Brevet FR2461150A1 — publié le 19810130

L'invention concerne un dispositif de joint d'étanchéité d'huile pour turbogénérateur, La figure 1 représente un turbogénérateur selon l'art antérieur, dans lequel le lubrifiant est introduit de force par un orifice d'introduction d'huile e de manière à lubrifier une pièce métallique flottante b. L'arbre de turbine a est supporté par un coussinet de butée c et une pièce métallique de butée d. La pression à l'arrière du ventilateur de soufflerie f devient négative suivant la vitesse de rotation de ce venti- lateur, et suivant les conditions de fonctionnement. Par suite le lubrifiant est aspiré dans la soufflerie par les très petits interstices compris entre les différentes parties élémentaires, ce qui entraîne un brouillard d'huile dans l'air sortant de la soufflerie. Ce brouillard d'huile affecte défavorablement les performances et les caractéristiques d'entretien du tubogéné- rateur et de son moteur associé. Pour éviter cet inconvénient les turbogéné- rateurs de technique antérieure sont munis d'un projecteur d'huile A, d'un joint d'étanchéité annulaire ij placé entre le projecteur d'huile E et une plaque d'étanchéité h placée sur le côté du coussinet, et d'un autre joint d'étanchéité annulaire k placé entre le projecteur d'huile g et une plaque d'étanchéité i située sur le côté du ventilateur, ce qui permet d'empocher les fuites de lubrifiant dans la soufflerie. Plus précisément le lu- brifiant est tout d'abord projeté sous l'effet de la force centrifuge du projecteur d'huile A, et l'huile restante qui n'a pas été projetée, est retenue de manière étanche par les joints annulaires d'étanchéité A et k. Le lubrifiant projeté et retenu de manière étanche, comme décrit cidessus, est évacué par un orifice de sortie 1 longeant les surfaces des plaques d'étanchéité i et k. La configuration du nuage de projection d'huile varie beaucoup suivant la vitesse de rotation de l'arbre de turbine a et suivant le débit de lubrifiant injecté par l'orifice d'introduction d'huile e; c'est-à-dire que l'huile projetée se présente sous la forme de gouttelettes, de films, de dents de scie, de brouillard contenant des bulles d'air, ou de diverses combinaison de ces formes de présentation. L'hỉle projetée vient buter contre les surfaces des différentes parties élémentaires et coule le long 2.- de celles-ci, de telle sorte que parfois, le courant d'huile est stoppé par les films d'huile formés à la surface des différentes parties élémentaires. De cette façon, le lubrifiant est évacué à l'extérieur sans fuir dans la soufflerie. Cependant il se produit trèssouvent en pratique que le lubrifiant évacué soit aspiré dans la soufflerie par manque de soins lors des manipulations de l'appareil. Par suite les dispositifs d'étanchéité d'huile selon l'art antérieur ne permettent pas d'atteindre une protection parfaite contre les -fuites de lubrifiant dans la soufflerie. De plus, les dispositifs de technique antérieure ne permettent pas d'assurer une étanché- ité convenable lorsque les caractéristiques de l'huile varient de différentes manières. L'invention a pour but de créer un disposi- tif de joint d'étanchéité d'huile pour arbre de turbogénérateur permettant d'obtenir une projection complète de l'huile, de manière à empêcher tout risque de fuites du lubrifiant vers la soufflerie. A cet effet l'invention concerne un dispositif d'étanchéité d'huile pour arbre de turbogénérateur, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend une-chambre de pié- geage d'huile définie par un projecteur d'huile monté sur l'arbre de ventilateur, une plaque d'étanchéité placée contre une boite de coussinet, un joint annulaire d'étanchéité interposé entre le projecteur d'huile et la plaque d'étanchéité et une pièce métal- lique de butée, cette chambre de piégeage d'huile étant percée d'un conduit d'évacuation d'huile dans le fond de celle-ci, et un rebord de projection d'huile du projecteur d'huile venant se placer à l'intérieur de la chambre de piégeage d'huile. L'invention sera mieux comprise à la lec- ture de la description détaillée qui suit d'un exemple de réalisation de celle-ci représenté sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté, partiel- lement en coupe, d'un turbogénérateur selon l'art antérieur, - la figure 2 est une vue de côté, partiel- lement en coupe, d'un turbogénérateur utilisant un dispositif de joint d'étanchéité d'huile selon l'invention, et - la figure 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, de la partie III encerclée sur la figure 2. 3.- Une extrémité d'une boite de coussinet 1 est montée sur un carter de turbine 2, l'autre extrémité de cette boite 1 étant montée sur un carter de soufflerie 3 par l'intermédiaire d'une plaque d'étanchéité 11. Un arbre combiné de turbine et de compresseur 6, s'adaptant dans une pièce métallique flottante 8, porte à une extrémité une roue de turbine (non représentée), et un ventilateur de soufflerie 7 à l'autre extrémité, de façon que la soufflerie, ou le compresseur, puisse être entraîné par une turbine d'échappement. Comme on peut mieux le voir sur la figure 3, un coussinet de butée 15 se fixe et s'adapte sur l'arbre combiné 6 au voisinage de la pièce métallique flottante 8, entre cette dernière et le ventilateur de soufflerie 7, ce coussinet venant s'appuyer contre l'épaulement de l'arbre combiné 6. Un projecteur d'huile 14 est monté sur l'arbre combiné 6 entre le ventilateur dé soufflerie 7 et le coussinet de butée 15. Un extrémité du projecteur d'huile 14 s'appuie contre le coussinet de butée 15 tandis que son autre extrémité s'appuie contre la surface arrière du ventilateur de soufflerie 7, de sorte que le projecteur d'huile 14 peut supporter des efforts de poussée. Une pièce métallique de butée 9 montée sans pouvoir tourner sur le coussinet de butée 15, comporte un passage d'huile radial 19 en communication avec un passage d'huile axial 5. Des joints annulaires d'étanchéité 12 et 13 s'adaptant sur la pattie de diamètre réduit du projecteur d!-huile 14, sont interposés entre ce dernier et des plaques d'étanchéité respec- tives 10 et 11. Une paroi 20 dirigée vers le bas à partir de la boite de coussinet 1 est percée d'un conduit d'évacuation 16 dirigé vers un orifice de sortie d'huile 18. L'extrémité libre de la paroi dirigée vers le bas 20 s'appuie contre la plaque d'étanchéité 10. On obtient ainsi une chambre de piégeage d'huile 17 définie par une partie de la boite de coussinet 1, par la pièce métallique de butée 9, par le projecteur d'huile 14, par la plaque d'étanchéité 10 et par le joint annulaire d'étanchéité 12. Le rebord 14a du projecteur d'huile 14 pénètre dans la chambre de piégeage d'huile 17. Le lubrifiant projeté et dispersé dans toutes les directions se trouve piégé dans la chambre 17 et s'accumule au fond de celle-ci. Ensuite ce lubrifiant est évacué par le conduit d'évacuation 16 vers l'orifice de sortie 4.- 18. En d'autres termes l'huile projetée est piégée et contrainte de couler dans la direction o cette huile ne peut être aspirée par la soufflerie. Il est évident que l'invention ne se limite pas à la forme particulière de réalisation décrite ci- dessus et que de nombreuses modifications et variantes sont possibles tout en restant dans le cadre de celle-ci. Les caractéristiques de nouveauté et les avantages de l'invention peuvent se résumer comme suit: - le lubrifiant qui se trouve projeté sous des formes aléatoires, dans toutes les directions, peut être piégé dans la chambre 17. Par suite, quelle que soit la forme de l'huile projetée, en gouttelettes ou autres, ce lubrifiant ne se trouve pas soumis aux forces d'aspiration exercées. par la soufflerie, - l'huile piégée dans la chambre 17 est entrainée par un courant naturel dans le conduit d'évacuation 16 pour atteindre l'orifice de sortie 18. Dans les dispositifs selon l'art antérieur l'huile coulant vers la sortie est perturbée par les gouttelettes projetées ou autres. Au contraire dans la présente invention ces effets perturbateurs sont complètement éliminés. Par suite, l'huile évacuée est à l'abri de la force d'aspiration produite par la soufflerie, - du fait des deux caractéristiques précé- dentes, les risques d'entraînement d'un brouillard d'huile dans l'air sortant de la soufflerie peuvent être complètement éliminés. 5.- REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'étanchéité d'huile pour arbre de turbogénérateur, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de piégeage d'huile (17) définie par un projecteur d'huile (14) monté sur l'arbre de ventilateur (3), une plaque d'étanchéité (10) placée contre une boite de cous- sinet (1), un joint annulaire d'étanchéité (12) interposé entre le projecteur d'huile et la plaque d'étanchéité et une pièce métallique de butée, cette chambre de piégeage d'huile (17) étant percée d'un conduit d'évacuation d'huile (16) dans le fond de celle-ci, et un rebord (14a) de projection d'huile du projecteur d'huile (14) venant se placer à l'intérieur de la chambre de piégeage d'huile (17). 2.- Dispositif d'étanchéité d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit d'évacuation d'huile (16) est dirigé vers un orifice de sortie d'huile (18) placé au-dessous de la boite de coussinet (1).