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WO2014001681A1 - Tourillon de turbomachine comportant une couronne de récupération d'un flux d'huile de lubrification avec une pluralité d'orifices d'évacuation d'huile de lubrification - Google Patents

Tourillon de turbomachine comportant une couronne de récupération d'un flux d'huile de lubrification avec une pluralité d'orifices d'évacuation d'huile de lubrification Download PDF

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Publication number
WO2014001681A1
WO2014001681A1 PCT/FR2013/051377 FR2013051377W WO2014001681A1 WO 2014001681 A1 WO2014001681 A1 WO 2014001681A1 FR 2013051377 W FR2013051377 W FR 2013051377W WO 2014001681 A1 WO2014001681 A1 WO 2014001681A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
trunnion
flow
main body
lubricating oil
radial
Prior art date
Application number
PCT/FR2013/051377
Other languages
English (en)
Inventor
Eddy Stéphane Joël FONTANEL
Giuliana Elisa ROSSI
Philippe Bouiller
Emmanuel DA COSTA
Original Assignee
Snecma
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Snecma filed Critical Snecma
Priority to EP13733393.6A priority Critical patent/EP2867481B1/fr
Priority to CN201380032478.6A priority patent/CN104379880B/zh
Priority to US14/408,425 priority patent/US9765645B2/en
Priority to RU2014153555A priority patent/RU2638412C2/ru
Priority to CA2876347A priority patent/CA2876347C/fr
Priority to BR112014031534-5A priority patent/BR112014031534B1/pt
Publication of WO2014001681A1 publication Critical patent/WO2014001681A1/fr

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F01D25/183—Sealing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/602—Drainage
    • F05D2260/6022—Drainage of leakage having past a seal

Definitions

  • a turbojet engine comprises a casing 1 in which one or more rotating bodies are mounted by means of bearings (not shown).
  • a turbojet engine traditionally comprises an upstream compressor part, a combustion chamber and a downstream turbine part, a flow of air F flowing from upstream to downstream in the turbojet engine.
  • Such a turbojet engine is for example known from the application FR 2944557 from the company SNECMA.
  • the turbojet engine comprises a rotary body comprising a circumferential pin 2 connected upstream to a drum 3 by a bolted connection 4.
  • the drum 3 corresponds to a low pressure shaft of the turbojet engine.
  • the journal 2 conventionally comprises a main body 20 which extends transversely to the axis of the turbojet engine and annular sealing pieces 5, 6 which are respectively fixed on the upstream and downstream faces of the main body 20 as illustrated in FIG.
  • the annular sealing pieces 5, 6 advantageously comprise sealing strips 50, 60 which cooperate with abradable elements 15, 16 integral with the casing 1 of the turbojet engine in order to form a sealed air stream in which the flow of F.
  • the latter has ventilation holes 21 distributed angularly as shown in Figure 1.
  • the turbojet engine comprises, in a conventional manner, a lubrication circuit.
  • the lubrication circuit is contained in a lubrication chamber which is disposed internally to the air circulation duct.
  • an oil flow H can escape from the lubrication chamber and enter the air stream as shown in Figure 1.
  • the oil flow H is sprayed radially to be received in a recovery groove 61 of the journal 2 before being drained upstream to be reintroduced into the lubrication circuit.
  • the invention relates to a journal adapted to be rotated in a casing of a turbomachine, in particular for an aircraft, the journal comprising: a circumferential main body comprising a plurality of angularly distributed and adapted ventilation holes to allow the circulation of a plurality of axial air flows from upstream to downstream in the turbomachine, two consecutive ventilation holes being connected by a connecting segment, and
  • a circumferential ring for recovering a flow of lubricating oil integral with the main body and radially inner to said ventilation orifices, the recovery ring extending longitudinally and comprising a plurality of radial evacuation orifices to allow evacuation a plurality of radial oil flows outwardly, each discharge port being radially aligned with a main body connecting segment so as to allow each oil flow to be discharged between the air streams.
  • the recovery ring allows to collect circumferentially any oil flow escaping from a lubrication chamber of the turbomachine.
  • the presence of discharge ports judiciously aligned with the connecting segments prevents the flow of oil is driven downstream by the air flow which is advantageous.
  • Such a journal has a simple structure and can be advantageously installed instead of a pin according to the prior art.
  • At least one connecting segment aligned radially with a discharge orifice of the recovery ring comprises means for guiding a radial oil flow.
  • the guide means are in the form of a radial groove.
  • the guiding means make it possible to channel the flow of oil during its radial displacement so as to prevent it from entering the ventilation holes.
  • a radial groove is simple to implement and allows forming a groove limiting any oil dispersion.
  • the guiding means is in the form of a guide channel so as to prevent circulation of the oil flows near the ventilation holes.
  • the guide channel has a U-shaped section so that the lateral edges of the guide channel block any flow of oil flows to the ventilation holes. It goes without saying that the guide channels could be closed and have a circular or flattened section.
  • the guide means preferably a guide channel
  • the connecting segment are attached to the connecting segment to prevent machining of the main body of the pin which could reduce its life.
  • Such an embodiment is advantageous for elongated, preferably oblong, ventilation holes.
  • the guiding means in particular a guide channel, are integral with the circumferential ring so as to facilitate the assembly of the trunnion and a precise positioning of the guiding means with respect to the evacuation ports of the crown. circumferentially.
  • the trunnion comprises a circumferential groove for recovering the lubricating oil flows radially outside said ventilation orifices.
  • a recovery groove advantageously makes it possible to recover the oil which has passed between the ventilation openings.
  • the lubricating oil can be driven to the desired location, for example, in a lubricating oil drainage circuit.
  • the recovery groove comprises means for draining the flow of lubricating oil.
  • the drainage means are drainage holes, which preferably open into a lubricating oil drainage circuit.
  • the journal having radial sealing lamellae adapted to cooperate with an abradable element of the casing of the turbomachine
  • the recovery ring is radially external to said sealing lamellae.
  • any overflow of oil from the sealing strips is projected radially outwardly under the effect of centrifugal forces to be captured by the recovery ring.
  • the recovery ring extends longitudinally to the right of the sealing lamellae.
  • the length of the ring is adapted to collect the oil flow escaping from the sealing strips while being of reduced length to limit its mass.
  • the recovery ring extends longitudinally downstream from the main body of the pin.
  • the trunnion comprises a circumferential circumferential body of U-shaped section so as to define a base in plane contact with the main body, a radially upper branch forming the recovery ring and a radially lower branch on which are formed of radial sealing strips adapted to cooperate with an abradable element .
  • the auxiliary body ensures the collection of possible leakage of lubricating oil.
  • the main body and the auxiliary body are connected together by a plurality of bolted connections so as to facilitate assembly and maintenance.
  • the invention also relates to a turbomachine, in particular for aircraft, comprising a housing and an axial body rotatably mounted in the housing, the rotary body having a journal as previously presented.
  • Figure 1 is a longitudinal sectional view of a turbomachine according to the prior art
  • Figure 2 is a longitudinal sectional view of a turbomachine with a pin according to the invention
  • Figure 3 is a schematic representation of the circumferential auxiliary body of the pin of Figure 2;
  • FIG. 4 is a close schematic representation of the circulation of the oil flow and of the air flow for the pin of FIG. 2;
  • Figure 5 is a longitudinal sectional view of a turbomachine according to the prior art
  • Figure 6 is a perspective view of a pin according to the prior art
  • Figure 7 is a longitudinal sectional view of a turbomachine according to the invention.
  • Figure 8 is a perspective view of a pin according to the invention.
  • turbojet engine comprises an upstream compressor part, a combustion chamber and a downstream turbine part, an air stream F flowing from upstream to downstream in the turbojet engine.
  • Rotating bodies are equipped with radial vanes to allow, on the one hand, to accelerate the flow of air F in the combustion chamber of the turbojet engine and, on the other hand, to recover the energy of the combustion.
  • the turbojet engine comprises a low rotary body vs
  • the journal 7 comprises a main body 70 which extends substantially longitudinally along the axis XX and an upstream annular sealing piece 5 which is fixed on the upstream face of the main body 70 as illustrated in FIG. FIG. 2.
  • the upstream annular sealing piece 5 advantageously comprises sealing strips 50 which are adapted to cooperate with abradable elements 15 integral with the casing 1 of the turbojet engine in order to form a sealed air stream in which the flow flows.
  • the main body 70 of the pin 7 extends substantially in a radial plane and has a plurality of ventilation orifices 71 distributed angularly and circumferentially on the main body 70 so as to allow the flow of the axial air flow F upstream downstream through the pin 7 as illustrated in Figures 2 to 4.
  • two consecutive ventilation holes 71 are connected by a connecting segment 72 which extends in a plane substantially transverse to the axis XX of the pin 7.
  • an oil flow H is likely to flow on the downstream face of the pin 7.
  • the main body 70 further comprises a plurality of axial fastening orifices 76 distributed angularly and circumferentially on the main body 70 to allow the passage of fixing screws in order to integrally connect the drum 3 with the trunnion 7 by bolted connections 4.
  • the axial attachment holes 76 of the pin 7 are situated radially inside the ventilation holes 71 as illustrated in FIG. 2.
  • FIGS. 1-10 With reference to FIGS.
  • the pin 7 comprises a circumferential auxiliary body 9 of U-shaped section so as to define a base 82 in plane contact with the main body 70, a radially upper branch forming a recovery ring 8 and a radially lower branch 83 on which are formed radial sealing strips 85 adapted to cooperate with an abradable element 16 of the casing 1 of the turbojet engine.
  • the base 82 of the auxiliary body 9 extends radially and comprises a plurality of axial fastening orifices 84 distributed angularly and circumferentially to allow the passage of fixing screws in order to integrally connect the drum 3, the trunnion 7 and the auxiliary body 9 by bolted connections 4.
  • the radially upper branch 8 of the auxiliary body 9 extends longitudinally, that is to say orthogonally to the main body 70, and has a length less than that of the radially lower branch 83.
  • radially upper branch 8 forms a recovery ring 8 which extends to the right of the sealing strips 85 extending radially outwardly from the radially lower branch 83 to collect any flow _
  • the recovery ring 8 has a plurality of radial discharge holes 81 to allow the evacuation of a plurality of radial oil flows H outwardly.
  • the discharge orifices 81 are distributed angularly and circumferentially so as to allow homogeneous discharge of the flow of lubricating oil H.
  • each discharge orifice 81 is aligned radially with a connecting segment 72 of the main body 70 so as to allow each oil flow H is discharged between the air flow F.
  • the number of discharge ports 81 is less than the number of link segments 72, preferably three times smaller.
  • the main body 70 of the journal 7 has a circumferential groove 73 for recovering lubricating oil flows H radially outside said ventilation orifices 71.
  • the recovery groove 73 comprises drainage means 74 of the lubricating oil flow which are, for example, in the form of radial or oblique orifices.
  • At least one connecting segment 72 comprises means for guiding a radial oil flow H so as to allow the flow of oil H to be conveyed from the discharge orifices 81 of the crown. 8 to the recovery groove 73.
  • the guide means are in the form of a radial groove or a radial channel.
  • journal 7 has been shown a journal 7 with a main body 70 independent of the auxiliary body 9 but it goes without saying that the invention also applies to a journal having a main body and an auxiliary body forming a unitary assembly.
  • FIGS. 5 to 8 A second embodiment of the invention is described with reference to FIGS. 5 to 8.
  • the references used to describe elements of structure or function which are identical, equivalent or similar to those of the elements of FIG. 2 are the same, to simplify the description. Moreover, the entire description of the embodiment of Figure 2 is not repeated, this description applies to the elements of Figures 5 to 8 when there are no incompatibilities. Only notable differences, structural and functional, are described.
  • the journal 7 comprises a main body 70 which extends obliquely to a radial plane and comprises a plurality of ventilation orifices 71 distributed angularly and circumferentially on the main body 70 so as to allow the circulation axial flow of axial air F from upstream to downstream through the pin 7 as illustrated in FIG. 5.
  • an oil flow H is able to flow on the upstream face of the pin 5.
  • two consecutive ventilation openings 71 of the main body 70 are connected by a connecting segment 72.
  • the ventilation orifices 71 are oblong, their length extending radially as illustrated in FIG. Figure 6 to increase the air flow.
  • the trunnion 7 comprises a circumferential auxiliary body 9 comprising a recovery ring 8 which comprises a plurality of radial evacuation orifices 81 to allow evacuation. a plurality of radial oil flows H outwardly as shown in Figure 8.
  • the discharge ports 81 are angularly distributed and circumferentially so as to allow a homogeneous discharge of the flow of lubricating oil H.
  • each discharge orifice 81 is aligned radially with a connecting segment 72 of the main body 70 so as to allow each oil flow H to be discharged between the air flows F, ie between ventilation holes 71.
  • 0 0
  • the oblong ventilation holes 71 disturb the circulation of the oil flow H on the connecting segments 72, the oil flow H being able to deviate from its direction of radial circulation.
  • At least one connecting segment 72 comprises means for guiding a radial oil flow H in order to avoid any deflection along the oblong ventilation orifices 71.
  • the circumferential auxiliary body 9 comprises a plurality of guiding channels 86 which are mounted on the connecting segments 72, opposite the evacuation orifices 81.
  • Each guide channel 86 is extends along the connecting segment 72 on which it is intended to be mounted, the cross section of a guide channel preferably has a shape of U so as to prevent any deviation of the oil flow H during its circulation between consecutive ventilation holes 71, in particular, when they are oblong.
  • the discharge orifices 81 open opposite the base of the U guide channels 86 so that the branches of the U prevent any flow of oil flow in the adjacent ventilation holes 71 as illustrated in Figure 8.
  • the guide channels 86 may be closed and have a circular or flattened section.
  • the circumferential ring 8 and the guide channels 86 are joined by welding.
  • the auxiliary body 9 can thus be mounted simply and quickly on the main body 70 of the pin 7.
  • the discharge holes 81 are precisely aligned with the guide channels 86 due to their attachment to the crown. circumferential 8 which is advantageous.
  • guide channels 86 reported on the pin 7 is more advantageous than the formation of channels in the main body 70 of the pin 7 since machining can weaken the structure of the pin 7. Such an embodiment is particularly advantageous when the ventilation holes 71 are elongated.

Landscapes

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Abstract

Un tourillon (7) adapté pour être entraîné en rotation dans un carter d'une turbomachine, notamment pour aéronef, le tourillon (7) comportant: -un corps principal circonférentiel (70) comprenant une pluralité d'orifices de ventilation (71) adaptés pour permettre la circulation d'une pluralité de flux d'air axiaux (F) d'amont en aval dans la turbomachine, deux orifices de ventilation consécutifs (71) étant reliés par un segment de liaison (72), et -une couronne circonférentielle (8) de récupération d'un flux d'huile de lubrification (H) solidaire du corps principal et radialement intérieure aux dits orifices de ventilation (71), la couronne de récupération (8) comportant une pluralité d'orifices radiaux d'évacuation (81) pour permettre l'évacuation d'une pluralité de flux d'huile radiaux (H) vers l'extérieur, chaque orifice d'évacuation (81) étant aligné radialement avec un segment de liaison (72) du corps principal de manière à permettre que chaque flux d'huile (H) soit évacué entre les flux d'air (F).

Description

TOURILLON DE TURBOMACHINE COMPORTANT UNE COURONNE DE RECUPERATION D'UN FLUX D'HUILE DE LUBRIFICATION AVEC UNE PLURALITE D'ORIFICES
D'EVACUATION D'HUILE DE LUBRIFICATION DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ART ANTERIEUR
La présente invention concerne le domaine des turbomachines, en particulier pour aéronef, et vise à améliorer la circulation d'huile de lubrification et d'air de ventilation dans une turbomachine. De manière classique, en référence à la figure 1 , un turboréacteur comporte un carter 1 dans lequel sont montés un ou plusieurs corps rotatifs par l'intermédiaire de paliers (non représentés). Un turboréacteur comporte traditionnellement une partie amont de compresseur, une chambre de combustion et une partie aval de turbine, un flux d'air F circulant d'amont en aval dans le turboréacteur. Un tel turboréacteur est par exemple connu de la demande FR 2944557 de la société SNECMA. Les corps rotatifs sont équipés d'aubes radiales pour permettre, d'une part, d'accélérer le flux d'air F dans la chambre de combustion du turboréacteur et, d'autre part, de récupérer l'énergie de la combustion. Comme illustré sur la figure 1 , le turboréacteur comporte un corps rotatif comprenant un tourillon circonférentiel 2 relié en amont à un tambour 3 par une liaison boulonnée 4. Dans cet exemple, le tambour 3 correspond à un arbre basse pression du turboréacteur. Le tourillon 2 comporte classiquement un corps principal 20 qui s'étend transversalement à l'axe du turboréacteur et des pièces annulaires d'étanchéité 5,6 qui sont fixées respectivement sur les faces amont et aval du corps principal 20 comme illustré à la figure 1. Les pièces annulaires d'étanchéité 5,6 comportent avantageusement des lamelles d'étanchéité 50, 60 qui coopèrent avec des éléments abradables 15, 16 solidaires du carter 1 du turboréacteur afin de former une veine d'air étanche dans laquelle circule le flux d'air F. Pour permettre la circulation du flux d'air F d'amont en aval à travers le tourillon 2, ce dernier comporte des orifices de ventilation 21 répartis angulairement comme illustré à la figure 1.
Par ailleurs, afin de permettre la lubrification et le refroidissement des paliers de guidage des corps rotatifs, le turboréacteur comporte de manière classique un circuit de lubrification. Le circuit de lubrification est contenu dans une enceinte de lubrification qui est disposée intérieurement à la veine de circulation d'air. Sous certaines conditions, un flux d'huile H peut s'échapper de l'enceinte de lubrification et pénétrer dans la veine d'air comme illustré sur la figure 1 . Sous l'effet des forces centrifuges, le flux d'huile H est projeté radialement pour être reçu dans une gorge de récupération 61 du tourillon 2 avant d'être drainé en amont pour être réintroduit dans le circuit de lubrification.
Lorsque le flux d'huile H est projeté radialement à travers la veine d'air, celui-ci peut rencontrer le flux d'air F dans une zone de croisement Z représentée par un cercle sur la figure 1 . Dans cette zone Z, une partie du flux d'huile de lubrification H peut être entraînée en aval par le flux d'air F jusque dans une zone chaude du turboréacteur dans laquelle l'huile de lubrification peut s'enflammer ce qui présente un inconvénient.
PRESENTATION GENERALE DE L'INVENTION
Afin de limiter cet inconvénient, l'invention concerne un tourillon adapté pour être entraîné en rotation dans un carter d'une turbomachine, notamment pour aéronef, le tourillon comportant : un corps principal circonférentiel comprenant une pluralité d'orifices de ventilation répartis angulairement et adaptés pour permettre la circulation d'une pluralité de flux d'air axiaux d'amont en aval dans la turbomachine, deux orifices de ventilation consécutifs étant reliés par un segment de liaison, et
une couronne circonférentielle de récupération d'un flux d'huile de lubrification solidaire du corps principal et radialement intérieure auxdits orifices de ventilation, la couronne de récupération s'étendant longitudinalement et comportant une pluralité d'orifices radiaux d'évacuation pour permettre l'évacuation d'une pluralité de flux d'huile radiaux vers l'extérieur, chaque orifice d'évacuation étant aligné radialement avec un segment de liaison du corps principal de manière à permettre que chaque flux d'huile soit évacué entre les flux d'air. De manière avantageuse, la couronne de récupération permet de collecter de manière circonférentielle tout flux d'huile s'échappant d'une enceinte de lubrification de la turbomachine. En outre, la présence d'orifices d'évacuation judicieusement alignés avec les segments de liaison permet d'éviter que le flux d'huile soit entraîné vers l'aval par les flux d'air ce qui est avantageux. Un tel tourillon possède une structure simple et peut être avantageusement installé en lieu et place d'un tourillon selon l'art antérieur.
De manière préférée, au moins un segment de liaison aligné radialement avec un orifice d'évacuation de la couronne de récupération comporte des moyens de guidage d'un flux d'huile radial. De préférence encore, les moyens de guidage se présentent sous la forme d'une rainure radiale. Les moyens de guidage permettent de canaliser le flux d'huile lors de son déplacement radial de manière à éviter qu'il ne pénètre dans les orifices de ventilation. Une rainure radiale est simple à mettre en œuvre et permet de former une gorge limitant toute dispersion d'huile.
Selon un aspect préféré, les moyens de guidage se présentent sous la forme d'un canal de guidage de manière à empêcher une circulation des flux d'huile à proximité des orifices de ventilation. De préférence, le canal de guidage possède une section en U afin que les bords latéraux du canal de guidage bloquent toute circulation des flux d'huile vers les orifices de ventilation. Il va de soi que les canaux de guidage pourraient être fermés et présenter une section circulaire ou aplatie.
De manière préférée, les moyens de guidage, de préférence un canal de guidage, sont rapportés sur le segment de liaison afin d'éviter un usinage du corps principal du tourillon qui serait susceptible de diminuer sa durée de vie. Une telle forme de réalisation est avantageuse pour des orifices de ventilation allongés, de préférence, de forme oblongue.
De préférence encore, les moyens de guidage, en particulier, un canal de guidage, sont solidaires de la couronne circonférentielle de manière à faciliter l'assemblage du tourillon et un positionnement précis des moyens de guidage par rapport aux orifices d'évacuation de la couronne circonférentielle.
De préférence toujours, le tourillon comporte une gorge circonférentielle de récupération des flux d'huile de lubrification radialement extérieure auxdits orifices de ventilation. Une telle gorge de récupération permet avantageusement de récupérer l'huile qui est passée entre les orifices de ventilation. Une fois stockée dans la gorge, l'huile de lubrification peut être conduite au lieu désiré, par exemple, dans un circuit de drainage d'huile de lubrification. De préférence, la gorge de récupération comporte des moyens de drainage du flux d'huile de lubrification. De manière préférée, les moyens de drainage sont des orifices de drainage, qui débouchent, de préférence, dans un circuit de drainage d'huile de lubrification.
Selon un aspect préféré de l'invention, le tourillon comportant des lamelles d'étanchéité radiales adaptées pour coopérer avec un élément abradable du carter de la turbomachine, la couronne de récupération est radialement extérieure auxdites lamelles d'étanchéité. Ainsi, tout débordement d'huile issue des lamelles d'étanchéité est projeté radialement vers l'extérieur sous l'effet des forces centrifuges pour être capté par la couronne de récupération. De manière préférée, la couronne de récupération s'étend longitudinalement jusqu'au droit des lamelles d'étanchéité. Ainsi, la longueur de la couronne est adaptée pour collecter le flux d'huile s'échappant des lamelles d'étanchéité tout en étant de longueur réduite pour limiter sa masse.
De préférence, la couronne de récupération s'étend longitudinalement vers l'aval depuis le corps principal du tourillon.
Selon un aspect de l'invention, le tourillon comporte un corps auxiliaire circonférentiel de section en U de manière à définir une base en contact plan avec le corps principal, une branche radialement supérieure formant la couronne de récupération et une branche radialement inférieure sur laquelle sont formée des lamelles d'étanchéité radiales adaptées pour coopérer avec un élément abradable .
4
du carter de la turbomachine. De manière avantageuse, le corps auxiliaire permet d'assurer la de collecte d'éventuelles fuites d'huile de lubrification.
De manière préférée, le corps principal et le corps auxiliaire sont reliés ensemble par une pluralité de liaisons boulonnées de manière à faciliter le montage et la maintenance.
L'invention vise également une turbomachine, notamment pour aéronef, comportant un carter et un corps axial monté rotatif dans le carter, le corps rotatif comportant un tourillon tel que présenté précédemment. PRESENTATION DES FIGURES
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels :
la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une turbomachine selon l'art antérieur ; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une turbomachine avec un tourillon selon l'invention ;
la figure 3 est une représentation schématique du corps auxiliaire circonférentiel du tourillon de la figure 2 ;
la figure 4 est une représentation schématique rapprochée de la circulation du flux d'huile et du flux d'air pour le tourillon de la figure 2 ;
la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une turbomachine selon l'art antérieur ; la figure 6 est une vue en perspective d'un tourillon selon l'art antérieur ;
la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'une turbomachine selon l'invention ; et la figure 8 est une vue en perspective d'un tourillon selon l'invention.
Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant.
DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE REALISATION ET DE MISE EN OEUVRE
En référence à la figure 2 représentant un turboréacteur selon l'invention, celui-ci comporte un carter 1 dans lequel est monté un corps rotatif haute pression et un corps rotatif basse pression par l'intermédiaire de paliers (non représentés). Le turboréacteur comporte dans cet exemple une partie amont de compresseur, une chambre de combustion et une partie aval de turbine, un flux d'air F circulant d'amont en aval dans le turboréacteur.
Les corps rotatifs sont équipés d'aubes radiales pour permettre, d'une part, d'accélérer le flux d'air F dans la chambre de combustion du turboréacteur et, d'autre part, de récupérer l'énergie de la combustion. Comme illustré sur la figure 2, le turboréacteur comporte un corps rotatif basse c
o
pression comprenant un tourillon circonférentiel 7 s'étendant longitudinalement à un axe X-X et relié en amont à un tambour axial 3 par une pluralité de liaisons boulonnées 4.
Toujours en référence à la figure 2, le tourillon 7 comporte un corps principal 70 qui s'étend sensiblement longitudinalement à l'axe X-X et une pièce annulaire d'étanchéité amont 5 qui est fixée sur la face amont du corps principal 70 comme illustré à la figure 2. La pièce annulaire d'étanchéité amont 5 comporte avantageusement des lamelles d'étanchéité 50 qui sont adaptées pour coopérer avec des éléments abradables 15 solidaires du carter 1 du turboréacteur afin de former une veine d'air étanche dans laquelle circule le flux d'air F.
Le corps principal 70 du tourillon 7 s'étend sensiblement dans un plan radial et comporte une pluralité d'orifices de ventilation 71 répartis angulairement et circonférentiellement sur le corps principal 70 de manière à permettre la circulation du flux d'air axial F d'amont en aval à travers le tourillon 7 comme illustré sur les figures 2 à 4. Comme illustré sur la figure 4, deux orifices de ventilation consécutifs 71 sont reliés par un segment de liaison 72 qui s'étend dans un plan sensiblement transversal à l'axe X-X du tourillon 7. Dans cet exemple, un flux d'huile H est susceptible de circuler sur la face aval du tourillon 7.
Le corps principal 70 comporte en outre une pluralité d'orifices de fixation axiaux 76 répartis angulairement et circonférentiellement sur le corps principal 70 pour permettre le passage de vis de fixation afin de relier solidairement le tambour 3 avec le tourillon 7 par des liaisons boulonnées 4. Dans cet exemple, les orifices de fixation axiaux 76 du tourillon 7 sont situés radialement intérieurs aux orifices de ventilation 71 comme illustré sur la figure 2. Dans cet exemple, en référence aux figures 2 à 4, le tourillon 7 comporte un corps auxiliaire circonférentiel 9 de section en U de manière à définir une base 82 en contact plan avec le corps principal 70, une branche radialement supérieure formant une couronne de récupération 8 et une branche radialement inférieure 83 sur laquelle sont formée des lamelles d'étanchéité radiales 85 adaptées pour coopérer avec un élément abradable 16 du carter 1 du turboréacteur.
La base 82 du corps auxiliaire 9 s'étend radialement et comporte une pluralité d'orifices de fixation axiaux 84 répartis angulairement et circonférentiellement pour permettre le passage de vis de fixation afin de relier solidairement le tambour 3, le tourillon 7 et le corps auxiliaire 9 par des liaisons boulonnées 4.
Comme illustré aux figures 2 à 3, la branche radialement supérieure 8 du corps auxiliaire 9 s'étend longitudinalement, c'est-à-dire orthogonalement au corps principal 70, et possède une longueur inférieure à celle de la branche radialement inférieure 83. La branche radialement supérieure 8 forme une couronne de récupération 8 qui s'étend au droit des lamelles d'étanchéité 85 s'étendant radialement vers l'extérieur depuis la branche radialement inférieure 83 afin de collecter tout flux _
6
d'huile H s'échappant via les lamelles d'étanchéité 85 sous l'effet des forces centrifuges comme illustré sur la figure 4.
La couronne de récupération 8 comporte une pluralité d'orifices radiaux d'évacuation 81 pour permettre l'évacuation d'une pluralité de flux d'huile radiaux H vers l'extérieur. Les orifices d'évacuation 81 sont répartis angulairement et circonférentiellement de manière à permettre une évacuation homogène du flux d'huile de lubrification H. Selon l'invention, comme illustré à la figure 4, chaque orifice d'évacuation 81 est aligné radialement avec un segment de liaison 72 du corps principal 70 de manière à permettre que chaque flux d'huile H soit évacué entre les flux d'air F. Ainsi, contrairement à l'art antérieur, il n'existe pas de zone de rencontre entre les flux d'air F et d'huile H ce qui limite le risque d'entraînement d'un flux d'huile H avec le flux d'air F en aval du turboréacteur.
Dans cet exemple, le nombre d'orifices d'évacuation 81 est inférieur au nombre de segments de liaison 72, de préférence, trois fois inférieur.
De préférence encore, en référence à la figure 2, le corps principal 70 du tourillon 7 comporte une gorge circonférentielle de récupération 73 des flux d'huile de lubrification H radialement extérieure auxdits orifices de ventilation 71. Une fois en contact avec les parois de la gorge de récupération 73, le flux d'huile de lubrification H est moins susceptible d'être perturbé par les flux d'air F. De préférence toujours, la gorge de récupération 73 comporte des moyens de drainage 74 du flux d'huile de lubrification qui se présentent, par exemple, sous la forme d'orifices radiaux ou obliques.
Selon une forme de réalisation préférée, au moins un segment de liaison 72 comporte des moyens de guidage d'un flux d'huile radial H afin de permettre l'acheminement du flux d'huile H depuis les orifices d'évacuation 81 de la couronne 8 vers la gorge de récupération 73. A titre d'exemple, les moyens de guidage se présentent sous la forme d'une rainure radiale ou d'un canal radial.
Au cours du fonctionnement du turboréacteur, en référence à la figure 4, des flux d'air F circulent d'amont en aval à travers les orifices de ventilation 71 du tourillon 7. Autrement dit, les flux d'air F qui traversent le tourillon 7 sont séparés les uns des autres étant donné que les segments de liaison 72 empêchent la circulation du flux d'air F. Lorsqu'un flux d'huile H s'échappe du circuit de lubrification du turboréacteur via les lamelles d'étanchéité 85, le flux d'huile H est éjecté radialement vers l'extérieur du fait des forces centrifuges dans la couronne de récupération 8 qui s'étend au droit des lamelles d'étanchéité 85. Ainsi, l'huile de lubrification H est récupérée circonférentiellement par la couronne de récupération 8 qui stocke temporairement l'huile de lubrification H afin de l'évacuer radialement vers l'extérieur jusqu'à la gorge de récupération 73 du tourillon 7. ?
Pour éviter la rencontre entre le flux d'huile H et les flux d'air F, le flux d'huile H stocké temporairement par la couronne de récupération 8 est évacué en une pluralité de flux d'huile élémentaires H via les orifices d'évacuation 81 qui sont chacun alignés avec des segments de liaison 72 du corps principal 70. Comme illustré à la figure 4, chaque flux d'huile radial H se déplace vers l'extérieur entre deux flux d'air axiaux F en étant protégé par les segments de liaison 72. Ainsi, il n'existe pas de risque que de l'huile soit entraînée par les flux d'air axiaux F en aval du turboréacteur.
Il a été présenté un tourillon 7 avec un corps principal 70 indépendant du corps auxiliaire 9 mais il va de soi que l'invention s'applique également à un tourillon comportant un corps principal et un corps auxiliaire formant un ensemble monobloc.
Une deuxième forme de réalisation de l'invention est décrite en référence aux figures 5 à 8. Les références utilisées pour décrire les éléments de structure ou fonction identique, équivalente ou similaire à celles des éléments de la figure 2 sont les mêmes, pour simplifier la description. D'ailleurs, l'ensemble de la description de la forme de réalisation de la figure 2 n'est pas reprise, cette description s'appliquant aux éléments des figures 5 à 8 lorsqu'il n'y a pas d'incompatibilités. Seules les différences notables, structurelles et fonctionnelles, sont décrites. En référence aux figures 5 à 7, le tourillon 7 comporte un corps principal 70 qui s'étend obliquement à un plan radial et comporte une pluralité d'orifices de ventilation 71 répartis angulairement et circonférentiellement sur le corps principal 70 de manière à permettre la circulation du flux d'air axial F d'amont en aval à travers le tourillon 7 comme illustré sur la figure 5. Dans cet exemple, un flux d'huile H est susceptible de circuler sur la face amont du tourillon 5.
Comme illustré sur la figure 6, deux orifices de ventilation consécutifs 71 du corps principal 70 sont reliés par un segment de liaison 72. Dans cette deuxième forme de réalisation, les orifices de ventilation 71 sont oblongs, leur longueur s'étendant radialement comme illustré à la figure 6 de manière à augmenter le débit d'air.
De manière similaire à la première forme de réalisation, en référence aux figures 8 et 9, le tourillon 7 comporte un corps auxiliaire circonférentiel 9 comportant une couronne de récupération 8 qui comprend une pluralité d'orifices radiaux d'évacuation 81 pour permettre l'évacuation d'une pluralité de flux d'huile radiaux H vers l'extérieur comme illustré à la figure 8. Les orifices d'évacuation 81 sont répartis angulairement et circonférentiellement de manière à permettre une évacuation homogène du flux d'huile de lubrification H.
Toujours en référence à la figure 8, chaque orifice d'évacuation 81 est aligné radialement avec un segment de liaison 72 du corps principal 70 de manière à permettre que chaque flux d'huile H soit évacué entre les flux d'air F, i.e. entre les orifices de ventilation 71. Dans cette forme de réalisation, 0
o
les orifices de ventilation oblongs 71 perturbent la circulation du flux d'huile H sur les segments de liaison 72, le flux d'huile H pouvant dévier de sa direction de circulation radiale.
A cet effet, comme présenté précédemment, au moins un segment de liaison 72 comporte des moyens de guidage d'un flux d'huile radial H afin d'éviter toute déviation le long des orifices de ventilation oblongs 71 .
Dans cet exemple, en référence à la figure 8, le corps auxiliaire circonférentiel 9 comporte une pluralité de canaux de guidage 86 qui sont montés sur les segments de liaison 72, en regard, des orifices d'évacuation 81. Chaque canal de guidage 86 s'étend selon le segment de liaison 72 sur lequel il est destiné à être monté, la section transversale d'un canal de guidage possède, de préférence, une forme de U de manière à empêcher tout déviation du flux d'huile H lors de sa circulation entre des orifices de ventilation consécutifs 71 , en particulier, lorsqu'ils sont oblongs. Dans cet exemple, les orifices d'évacuation 81 débouchent en regard de la base du U des canaux de guidage 86 de manière à ce que les branches du U empêchent toute circulation d'un flux d'huile dans les orifices de ventilation adjacents 71 comme illustré à la figure 8.
De manière alternative, les canaux de guidage 86 peuvent être fermés et présenter une section circulaire ou aplatie.
De manière préférée, en référence à la figure 8, la couronne circonférentielle 8 et les canaux de guidage 86 sont solidarisés par soudage. Le corps auxiliaire 9 peut ainsi être monté de manière simple et rapide sur le corps principal 70 du tourillon 7. En outre, les orifices d'évacuation 81 sont alignés de manière précise avec les canaux de guidage 86 du fait de leur solidarisation avec la couronne circonférentielle 8 ce qui est avantageux.
L'utilisation de canaux de guidage 86 rapportés sur le tourillon 7 est plus avantageuse que la formation de canaux dans le corps principal 70 du tourillon 7 étant donné qu'un usinage peut fragiliser la structure du tourillon 7. Une telle forme de réalisation est particulièrement avantageuse lorsque les orifices de ventilation 71 sont allongés.

Claims

REVENDICATIONS
Tourillon (7) adapté pour être entraîné en rotation dans un carter d'une turbomachine, notamment pour aéronef, le tourillon (7) comportant :
un corps principal circonférentiel (70) comprenant une pluralité d'orifices de ventilation (71 ) répartis angulairement et adaptés pour permettre la circulation d'une pluralité de flux d'air axiaux (F) d'amont en aval dans la turbomachine, deux orifices de ventilation consécutifs (71 ) étant reliés par un segment de liaison (72), et
une couronne circonférentielle (8) de récupération d'un flux d'huile de lubrification (H) solidaire du corps principal (70) et radialement intérieure auxdits orifices de ventilation (71 ), la couronne de récupération (8) s'étendant longitudinalement et comportant une pluralité d'orifices radiaux d'évacuation (81 ) pour permettre l'évacuation d'une pluralité de flux d'huile radiaux (H) vers l'extérieur, chaque orifice d'évacuation (81 ) étant aligné radialement avec un segment de liaison (72) du corps principal (70) de manière à permettre que chaque flux d'huile (H) soit évacué entre les flux d'air (F).
Tourillon selon la revendication 1 , dans lequel au moins un segment de liaison (72) aligné radialement avec un orifice d'évacuation (81 ) de la couronne de récupération (8) comporte des moyens de guidage d'un flux d'huile radial (H).
Tourillon selon la revendication 2, dans lequel les moyens de guidage se présentent sous la forme d'une rainure radiale.
Tourillon selon la revendication 2, dans lequel les moyens de guidage se présentent sous d'un canal de guidage (86).
Tourillon selon la revendication 4, dans lequel le canal de guidage (86) possède une section en U.
Tourillon selon l'une des revendications 4 à 5, dans lequel le canal de guidage (86) est rapporté sur le segment de liaison (72).
Tourillon selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel le canal de guidage (86) est solidaire de la couronne circonférentielle (8).
Tourillon selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le tourillon (7) comporte une gorge circonférentielle de récupération (73) des flux d'huile de lubrification (H) radialement extérieure auxdits orifices de ventilation (71 ).
9. Tourillon selon la revendication 8, dans lequel la gorge de récupération (73) comporte des moyens de drainage du flux d'huile de lubrification.
10. Tourillon selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel, le tourillon (7) comportant des lamelles d'étanchéité radiales (85) adaptées pour coopérer avec un élément abradable du carter de la turbomachine, la couronne de récupération (8) est radialement extérieure auxdites lamelles d'étanchéité (85).
1 1. Tourillon selon la revendication 10, dans lequel la couronne de récupération (8) s'étend longitudinalement jusqu'au droit des lamelles d'étanchéité (85).
12. Tourillon selon l'une des revendications 1 à 1 1 , dans lequel la couronne de récupération (8) s'étend longitudinalement vers l'aval depuis le corps principal (70) du tourillon (7).
13. Tourillon selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel le tourillon (7) comporte un corps auxiliaire circonférentiel (9) de section en U de manière à définir une base (82) en contact plan avec le corps principal (70), une branche radialement supérieure formant la couronne de récupération (8) et une branche radialement inférieure (83) sur laquelle sont formée des lamelles d'étanchéité radiales (85) adaptées pour coopérer avec un élément abradable du carter de la turbomachine.
14. Turbomachine, notamment pour aéronef, comportant un carter et un corps axial monté rotatif dans le carter, le corps rotatif comportant un tourillon (7) selon l'une des revendications 1 à 13.
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