Brevet FR2536120A1 — publié le 19840518

Système d'alimentation dn liquide pour propulseurs à tur- bines à gaz, notamment système d'alimentation en huile pour réacteurs à turbines à gaz d'avions - L'invention concerne un système d'alimenta- tion en liquide pour propulseurs à turbines à gaz, notamment un système d'alimentation en huile pour réacteurs à tur- bines à gaz d'avions, système dans lequel le fluide, par exemple de l'huile, est amené à partir d'un réservoir à huile par l'intermédiaire d'une pompe de refoulement à au moins un dispositif utilisateur du propulseur et est ramené de celui-ci au moyen d'une pompe d'aspiration d'hui- le, l'huile en retour traversant tout d'abord un refroi- disseur d'huile et ensuite un séparateur huile-air. Dans un système du type initialement mentionné l'huile utilisée s'écoule à la sortie du séparateur huile- air dans le réservoir Sil'l'on considère, dans un système de ce type, des conditions extrêmes de vol en l'absence d'accélération ou avec des accélérations négatives, le niveau de l'huile considéré se déplace extrêmement rapide- ment dans le réservoir et éventuellemet de façon localement très différente, si bien que, dans ces conditions extrêmes de vol précitées, il faut s'attendre à ce qu'au lieu d'huile, ce soit uniquement de l'air ou bien un mélange d'huile et d'air qui soit aspiré à partir du réservoir, en conséquence de quoi, une alimentation correcte en produit lubrifiant n'est plus garantie A la suite d'une telle interruption de la lubrification dans de telles donditions extrêmi de vol, il peut alors survenir par exemple des endommagementsde paliers, et éventuellement d'autres endom- magements pour le propulseur,-en conséquence de quoi, le propulseur n'est éventuellement plus en mesure de fonc- tionner. Pour résoudre ce problème, il a été pévu, par exemple, des constructions avec des systèmes de soupa- pes pendulaires commandées par gravité, des reniflards flexibles etc en combinaison avec des canalisations d Q- désaération systématiquement réparties dans le réservoir qui doivent assumer alternativement la fonction çle désa- ération et de lubrification malgré des conditions extrêmes différentes de vol. C'est ainsi que l'on connait, par exemple, par le document DE-AS 27 43 944, ou bien par le document US-PS 4 197 870, une installation pour la désaération de réservoir d'avion exposé a des accroissements da pression dangereux, installation dans laquelle, à l'intérieur du réservoir de liquide, des tubes de désaération doivent être disposées de façon que l'embouchure d'au moins un ttbe de désaération reste constamment audessus du niveau du liquide dans le réservoir, tandis que l'embouchure d'au moins un autre tube de désaération reste constamment au-dessous de ce niveau, cependant que les autres extré- mités respectives de ces tubes de désaération débouchent dans des chambres séparées les unes des autres et étanchées par rapport à l'espace interne du réservoir Dans ce cas, il est nécessaire en outre, d'associer à ces chambres une vanne à tiroir rotatif susceptible d'être commandée en fonction du vol au moyen d'un poids pouvant se déplacer sous l'effet de l'accélération, les fentes de commande de cette soupape étant disposées de façon décalée les unes par rapport aux autres, de sorte que lorsque le passage de l'écoulement est libre à travers celui ou ceux des tubes se trouvant au-dessus du niveau du liquide, le pas- sage de l'écoulement est simultanément fermé à travers celui ou ceux des autres tubes se trouvant au-dessous du niveau du liquide ' Les installations évoquées ci-dessus présentent d'une part, l'inconvénient qu'elles sont mécaniquement complexes et sujettes à des pannes, et que dans les condi- tions de vol précédemment mentionnées notamment dans dés conditions à accélération nulle, une alimentation s re en huile ne peut être garantie En outre, il s'est avéré dans la pratique pour la solution connue précitée selon les documents DE-AS 27 43 944 ou bien US-PS 4 197 870 que l'huile, dans les conditions extrêmes de vol du type précité, se déplace dans le réservoir plus rapidement pour s'exprimer en termes simples que le pendule couplé au tiroir rotatif n'oscille, Le pendule centrifuge couplé dans ce cas connu avec le tiroir rotatif, présente en effet une trop grande inertie massique pour pouvoir simultanément assurer une désaération et une alimentation en lubrifiant correcte des appareils dans des conditions de vol particu- lièrement extrêmes et donc, dans le cas de déplacements aller et retour extrêmement rapides du fluide dans le ré- servoir Comme autres inconvénients de l'installation connue mentionnée en denier lieu, il vient s'ajouter que le tiroir rotatif peut se coincer ou-bien que des mouvements de déri- ve non souhaitables du-tiroir rotatif se produisent, pour des raisons de vibrations, si bien que ces points de vue mentionnés en dernier lieu mettent également dans une large mesure en question une alimentation correcte en huile, notamment en tenant compte des contraintes à accélération nulle. L'invention a pour but d'éviter les inconvé- nients afférant aux solutions connues et de créer un système d'alimentation en liquide, notamment un système dea- limeitation en huile pour avions, grâce auquel, malgré des conditions extrêmes de vol, à accélération nulle ou meme au-dessous, une alimentation correcte en fluide ou en huile des ensembles propulseurs soit garantie. Ce but est atteint, conformement à l'inven- tion par un système caractérisé en ce que: a) le système d'alimentation en huile est constitué d'un circuit auxiliaire relié ou bien susceptible d'être relié hydrauliquement à un circuit principal le circuit principal étant mis en oeuvre pendant le vol "normal" et pendant le vol "critique"', le circuit auxili- aire étant mis en oeuvre pour la phase de démarrage du _ propulseur ainsi que pour assurer la consommation d Shuile en vol "normal"; b) dans -e circuit principal sont essentiel- lement rassemblés la pompe de refoulement d'huile, la chambre à huile ou bien les chambres à huile du ou des dispositifs utilisateurs, la pompa d'aspiration du refroidisseur d'huile, le S 6 parater â'huàl air, ainsi qu'un accumulateur séparé susceptible d'être blanché; c) au circuit auxiliaire sont essentiellement associés le réservoir d'huile commun, ainsi qu'une pompe de refoulement supplémentaire distincte, grâce à laquelle l'huile est susceptible d 9 tre introduite dans le circuit principal. L'avantage essentiel de cette solution par rapport aux solutions connues réside en ce qu'il est pos- sible de renoncer à une installation de désaération et d'alimentation en huile commandée par gravité au sens de l'art antérieur précédemment évoqué En effet, si les problèmes initialement évoqués se présentent, tels qu'ils peuvent survenir dans des conditions d'accélération nulle en cas d'accélération négative, alors, conformément à l'invention, dans ces conditions de vol "critiques", l'alimentation en huile est effectuée exclusivement par l'intermédiaire du circuit principal défini dans le cadre de l'invention Le circuit auxiliaire n'intervient que dans la phase de démarrage du propulseur, ainsi qu'ensuite lorsque, dans diverses phases de fonctionnement intermé- diaires, à l'exception des phases "critiques", un besoin en huile plus important doit être assuré. Pendant un fonctionnement en vol au cours duquel les conditions extrêmes de vol précédemment men- tionnées interviennent, l'huile s'écoule du séparateur h.uile-air directement vers la pompe de refoulement d'huile associée, auquel cas l'effet avantageux de l'accumulateur précité est de stocker la quantité d'huile en excès conte- nue dans le circuit principal et éventuellement, de combattre en les atténuant, les irrégularités survenant dans le circuit d'huile Un autre avantage essentiel est que dans ce cas, les chambres de lubrifiant concerûéees sont directement désaérées vis-à-vis de l'atmosphère par l'intermédiaire du séparateur huile-air. D'autres formes avantageuses de l'objet de l'invention, sont décrites plus loin avec l'aide de la figure unique jointe dans laquelle l'invention est montrée plus en détail sous la formne "d Sun systètne de ciieuit, à savoir le circuit principal et le circuit auxiliaire représentés schématiquement. Conformément à l'invention, le circuit prin- cipal doit assurer la marche en vol normal ainsi que les phases extrêmes ou "critiques" du vol, si bien que notam- ment dans ces dernières phases, une alimentation irrépro- chable en lubrifiant est garantie par ce circuit prin;ipal- Il doit être fait appel au circuit auxiliaire, uniquement pour la phse de démarrage ainsi que pour couvrir selon les besoins, la consommation d'huile en vol "normal's Dans le circuit principal sont réunis pour l'essentiel, la pompe de refoulement d'huile 1, la chambre à huile 2, ici par exemple d'un palier d'arbre 3, d'un réacteur à turbine à gaz, en outre, la pompe aspirante 4, le refroi- disseur d'huile 5, le séparateur huile-air 6 ainsi qu'en outre, un accumulateur séparé 7 susceptible d'être branché. La fonction principale de cet accumulateur 7 déjà mentionné est d'atténuer les pointes de pression ou bien les irrégu- larités dans le circuit principal, qui à leur tour sont la conséquence d'un déplacement d'huile dans le système de cana- lisation au cours des phases de vol critiques. Au circuit auxiliaire sont essentiellement associées le réservoir d'huile commun 8 ainsi qu'une pompe supplémentaire distincte de refoulement d'huile 9 grâce à laquelle l'huile peut être fournie au circuit principal. Le circuit auxiliaire est désaéré par l'intermédiaire d'une canalisation 18 de désaération allant du réservoir d'huile 8 au séparateur huilé'air 6. Conformément aux dessins ci-joints, la désaé- ration de la chambre de palier dans le cas du circuit principal doit s'effectuer par l'intermédiaire d'une cana- lisation 10 et par l'intermédiaire du séparateur huile-air 6 De cette façon, le circuit principal est correctement désaéré dans les conditions de vol extrêmes Dans ce sépara- teur huile-air 6 se trouve un tube central de désaération qui est entouré par une masse d'accumulation appropriée pour l'huile en retour. Comme cela est visible en outre, sur le dessin, la pompe de refoulement d'huile 1 du circuit principal doit être branchée à la suite du séparateur huile-air 6 côté sortie d'huile, par l'intermédiaire de la canalisation 11. L'accumulateur 7 se trouve alors sur la canalisation il et, en fait, entre la sortie d'huile du séparateur huile-air 6 et l'entrée de la pompe de refoulement d'huile l du circuit principal L'accumulateur 7 est, en outre, désaéré vers le réservoir d'huile 8 par l'intermédiaire d'une soupape de retenue 19 dans une canalisation d'évacuation 20 qui débouche dans la canalisation 16 de retour au réservoir La partie de canalisation 12 côté refoulement de la pompe de refoulement d'huile 9 pour le circuit auxiliaire débouche directement en amont de la pompe de refoulement d'huile 1 pour le circuit principal dans la canalisation 1 En amont de ce dernier débouché, une soupape de retenue 13 ou bien 17 est respectivement montée sur la canalisation Il ou bien 12. En outre, une soupape 15 doit être branhése sur la canalisation d'alimentation 14 entre la sortie de la pompe du circuit principal et l'entrée du lubrifiant dans le dispositif utilisateur à savoir le palier 3, soupape grâce à laquelle d'éventuelles quantités d'huile en excès sont susceptibles d'âtre évacuées en vue de leur retour dans le réservoir d'huile 8, et ceci par l'inter- médiaire de la canalisation de retour au réservoir 16, représentée sur le dessin Cette soupape 15 ferme la canalisation de retour 16 lors de la marche exclusive sur le circuit principal et garantit en conséquence, simulta- nément, la circulation d'huile par l'intermédiaire de la canalisation d'alimentation 14 vers la chambre de palier 2. La référence 21 désigne, en cutre, une sou- pape combinée de retenue et de commande de l'accumulateur pour la mise en circuit et la mise hors circuit de l'accu- mulateur 7 ou bien pour assurer le passage d'un écoulement constant relativement réduit. REVENDICATIONS 1 0) Système d'alimentation en liquide pour propulseurs à turbines à gaz, notamment système d'alimen- tation en huile pour réacteurs à turbines à gaz d'avions, système dans lequel le fluide, par exemple de l'huile, est amené à partir d'un réservoir d'huile par l'intermé- diane d'une pompe de reoulmnier Lt d'huile à au moins un dispositif utilisateur du propulseur, et est ramené de ce dispositif au moyen d'une pomnpe d'aspiration d'huile, l'huile en retour circulant alors tout d'abord à travers un refroidisseur d'huile et ensuite dans un séparateur d'huile-air désaéré dans l'atmosphère, système caracté- risé en ce que a) le système d'alimentation en huile est cons- titué d'un circuit auxiliairerelié ou bien susceptible d'être relié hydrauliquement à un circuit principal, le circuit principal 4 tant mis en oeuvre pendant le vol "normal" et Fondant le vol"critique", le circuit auxiliaire étant mis en oeuvre pour la phase de démarrage du propulseur ainsi que pour assurer la consom- mation d'huile en vol"normal"g; b) dans le circuit principal sont essentielle- ment rassemblés la pompe de refoulement d'huile ( 1), la chambre à huile ( 2) ou bien les chambres & huile du ou desdiiposi Lfrs utilisateurs, la pompe d'aspiration ( 4) du refroidisseur d'huile ( 5), le sépara- teur d'huile-air ( 6) ainsi qu'un accumulateur séparé ( 7) susceptible d'être branché; c)au circuit auxiliaire sont essentiellement associés le réservoir d'huile commun ( 8), ainsi qu'une pompe de refoulement supplémentaire distincte ( 9) grâce a laquelle l'huile est susceptible d'être introduite dans le circuit principal. 2 ) Système d'alimentation en huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le circuit principal la désaération côté dispositif utilisateur d'huile (canalisation 10) passe égalementpar l'intermé- diaire du séparateur d'huile-air ( 6). ) Système d'alimentation en huile selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pompe de refoulement d'huile ( 1) du circuit princi- pal est branchée à la suite du séparateur huile-air ( 6) côté sortie de l'huile (canalisation 11). ) Système d'alimentation en huile selon l'une 1 O quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'accumulateur ( 7) est disposé entre la sortie d'huile. du séparateur huile-air ( 6) canalisation ( 11) et l'entrée de la pompe du circuit principal, ou bien est susceptible d'être branché sur ce circuit principal et qui est, en outre, désaéré vers le réservoir d'huile ( 8) par l'intermédiaire d'une soupape de retenue ( 19) commandant l'évacuation dans une canalisation d'évacuation ( 20) qui débouche dans la canalisation ( 16) de retour au réservoir. ) Système d'alimentation en huile selont l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie de canalisation ( 12) côté refoulement de la pompe de refoulement d'huile ( 9) du circuit auxili- aire, débouche directement en amont de la pompe de refou- lement ( 1) pour le circuit principal dans la canalisation ( 11) entre la sortie d'huile du séparateur huile-air ( 6) et l'entrée de la pompe du circuit principal, une soupape de retenue ( 13 ou bien 17) étant respectivement branchée dans la canalisation ( 11 ou bien 12) en amont de ce débou- ché. 60) Système d'alimentation en huile selon l'une quelconque des revendications de 1 à 5, caractérisé en ce que dans la canalisation d'alimentation ( 14) -entre la sortie de la pompe de circuit principal et l'entrée du produit de lubrification du dispositif utilisateur - est branchée une soupape ( 15) grâce à laquelle les quantités d'huile excédentaires sont susceptibles d'être évacuées pour retourner dans le réservoir à huile ( 8) (canalisation de retour au réservoir 16). 7 ) Système d'alimentation en huile selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractériséen ce que le circuit auxiliaire est susceptible d 9 tre désaéré par l'intermédiaire d'une canalisation de désaération ( 18) partant du réservoir à huile ( 8) dans le séparateur huile-air ( 6) du circuit principal.