enceinte de lubrification aval 18 est située dans la virole interne du carter inter-turbines 14 et est délimitée intérieurement par l’arbre haute pression 9.
Chaque enceinte de lubrification 17, 18, 19 est alimentée en huile par au moins un circuit de lubrification C2. A l’intérieur de chaque enceinte de lubrification 17, 18, 19 règne un brouillard d’huile sous pression.
Afin de limiter les fuites d’huile en dehors des enceintes de lubrification 17, 18, 19, des joints d’étanchéité amont et aval 17a, 17b, 18a, 18b de type dynamique tels que des joints à labyrinthe sont agencés aux extrémités axiales de chaque enceinte de lubrification 17, 18, 19. Un joint de type dynamique est entendu comme un ensemble limitant les fuites d’un fluide entre la partie fixe et la partie tournante. Par exemple, la partie tournante porte des léchettes coopérant avec la partie fixe, par exemple revêtue d’un revêtement.
En référence à la , afin de limiter les fuites d’huile au travers des joints d’étanchéité 17a, 17b, 18a, 18b, la turbomachine 1 comprend typiquement un circuit de pressurisation C1 des enceintes de lubrification 17, 18, 19. Le circuit de pressurisation C1 comprend un organe de prélèvement d’air (non représenté) configuré pour prélever de l’air du compresseur haute pression 4. L’air pressurisé prélevé du compresseur haute pression 4 est acheminé jusqu’aux enceintes de lubrification 17, 18, 19.
Le circuit de pressurisation C1 comprend ainsi un premier flux d’air A1. Le premier flux d’air A1 permet par exemple la pressurisation du joint d’étanchéité amont 17a de la première enceinte amont 17. Le circuit de pressurisation C1 comprend en outre un second flux d’air A2 qui permet par exemple la pressurisation de la seconde enceinte amont 18 et du joint d’étanchéité aval 17b de la première enceinte amont 17. Le circuit de pressurisation C1 peut comprendre en outre un troisième flux d’air A3 qui permet la pressurisation de l’enceinte aval 19.
Les enceintes de lubrification 17, 18, 19 comprennent ainsi un mélange M d’air pressurisé A et d’huile H se présentant sous la forme du brouillard d’huile sous pression.
Afin d’évacuer l’air pressurisé A des enceintes de lubrification 17, 18, 19, la turbomachine 1 comprend en outre au moins un circuit d’évacuation C3 de l’air pressurisé A d’au moins une enceinte de lubrification 17, 18, 19.
Il peut y avoir autant de circuits d’évacuation C3 de l’air pressurisé A que d’enceintes de lubrification. Ainsi, avantageusement, la turbomachine 1 comprend des circuits d’évacuation C3 de l’air pressurisé respectivement de chaque enceinte de lubrification 17, 18, 19. Selon un autre exemple représenté sur les figures 2 et 3, le la turbomachine 1 comprend un circuit d’évacuation C3 de l’air pressurisé des enceintes de lubrification amont 17, 18 et éventuellement un second circuit d’évacuation C3 de l’enceinte de lubrification aval 19.
Dans la suite de la description, les enceintes de lubrification amont et aval 17, 18, 19 seront désignées indifféremment par « enceinte de lubrification ».
En référence à la , le circuit d’évacuation C3 comprend un conduit d’évacuation 20 de l’air pressurisé A de l’enceinte de lubrification 17, 18, 19. Le conduit d’évacuation 20 comprend une paroi 20a cylindrique délimitant un passage interne 20b de circulation de l’air pressurisé A. Le conduit d’évacuation 20 présente une sortie 20c d’air pressurisé A qui débouche en dehors de l’enceinte de lubrification 17, 18, 19.
L’air pressurisé A de l’enceinte de lubrification 17, 18, 19 étant chargé de particules d’huile H en suspension, la turbomachine 1 comprend en outre un système de déshuilage 21 de l’air pressurisé A agencé entre l’ enceinte de lubrification 17, 18, 19 et la sortie 20c d’air pressurisé A du conduit d’évacuation 20. Le système de déshuilage 21 comprend un déshuileur 22 et un ventilateur 23. Le système de déshuilage 21 est par exemple agencé dans le compartiment inter-veines v3.
En référence à la , le déshuileur 22 comprend par un compartiment de séparation 24 annulaire et un premier arbre d’entrainement 25 autour duquel est monté coaxialement le compartiment de séparation 24.
Le compartiment de séparation 24 permet la séparation du mélange M par centrifugation. Le compartiment de séparation 24 est délimité par une paroi externe 24a et une paroi interne 24b.
Le premier arbre d’entrainement 25 présente un axe de révolution Y. Il est mobile en rotation autour de son axe de révolution Y et entraine en rotation le compartiment de séparation 24 pour la séparation du mélange M par centrifugation. Le premier arbre d’entrainement 25 est entrainé par un arbre de puissance, par exemple l’arbre haute pression 9. Avantageusement, le premier arbre d’entrainement 25 est entrainé par l’arbre haute pression 9 par l’intermédiaire d’une boite d’accessoires 26, connu également sous l’acronyme AGB pour « Accessory Gear Box ». La boite d’accessoires 26 comprend typiquement un train d’engrenages comprenant une série de pignons engrenant ensemble. L’arbre haute pression 9 entraine les pignons par l’intermédiaire d’un arbre de transmission de puissance. Le premier arbre d’entrainement 25 est couplé à l’un des pignons pour son entrainement en rotation. Le premier arbre d’entrainement 25 présente ainsi une vitesse de rotation dépendante de la vitesse de rotation de l’arbre haute pression 9. La boite d’accessoires 26 est par exemple située dans le compartiment de soufflante 2d ou dans le compartiment inter-veines 2c.
Le déshuileur 22 comprend en outre une entrée 22a du mélange M et une première sortie 22b de l’air de pressurisé A déshuilé. Le déshuileur 22 comprend une seconde sortie 22c de l’huile H. L’entrée 22a est reliée à l’enceinte de lubrification 17, 18,19 par exemple par l’intermédiaire d’un circuit d’entrée 22a’ relié à une sortie 22a’’ du mélange M de l’enceinte de lubrification 17, 18,19. L’entrée 22a débouche dans le compartiment de séparation 24. La sortie d’huile 22c permet l’évacuation de l’huile H dans le circuit de lubrification C2. La seconde sortie 22c se présente par exemple sous la forme d’orifices ménagés dans la paroi externe 24a du déshuileur. La première sortie 22b est reliée au conduit d’évacuation 20. Elle se présente par exemple sous la forme d’orifices ménagés dans le premier arbre d’entrainement 25.
Le ventilateur 23 est agencé à la première sortie 22b du déshuileur 22. Le ventilateur 23 sépare ainsi le déshuileur 22 de la sortie 20c du conduit d’évacuation 20. Le ventilateur 23 est par exemple agencé dans le conduit d’évacuation 20.
Comme mieux visible sur les figures 5 et 6, le ventilateur 23 comprend un moyeu 27 et des pales 28 portées par le moyeu 27. Le ventilateur 23 comprend par exemple entre deux et vingt pales régulièrement réparties autour du moyeu 27. Le moyeu 27 et les pales 28 sont par exemple en matériau composite ou métallique.
Le moyeu 27 est mobile en rotation autour de son axe. Selon l’invention, le moyeu 27 est couplé au premier arbre d’entrainement 25. Ainsi, le moyeu 27 est entrainé en rotation par le premier arbre d’entrainement 25.
Selon un mode de réalisation de l’invention représenté sur la , le moyeu 27 est monté de manière coaxiale sur le premier arbre d’entrainement 25.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention représenté sur la , le moyeu 27 est monté autour d’un second arbre d’entrainement 29 qui est relié au premier arbre d’entrainement 25. Les premier et second arbres d’entrainement 25, 29 sont avantageusement alignés selon l’axe de révolution Y du premier arbre d’entrainement 25.
Dans certaines phases de fonctionnement de la turbomachine 1, par exemple à bas régime, notamment lorsque l’aéronef est au sol, le différentiel de pression entre l’extérieur et l’intérieur de l’enceinte de lubrification 17, 18,19 est faible et le risque de fuites d’huile H en dehors des enceintes de lubrification au travers des joints d’étanchéité 17a, 17b, 18a, 18b est grand. Le ventilateur 23 permet de créer une dépression dans le conduit d’évacuation 20 pour favoriser l’aspiration dans l’enceinte de lubrification 17, 18,19 et rétablir un différentiel de pression entre l’intérieur et l’extérieur de l’enceinte de lubrification 17, 18, 19 suffisant pour contenir l’huile H dans l’enceinte de lubrification 17, 18, 19.
Le ventilateur 23 est ainsi particulièrement bénéfique lors de ces phases de fonctionnement à faible régime de la turbomachine 1. Lors des phases de fonctionnement nominales de la turbomachine 1 durant lesquelles le différentiel de pression est suffisant pour assurer l’étanchéité de l’enceinte de lubrification 17, 18, 19, le ventilateur 23 augmenterait encore l’effet d’aspiration, ce qui aurait pour conséquence, d’une part, d’augmenter la quantité d’air aspirée et donc de diminuer le rendement énergétique de la turbomachine 1 et d’autre part, d’augmenter la quantité d’huile entrainée dans le déshuileur et donc d’augmenter la consommation d’huile de la turbomachine 1. Il est donc particulièrement avantageux d’être en capacité de limiter le fonctionnement du ventilateur 23 aux seules phases de fonctionnement à bas régime de la turbomachine 1.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention, le premier arbre d’entrainement 25 est configuré pour entrainer en rotation le moyeu 27 lorsque la vitesse de rotation du premier arbre d’entrainement 25 est inférieure ou égale à une vitesse de rotation seuil et pour bloquer la rotation du moyeu 27 lorsque la vitesse de rotation du premier arbre d’entrainement 25 est supérieure à la vitesse de rotation seuil. La vitesse de rotation seuil est par exemple égale à la vitesse de rotation du premier arbre d’entrainement 25 lorsque la turbomachine 1 est dans une phase de fonctionnement à bas régime.
Avantageusement, le système de déshuilage 21 comprend un dispositif de désaccouplement 30 des premier et second arbres d’entrainement 25, 29 lorsque la vitesse de rotation du premier arbre d’entrainement 25 est supérieure à la vitesse de rotation seuil.
Selon un premier mode de réalisation représenté sur la , le système de désaccouplement 30 comprend une roue libre 30a. La roue libre 30a comprend une bague externe 300a, une bague interne 300b et des galets 300c de blocage en rotation agencés entre les bagues externe et interne 300a, 300b. La bague externe 300a est reliée au premier arbre d’entrainement 25 et la bague interne 300b est reliée au second arbre d’entrainement 29. En dessous ou à la vitesse de rotation seuil, la bague interne 300b est entrainée par la bague externe 300a tandis qu’au-dessus de la vitesse de rotation seuil, la force induite par la centrifugation des galets 300c n’est pas assez importante pour maintenir les bagues externe et interne 300a, 300b solidaires. La bague externe 300a est en rotation libre et n’entraine pas la bague interne 300b.
Selon un second mode de réalisation représenté sur la , le système de désaccouplement 30 comprend un embrayage 30b qui permet de transmettre le mouvement de rotation du premier arbre d’entrainement 25 au second arbre d’entrainement 29 en dessous ou à la vitesse de rotation seuil et de désolidariser le premier arbre d’entrainement 25 du second arbre d’entrainement 29 au-dessus de la vitesse de rotation seuil. L’embrayage 30b peut être du type à crabots ou à disques.
Le ventilateur 23 étant positionné à la première sortie 22b du déshuileur 22, de l’huile H peut s’accumuler sur les pales 28 du ventilateur 23 et perturber le fonctionnement de ce dernier.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l’invention qui permet de minimiser cette accumulation d’huile dans le ventilateur 23, en référence aux figures 10 et 11, le système de déshuilage 21 comprend un dispositif de récupération 31 d’huile configuré pour collecter l’huile s’écoulant par gravité dans le ventilateur 23 et notamment le long des pales 28 et pour acheminer cette huile jusqu’au déshuileur 23.
Le dispositif de récupération 31 comprend une canalisation 32 présentant une entrée d’huile 32a et une sortie d’huile 32b débouchant dans le déshuileur 22, en particulier dans le compartiment de séparation 24. L’entrée d’huile 32a de la canalisation 32 est située à 6h par analogie à la position correspondante des aiguilles sur le cadran d’une horloge. En d’autres termes, l’entrée d’huile 32a est située au point le plus bas du système de déshuilage 21. Préférentiellement, la canalisation 32 débouche dans le passage interne 20b du conduit 20 au travers de l’entrée d’huile 32a.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux représenté sur la , le dispositif de récupération 31 comprend en outre une gouttière 33 annulaire configurée pour collecter l’huile projetée par centrifugation par les pales 28 du ventilateur 23. La gouttière 33 est agencée autour des pales 28. Elle est reliée à la paroi 20a du conduit 20. La gouttière 33 présente une sortie d’huile reliée à l’entrée d’huile 32a de la canalisation 32.
La gouttière 33 permet de favoriser la récupération d’huile et donc de limiter l’accumulation d’huile sur les pales 28 du ventilateur 23.
Claims (10)
- Système de déshuilage (21) pour une enceinte de lubrification (17, 18, 19) d’un palier (15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) de turbomachine (1) d’aéronef, le système de déshuilage (21) comprenant :
- un déshuileur (22) comportant une entrée (22a) configurée pour alimenter le déshuileur (22) avec un mélange (M) d’air pressurisé (A) et d’huile (H) issue de l’enceinte de lubrification (17, 18, 19), et une sortie (22b) de l’air pressurisé (A) déshuilé, le déshuileur (22) comprenant un premier arbre d’entrainement (25), et
- un ventilateur (23) agencé à la sortie (22b) du déshuileur (22) et comprenant un moyeu (27) et des pales (28) portées par le moyeu (27),
caractérisé en ce que le moyeu (27) du ventilateur (23) est couplé au premier arbre d’entrainement (25) du déshuileur (22). - Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier arbre d’entrainement (25) est configuré pour entrainer en rotation le moyeu (27) du ventilateur (23) lorsque la vitesse de rotation du premier arbre d’entrainement (25) est inférieure ou égale à une vitesse de rotation seuil, et pour bloquer la rotation du moyeu (27) lorsque la vitesse de rotation du premier arbre d’entrainement (25) est supérieure à cette vitesse de rotation seuil.
- Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un second arbre d’entrainement (29) du moyeu (27) couplé au premier arbre d’entrainement (25), et un dispositif de désaccouplement (30) des premier et second arbres d’entrainement (25, 29) lorsque la vitesse de rotation du premier arbre d’entrainement (25) du déshuileur est supérieure à la vitesse de rotation seuil.
- Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de désaccouplement (30) comprend une roue libre (30a) reliant les premier et second arbres d’entrainement (25, 29).
- Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de désaccouplement (30) comprend un embrayage (30b) reliant les premier et second arbres d’entrainement (25, 29).
- Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de récupération (31) d’huile configuré pour collecter de l’huile s’écoulant par gravité dans le ventilateur (23) et pour l’acheminer jusqu’au déshuileur (22).
- Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de récupération (31) comprend une canalisation (32) reliée au déshuileur (22) et située au point le plus bas du système de déshuilage (21).
- Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de récupération (31) comprend en outre une gouttière (33) annulaire agencée autour des pales (28) et reliée à la canalisation (32), la gouttière (33) étant configurée pour collecter de l’huile projetée par centrifugation par le ventilateur (23) et l’acheminer jusqu’à la canalisation (32).
- Turbomachine (1) pour un aéronef, la turbomachine (1) présentant un axe longitudinal (X) et comprenant :
- une enceinte de lubrification (17, 18, 19) dans laquelle est agencée un palier (15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) de guidage d’un arbre de puissance (8, 9), l’enceinte de lubrification (17, 18, 19) étant destinée à recevoir un mélange (M) d’air pressurisé (A) et d’huile (H),
caractérisée en ce qu’elle comprend en outre :
- un système de déshuilage (21) de l’enceinte de lubrification (17, 18, 19) selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’entrée (22a) du déshuileur (22) étant relié à une sortie (22a’’) du mélange (M) de l’enceinte de lubrification (17, 18, 19). - Turbomachine selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre :
- un compresseur (3, 4),
- une turbine (6, 7), et
- un arbre de puissance (8, 9) centré sur l’axe longitudinal (X) et reliant un rotor (3a, 4a) du compresseur (3, 4) à un rotor (6a, 7a) de la turbine (6, 7), cet arbre de puissance (8, 9) étant guidé en rotation par le palier (15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f), le premier arbre d’entrainement (25) du déshuileur (22) étant couplé à cet arbre de puissance (8, 9), avantageusement par l’intermédiaire d’une boite d’accessoires (26).
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1582703A2 (fr) * | 2004-03-31 | 2005-10-05 | United Technologies Corporation | Agencement de séparation d'huile pour un système de lubrification |
| FR2965299A1 (fr) | 2010-09-23 | 2012-03-30 | Snecma | Systeme de pressurisation des enceintes de paliers des turbomachines par de l'air preleve dans la manche d'entree. |
| EP2592252A2 (fr) * | 2011-11-09 | 2013-05-15 | Hamilton Sundstrand Corporation | Déshuileur pressurisé pour boîte de vitesses |
| FR3092366A1 (fr) | 2019-02-01 | 2020-08-07 | Safran Aircraft Engines | Dispositif d’evacuation d’une enceinte lubrifiee ventilee d’une turbomachine |
-
2022
- 2022-11-23 FR FR2212176A patent/FR3142222A1/fr active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1582703A2 (fr) * | 2004-03-31 | 2005-10-05 | United Technologies Corporation | Agencement de séparation d'huile pour un système de lubrification |
| FR2965299A1 (fr) | 2010-09-23 | 2012-03-30 | Snecma | Systeme de pressurisation des enceintes de paliers des turbomachines par de l'air preleve dans la manche d'entree. |
| EP2592252A2 (fr) * | 2011-11-09 | 2013-05-15 | Hamilton Sundstrand Corporation | Déshuileur pressurisé pour boîte de vitesses |
| FR3092366A1 (fr) | 2019-02-01 | 2020-08-07 | Safran Aircraft Engines | Dispositif d’evacuation d’une enceinte lubrifiee ventilee d’une turbomachine |
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