FR3134428A1 - Lubrication system common to two chambers of a turbomachine - Google Patents
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Abstract
La présente demande concerne un système de lubrification pour une turbomachine (1), s’étendant autour d’un axe longitudinal (X) et comprenant :- une première enceinte (10) de lubrification à huile ;- une deuxième enceinte (20) de lubrification à huile ;- un canal de raccordement (60) adapté pour raccorder fluidiquement la première enceinte (10) et la deuxième enceinte (20) ;- un palier d’arbre de turbomachine (15) agencé pour être lubrifié dans la première enceinte (10) ;- un palier d’arbre de machine électrique (22) agencé pour être lubrifié dans la deuxième enceinte (20) ; et- une pompe (23) configurée pour extraire de l’huile en dehors de la deuxième enceinte (20) pour l’envoyer dans la première enceinte (10) par le biais du canal de raccordement (60). Figure pour l’abrégé : Fig. 6The present application relates to a lubrication system for a turbomachine (1), extending around a longitudinal axis (X) and comprising: - a first enclosure (10) for oil lubrication; - a second enclosure (20) of oil lubrication;- a connection channel (60) adapted to fluidly connect the first enclosure (10) and the second enclosure (20);- a turbomachine shaft bearing (15) arranged to be lubricated in the first enclosure ( 10);- an electric machine shaft bearing (22) arranged to be lubricated in the second enclosure (20); and- a pump (23) configured to extract oil outside the second enclosure (20) to send it into the first enclosure (10) via the connection channel (60). Figure for abstract: Fig. 6
Description
La présente demande concerne le domaine des turbomachines d’aéronef, et plus particulièrement le domaine des systèmes de lubrification d’éléments d’une turbomachine.The present application concerns the field of aircraft turbomachines, and more particularly the field of lubrication systems for elements of a turbomachine.
Un aéronef comprend classiquement au moins une turbomachine pour en assurer la propulsion. La turbomachine peut être un turboréacteur ou un turbopropulseur. La turbomachine comprend classiquement, d’amont en aval dans le sens d’écoulement du flux à travers la turbomachine, une soufflante, un compresseur, une chambre de combustion, une turbine, et une tuyère d’échappement des gaz.An aircraft conventionally comprises at least one turbomachine to provide propulsion. The turbomachine can be a turbojet or a turboprop. The turbomachine conventionally comprises, from upstream to downstream in the direction of flow through the turbomachine, a fan, a compressor, a combustion chamber, a turbine, and a gas exhaust nozzle.
Un turboréacteur peut être un turboréacteur double flux, dans lequel la masse d’air aspirée par la soufflante est divisée en un flux primaire, qui traverse au moins un compresseur, la chambre de combustion et au moins une turbine, et un flux secondaire, qui est concentrique avec le flux primaire.A turbojet can be a turbojet, in which the mass of air sucked in by the fan is divided into a primary flow, which passes through at least one compressor, the combustion chamber and at least one turbine, and a secondary flow, which is concentric with the primary flow.
Par exemple, la turbomachine peut comprendre un compresseur basse pression et un compresseur haute pression, et une turbine haute pression et une turbine basse pression. La turbine haute pression entraîne en rotation le compresseur haute pression par l’intermédiaire d’un arbre haute pression, et la turbine basse pression entraîne en rotation le compresseur basse pression par l’intermédiaire d’un arbre basse pression. La turbine basse pression peut également entraîner en rotation la soufflante soit directement par l’intermédiaire de l’arbre basse pression, soit par le biais d’un réducteur disposé entre la turbine basse pression et la soufflante, le réducteur étant entraîné en rotation par l’arbre basse pression.For example, the turbomachine may comprise a low pressure compressor and a high pressure compressor, and a high pressure turbine and a low pressure turbine. The high pressure turbine rotates the high pressure compressor via a high pressure shaft, and the low pressure turbine rotates the low pressure compressor via a low pressure shaft. The low pressure turbine can also rotate the fan either directly via the low pressure shaft, or via a reducer placed between the low pressure turbine and the fan, the reducer being driven in rotation by the low pressure shaft.
Un palier de guidage en rotation est classiquement monté entre deux pièces de la turbomachine présentant des vitesses de rotation différentes l’une de l’autre, c’est-à-dire entre deux pièces de turbomachine présentant une rotation relative l’une par rapport à l’autre lors du fonctionnement de la turbomachine. L’arbre haute pression et l’arbre basse pression, ou encore l’arbre basse pression et un carter fixe de la turbomachine, présentent par exemple une rotation relative l’un par rapport à l’autre. Ainsi, un palier de guidage peut être disposé entre l’arbre haute pression et l’arbre basse pression de la turbomachine, et/ou entre l’arbre basse pression et un carter fixe de la turbomachine. Le palier de guidage à roulement comprend un organe de roulement retenu entre deux bagues formant des pistes de roulement pour l’organe de roulement et enserrant l’organe de roulement.A rotation guide bearing is conventionally mounted between two parts of the turbomachine having rotation speeds different from each other, that is to say between two turbomachine parts having a relative rotation relative to each other. to the other during operation of the turbomachine. The high pressure shaft and the low pressure shaft, or even the low pressure shaft and a fixed casing of the turbomachine, for example present a relative rotation with respect to each other. Thus, a guide bearing can be placed between the high pressure shaft and the low pressure shaft of the turbomachine, and/or between the low pressure shaft and a fixed casing of the turbomachine. The rolling guide bearing comprises a rolling member retained between two rings forming rolling tracks for the rolling member and enclosing the rolling member.
Les différents paliers de guidage de la turbomachine sont situés dans au moins une enceinte de lubrification. De l’huile est acheminée vers la ou les enceintes de lubrification par un circuit d’alimentation, en particulier par un élément de servitude sous la forme d’un conduit d’alimentation formé dans un bras d’un carter de la turbomachine. L’huile assure la lubrification et le refroidissement de certains éléments de la turbomachine comme l’organe de roulement du palier de guidage, ainsi que l’amortissement des vibrations engendrées par la rotation des arbres et des roulements. L’huile est ensuite évacuée et récupérée via un circuit de récupération, en particulier par un élément de servitude sous la forme d’un conduit de récupération passant dans un bras d’un carter de la turbomachine. L’huile ainsi récupérée est refroidie puis réutilisée, l’alimentation en huile fonctionnant en circuit fermé.The different guide bearings of the turbomachine are located in at least one lubrication enclosure. Oil is conveyed to the lubrication enclosure(s) by a supply circuit, in particular by a service element in the form of a supply conduit formed in an arm of a casing of the turbomachine. The oil ensures the lubrication and cooling of certain elements of the turbomachine such as the rolling member of the guide bearing, as well as the damping of vibrations generated by the rotation of the shafts and bearings. The oil is then evacuated and recovered via a recovery circuit, in particular by a service element in the form of a recovery conduit passing through an arm of a turbomachine casing. The oil thus recovered is cooled and then reused, the oil supply operating in a closed circuit.
Certaines turbomachines comprennent une machine électrique. Par exemple, une turbomachine à soufflante non carénée comprenant deux hélices contrarotatives peut comprendre une machine électrique. La machine électrique peut être sensiblement annulaire et s’étendre autour de l’axe longitudinal de la turbomachine. La machine électrique permet de récupérer ou de fournir de l’énergie, par exemple pour de l’hybridation électrique.Some turbomachines include an electric machine. For example, a turbomachine with an unducted fan comprising two counter-rotating propellers may comprise an electric machine. The electric machine can be substantially annular and extend around the longitudinal axis of the turbomachine. The electric machine makes it possible to recover or provide energy, for example for electric hybridization.
La machine électrique peut posséder son propre palier de guidage en rotation. Le palier de la machine électrique peut être intégré dans une enceinte de lubrification qui lui est propre, notamment pour des raisons d’encombrement ou pour des raisons de maintenabilité qui empêchent de placer le palier de la machine électrique dans une enceinte de lubrification existante de la turbomachine. L’enceinte de lubrification de la machine électrique est alimentée en huile de sorte à lubrifier le palier de la machine électrique et le cas échéant à refroidir des éléments de la machine électrique.The electric machine may have its own rotating guide bearing. The bearing of the electric machine can be integrated into a lubrication enclosure of its own, in particular for reasons of bulk or for reasons of maintainability which prevent placing the bearing of the electric machine in an existing lubrication enclosure of the turbomachine. The lubrication chamber of the electric machine is supplied with oil so as to lubricate the bearing of the electric machine and, if necessary, to cool elements of the electric machine.
L’enceinte de lubrification de la machine électrique doit donc être munie de son propre système de lubrification. Cela implique d’ajouter des éléments de servitude sous la forme d’un conduit d’alimentation et d’un conduit de récupération propres à l’enceinte de la machine électrique dans des bras de carter, de sorte à permettre la circulation de l’huile dans l’enceinte de la machine électrique. Ces éléments de servitude additionnels impliquent de grossir les bras du carter existants, et/ou d’ajouter des bras au carter. Le rendement de la turbomachine en est dégradé.The lubrication chamber of the electrical machine must therefore be equipped with its own lubrication system. This involves adding service elements in the form of a supply conduit and a recovery conduit specific to the enclosure of the electrical machine in the casing arms, so as to allow the circulation of the oil in the electrical machine enclosure. These additional easement elements involve enlarging the existing casing arms, and/or adding arms to the casing. The efficiency of the turbomachine is degraded.
Par exemple, une turbine basse pression d’une turbomachine peut comprendre un carter fixe, aussi appelé carter d’échappement, et un rotor solidaire en rotation de l’arbre basse pression de la turbomachine. Le rotor de la turbine basse pression comprend une roue d’aubes de rotor solidaires d’un disque de rotor. Le rotor de la turbine basse pression est monté sur un tourillon basse pression. Le tourillon basse pression est assemblé sur l’arbre basse pression, par exemple par le biais de cannelures, afin d’entraîner en rotation l’arbre basse pression. Un palier de guidage est monté entre le tourillon basse pression solidaire en rotation de l’arbre basse pression, et le carter d’échappement fixe. Le palier de guidage est situé dans une première enceinte de lubrification qui entoure l’arbre basse pression au niveau de la turbine. Une deuxième enceinte de lubrification distincte de la première enceinte de lubrification peut comprendre une machine électrique. Le carter d’échappement comprend un moyeu interne, une virole externe s’étendant autour du moyeu, la virole et le moyeu délimitant une portion de la veine d’écoulement primaire au niveau de la turbine basse pression. Le carter d’échappement comprend en outre des bras d’alimentation adaptés pour relier le moyeu à la virole. Les bras d’alimentation permettent le passage d’éléments de servitude du système de lubrification, en particulier du conduit d’alimentation et du conduit de récupération de la première enceinte, et du conduit d’alimentation et du conduit de récupération de la deuxième enceinte. Ainsi, plusieurs conduits doivent être implémentés dans un même bras du carter, ce qui conduit à grossir les bras existants, ou le nombre de bras du carter doit être augmenté. Le rendement de la turbomachine est ainsi dégradé.For example, a low pressure turbine of a turbomachine may comprise a fixed casing, also called an exhaust casing, and a rotor integral in rotation with the low pressure shaft of the turbomachine. The rotor of the low pressure turbine comprises a wheel of rotor blades secured to a rotor disk. The low pressure turbine rotor is mounted on a low pressure journal. The low pressure journal is assembled on the low pressure shaft, for example by means of splines, in order to rotate the low pressure shaft. A guide bearing is mounted between the low pressure journal integral in rotation with the low pressure shaft, and the fixed exhaust casing. The guide bearing is located in a first lubrication chamber which surrounds the low pressure shaft at the turbine level. A second lubrication enclosure distinct from the first lubricating enclosure may comprise an electric machine. The exhaust casing comprises an internal hub, an external shroud extending around the hub, the shroud and the hub delimiting a portion of the primary flow path at the level of the low pressure turbine. The exhaust housing further includes feed arms adapted to connect the hub to the shroud. The supply arms allow the passage of service elements of the lubrication system, in particular of the supply conduit and the recovery conduit of the first enclosure, and of the supply conduit and the recovery conduit of the second enclosure . Thus, several conduits must be implemented in the same arm of the casing, which leads to enlarging the existing arms, or the number of arms of the casing must be increased. The efficiency of the turbomachine is thus degraded.
Un but de la présente demande est de proposer un système de lubrification pour une turbomachine permettant d’améliorer un rendement de la turbomachine.An aim of the present application is to propose a lubrication system for a turbomachine making it possible to improve the efficiency of the turbomachine.
Un autre but de la présente demande est de proposer un système de lubrification pour une turbomachine qui permette d’alimenter et d’évacuer de l’huile de deux enceintes distinctes, avec une complexité et un coût limités.Another aim of the present application is to propose a lubrication system for a turbomachine which makes it possible to supply and evacuate oil from two separate enclosures, with limited complexity and cost.
Un autre but de la présente demande est de proposer un système de lubrification pour une turbomachine qui permette d’alimenter et d’évacuer de l’huile de deux enceintes distinctes, avec un nombre d’éléments de servitude passant dans des bras d’un carter du système de lubrification et/ou un nombre de bras d’un carter du système de lubrification et/ou des dimensions de bras d’un carter du système de lubrification limités.Another aim of the present application is to propose a lubrication system for a turbomachine which makes it possible to supply and evacuate oil from two separate enclosures, with a number of service elements passing through the arms of a lubrication system housing and/or a limited number of arms of a lubrication system housing and/or arm dimensions of a lubrication system housing.
Il est à cet effet proposé, selon un premier aspect, un système de lubrification pour une turbomachine, ledit système de lubrification s’étendant autour d’un axe longitudinal et comprenant :
- une première enceinte de lubrification à huile s’étendant autour de l’axe longitudinal ;
- une deuxième enceinte de lubrification à huile s’étendant autour de l’axe longitudinal ;
- un canal de raccordement adapté pour raccorder fluidiquement la première enceinte et la deuxième enceinte ;
- un palier d’arbre de turbomachine s’étendant autour de l’axe longitudinal et agencé pour être lubrifié dans la première enceinte ;
- un palier d’arbre de machine électrique agencé pour être lubrifié dans la deuxième enceinte ; et
- une pompe configurée pour extraire de l’huile en dehors de la deuxième enceinte pour l’envoyer dans la première enceinte par le biais du canal de raccordement.To this end, according to a first aspect, a lubrication system is proposed for a turbomachine, said lubrication system extending around a longitudinal axis and comprising:
- a first oil lubrication enclosure extending around the longitudinal axis;
- a second oil lubrication enclosure extending around the longitudinal axis;
- a connection channel adapted to fluidly connect the first enclosure and the second enclosure;
- a turbomachine shaft bearing extending around the longitudinal axis and arranged to be lubricated in the first enclosure;
- an electric machine shaft bearing arranged to be lubricated in the second enclosure; And
- a pump configured to extract oil outside the second enclosure to send it into the first enclosure via the connection channel.
Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives du système de lubrification selon le premier aspect sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison :Certain preferred but non-limiting characteristics of the lubrication system according to the first aspect are the following, taken individually or in combination:
- la pompe est logée dans la deuxième enceinte et est alimentée en énergie électrique par la machine électrique ;the pump is housed in the second enclosure and is supplied with electrical energy by the electrical machine;
-
le système de lubrification comprend en outre :
- un carter fixe comprenant un moyeu interne, une virole externe s’étendant autour du moyeu interne, un bras d’alimentation reliant le moyeu interne à la virole externe, et un bras de récupération reliant le moyeu interne à la virole externe, dans lequel le bras d’alimentation comprend un logement interne de passage d’un élément de servitude d’alimentation et/ou dans lequel le bras de récupération comprend un logement interne de passage d’un élément de servitude de récupération; et
- un rotor monté mobile en rotation par rapport au carter autour de l’axe longitudinal, le palier d’arbre de turbomachine étant configuré pour guider en rotation le rotor par rapport au carter ;the lubrication system further includes:
- a fixed casing comprising an internal hub, an external shell extending around the internal hub, a supply arm connecting the internal hub to the external shell, and a recovery arm connecting the internal hub to the external shell, in which the supply arm comprises an internal housing for the passage of a supply easement element and/or in which the recovery arm comprises an internal housing for the passage of a recovery easement element; And
- a rotor mounted to rotate relative to the casing around the longitudinal axis, the turbomachine shaft bearing being configured to guide the rotor in rotation relative to the casing; - le système de lubrification comprend un élément de servitude d’alimentation correspondant à un conduit d’alimentation en huile qui s’étend à travers le logement interne du bras d’alimentation pour alimenter en huile la première enceinte et la deuxième enceinte, le conduit d’alimentation en huile présente une partie de bras qui s’étend à travers le logement interne du bras d’alimentation et qui est prolongée par une première partie de bifurcation et une deuxième partie de bifurcation, la première partie de bifurcation étant reliée fluidiquement à un orifice d’alimentation de la première enceinte, et la deuxième partie de bifurcation étant reliée fluidiquement à un orifice d’alimentation de la deuxième enceinte ;the lubrication system comprises a supply service element corresponding to an oil supply conduit which extends through the internal housing of the supply arm to supply oil to the first enclosure and the second enclosure, the conduit d The oil supply has an arm part which extends through the internal housing of the supply arm and which is extended by a first bifurcation part and a second bifurcation part, the first bifurcation part being fluidly connected to a supply port of the first enclosure, and the second bifurcation part being fluidly connected to a supply port of the second enclosure;
- le système de lubrification comprend en outre un élément de servitude de récupération correspondant à un conduit de récupération d’huile qui s’étend à travers le logement interne du bras de récupération et est relié fluidiquement à un orifice de récupération de la première enceinte de sorte à permettre d’évacuer de l’huile en dehors de la première enceinte ;the lubrication system further comprises a recovery easement element corresponding to an oil recovery conduit which extends through the internal housing of the recovery arm and is fluidly connected to a recovery port of the first enclosure so to allow oil to be evacuated outside the first enclosure;
- le système de lubrification est configuré de sorte que l’huile peut s’écouler par gravité en dehors de la première enceinte et/ou de la deuxième enceinte ;the lubrication system is configured so that the oil can flow by gravity outside the first enclosure and/or the second enclosure;
-
le système de lubrification comprend en outre :
- une première cavité à air pressurisée disposée autour de la première enceinte, et un ou plusieurs joint(s) d’étanchéité disposé(s) à l’interface entre la première enceinte et la première cavité, de sorte à éviter que l’huile sorte de la première enceinte vers la première cavité ; et/ou
- une deuxième cavité à air pressurisée disposée autour de la deuxième enceinte, et un ou plusieurs joint(s) d’étanchéité disposé(s) à l’interface entre la deuxième enceinte et la deuxième cavité, de sorte à éviter que l’huile sorte de la deuxième enceinte vers la deuxième cavité ;the lubrication system further includes:
- a first pressurized air cavity arranged around the first enclosure, and one or more seal(s) arranged at the interface between the first enclosure and the first cavity, so as to prevent the oil leaves the first enclosure towards the first cavity; and or
- a second pressurized air cavity arranged around the second enclosure, and one or more seal(s) arranged at the interface between the second enclosure and the second cavity, so as to prevent the oil exits the second enclosure towards the second cavity; - la première enceinte comprend une pièce annulaire pourvue d’au moins un orifice de circulation d’huile, de sorte à permettre une circulation de l’huile dans la première enceinte à travers l’au moins un orifice de circulation d’huile.the first enclosure comprises an annular part provided with at least one oil circulation orifice, so as to allow circulation of the oil in the first enclosure through the at least one oil circulation orifice.
Selon un deuxième aspect, la présente demande concerne une turbine de turbomachine comprenant un système de lubrification selon le premier aspect.According to a second aspect, the present application relates to a turbomachine turbine comprising a lubrication system according to the first aspect.
La turbine peut être une turbine basse pression. Le carter fixe du système de lubrification peut correspondre au carter d’échappement de la turbine basse pression, et le rotor du système de lubrification peut correspondre au rotor de la turbine basse pression.The turbine may be a low pressure turbine. The fixed casing of the lubrication system can match the exhaust casing of the low pressure turbine, and the rotor of the lubrication system can match the rotor of the low pressure turbine.
Selon un troisième aspect, la présente demande concerne une turbomachine comprenant un système de lubrification selon le premier aspect. La turbomachine peut comprendre une turbine, en particulier une turbine basse pression, selon le deuxième aspect.According to a third aspect, the present application relates to a turbomachine comprising a lubrication system according to the first aspect. The turbomachine may comprise a turbine, in particular a low pressure turbine, according to the second aspect.
La turbomachine peut être une turbomachine double corps.The turbomachine can be a double-body turbomachine.
Selon un quatrième aspect, la présente demande concerne un aéronef comprenant au moins une turbomachine selon le troisième aspect.According to a fourth aspect, the present application relates to an aircraft comprising at least one turbomachine according to the third aspect.
D’autres caractéristiques, buts et avantages ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :Other characteristics, purposes and advantages will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and not limiting, and which must be read with reference to the appended drawings in which:
La
La
La
La
La
La
Dans la présente demande, l'amont et l'aval sont définis par rapport à un sens d'écoulement normal du gaz à travers la turbomachine 1 en fonctionnement, un flux d’air s’écoulant dans la turbomachine 1 depuis l’amont vers l’aval. L’axe de turbomachine L correspond à un axe de rotation de la turbomachine 1, en particulier à un axe de rotation d’une turbine de la turbomachine 1. Un axe radial est un axe perpendiculaire à l’axe de turbomachine L et passant par lui. Un axe circonférentiel est un axe perpendiculaire à l’axe de turbomachine L et ne passant pas par lui. Une direction longitudinale, respectivement radiale ou circonférentielle, correspond à la direction de l'axe de turbomachine L, respectivement radial ou circonférentiel. Les directions longitudinale, radiale et circonférentielle, sont orthogonales entre elles.In the present application, the upstream and downstream are defined in relation to a normal flow direction of the gas through the turbomachine 1 in operation, a flow of air flowing in the turbomachine 1 from the upstream towards downstream. The turbomachine axis L corresponds to an axis of rotation of the turbomachine 1, in particular to an axis of rotation of a turbine of the turbomachine 1. A radial axis is an axis perpendicular to the turbomachine axis L and passing through him. A circumferential axis is an axis perpendicular to the turbomachine axis L and not passing through it. A longitudinal direction, respectively radial or circumferential, corresponds to the direction of the turbomachine axis L, respectively radial or circumferential. The longitudinal, radial and circumferential directions are orthogonal to each other.
Les termes interne et externe, respectivement, sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie ou la face interne d'un élément est plus proche de l'axe de turbomachine L que la partie ou la face externe du même élément.The terms internal and external, respectively, are used with reference to a radial direction such that the internal part or face of an element is closer to the turbomachine axis L than the external part or face of the same element.
La turbomachine 1 peut être un turboréacteur ou un turbopropulseur. La turbomachine 1 s’étend autour de l’axe de turbomachine L. La turbomachine 1 peut comprendre une soufflante 3, au moins un compresseur 4, 5, une chambre de combustion 6, au moins une turbine 7, 8, et une tuyère d’échappement des gaz.The turbomachine 1 can be a turbojet or a turboprop. The turbomachine 1 extends around the turbomachine axis L. The turbomachine 1 can comprise a fan 3, at least one compressor 4, 5, a combustion chamber 6, at least one turbine 7, 8, and a nozzle d exhaust gases.
Dans l’exemple de réalisation non limitatif représenté sur la
La
Le système de lubrification pour une turbomachine 1 s’étend autour d’un axe longitudinal X et comprend :
- une première enceinte 10 de lubrification à huile s’étendant autour de l’axe longitudinal X ;
- une deuxième enceinte 20 de lubrification à huile s’étendant autour de l’axe longitudinal X ;
- un canal de raccordement 60 adapté pour raccorder fluidiquement la première enceinte 10 et la deuxième enceinte 20 ;
- un palier d’arbre de turbomachine 15 s’étendant autour de l’axe longitudinal X et agencé pour être lubrifié dans la première enceinte 10 ;
- un palier d’arbre de machine électrique 22 et agencé pour être lubrifié dans la deuxième enceinte 20 ; et
- une pompe 23 configurée pour extraire de l’huile en dehors de la deuxième enceinte 20 pour l’envoyer dans la première enceinte 10 par le biais du canal de raccordement 60.The lubrication system for a turbomachine 1 extends around a longitudinal axis X and comprises:
- a first oil lubrication enclosure 10 extending around the longitudinal axis X;
- a second oil lubrication enclosure 20 extending around the longitudinal axis X;
- a connection channel 60 adapted to fluidly connect the first enclosure 10 and the second enclosure 20;
- a turbomachine shaft bearing 15 extending around the longitudinal axis X and arranged to be lubricated in the first enclosure 10;
- an electric machine shaft bearing 22 and arranged to be lubricated in the second enclosure 20; And
- a pump 23 configured to extract oil outside the second enclosure 20 to send it into the first enclosure 10 via the connection channel 60.
L’axe longitudinal X du système de lubrification peut correspondre à l’axe de turbomachine L. Le palier d’arbre de machine électrique 22 peut s’étendre autour de l’axe longitudinal X.The longitudinal axis X of the lubrication system may correspond to the turbomachine axis L. The electric machine shaft bearing 22 may extend around the longitudinal axis
Le système de lubrification décrit ci-dessus permet de communaliser les systèmes de récupération d’huile de la première enceinte 10 et de la deuxième enceinte 20. En effet, l’huile introduite dans la deuxième enceinte 20 est réinjectée dans la première enceinte 10 grâce à la pompe 23 et au canal de raccordement 60, de sorte à la réinjecter dans le circuit de refroidissement classique de la première enceinte 10. Le canal de raccordement 60 raccorde la première enceinte 10 et la deuxième enceinte 20, pour permettre à l’huile pompée hors de la deuxième enceinte 20 d’arriver dans la première enceinte 10.The lubrication system described above makes it possible to commonize the oil recovery systems of the first enclosure 10 and the second enclosure 20. In fact, the oil introduced into the second enclosure 20 is reinjected into the first enclosure 10 thanks to to the pump 23 and to the connection channel 60, so as to reinject it into the conventional cooling circuit of the first enclosure 10. The connection channel 60 connects the first enclosure 10 and the second enclosure 20, to allow the oil pumped out of the second enclosure 20 to arrive in the first enclosure 10.
La complexité du système de lubrification est réduite. En effet, le système de lubrification décrit ci-dessus utilise le système de récupération d’huile déjà existant de la première enceinte 10 pour récupérer l’huile. Le canal de raccordement 60 qui raccorde la première enceinte 10 et la deuxième enceinte 20 est un élément simple à mettre en œuvre, et qui permet de récupérer l’huile présente dans la deuxième enceinte 20 pour l’introduire dans la première enceinte 10.The complexity of the lubrication system is reduced. Indeed, the lubrication system described above uses the already existing oil recovery system of the first enclosure 10 to recover the oil. The connection channel 60 which connects the first enclosure 10 and the second enclosure 20 is a simple element to implement, and which makes it possible to recover the oil present in the second enclosure 20 to introduce it into the first enclosure 10.
Le système de lubrification décrit ci-dessus permet de limiter nombre d’éléments de servitude nécessaires à la lubrification des enceintes 10, 20 de la turbomachine 1, notamment le nombre d’éléments de servitude passant dans un bras 91, 92 d’un carter 83 du système de lubrification, et/ou le nombre de bras 91, 92 du carter 83.The lubrication system described above makes it possible to limit the number of service elements necessary for the lubrication of the enclosures 10, 20 of the turbomachine 1, in particular the number of service elements passing through an arm 91, 92 of a casing 83 of the lubrication system, and/or the number of arms 91, 92 of the casing 83.
La pompe 23 favorise l’évacuation de l’huile en l’injectant avec une certaine vitesse dans la première enceinte 10.Pump 23 promotes the evacuation of the oil by injecting it with a certain speed into the first enclosure 10.
La première enceinte 10 et la deuxième enceinte 20 sont des enceintes à huile. En d’autres termes, ces enceintes 10, 20 sont destinées à contenir de l’huile. Plus particulièrement, ces enceintes 10, 20 sont destinées à contenir un mélange d’huile et d’air.The first enclosure 10 and the second enclosure 20 are oil enclosures. In other words, these enclosures 10, 20 are intended to contain oil. More particularly, these enclosures 10, 20 are intended to contain a mixture of oil and air.
L’huile qui est introduite dans ces enceintes 10, 20 peut être utilisée notamment pour le refroidissement et/ou la lubrification de certains éléments de la turbomachine 1 qui sont disposés dans ces enceintes 10, 20. Notamment, l’huile injectée assure la lubrification et le refroidissement d’un organe de roulement 153 du palier d’arbre de turbomachine 15 et/ou d’un organe de roulement du palier d’arbre de machine électrique 22. Par ailleurs, l’huile amortit les vibrations engendrées par la rotation des arbres et de l’organe de roulement 153.The oil which is introduced into these enclosures 10, 20 can be used in particular for cooling and/or lubricating certain elements of the turbomachine 1 which are arranged in these enclosures 10, 20. In particular, the injected oil ensures lubrication and the cooling of a rolling member 153 of the turbomachine shaft bearing 15 and/or of a rolling member of the electric machine shaft bearing 22. Furthermore, the oil dampens the vibrations generated by rotation shafts and rolling member 153.
Les enceintes 10, 20 sont alimentées en huile, et l’huile est évacuée des enceintes 10, 20 après avoir circulé dans les enceintes 10, 20. L’huile peut être pompée hors des enceintes 10, 20, de sorte à empêcher toute fuite d’huile hors des enceintes 10, 20. Lorsque l’huile est pompée en dehors d’une enceinte 10, 20, de l’air est également pompé. Ce flux d’air sortant de l’enceinte 10, 20 peut être compensé par un flux d’air entrant dans l’enceinte 10, 20 au niveau d’un ou plusieurs joint(s) d’étanchéité disposé(s) entre le rotor et le stator. Ce flux d’air s’oppose aux fuites d’huile et permet ainsi d’étanchéifier l’enceinte 10, 20.The enclosures 10, 20 are supplied with oil, and the oil is evacuated from the enclosures 10, 20 after having circulated in the enclosures 10, 20. The oil can be pumped out of the enclosures 10, 20, so as to prevent any leakage of oil out of enclosures 10, 20. When oil is pumped out of an enclosure 10, 20, air is also pumped. This flow of air leaving the enclosure 10, 20 can be compensated by a flow of air entering the enclosure 10, 20 at one or more seal(s) placed between the rotor and stator. This air flow opposes oil leaks and thus makes it possible to seal the enclosure 10, 20.
L’huile est pompée hors de la deuxième enceinte 20 par la pompe 23 via le canal de raccordement 60, l’huile pompée hors de la deuxième enceinte 20 étant réinjectée dans la première enceinte 10. L’huile est ensuite pompée hors de la première enceinte 10, par exemple via un conduit de récupération 70 du système de lubrification.The oil is pumped out of the second enclosure 20 by the pump 23 via the connection channel 60, the oil pumped out of the second enclosure 20 being reinjected into the first enclosure 10. The oil is then pumped out of the first enclosure 10, for example via a recovery conduit 70 of the lubrication system.
La pompe 23 peut être logée dans la première enceinte 10, dans la deuxième enceinte 20, ou en dehors des deux enceintes 10, 20 du système de lubrification. La pompe 23 peut être alimentée par la machine électrique 22 ou par un système externe tel qu’un harnais électrique passant dans un bras. Par exemple, la pompe 23 peut être logée dans la deuxième enceinte et être alimentée en énergie électrique par la machine électrique 22. Ainsi, la complexité du système de lubrification est encore réduite car le système de lubrification utilise la machine électrique 22 déjà présente dans la turbomachine pour alimenter la pompe 23 en énergie électrique. En alternative, la pompe 23 peut être logée dans la première enceinte 10 ou à l’extérieur des deux enceintes 10, 20, et être alimentée en énergie électrique par le système externe.The pump 23 can be housed in the first enclosure 10, in the second enclosure 20, or outside the two enclosures 10, 20 of the lubrication system. The pump 23 can be powered by the electrical machine 22 or by an external system such as an electrical harness passing through an arm. For example, the pump 23 can be housed in the second enclosure and be supplied with electrical energy by the electrical machine 22. Thus, the complexity of the lubrication system is further reduced because the lubrication system uses the electrical machine 22 already present in the turbomachine to supply the pump 23 with electrical energy. Alternatively, the pump 23 can be housed in the first enclosure 10 or outside the two enclosures 10, 20, and be supplied with electrical energy by the external system.
La deuxième enceinte 20 peut être disposée en aval de la première enceinte 10. La deuxième enceinte 20 peut être adjacente à la première enceinte 10, c’est-à-dire être située à proximité immédiate de la première enceinte 10. En variante, la deuxième enceinte 20 peut être séparée de la première enceinte 10 d’une certaine distance et par un ou plusieurs éléments de la turbomachine 1, à condition que la première enceinte 10 et la deuxième enceinte 20 puissent être raccordées l’une à l’autre par le canal de raccordement 60. Le dimensionnement de la pompe 23 présente dans la deuxième enceinte 20 peut être adapté en fonction de la distance entre la première enceinte 10 et la deuxième enceinte 20.The second enclosure 20 can be arranged downstream of the first enclosure 10. The second enclosure 20 can be adjacent to the first enclosure 10, that is to say be located in the immediate vicinity of the first enclosure 10. Alternatively, the second enclosure 20 can be separated from the first enclosure 10 by a certain distance and by one or more elements of the turbomachine 1, provided that the first enclosure 10 and the second enclosure 20 can be connected to each other by the connection channel 60. The dimensioning of the pump 23 present in the second enclosure 20 can be adapted as a function of the distance between the first enclosure 10 and the second enclosure 20.
Ainsi qu’illustré à titre d’exemple non limitatif en
La machine électrique 22 peut être sensiblement annulaire et s’étendre autour de l’axe longitudinal X. La machine électrique 22 permet de récupérer ou de fournir de l’énergie, en particulier permet de fournir de l’énergie électrique, par exemple pour de l’hybridation électrique. Un harnais de puissance de la machine électrique 22 peut passer dans un bras 91, 92 du carter 83. La machine électrique 22 possède son propre palier de guidage en rotation. La machine électrique 22 est intégrée dans la deuxième enceinte 20 qui lui est propre et est distincte de la première enceinte 10. L’huile circulant dans la deuxième enceinte 20 permet de lubrifier le palier d’arbre de machine électrique 22 et le cas échéant de refroidir des éléments de la machine électrique 22.The electric machine 22 can be substantially annular and extend around the longitudinal axis electric hybridization. A power harness of the electric machine 22 can pass through an arm 91, 92 of the casing 83. The electric machine 22 has its own rotational guide bearing. The electric machine 22 is integrated into the second enclosure 20 which is specific to it and is distinct from the first enclosure 10. The oil circulating in the second enclosure 20 makes it possible to lubricate the electric machine shaft bearing 22 and, if necessary, to cool elements of the electrical machine 22.
Ainsi qu’illustré à titre d’exemple non limitatif en
- un carter fixe 83 comprenant un moyeu interne 84, une virole externe 85 s’étendant autour du moyeu interne 84, un bras d’alimentation 91 reliant le moyeu interne 84 à la virole externe 85, et un bras de récupération 92 reliant le moyeu interne 84 à la virole externe 85, dans lequel le bras d’alimentation 91 comprend un logement interne de passage d’un élément de servitude d’alimentation et/ou dans lequel le bras de récupération 92 comprend un logement interne de passage d’un élément de servitude de récupération ; et
- un rotor monté mobile en rotation par rapport au carter 83 autour de l’axe longitudinal X, le palier d’arbre de turbomachine 15 étant configuré pour guider en rotation le rotor par rapport au carter 83.As illustrated by way of non-limiting example in
- a fixed casing 83 comprising an internal hub 84, an external ferrule 85 extending around the internal hub 84, a supply arm 91 connecting the internal hub 84 to the external ferrule 85, and a recovery arm 92 connecting the hub internal 84 to the external ferrule 85, in which the supply arm 91 comprises an internal housing for the passage of a supply service element and/or in which the recovery arm 92 comprises an internal housing for the passage of a salvage easement element; And
- a rotor mounted to rotate relative to the casing 83 around the longitudinal axis X, the turbomachine shaft bearing 15 being configured to guide the rotor in rotation relative to the casing 83.
Le palier d’arbre de turbomachine 15 peut être adapté pour être situé dans la première enceinte 10.The turbomachine shaft bearing 15 can be adapted to be located in the first enclosure 10.
Ainsi, les dimensions du bras d’alimentation 91 et/ou du bras de récupération 92 ne sont pas sensiblement augmentées par rapport à un système de lubrification comprenant une seule enceinte, tout au plus un diamètre du logement interne du bras d’alimentation 91 et/ou du bras de récupération 92 est légèrement augmenté pour permettre le passage d’un débit d’huile permettant la lubrification et/ou le refroidissement à la fois de la première enceinte 10 et de la deuxième enceinte 20. Le nombre de bras d’alimentation 91 et/ou de bras de récupération 92 n’est pas augmenté par rapport à un système de lubrification comprenant une seule enceinte.Thus, the dimensions of the supply arm 91 and/or the recovery arm 92 are not significantly increased compared to a lubrication system comprising a single enclosure, at most one diameter of the internal housing of the supply arm 91 and / or the recovery arm 92 is slightly increased to allow the passage of an oil flow allowing the lubrication and / or cooling of both the first enclosure 10 and the second enclosure 20. The number of arms of supply 91 and/or recovery arm 92 is not increased compared to a lubrication system comprising a single enclosure.
Le moyeu interne 84 et la virole externe 85 définissent ensemble une portion de la veine d’écoulement primaire Vp, qui peut être sensiblement annulaire.The internal hub 84 and the external ferrule 85 together define a portion of the primary flow vein Vp, which can be substantially annular.
Le bras d’alimentation 91 et/ou le bras de récupération 92 peut s’étendre selon une direction sensiblement radiale. Le bras d’alimentation 91 et/ou le bras de récupération 92 peut présenter une forme sensiblement tubulaire. Le logement interne du bras d’alimentation 91, respectivement du bras de récupération 92, peut s’étendre sensiblement radialement à travers le bras d’alimentation 91, respectivement à travers le bras de récupération 92.The supply arm 91 and/or the recovery arm 92 can extend in a substantially radial direction. The feed arm 91 and/or the recovery arm 92 may have a substantially tubular shape. The internal housing of the supply arm 91, respectively of the recovery arm 92, can extend substantially radially through the supply arm 91, respectively through the recovery arm 92.
Le palier d’arbre de turbomachine 15 peut comprendre une piste interne 151 solidaire en rotation du rotor, une piste externe 152 solidaire en rotation du carter 83, et un organe de roulement 153 retenu et enserré entre la piste interne 151 et la piste externe 152. L’organe de roulement 153 peut comprendre une pluralité de rouleaux et/ou de billes. L’huile circule entre les rouleaux et/ou les billes pour assurer leur lubrification.The turbomachine shaft bearing 15 may comprise an internal track 151 secured in rotation to the rotor, an external track 152 secured in rotation to the casing 83, and a rolling member 153 retained and clamped between the internal track 151 and the external track 152 The rolling member 153 may comprise a plurality of rollers and/or balls. The oil circulates between the rollers and/or balls to ensure their lubrication.
Ainsi qu’illustré à titre d’exemple non limitatif en
La partie de bras 51 peut être adaptée pour raccorder un premier organe du système de lubrification et la bifurcation 52, la première partie de bifurcation 53 peut être adaptée pour raccorder la partie de bras 51 et l’orifice d’alimentation 11 de la première enceinte 10, et la deuxième partie de bifurcation 54 peut être adaptée pour raccorder la partie de bras 51 et l’orifice d’alimentation 21 de la deuxième enceinte 20.The arm part 51 can be adapted to connect a first member of the lubrication system and the bifurcation 52, the first bifurcation part 53 can be adapted to connect the arm part 51 and the supply port 11 of the first enclosure 10, and the second bifurcation part 54 can be adapted to connect the arm part 51 and the supply port 21 of the second enclosure 20.
Ainsi qu’illustré à titre d’exemple non limitatif en
Le conduit de récupération d’huile 70 peut être de forme sensiblement tubulaire et présenter une première extrémité débouchant dans la première enceinte 10 au niveau de l’orifice de récupération 12, et une deuxième extrémité débouchant au niveau d’un deuxième organe du système de lubrification.The oil recovery conduit 70 may be of substantially tubular shape and have a first end opening into the first enclosure 10 at the level of the recovery orifice 12, and a second end opening at the level of a second member of the oil recovery system. lubrication.
Le conduit d’alimentation 50, respectivement le conduit de récupération 70, peut s’étendre selon une direction sensiblement radiale pour sa partie qui est située dans la cavité du bras d’alimentation 91, respectivement dans la cavité du bras de récupération 92.The supply conduit 50, respectively the recovery conduit 70, can extend in a substantially radial direction for its part which is located in the cavity of the supply arm 91, respectively in the cavity of the recovery arm 92.
Le premier et/ou le deuxième organe du système de lubrification peut comprendre un réservoir d’huile, une pompe supplémentaire, un échangeur, un injecteur d’huile, etc. Le réservoir d’huile peut comprendre des moyens de refroidissement et/ou des moyens de filtrage de l’huile contenue dans le réservoir. L’injecteur est adapté pour prélever de l’huile présente dans le réservoir d’huile. L’injecteur peut être un gicleur, comprenant une buse d’injection configurée pour injecter l’huile prélevée par l’injecteur.The first and/or second member of the lubrication system may include an oil tank, an additional pump, an exchanger, an oil injector, etc. The oil tank may include cooling means and/or means for filtering the oil contained in the tank. The injector is suitable for taking oil from the oil tank. The injector may be a nozzle, comprising an injection nozzle configured to inject the oil taken by the injector.
Le premier et/ou le deuxième organe du système de lubrification est situé en une position radialement externe par rapport à la virole externe 85 du carter 83. L’élément de servitude d’alimentation, respectivement de récupération, doit donc passer au travers du bras d’alimentation 91, respectivement de récupération 92, du carter 83 pour traverser la veine d’écoulement primaire Vp, en vue de relier le premier organe, respectivement le deuxième organe, du système de lubrification à la première enceinte 10 et/ou à la deuxième enceinte 20.The first and/or second member of the lubrication system is located in a radially external position relative to the external ferrule 85 of the casing 83. The supply or recovery element must therefore pass through the arm supply 91, respectively recovery 92, of the casing 83 to cross the primary flow vein Vp, with a view to connecting the first member, respectively the second member, of the lubrication system to the first enclosure 10 and/or to the second enclosure 20.
Par exemple, le conduit d’alimentation 50 peut être adapté pour raccorder un premier organe sous la forme d’un injecteur d’huile avec la première enceinte 10 et la deuxième enceinte 20. L’injecteur d’huile est adapté pour injecter l’huile dans le conduit d’alimentation 50, donc dans la première enceinte 10 via l’orifice d’alimentation 11 de la première enceinte 10, et dans la deuxième enceinte 20 via l’orifice d’alimentation 21 de la deuxième enceinte 20. Le conduit de récupération 70 peut être adapté pour raccorder un deuxième organe sous la forme d’une pompe supplémentaire avec la première enceinte 10. La pompe supplémentaire est adaptée pour pomper l’huile présente dans la première enceinte 10, c’est-à-dire pour aspirer l’huile hors de la première enceinte 10, via l’orifice de récupération 12 et le conduit de récupération 70. Le travail de la pompe supplémentaire s’ajoute au travail de la gravité pour favoriser l’évacuation de l’huile hors de la première enceinte 10.For example, the supply conduit 50 can be adapted to connect a first member in the form of an oil injector with the first enclosure 10 and the second enclosure 20. The oil injector is adapted to inject the oil in the supply conduit 50, therefore in the first enclosure 10 via the supply port 11 of the first enclosure 10, and in the second enclosure 20 via the supply port 21 of the second enclosure 20. The recovery conduit 70 can be adapted to connect a second member in the form of an additional pump with the first enclosure 10. The additional pump is adapted to pump the oil present in the first enclosure 10, that is to say to suck the oil out of the first enclosure 10, via the recovery orifice 12 and the recovery conduit 70. The work of the additional pump is added to the work of gravity to promote the evacuation of the oil from of the first enclosure 10.
Le bras d’alimentation 91 peut comprendre un unique logement interne de passage d’un unique élément de servitude d’alimentation. Le système de lubrification comprend alors un unique élément de servitude d’alimentation correspondant à un conduit d’alimentation en huile 50 adapté pour s’étendre à travers l’unique logement interne du bras d’alimentation 91 pour raccorder un premier organe du système de lubrification avec un orifice d’alimentation 11 de la première enceinte 10 et un orifice d’alimentation 21 de la deuxième enceinte 20. En alternative ou en outre, le bras de récupération 92 peut comprendre un unique logement interne de passage d’un unique élément de servitude de récupération. Le système de lubrification comprend alors un unique élément de servitude de récupération correspondant à un conduit de récupération d’huile 70 adapté pour s’étendre à travers l’unique logement interne du bras de récupération 92 pour raccorder un orifice de récupération 12 de la première enceinte 10 et un deuxième organe du système de lubrification. De telles configurations avec un unique logement interne dans le bras d’alimentation 91 et/ou dans le bras de récupération 92 permettent de faire passer un seul élément de servitude dans le bras d’alimentation 91 et/ou dans le bras de récupération 92 du carter 83 pour assurer le besoin en alimentation d’huile et/ou en récupération d’huile des deux enceintes 10, 20, à savoir de la première enceinte 10 et de la deuxième enceinte 20.The power arm 91 may include a single internal housing for the passage of a single power supply element. The lubrication system then comprises a single supply service element corresponding to an oil supply conduit 50 adapted to extend through the single internal housing of the supply arm 91 to connect a first member of the lubrication system. lubrication with a supply orifice 11 of the first enclosure 10 and a supply orifice 21 of the second enclosure 20. Alternatively or in addition, the recovery arm 92 may comprise a single internal housing for the passage of a single element recovery easement. The lubrication system then comprises a single recovery easement element corresponding to an oil recovery conduit 70 adapted to extend through the single internal housing of the recovery arm 92 to connect a recovery orifice 12 of the first enclosure 10 and a second member of the lubrication system. Such configurations with a single internal housing in the supply arm 91 and/or in the recovery arm 92 make it possible to pass a single utility element in the supply arm 91 and/or in the recovery arm 92 of the casing 83 to ensure the need for oil supply and/or oil recovery from the two enclosures 10, 20, namely the first enclosure 10 and the second enclosure 20.
Le rotor peut former un arbre mobile s’étendant sensiblement autour de l’axe de turbomachine L. La première enceinte 10 et/ou la deuxième enceinte 20 s’étend sensiblement autour du rotor. Le bras de récupération 92 et le bras d’alimentation 91 peuvent être opposés par rapport au rotor.The rotor can form a movable shaft extending substantially around the turbomachine axis L. The first enclosure 10 and/or the second enclosure 20 extends substantially around the rotor. The recovery arm 92 and the feed arm 91 can be opposed to the rotor.
Le système de lubrification peut être configuré de sorte que l’huile peut s’écouler par gravité en dehors de la première enceinte 10 et/ou de la deuxième enceinte 20. En particulier, l’huile peut circuler depuis l’orifice d’alimentation 11 de la première enceinte 10 vers l’orifice de récupération 12 de la première enceinte 10. Ainsi, l’huile tombe par gravité depuis son injection au niveau de l’orifice d’alimentation 11 de la première enceinte 10 vers l’orifice de récupération 12 de la première enceinte 10. En alternative ou en outre, l’huile est adaptée pour circuler depuis l’orifice d’alimentation 21 de la deuxième enceinte 20 vers l’orifice de récupération 61 de la deuxième enceinte 20 par gravité.The lubrication system can be configured so that the oil can flow by gravity outside the first enclosure 10 and/or the second enclosure 20. In particular, the oil can circulate from the supply port 11 of the first enclosure 10 towards the recovery orifice 12 of the first enclosure 10. Thus, the oil falls by gravity from its injection at the level of the supply orifice 11 of the first enclosure 10 towards the orifice of recovery 12 of the first enclosure 10. Alternatively or in addition, the oil is adapted to circulate from the supply port 21 of the second enclosure 20 to the recovery port 61 of the second enclosure 20 by gravity.
Le système de lubrification peut comprendre en outre :
- une première cavité 30 à air pressurisée disposée autour de la première enceinte 10, et un ou plusieurs joint(s) d’étanchéité 31 disposé(s) à l’interface entre la première enceinte 10 et la première cavité 30, de sorte à éviter que l’huile sorte de la première enceinte 10 vers la première cavité 30 ; et/ou
- une deuxième cavité à air pressurisée disposée autour de la deuxième enceinte 20, et un ou plusieurs joint(s) d’étanchéité disposé(s) à l’interface entre la deuxième enceinte 20 et la deuxième cavité, de sorte à éviter que l’huile sorte de la deuxième enceinte 20 vers la deuxième cavité.The lubrication system may further include:
- a first pressurized air cavity 30 arranged around the first enclosure 10, and one or more seal(s) 31 arranged at the interface between the first enclosure 10 and the first cavity 30, so as to prevent the oil from leaving the first enclosure 10 towards the first cavity 30; and or
- a second pressurized air cavity arranged around the second enclosure 20, and one or more seal(s) arranged at the interface between the second enclosure 20 and the second cavity, so as to prevent the The oil leaves the second enclosure 20 towards the second cavity.
L’au moins un joint d’étanchéité 31 entre la première enceinte 10 et la première cavité 30, respectivement entre la deuxième enceinte 20 et la deuxième cavité, peut être refroidi par l’huile présente dans la première enceinte 10, respectivement dans la deuxième enceinte 20. Le joint d’étanchéité 31 est disposé entre les deux pièces de la turbomachine 1 présentant des vitesses de rotation différentes, au contact de celles-ci, et est fixé à l’une des deux pièces. Le joint d’étanchéité 31 présente donc une vitesse de rotation différente de celle de l’autre des deux pièces lors du fonctionnement de la turbomachine 1. Par exemple, dans le cas d’une turbine basse pression 8, le joint d’étanchéité 31 peut être disposé entre une pièce du rotor solidaire de l’arbre basse pression, et une pièce solidaire du carter fixe 83. Le joint d’étanchéité 31 peut être par exemple un joint à labyrinthe ou un joint radial segmenté.The at least one seal 31 between the first enclosure 10 and the first cavity 30, respectively between the second enclosure 20 and the second cavity, can be cooled by the oil present in the first enclosure 10, respectively in the second enclosure 20. The seal 31 is placed between the two parts of the turbomachine 1 having different rotation speeds, in contact with them, and is fixed to one of the two parts. The seal 31 therefore has a rotation speed different from that of the other of the two parts during the operation of the turbomachine 1. For example, in the case of a low pressure turbine 8, the seal 31 can be arranged between a part of the rotor secured to the low pressure shaft, and a part secured to the fixed casing 83. The seal 31 can be for example a labyrinth seal or a segmented radial seal.
L’au moins un joint d’étanchéité 31 assure l’étanchéité entre la première cavité 30 qui comprend de l’air pressurisé et la première enceinte 10 qui comprend de l’air et de l’huile, respectivement entre la deuxième cavité et la deuxième enceinte 20. Ainsi, le joint d’étanchéité 31 évite que l’huile ne fuie depuis la première enceinte 10 vers la première cavité 30, respectivement depuis la deuxième enceinte 20 vers la deuxième cavité. La première cavité 30, respectivement la deuxième cavité, étant pressurisée, la pression dans la première cavité 30, respectivement dans la deuxième cavité, est supérieure à la pression dans la première enceinte 10, respectivement la deuxième enceinte 20, ce qui contribue à éviter les fuites d’huile, et ainsi contribue à l’étanchéité.The at least one seal 31 ensures sealing between the first cavity 30 which comprises pressurized air and the first enclosure 10 which comprises air and oil, respectively between the second cavity and the second enclosure 20. Thus, the seal 31 prevents oil from leaking from the first enclosure 10 towards the first cavity 30, respectively from the second enclosure 20 towards the second cavity. The first cavity 30, respectively the second cavity, being pressurized, the pressure in the first cavity 30, respectively in the second cavity, is greater than the pressure in the first enclosure 10, respectively the second enclosure 20, which contributes to avoiding oil leaks, and thus contributes to sealing.
La première cavité 30 peut être disposée en une position radialement externe par rapport à la première enceinte 10 et être adjacente à la première enceinte 10, une paroi radialement externe de la première enceinte 10 formant une paroi radialement interne de la première cavité 30. Un joint d’étanchéité 31 amont peut être disposé en amont du palier d’arbre de turbomachine 15 au niveau d’une paroi amont de la première enceinte 10, et/ou un joint d’étanchéité 31 aval peut être disposé en aval du palier d’arbre de turbomachine 15 au niveau d’une paroi aval de la première enceinte 10.The first cavity 30 can be arranged in a radially external position relative to the first enclosure 10 and be adjacent to the first enclosure 10, a radially external wall of the first enclosure 10 forming a radially internal wall of the first cavity 30. A seal an upstream seal 31 can be placed upstream of the turbomachine shaft bearing 15 at an upstream wall of the first enclosure 10, and/or a downstream seal 31 can be placed downstream of the upstream seal 31. turbomachine shaft 15 at a downstream wall of the first enclosure 10.
La deuxième cavité peut être disposée en une position radialement externe par rapport à la deuxième enceinte 20 et être adjacente à la deuxième enceinte 20, une paroi radialement externe de la deuxième enceinte 20 formant une paroi radialement interne de la deuxième cavité. Un joint d’étanchéité amont peut être disposé en amont du palier d’arbre de machine électrique 22 au niveau d’une paroi amont de la deuxième enceinte 20, et/ou un joint d’étanchéité aval peut être disposé en aval du palier d’arbre de machine électrique 22 au niveau d’une paroi aval de la deuxième enceinte 20.The second cavity can be arranged in a radially external position relative to the second enclosure 20 and be adjacent to the second enclosure 20, a radially external wall of the second enclosure 20 forming a radially internal wall of the second cavity. An upstream seal may be placed upstream of the electric machine shaft bearing 22 at an upstream wall of the second enclosure 20, and/or a downstream seal may be placed downstream of the bearing d electric machine shaft 22 at a downstream wall of the second enclosure 20.
La première enceinte 10 peut comprendre une pièce annulaire pourvue d’au moins un orifice de circulation d’huile 13, de sorte à permettre une circulation de l’huile dans la première enceinte 10 à travers l’au moins un orifice de circulation d’huile 13.The first enclosure 10 may comprise an annular part provided with at least one oil circulation orifice 13, so as to allow circulation of the oil in the first enclosure 10 through the at least one oil circulation orifice. oil 13.
L’au moins un orifice de circulation d’huile 13 de la première enceinte 10 permet la circulation de l’huile injectée au niveau de l’orifice d’alimentation 11 et de l’orifice d’alimentation supplémentaire 62 dans toute la première enceinte 10.The at least one oil circulation orifice 13 of the first enclosure 10 allows the circulation of the oil injected at the supply orifice 11 and the additional supply orifice 62 throughout the first enclosure 10.
Dans un exemple de réalisation, le système de lubrification est implémenté au niveau d’une turbine 7, 8 de la turbomachine 1. La turbine 7, 8 comprend ainsi un système de lubrification tel que décrit ci-dessus.In an exemplary embodiment, the lubrication system is implemented at a turbine 7, 8 of the turbomachine 1. The turbine 7, 8 thus comprises a lubrication system as described above.
L’axe de turbomachine L est aussi l’axe de rotation du rotor de la turbine 7, 8 et correspond à l’axe longitudinal X du système de lubrification. La turbine peut comprendre plusieurs étages, chaque étage comprenant un distributeur 82 et une roue mobile 81, ainsi qu’illustré à titre d’exemple non limitatif en
Chaque distributeur 82 comprend une pluralité d’aubes fixes, c’est-à-dire fixées au stator ou carter de la turbomachine, lesdites aubes fixes du distributeur 82 étant circonférentiellement réparties autour de l’axe de turbomachine L. Chaque roue mobile 81 comprend un disque de turbine 7, 8 et une pluralité d’aubes circonférentiellement réparties autour de l’axe de turbomachine L.Each distributor 82 comprises a plurality of fixed vanes, that is to say fixed to the stator or casing of the turbomachine, said fixed vanes of the distributor 82 being circumferentially distributed around the turbomachine axis L. Each movable wheel 81 comprises a turbine disk 7, 8 and a plurality of blades circumferentially distributed around the turbomachine axis L.
Par exemple, le système de lubrification peut être implémenté au niveau d’une turbine basse pression 8 de la turbomachine 1.For example, the lubrication system can be implemented at the level of a low pressure turbine 8 of the turbomachine 1.
Alors, le carter fixe 83 du système de lubrification correspond au carter d’échappement (en anglais « TRF », pour Turbine Rear Frame) de la turbine basse pression 8, et le rotor du système de lubrification correspond au rotor de turbine basse pression 8, qui comprend une roue mobile 81 d’aubes de rotor solidaires d’un disque de rotor de la turbine basse pression 8. Le rotor 81 est adapté pour être monté solidaire en rotation de l’arbre basse pression de la turbomachine 1 autour de l’axe de turbomachine L. Par exemple, le rotor 81 peut être rapporté et fixé sur un tourillon basse pression 101, le tourillon basse pression 101 étant assemblé sur l’arbre basse pression de la turbomachine 1, par exemple par le biais de cannelures, afin d’entraîner en rotation l’arbre basse pression.Then, the fixed casing 83 of the lubrication system corresponds to the exhaust casing (in English “TRF”, for Turbine Rear Frame) of the low pressure turbine 8, and the rotor of the lubrication system corresponds to the low pressure turbine rotor 8 , which comprises a movable wheel 81 of rotor blades secured to a rotor disk of the low pressure turbine 8. The rotor 81 is adapted to be mounted integral in rotation with the low pressure shaft of the turbomachine 1 around the turbomachine axis L. For example, the rotor 81 can be attached and fixed on a low pressure journal 101, the low pressure journal 101 being assembled on the low pressure shaft of the turbomachine 1, for example by means of splines, in order to rotate the low pressure shaft.
Le moyeu interne 84 et la virole externe 85 du système de lubrification correspondent respectivement au moyeu interne et à la virole externe du carter d’échappement 83 de la turbine basse pression 8, qui sont adaptés pour délimiter ensemble la partie de la veine d’écoulement primaire Vp qui s’étend au niveau de la turbine basse pression 8.The internal hub 84 and the external shroud 85 of the lubrication system correspond respectively to the internal hub and the external shroud of the exhaust casing 83 of the low pressure turbine 8, which are adapted to together delimit the part of the flow path primary Vp which extends at the level of the low pressure turbine 8.
Le palier d’arbre de turbomachine 15 est monté entre le tourillon basse pression 101 solidaire en rotation de l’arbre basse pression, et le carter d’échappement 83, et guide une rotation du rotor par rapport au carter d’échappement 83. La piste interne 151 du palier d’arbre de turbomachine 15 est solidaire en rotation du tourillon basse pression 101, et la piste externe 152 du palier d’arbre de turbomachine 15 est solidaire en rotation du carter d’échappement 83. Le palier d’arbre de turbomachine 15 est situé dans la première enceinte 10. La première enceinte 10 entoure l’arbre basse pression au niveau de la turbine basse pression 8.The turbomachine shaft bearing 15 is mounted between the low pressure journal 101 integral in rotation with the low pressure shaft, and the exhaust casing 83, and guides a rotation of the rotor relative to the exhaust casing 83. internal track 151 of the turbomachine shaft bearing 15 is integral in rotation with the low pressure journal 101, and the external track 152 of the turbomachine shaft bearing 15 is integral in rotation with the exhaust casing 83. The shaft bearing of turbomachine 15 is located in the first enclosure 10. The first enclosure 10 surrounds the low pressure shaft at the level of the low pressure turbine 8.
Le moyeu interne 84 du carter d’échappement 83 peut comprendre une portion tronconique 96 formant support du palier d’arbre de turbomachine 15. Le palier d’arbre de turbomachine 15 est alors disposé entre le tourillon de l'arbre basse pression et une prolongation longitudinale 97 de la portion tronconique 96 du carter d’échappement 83. Au moins un orifice de circulation d’huile 13 de la première enceinte 10 peut être formé dans la portion tronconique 96 du moyeu interne 84 du carter d’échappement 83.The internal hub 84 of the exhaust casing 83 may comprise a frustoconical portion 96 forming a support for the turbomachine shaft bearing 15. The turbomachine shaft bearing 15 is then arranged between the journal of the low pressure shaft and an extension longitudinal 97 of the frustoconical portion 96 of the exhaust casing 83. At least one oil circulation orifice 13 of the first enclosure 10 can be formed in the frustoconical portion 96 of the internal hub 84 of the exhaust casing 83.
La deuxième enceinte 20 peut également entourer l’arbre basse pression au niveau de la turbine basse pression 8. La machine électrique 22 peut être sensiblement annulaire et s’étendre autour de l’arbre basse pression. La deuxième enceinte 20 peut être située en aval de la première enceinte 10, par exemple directement en aval de la première enceinte 10.The second enclosure 20 can also surround the low pressure shaft at the level of the low pressure turbine 8. The electrical machine 22 can be substantially annular and extend around the low pressure shaft. The second enclosure 20 can be located downstream of the first enclosure 10, for example directly downstream of the first enclosure 10.
La première cavité 30 et/ou la deuxième cavité est une enceinte à air pressurisée, ce qui signifie que la première cavité 30 et/ou la deuxième cavité est maintenue à une pression supérieure à la pression régnant dans les étages de la turbine basse pression 8. Le joint d’étanchéité 31 disposé entre la première enceinte 10 et la cavité 30 est solidaire du carter d’échappement 83, et est disposé au contact d’une piste solidaire en rotation de l’arbre basse pression de la turbomachine 1.The first cavity 30 and/or the second cavity is a pressurized air enclosure, which means that the first cavity 30 and/or the second cavity is maintained at a pressure greater than the pressure prevailing in the stages of the low pressure turbine 8 The seal 31 disposed between the first enclosure 10 and the cavity 30 is integral with the exhaust casing 83, and is arranged in contact with a track integral in rotation with the low pressure shaft of the turbomachine 1.
La turbine basse pression 8 peut comprendre en outre une chape de fixation du carter d’échappement 83 à la turbomachine 1, la chape étant située sur la virole externe 85 du carter d’échappement 83.The low pressure turbine 8 may further comprise a yoke for fixing the exhaust casing 83 to the turbomachine 1, the yoke being located on the external shroud 85 of the exhaust casing 83.
En variante, le système de lubrification peut être implémenté au niveau d’une turbine haute pression 7 de la turbomachine 1. Le rotor du système de lubrification correspond alors au rotor de la turbine haute pression 7, qui comprend une roue mobile d’aubes de rotor solidaires d’un disque de rotor de la turbine haute pression 7. Le rotor de la turbine haute pression 7 est solidaire en rotation de l’arbre haute pression, par exemple en étant rapporté et fixé sur un tourillon haute pression assemblé sur l’arbre haute pression.Alternatively, the lubrication system can be implemented at the level of a high pressure turbine 7 of the turbomachine 1. The rotor of the lubrication system then corresponds to the rotor of the high pressure turbine 7, which comprises a movable wheel of blades of rotor integral with a rotor disk of the high pressure turbine 7. The rotor of the high pressure turbine 7 is integral in rotation with the high pressure shaft, for example by being attached and fixed on a high pressure journal assembled on the high pressure shaft.
Le palier d’arbre de turbomachine est monté entre le tourillon haute pression solidaire en rotation de l’arbre haute pression et le carter fixe, de sorte à guider une rotation du rotor par rapport au carter fixe de la turbine haute pression 7. Le palier d’arbre de turbomachine est situé dans la première enceinte 10 de lubrification. La première enceinte 10 entoure l’arbre haute pression au niveau de la turbine haute pression 7.The turbomachine shaft bearing is mounted between the high pressure journal integral in rotation with the high pressure shaft and the fixed casing, so as to guide a rotation of the rotor relative to the fixed casing of the high pressure turbine 7. The bearing turbomachine shaft is located in the first lubrication enclosure 10. The first enclosure 10 surrounds the high pressure shaft at the level of the high pressure turbine 7.
La deuxième enceinte 20 peut également entourer l’arbre haute pression au niveau de la turbine haute pression 7. La machine électrique 22 peut être sensiblement annulaire et s’étendre autour de l’arbre haute pression. La deuxième enceinte 20 peut être située en aval de la première enceinte 10, par exemple directement en aval de la première enceinte 10.The second enclosure 20 can also surround the high pressure shaft at the level of the high pressure turbine 7. The electrical machine 22 can be substantially annular and extend around the high pressure shaft. The second enclosure 20 can be located downstream of the first enclosure 10, for example directly downstream of the first enclosure 10.
Dans un autre exemple de réalisation, le système de lubrification est implémenté au niveau d’un compresseur, par exemple d’un compresseur basse pression 4 ou d’un compresseur haute pression 5, de la turbomachine 1. Le carter fixe peut être un carter intermédiaire, et le rotor peut être l’arbre basse pression dans le cas d’un compresseur basse pression 4, ou l’arbre haute pression dans le cas d’un compresseur haute pression 5.In another exemplary embodiment, the lubrication system is implemented at the level of a compressor, for example a low pressure compressor 4 or a high pressure compressor 5, of the turbomachine 1. The fixed casing can be a casing intermediate, and the rotor can be the low pressure shaft in the case of a low pressure compressor 4, or the high pressure shaft in the case of a high pressure compressor 5.
La turbomachine 1 peut comprendre un système de lubrification tel que décrit ci-dessus. En particulier, la turbomachine 1 peut comprendre une turbine 7, 8 comprenant un système de lubrification tel que décrit ci-dessus.The turbomachine 1 may include a lubrication system as described above. In particular, the turbomachine 1 may comprise a turbine 7, 8 comprising a lubrication system as described above.
Un aéronef peut comprendre au moins une turbomachine 1 telle que décrite ci-dessus, en particulier comprenant au moins un système de lubrification tel que décrit ci-dessus.An aircraft may comprise at least one turbomachine 1 as described above, in particular comprising at least one lubrication system as described above.
La solution décrite ci-dessus n’est pas limitée aux exemples de réalisation décrits, et peut être utilisée dans d’autres emplacements de la turbomachine 1 comprenant un rotor et un carter fixe 83, le rotor étant monté mobile en rotation par rapport au carter fixe 83 autour de l’axe de turbomachine L.The solution described above is not limited to the embodiments described, and can be used in other locations of the turbomachine 1 comprising a rotor and a fixed casing 83, the rotor being mounted movable in rotation relative to the casing fixed 83 around the turbomachine axis L.
D’autres modes de réalisation peuvent être envisagés et une personne du métier peut facilement modifier les modes ou exemples de réalisation exposés ci-dessus ou en envisager d’autres tout en restant dans la portée de l’invention.
Other embodiments can be envisaged and a person skilled in the art can easily modify the modes or examples of embodiment set out above or consider others while remaining within the scope of the invention.
Claims (10)
- une première enceinte (10) de lubrification à huile s’étendant autour de l’axe longitudinal (X) ;
- une deuxième enceinte (20) de lubrification à huile s’étendant autour de l’axe longitudinal (X) ;
- un canal de raccordement (60) adapté pour raccorder fluidiquement la première enceinte (10) et la deuxième enceinte (20) ;
- un palier d’arbre de turbomachine (15) s’étendant autour de l’axe longitudinal (X) et agencé pour être lubrifié dans la première enceinte (10) ;
- un palier d’arbre de machine électrique (22) agencé pour être lubrifié dans la deuxième enceinte (20) ; et
- une pompe (23) configurée pour extraire de l’huile en dehors de la deuxième enceinte (20) pour l’envoyer dans la première enceinte (10) par le biais du canal de raccordement (60). Lubrication system for a turbomachine (1), said lubrication system extending around a longitudinal axis (X) and comprising:
- a first oil lubrication enclosure (10) extending around the longitudinal axis (X);
- a second oil lubrication enclosure (20) extending around the longitudinal axis (X);
- a connection channel (60) adapted to fluidly connect the first enclosure (10) and the second enclosure (20);
- a turbomachine shaft bearing (15) extending around the longitudinal axis (X) and arranged to be lubricated in the first enclosure (10);
- an electric machine shaft bearing (22) arranged to be lubricated in the second enclosure (20); And
- a pump (23) configured to extract oil outside the second enclosure (20) to send it into the first enclosure (10) via the connection channel (60).
- un carter fixe (83) comprenant un moyeu interne (84), une virole externe (85) s’étendant autour du moyeu interne (84), un bras d’alimentation (91) reliant le moyeu interne (84) à la virole externe (85), et un bras de récupération (92) reliant le moyeu interne (84) à la virole externe (85), dans lequel le bras d’alimentation (91) comprend un logement interne de passage d’un élément de servitude d’alimentation et/ou dans lequel le bras de récupération (92) comprend un logement interne de passage d’un élément de servitude de récupération; et
- un rotor monté mobile en rotation par rapport au carter (83) autour de l’axe longitudinal (X), le palier d’arbre de turbomachine (15) étant configuré pour guider en rotation le rotor par rapport au carter (83). Lubrication system according to claim 1 or 2, further comprising:
- a fixed casing (83) comprising an internal hub (84), an external ferrule (85) extending around the internal hub (84), a power arm (91) connecting the internal hub (84) to the ferrule external (85), and a recovery arm (92) connecting the internal hub (84) to the external ferrule (85), in which the supply arm (91) comprises an internal housing for the passage of a utility element supply and/or in which the recovery arm (92) comprises an internal housing for the passage of a recovery easement element; And
- a rotor mounted to rotate relative to the casing (83) around the longitudinal axis (X), the turbomachine shaft bearing (15) being configured to guide the rotor in rotation relative to the casing (83).
- une première cavité (30) à air pressurisée disposée autour de la première enceinte (10), et un ou plusieurs joint(s) d’étanchéité (31) disposé(s) à l’interface entre la première enceinte (10) et la première cavité (30), de sorte à éviter que l’huile sorte de la première enceinte (10) vers la première cavité (30) ; et/ou
- une deuxième cavité à air pressurisée disposée autour de la deuxième enceinte (20), et un ou plusieurs joint(s) d’étanchéité disposé(s) à l’interface entre la deuxième enceinte (20) et la deuxième cavité, de sorte à éviter que l’huile sorte de la deuxième enceinte (20) vers la deuxième cavité. Lubrication system according to any one of the preceding claims, further comprising:
- a first pressurized air cavity (30) arranged around the first enclosure (10), and one or more seal(s) (31) arranged at the interface between the first enclosure (10) and the first cavity (30), so as to prevent the oil from leaving the first enclosure (10) towards the first cavity (30); and or
- a second pressurized air cavity arranged around the second enclosure (20), and one or more seal(s) arranged at the interface between the second enclosure (20) and the second cavity, so to prevent the oil from leaving the second enclosure (20) towards the second cavity.
Turbomachine (1) comprising a low pressure turbine (8) according to claim 9.
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|---|---|---|---|
| FR2203302A FR3134428A1 (en) | 2022-04-11 | 2022-04-11 | Lubrication system common to two chambers of a turbomachine |
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| FR2203302A FR3134428A1 (en) | 2022-04-11 | 2022-04-11 | Lubrication system common to two chambers of a turbomachine |
| FR2203302 | 2022-04-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR3134428A1 true FR3134428A1 (en) | 2023-10-13 |
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ID=82019373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2203302A Pending FR3134428A1 (en) | 2022-04-11 | 2022-04-11 | Lubrication system common to two chambers of a turbomachine |
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|---|---|
| FR (1) | FR3134428A1 (en) |
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2022
- 2022-04-11 FR FR2203302A patent/FR3134428A1/en active Pending
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