Brevet FR2557203A1 — publié le 19850628

La présente invention concerne des turbo-moteurs à gaz, et plus particulièrement une méthode de fonction- nement du moteur ainsi qu'un appareil permettant le passa- ge d'un fluide à haute pression et à haute température à travers une cavité à l'intérieur du moteur contenant un compartiment de roulement. La présente invention a été mise au point pour des moteurs à turbines à écoulement axial de gaz, et s'applique également à d'autres do- maines. Un moteur à turbine à écoulement axial de gaz comprend une section chambre de compression, une section de combustion et une section de turbine. Un passage d'écoulement pour les gaz du milieu de travail s'étend de manière axiale à travers les sections du moteur. Quand les gaz passent par le passage d'écoulement, ils sont comprimés dans la section de compression et bralés avec le carburant dans la section de combustion afin d'ajouter de l'énergie aux gaz. Les gaz chauds, pressu- risés se détendent dans la section de turbine afin de produire un travail et une poussée utiles. Un rotor dans la section de turbine comprend un ensemble de rotor afin de retirer un travail utile des gaz chauds pressurisés. L'ensemble de rotor comprend au moins deux étages ayant chacun un ensemble à disque de rotor et ailettes. Le rotor a un arbre de rotor reliant ces deux étapes à un autre ensemble de rotor dans la section de compression afin de fournir un travail à la section de compression pour comprimer les gaz du milieu de travail. Un stator s'étend de manière axiale à travers le moteur pour entourer le rotor et pour soutenir le rotor par un roulement qui setrouve généralement dans un compartiment de roulement. Le compartiment du roulement se trouve dans la cavité intérieure du moteur. Comme on a augmenté les températures et les pressions de fonctionnement dans les moteurs modernes, il est devenu indispensable de fournir de l'air de refroi- dissement pressurisé aux étages de rotor dans la turbine se trouvant le plus près de la zone d'échappement de la -2- section de combustion. Un passage d'écoulement qui convient pour four- nir de l'air de refroidissement au second ensemble du rotor passe à travers la cavité intérieure contenant le compartiment du roulement. L'air de refroidissement à une pression assez élevée pour l'emploi dans la section de turbine est amené d'un étage arrière du compresseur. La température de l'air est basse comparée à celle de la section de turbine, ce qui est favorable au refroidisse- ment, toutefois elle est élevée comparée à celle de l'in- térieur du compartiment du roulement. A cause de la haute pression nécessaire pour la turbine cet air "de refroi- dissement" a causé des problèmes dans le compartiment du roulement. L'air chaud se force un passage à travers les moyens d'étanchéité vers le compartiment du roulement. La fuite des gaz chauds pressurisés par les moyens d'étanchéité dans le compartiment du roulement est souvant accompagnée de sévères troubles thermiques résultant de petites poches d'auto-allumage avoisinant la région du moyen d'étanchéité. Il s'avère que des méthodes antérieu- res de fonctionnement des compartiments du roulement ont évité ce problème de sérieux troubles thermiques par une ventilation du compartiment du roulement à une pression très basse. Une aération n'est plus possible à cause de l'incapacité des moyens d'étanchéité connus dans le compartiment du roulement de maintenir leur intégrité face aux grandes différences de pression qui doivent se produire dans les moteurs courants afin de fournir de l'air de refroidissement à la section de turbine sous la bonne pression. Refroidir la totalité de l'air passant par la cavité d'air intérieure résoudrait ce problème, pourvu que la pression soit maintenue à des niveaux appropriés; toutefois ceci n'est pas possible à cause de la grande perte de performance accompagnant le refroidis- sement de cet air, aussi bien en terme de force parasite qu'en énergie non disponible. Par conséquent, scientifiques et ingénieurs re- cherchent des méthodes pour fournir, à l'ensemble de rotor, de l'air chaud pressurisé par la cavité intérieure -3- de telle façon et avec une telle structure qu'on évite les sérieux troubles thermiques dans les compartiments de roulement adjacents. Selon la présente invention, un turbo-moteur à gaz ayant un compartiment de roulement placé dans une de cavité à fluide au travers/laquell coule un premier fluide comprend un conduit pour l'écoulement d'un fluide à une température plus basse vers la région du joint d'étan- chéité du compartiment du roulement. Conformément à un mode d'exécution de la pré- sente invention, le conduit est adjacent au logement du roulement afin de transférer la chaleur du fluide qui est refroidi à l'intérieur du compartiment du roulement. Selon la présente invention, une méthode pour faire fonctionner un turbo-moteur à gaz comprend les éta- pes de faire circuler un fluide de refroidissement à tem- pérature élevée et à haute pression pour une ailette de rotor encore plus chaude à travers une cavité intérieure du moteur, adjacente à un compartiment de roulement; de pressuriser le compartiment du roulement ayant une caractéristique de temps d'étouffement à une pression excédant sept bars ce qui diminue la différence de pression entre le compartiment du roulement et la cavité intérieure à un niveau plus bas qu'un mon- de tant prédéterminé;/canaliser un fluide de refroidissement à un endroit tampon à côté des moyens d'étanchéité du compartiment du roulement, le fluide de refroidissement ayant une caractéristique d'auto-allumage qui est plus grande que la caractéristique du temps d'étouffement du compartiment du roulement. Conformément à un mode d'exécution de la présente invention, la caractéristique du temps d'auto-allumage est plus grande que la carac- téristique du temps de résidence du mélange huile/air dans le compartiment du roulement. Une caractéristique primaire de la présente invention consiste en une cavité intérieure d'un moteur renfermant un compartiment de roulement par lequel s'écou- le un fluide à haute pression et à température élevée. -4- Des régions à proximité des moyens d'étanchéité pour le compartiment duroulement sont en communication avec une source d'air refroidi à haute pression. Une caractéristi- que d'un mode d'exécution de l'invention est un conduit en communication avec les régions pour approvisionner l'air refroidi à haute pression vers les moyens d'étan- chéité, le conduit étant en communication de transfert de chaleur avec l'intérieur du compartiment du roulement. Une caractéristique est l'arbre rotatif délimitant la cavité intérieure et fournissant d'air pressurisé au con- duit. Un avantage primaire de la présente invention est la possibilité de faire passer un fluide à température élevée et à haute pression par une cavité interne, dans laquelle se trouve un compartiment de roulement. Un autre avantage consiste en la durabilité et l'efficacité d'un moteur fonctionnant à hautes pressions et à températures élevées et qui peut cependant procurer de l'air de re- froidissement pressurisé aux ailettes de rotor du second étage d'un tel moteur. En outre, un autre avantage est l'efficacité du moteur résultant de l'utilisation dans la cavité intérieure d'air déjà pressurisé, afin d'amener cet air dans le conduit en communication de transfert thermique avec le compartiment du roulement. Les caractéristiques et les avantages susmen- tionnés de la présente invention ressortiront de la des- cription détaillée ci-après de la meilleure façon de met- tre en pratique la présente invention, ainsi cpe des des- sins annexes. La figure 1 est une vue de côté en élévation d'un moteur à turbine à gaz dont des parties intérieures sélectionnées sont marquees avec des lignes pointillées et les passages d'écoulement avec des flèches. La figure 2 est une vue de coupe d'une partie de la section de compression, de la section de combustion et de la section de turbine du moteur montrant un mode d'exécution de la présente invention, et schématiquementun second mode d'exécution. La figure 3 est une vue agrandie d'une partie - 5 - du moteur montrée à la figure 2 et illustre un troisième mode d'exécution alternatif. La figure 4 constitue un mode d'exécution al- ternatif de la construction de la figure 2, comme montré schématiquement dans la figure 2. La figure 5 est une vue de côté en coupe de l'échangeur de chaleur à confinement de pression situé dans le compartiment du ventilateur du moteur. La figure 6 est une coupe transversale selon la ligne 6-6 de la figure 5. La figure 7 est un graphique représentant le temps de délai d'allumage (caractéristique du temps d'au- to-allumage) par rapport à la température du mélange huile-air en fonction de différentes pressions. La figure 1 montre une vue latérale d'un turbo- moteur à gaz à ventilateur 10. Le moteur a un axe de rotation Ar.Le moteur comprend une section de ventila- teur 12, une section de compresseur 14, une section de combustion 16 et une section de! 18. Un passage d'écou- lement annulaire 22 pour des gaz du milieu de travail pri- maire traverse axialement ces sections du moteur. Un passage d'écoulement annulaire 24 pour des gaz du milieu de travail secondaire est situé radialement à l'extérieur du passage d'écoulement pour les gaz du milieu de travail primaire. Le passage d'écoulement secondaire s'étend axialement dansla section de ventilateur du moteur. Comme le montrent les lignes pointillées, un ensemble du stator 26 s'étend axialement dans le moteur pour délimiter les passages d'écoulement des gaz du mi- lieu de travail et pour soutenir les composants rotatifs, tel que l'ensemble du rotor 28. L'ensemble du rotor déli- mite le passage 22 des gaz du milieu de travail et traverse axialement la section de compression et la section de turbine du moteur. L'ensemble du rotor a des étages de rotor comprenant des ailettes de rotor qui s'étendent radialement à travers le passage des gaz du milieu de travail, tel que représenté par l'ailette de rotor arrière 30 dans le compresseur et par les ailettes 32,34 du premier et du second étage de la turbie. -6- Un arbre de rotor 36 s'étend axialement pour relier les étages arrière du rotor du compresseur aux premier et deuxième étages de la turbine. Un roulement (non représenté) se trouve entre l'ensemble du stator et l'arbre de rotor pour soutenir l'arbre. Un logement de roulement 38 circonscrit l'arbre de rotor pour loger le roulement dans un compartiment de roulement 40. Une cavité annulaire 42 à l'extérieur de l'arbre de rotor adapte le compartiment pour recevoir le compartiment de roulement. Un passage d'écoulement 44 pour de l'air de re- froidissement pour le second étage de rotor 34 traverse axialement la cavité annulaire 42. Un système de refroi- dissement 46 pour fournir de l'air pressurisé au compar- timent du roulement comprend un échangeur de chaleur 48 - placé dans la section du ventilateur du moteur. Un pre- mier conduit 52 s'étend de l'étage arrière du compres- seur à haute pression pour amener de l'air chaud pressuri- sé à l'échangeur de chaleur. Un second conduit 54 s'étend de l'échangeur de chaleur pour amener de l'air refroidi pressurisé au compartiment 40 du roulement. Pour la clarté, une partie du conduit 54 dans la région du com- partiment du roulement n'est pas représentée. La figure 2 est une vue en coupe d'une partie de la section de compression 14, de la section de combus- tion 16 et de la section de turbine 18. Pour une question de clarté, on a supprimé une partie du premier conduit 52 et du second conduit 54. L'ensemble du stator 26 comprend une enveloppe extérieure 56 qui circonscrit l'axe de rotation Ar. Une enveloppe de diffuseur intérieure 58 s'étend radialement à l'intérieur de l'enveloppe extérieure. L'enveloppe de diffuseur intérieure divise l'intérieur du moteur en deux: la cavité annulaire intérieure 42 et la cavité annulaire extérieure 62. Une chambre de combustion annulaire 64 s'étend circonférentiellement afin de définir une zone de combustion pour le carburant dans la cavité extérieure. Le passage d'écoulement primaire 22 pour des gaz chauds du milieu de travail s'étend vers l'arrière de l'étage 7 - arrière 28 du rotor du compresseur 14 à travers la chambre de combustion pour atteindre la section de turbine à haute pression. Dans la section de turbine, le passage d'écoulement traverse le premier étage de rotor 32 et le second étage de rotor 34 (non représentés). Un support annulaire 66 s'étend radialement vers l'intérieur à partir de l'enveloppe intérieure du diffu-' seur à travers la cavité interne 42 et le passage d'écou- lement 44. Un roulement 68 placé dans le compartiment du roulement s'étend entre le support et l'arbre de rotor 36. Le logement 38 du compartiment du roulement circonscrit le roulement pour le protéger et pour que tous lubrifi- ants vaporisés sur le roulement soient confinés au com- partiment du roulement. Le logement 38 du roulement com- prend une enveloppe 70 qui circonscrit le roulement. Un premier écran de protection 72 et un eàond écran de pro- tection 74 sont espacés axialement de l'enveloppe lais- sant entre les deux un premier collecteur annulaire 76 et un second collecteur annulaire 78. Un écran de protection thermique 82 et un écran de protection thermi- que 84 sont espacés axialement du premier et du second écran de protection pour laisser entre les deux un espace d'air mort. Le premier et le second collecteurs annulaires sont adaptés par des ouvertures 86,88 pour recevoir de l'air du conduit 54. Le conduit 54 se termine par un pre- mier tuyau 92 et par un second tuyau 94 qui sont en com- munication d'écoulement avec ces ouvertures. Un mode d'exécution alternatif 96 est représenté en fantôme et il est expliqué plus en détail en se réfé- rant à la figure 4. Dans le mode d'exécution alternatif, on n'emploie pas de conduit 54 pour amener de l'air de refroidissement pressurisé au compartiment du roulement. Au lieu de cela, l'arbre de rotor 36 comprend une surface 98 qui s'étend radialement et qui limite la cavité interne. La rotation de l'arbre autour de l'axe de rota- tion à des vitesses, pouvant excéder neuf mille tours par minute, accélère l'air dans la cavité à des vitesses plus grandes que trente mètres par seconde. Le mode de circula- - 8 - tion 100 de gaz du milieu de travail dans la cavité crée une région de haute pression P+ dans la cavité par rap- port à une région de basse pression P-. La figure 3 constitue un mode d'exécution al- ternatif du logement 70 du roulement et montre un logement de roulement ayant plusieurs tuyaux 108 en communication d'écoulement avec le second conduit 54. Chaque tuyau est relié au premier collecteur annulaire 76 et au second collecteur annulaire 78. Une plaquette de soufflage 112 s'étend circonférentiellement à l'in- térieur du premier collecteur annulaire. Le premier bout 114 de la plaquette de soufflage est pressé contre le premier écran 72 et le second bout 116 est adjacent au conduit 108. Des projections locales d'écartement 118 écartent la plaquette de soufflage de l'écran, laissant entre les deux une région d'approvisionnement 122. Au se- cond bout, la région d'approvisionnement se trouve en communication d'écoulement avec la pluralité des conduits 108 d'air refroidi pressurisé. Les projections écartent également la plaquette de soufflage de l'enveloppe annulai- re 70 laissant entre les deux une région de soufflage 124. Plusieurs trous 126 passent au travers de la plaquette de soufflage afin d'obtenir une communication d'écoulement entre la région d'approvisionnement et la région de soufflage. Une seconde plaquette de soufflage 112 peut être située dans le second collecteur annulai- re 78. Les mêmes chiffres s'emploient pour se référer à des parties de la seconde plaquette de soufflage que pour les parties ayant la même fonction sur la première plaquette de soufflage. Le logement du roulement comprend un premier bout 128 et un second bout 130. Un premier moyen d'étan- chéité 131 se trouve au premier bout et un second moyen d'étanchéité 132 est placé au second bout. Le logement du roulement est éloigné radialement de l'ensemble du rotor au premier bout, laissant entre les deux une première cavité tampon annulaire 133 adjacente au premier moyen d'étanchéité. Le logement du roulement est également éloigné radialement de l'ensemble du rotor au - 9 - second bout, laissant entre les deux une seconde ca- vité tampon annulaire 134 adjacente au second moyen d'étanchéité. Chaque cavité tampon se trouve en communication d'écoulement avec le conduit 54 par un collecteur associé et par plusieurs trous 135 espacés circonférentiellement pratiqués dans le logement, ou, alternativement, comme illustré en fantôme, le conduit 54 peut directement procurer de l'air frais aux cavités tampon par plusieurs tuyaux 108'. Dans le mode d'exécution illustré, le premier moyen d'étanchéité définit une partie de la première cavité tampon et le second moyen d'étanchéité définit une partie de la seconde cavité tampon. Chaque moyen d'étanchéité comprend une structure de support 136, et une bague d'étanchéité en carbone 138, qui est poussé par un ressort (non représenté) contre une structure de rotor adjacente, telle que la plaquet- te 142. Un élément d'étanchéité 144 s'étend circon- férentiellement et est attaché à l'arbre de rotor 36. L'élément d'étanchéité a une lame circonférentielle en 146 qui s'étend radialement vers l'extérieur de l'élément d'étanchéité à proximité d'une partie du logement, tel que l'écran thermique 82 ou l'écran thermique 84. De l'huile est alimentée à l'intérieur du compar- timent du roulement afin de lubrifier le roulement 68, l'huile est approvisionnée par une conduite d'alimenta- tion (non représentée) pulvérisant l'huile sur le roulement. L'huile sert à refroidir le roulement et sa température est beaucoup plus basse que celle de la cavité intérieure. Une conduite de retour (non repré- sentée) évacue l'huile du fond du compartiment du roule- ment et fait circuler l'huile vers un échangeur de chaleur en communication de transfert de chaleur avec le carburant du moteur. En outre, une source complémentaire d'huile peut être prévue, tel que des tuyaux de pulvéri- sation d'huile 156 et 158. Ces tuyaux ont des trous 160 pour pulvériser l'huile sur des surfaces intérieures des enveloppes qui sont adjacentes aux régions de soufflage - 10 - 124 et sur d'autres surfaces intérieures de l'enveloppe adjacentes aux régions nécessitant un refroidissement supplémentaire. La figure 4 est le mode d'exécution alternatif mentionné dans la description de la figure 2 et montre un logement 96 utilisant plusieurs premiers éléments d'admission 102 et plusieurs seconds éléments d'admission 104 alignés sur l'écoulement approchant pour capturer et conduire l'air de la seconde région P+ de la cavité intérieure aux collecteurs annulaires 76 et 78. Lorsqu'il entre dans le collecteur, l'air a une pression statique plus élevée que la pression dans la région désignée par p-. La figure 5 est une vue de côté agrandie en coupe de l'échangeur de chaleur 48. L'échangeur de chaleur s'étend radialement à travers le passage d'écoulement secondaire 24 pour les gaz du milieu de travail. L'échangeur de chaleur a une forme aérodynamique formée par l'aube 164. Une section de base 165 a une paroi de base 168 s'étendant dans la direction de la profondeur de l'aube 164. Un premier conduit 172 dans la paroi de base permet à l'échangeur de chaleur d'être en communi- cation d'écoulement à travers la paroi de base avec une source de gaz chauds pressurisés, telle que le premier conduit 52. Le conduit 52 est en communication d'écoule- ment avec l'étage arrière du compresseur à haute pres- sion. Les gaz passant par ce conduit auront une pression qui excédera dixsept bars (Pd plus grand ou égal à 17 bars) et seront à une température bien au-delà de quatre cent-trente degrés Celsius (430 C). Un second conduit 174 permet à l'échangeur de chaleur d'être en communica- tion d'écoulement à travers la paroi de base avec un con- duit d'échappement, tel que le second conduit 54. Le con- duit d'échappement se trouve en communication d'écoule- ment avec les cavités tampon annulaires 133,134 adjacentes au compartiment du roulement du moteur. L'aube comprend un bord avant 176, un bord arrière 178 et une première paroi latérale 182. Une seconde paroi latérale 184 est attachée à la première --11 - paroi latérale au bord avant et au bord arrière. La secon- de paroi latérale est écartée de la première paroi latérale afin de former une cavité 186 entre ces deux parois. Une paroi de sommet 188 s'étend en direction de la profondeur de l'aube entre la première paroi latérale et la seconde paroi latérale. Un premier déflecteur 192 s'étend en direction de l'envergure à partir de la paroi de base 168 afin de diviser la cavité 186 en une partie avant 194 et en une partie arrière 196. Le premier déflecteur est éloigné de la paroi de sommet, laissant entre les deux un passage tournant 198. La partie arrière 196 se trouve en communi- cation d'écoulement avec le conduit d'échappement 174. Plusieurs seconds déflecteurs 202 sont placés dans la partie avant 194 de la cavité 186. Les seconds déflecteurs s'étendent dans la direction de l'envergure et sont écartés dans la direction de la profondeur l'un de l'autre de façon à laisser entre eux plusieurs passages 204, dont un est adjacent a la région du bord avant 176. Plusieurs tubes de soufflage 206 sont situés dans la par- tie avant 194 de l'aube. Chaque tube est disposé dans un passage correspondant. L'intérieur 208 de chaque tube se trouve en communication d'écoulement avec le conduit 52 pour des gaz chauds pressurisés. Plusieurs trous 210 percent les parois des tubes de soufflage pour souffler les gaz contre les parois latérales de l'aube, et, dans le cas du tube du bord avant, contre la région du bord avant de l'aube. D'après des constructions alter- natives, l'air chaud peut être dirigé contre les déflec- teurs 202. Chaque tube perforé 206 est éloigné dans la direction de la profondeur des déflecteurs 202 et dans la direction de la profondeur des parois latérales 182, 184 par des projections d'écartement locales 212, laissant un espace de soufflage G entre les deux. L'espace de souf- flage s'étend en direction de l'envergure afin de laisser un passage d'écoulement annulaire 214 autour de chaque tu- be qui est en communication d'écoulement avec le passage tournant 198. - 12 - La figure 6 est une vue en coupe transversale agrandie de l'échangeur de chaleur 48, le long des lignes 6-6 de la figure 5 et elle montre la relation existant entre les tubes de soufflage 206 et les parois latérales 182, 184 ainsi que les déflecteurs 202. Comme représenté, les projections d'écartement 212 s'étendent des parois latérales et des déflecteurs vers les tubes pour former lespassagesd'écoulement annulaires 214. La figure 7 est un graphique représentant le délai d'allumage en millisecondes (caractéristique du temps d'auto-allumage) d'un mélange huile/air en fonction de la température en degrés Celsius. Comme on peut le voir, la caractéristique du temps d'auto-allumage diminue lorsque la température et la pression augmentent. Durant le fonctionnement du turbo-moteur à gaz , les gaz du milieu de travail circulent le long du pas- sage d'écoulement primaire 22 et le long du passage d'écoulement secondaire 24.Lorsque les gaz s'écoulent le long du passage d'écoulement primaire, les gaz sont comprimés dans les sections du ventilateur et de compres- sion et ensuite brûlés avec du carburant dans la section de combustion pour ajouter de l'énergie aux gaz en les chauffant. Les gaz chauds et pressurisés s'échap- d pent par la section %urbine afin de produire une poussée et de produire du travail utile en faisant tourner l'en- semble du rotor autour de son axe de rotation Art La température de ces gaz peut s'approcher de mille cent degrés Celsius (1100 C) et leur pression peut dépasser quatorze bars (14 bars). Les rangées d'ailettes de rotor refroissables qui s'étendent dans le passage d'écoulement du milieu de travail, tel que les ailettes de rotor 32 et les ailettes de rotor 34, sont trempés dans des gaz chauds du milieu de travail et recoivent de la chaleur par ces gaz. Les ailettes sont refroidies en faisant circuler de l'air de refroidissement pressurisé par les ailettes et dans le passage d'écoulement des gaz du milieu de travail. L'air de refroidissement est pressurisé à une haute pression, de sorte à dépasser les hautes pressions des - 13 - gaz du milieu de travail dans la section de la turbine à haute pression du passage d'écoulement. Une source d'air de refroidissement appropriée pour le refroidisse- ment pressurisé des ailettes de la section de turbine à haute pression est la région d'échappement de l'étage de rotor arrière du compresseur à haute pression, étage * de rotor 30 du compresseur à haute pression. L'air de refroidissement pressurisé pour les ailettes de rotor du premier étage est amené par le passage d'écoulement d'air de refroidissement C1. L'air de refroidissement pour les ailettes de rotor du second étage est amené à une pression légèrement infé- rieure à celle du premier étage, mais toutefois encore très élevée parce que le rotor du second étage dans le passage d'écoulement se trouve à proximité du dernier étage du compresseur à haute pression. L'étage de rotor 30 constitue également une source satisfaisante d' air de refroidissement pour les ailettes de rotor 34 du second étage. L'air de refroidissement est dévié du pas- sage d'écoulement primaire vers la cavité annulaire inté- rieure 42 longeant le passage d'écoulement 44. L'air refroidi circule par le compartiment du roulement et à travers la perforation du premier étage de rotor 32 vers les ailettes de rotor du second étage. Bien que l'air à haute pression agisse en tant qu'air de refroi- dissement à temPératuremodérée pour les ailettes de rotor qui peuvent être exposées dans le passage d'écoulement des gaz à des températures pouvant s'approcher de mille cent degrés Celsius (1100 C)) et dont les pressionssont légèrement plus basse que l'air, la température de l'air dépasse quatre cent trente degrés Celsius (430 C) et la pression dépassera les quatorze bars (14 bars). Par rapport à l'intérieur du compartiment du roulement 40, dont les températures n'atteindront pas deux cents degrés Celsius (200 C) et dont les pressions seront beaucoup plus basses que celles dans la cavité intérieure, l'air de refroidissement dans le passage d'écoulement 44 est de l'air chaud à haute pression. - 14 - L'efficacité du premier moyen d'étanchéité 131 et du second moyen d'étanchéité 132 diminue rapidement quand la différence de pression auxmoyensd'étanchéité commence à dépasser sept bars (7 bars). Par conséquent, le compartiment du roulement est pressurisé à une pression dépassant les sept bars (7 bars), afin de s'assurer que la différence de pression au moyen d'étanchéité n'excède pas sept bars (7 bars). Comme l'illustre la figure 7, l'air s'infiltrant par le passage d'infiltration L1 ou L2 dans le mélange huile/ air dans le compartiment du roulement à une température de quatre cent trente degrés Celsius (430 C) provoquera l'auto-allumage dans les cent millisecondes suivant l'entrée d'air dans le compartiment, pourvu que cet air d'infiltration ne puisse se mélanger avec l'environne- ment plus frais du compartiment de roulement qui est d'environ cent cinquante degrés Celsius (150 C). Dans des conditions d'opération spéciales du moteur, par exemple une opération de décollage sur le niveau de la mer, la température de l'air dans la cavité intérieure peut s'approcher des quatre cent quatre-vingt degrés Celsius (480 C) et le temps d'auto-allumage est de l'ordre de cinq milli-secondes. En conséquence, les régions locales du moteur adjacentes aux moyens d'étanchéité 131,132, sont alimentées en air à température plus basse. Par exemple, la première cavité tampon 133 et la seconde cavité tampon 134 sont placées en communication d'écoulement avec une source d'air dont la pression statique est plus élevée que la pression statique locale de l'air dans la cavité intérieure à proximité des moyens d'étan- chéité pour éviter que l'air dans la cavité intérieure ne passe dans le moyen d'étanchéité. L'air tampon est amené à un débit suffisant, de sorte que tout l'air d'infiltration soit fourni par l'air pressurisé et l'air est refroidi à un tel degré qu'on évite l'auto-allumage lorsque l'air s'infiltre dans la chambre. A cet effet, le mode de procéder le plus prudent est de détermi- ner le temps d'auto-allumage, c'est-à-dire, la caracté- - 15 - ristique d'auto-allumage de l'air d'infiltration. Ensuite déterminer la période la plus longue pendant laquelle l'air d'infiltration résidera dans le compar- timent du roulement avant d'être complètement mélangé avec le mélange air/huile a température plus basse renfermé dans le compartiment du roulement, c'est-à-dire, la caractéristique du temps d'étouffement. Ensuite, refroidir l'air tampon jusqu'à ce que l'air pressurisé a une caractéristique de temps d'auto-allumage qui est plus grande que la caractéristique du temps d'étouf- fement. Un autre mode d'exécution encore plus prudent est d'assumer que.. le temps nécessaire pour un mélange complet est le plus court temps de résidence de l'air dans le compartiment du roulement et dépend du débit du mélange air/huile par le comparti- ment du roulement. Le temps dans le compartiment est la caractéristique du teps de résidence du compartiment. Par conséquent, en employant cette méthode de fonctionnement, qui permet au compartiment du roulement de fonctionner dans un environnement à haute température et à haute pression, de l'air pressurisé est envoyé vers une région tampon, telle que les cavités tampon 133,134, à une pression statique, qui est plus grande que la pression statique locale dans la cavité d'air intérieure, et à une température qui est assez basse pour que la caractéristique d'auto-allumage de l'air tampon approvisionne soit plus grande que la caracté- ristique du temps de refroidissement ou que la caractéristique du temps de résidence de l'air lorsqu' il s'infiltre dans le compartiment-du roulement le passages long de/d'infiltration, tels que les passages d'infil- tration L et L2. La section du compresseur à haute pression du moteur est une source d'air pressurisé. Toutefois, l'air est à une température élevée. Comme le montrent les modes d'exécution illustrés dans les figures 1, 2 et 3, une partie de l'air du compresseur à haute pression est déviée en dehors du passage d'écoulement du compresseur (à un débit satisfaisant au moins l'infil- - 16 - tration au premier et au second moyens d'étanchéité lorsque l'air est aBené aux cavités tampon)et est con- duit par le conduit 52 vers l'échangeur de chaleur 48. L'air chaud pressurisé entre dans l'échangeur de chaleur. L'échangeur de chaleur profite de la haute pression de l'air en conduisant l'air vers les tubes de soufflage 206 en vue de souffler le courant d'air sur les parois latérales et sur le bord avant 176 de l'échangeur de chaleur en forme d'aube. Cela augmente fortement le mécanisme de transfert de chaleur par conduction et par convection et constitue un moyen efficace pour refroidir l'air par le transfert de chaleur de l'air vers les pa- rois de l'échangeur de chaleur. L'air de dérivation du ventilateur se précipitant sur les surfaces extérieures de l'aube 176 prend de la chaleur des gaz, augmentant le contenu d'énergie de l'air, quand il est déchargé afin de procurer la poussée secondaire au moteur. Un avantage particulier de ce type d'échangeur de chaleur est la minceur de la couche limite qui existe sur la région du bord avant de l'aube et la partie avant des parois latérales, ce qui permet un transfert de chaleur turbulent entre les parois latérales et l'air du ventila- teur. Un échangeur de chaleur similaire à tubes. de soufflage peut se placer sur le côté du conduit, comme montré en fantôme par l'échangeur de chaleur 48'. Dans un tel cas, une paroi de l'échangeur de chaleur serait en communication de transfert de chaleur directe avec le courant des gaz du milieu de travail. Alternative- ment, un échangeur de chaleur pourrait employer l'air chaud hautement pressurisé pour un transfert de chaleur par convection en utilisant la haute pression pour for- cer l'air par des passages annulaires ayant un grand diamètre hydraulique, tels que les passages 214. La différence de pression entre l'échangeur de chaleur 48 et son environnement excédera quatorze bars (14 bars) exigeant que l'échangeur de chaleur fonctionne aussi bien en tant qu'échangeur de chaleur qu'en tant que récipient de confinement de pression. A cet égaÉd, les parois latérales courbées de l'échangeur de chaleur - 17 - constituent un autre avantage, car elles résistent aussi bien' des efforts de traction (paroi latérale 182) qu'à des efforts de compression. Ces parois courbées sont utilisées en combinaison avec les plaques rigides en forme de nervures, s'étendant entre ces parois, telles que le déflecteur 192, et les déflecteurs 202. De ce fait, les déflecteurs ont un double but, celui de guider l'écoulement à l'intérieur de l'échangeur de chaleur et celui de maintenir l'échangeur de chaleur ensemble. Les tubes de soufflage ont également un double but, dont l'un est d'aider la capacité de l'aube à contenir les gaz pressurisés: tout d'abord, les tubes dirigent le courant de soufflage et forment les passages de transfert de chaleur de convection; et en second lieu, les tubes agissent en tant que récipient de confi- nement de pression intérieur, pour recevoir l'air pressu- risé dans le récipient de confinement de pression exté- rieur formé par les parois latérales 182,184. Un autre avantage de la canalisation du ventilateur en tant qu' endroit pour refroidir de l'air chaud pressurisé est l'absence de vapeurs de combustible. Au cas o le conduit d'approvisionnement 52 ou l'échangeur de chaleur 48 au- rait une fuite, les gaz de fuite, ayant un potentiel pour une caractéristique de faible auto-allumage, sont entraînés en dehors du moteur par des gaz du milieu de travail dans le passage d'écoulement secondaire. Apres que l'échangeur de chaleur 48 a refroidi l'air, cet air refroidi retourne à l'intérieur du mo- teur par le second conduit 54. L'air refroidi est soit écoulé directement vers la première et la seconde cavités tampon 133,134 comme l'illustre en fantôme la figure 3, soit, l'air refroidi est envoyé vers le premier collecteur annulaire 76 et le second collecteur annulaire 78 et de 1l vers la première cavité tampon et la seconde cavité tampon. Lorsque l'air passe à travers les collecteurs, de la chaleur est transférée vers l'intérieur du compartiment du roulement, refroidissant encore l'air avant qu'il n'atteigne les cavités tampon, comme le montre la figure 3, le refroidissement supplé- - 18 - mentaire de l'air est accentué en soufflant l'air à l'ai- d3 des plaques de soufflage 112 sur les surfaces de l'enveloppe 70. Le refroidissement de l'air est en outre facilité en projetant de l'huile sur l'enveloppe par les tuyaux de vaporisation 156,158. Même sans la plaque de soufflage, et sans huile vaporisée, les expériences ont montré que la température de l'air tampon peut être diminuée à moins de trois cent soixante-dix degrés Celsius (370 C) en utilisant uniquement l'échan- geur de chaleur dans la canalisation du ventilateur. La quantité d'air employée pour approvisionner les cavités d'air tampon avec au moins assez d'air pour remplacer l'air perdu par les passages d'infiltration L1, L2 et L3, est petite en comparaison avec les constructions qui pourraient utiliser de gros volumes d'air pour purger l'intérieur du compartiment 40 du roule- ment ou pour amortir complètement le.compartiment entier. Néanmoins, cet air tampon est de l'air dérivé du passage d'écoulement du milieu de travail vers un passage d'écou- lement ne produisant pas de travail utile. Et, bienque l'échangeur de chaleur dans la canalisation du venti- lateur soit petit, et tracé aérodynamiquement, cet échangeur de chaleur constitue une intrusion dans le pas- sage d'écoulement aérodynamique 24 du moteur. Le compartiment 40 du roulement illustré en fan- t6me à la figure 4 n'est pas relié à un échangeur de chaleur externe au passage d'écoulement du milieu de travail et des gaz additionnel ne sont pas non plus ti- rés directement du passage d'écoulement du milieu de travail. Au lieu de cela, une partie de l'air de re- froidissement chaud de la cavité annulaire intérieure 42 est déviée de la région à haute pression P+ de la cavité par les éléments d'admission 96, 98. Les éléments d'admission transforment une partie substantielle de la pression de vitesse de l'air et de ce fait une partie substantielle de la pression totale de l'air en pression statique. Par conséquent, l'air de la cavité intérieure 42 s'écoule, comme l'air des modes d'exécution illustrés aux figures 1-3, vers les collecteurs annulaires 76,78 et - 19 - de là vers 1l cavités tampon 133, 134. Tout comme dans les modes d'exécution illustrés par les figures 1 - 3, le refroidissement de l'air tampon peut être augmenté par des plaques de soufflage 112 et par de l'huile projetée sur la surface de l'enveloppe à proximité des régions de soufflage 124. Des expériences ont montré qu'une quantité suffisante de refroidissement de l'air tampon peut être fournie en laissant s'écouler l'air de la cavité interne dans le collecteur annulaire sans plaque de soufflage et sans tuyaux spéciaux pour projeter l'huile à l'intérieur du logement. La capacité thermique du compartiment du roulement est grande par rapport à la quantité de chaleur enlevée de l'air s'écoulant vers les cavités tampon et résultant de l'écoulement de masse depuis les cavités tampon via les premiers passages d'infiltration L1 et les seconds passages d'infiltration L2. Par conséquent, seulement une légère augmentation de la température de l'huile résulte du refroidissement de l'air tampon et ne cause aucune dégradation de la performance du moteur. En fait, cette chaleur peut être rejetée au carburant à injecter dans la chambre de combustion par un refroidisseur carbu- rant moteur/huile moteur et de ce fait ramenée vers le trajet d'écoulement primaire du milieu de travail. Bien que l'invention ait été montrée et décrite en ce qui concerne les modes d'exécution détaillée de celle-ci, il est évident que plusieurs changements de forme et de détail de celle-ci peuvent être effectués par l'homme de l'art sans s'éloigner de l'esprit et de la portée de cette invention. - 20 - Revendications: i. Turbo-moteur à gaz du type ayant un passage d'é- coulement annulaire (22) pour des gaz d'un milieu de travail, un ensemble de rotor (28) et un ensemble de stator (26) qui délimitent -le passage d'écoulement (22) du milieu de travail, l'ensemble de stator (26) étant écarté de l'ensemble de rotor (28) en laissant entre les deux une cavité intérieure annulaire (42) qui réceptionne des gaz du passage d'écoulement (22) du milieu de travail à une première température, un roulement (68) placé dans la cavité intérieure (42) qui s'étend entre l'ensemble de stator (26) et l'ensemble de rotor (28) pour soutenir l'ensemble de rotor (28) et un logement de roulement (38) qui comprend une enveloppe (70) entourant en circonférence le roulement afin de définir le compartiment de roulement (40), I'enveloppe (70) ayant au moins un bout (128) adjacent à l'ensemble de rotor (28), le logement (38) comprenant en outre un moyen d'étanchéité (131) au bout mentionné (128) qui s'étend jusqu'à proximité de l'ensemble de rotor (28), ce turbo-moteur étant caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen pour créer une cavité tampon annulaire (133) à proximité du moyen d'étanchéité (131), qui s'étend entre le compartiment (40) du roulement et la cavité intérieure (42); un moyen pour pressuriser les gaz du milieu de travail dans une première région du moteur; un moyen pour canaliser des gaz de la première région du moteur vers la cavité tampon (133) à proximité du moyen d'étanchéité (131), ces gaz dans la cavité tampon (133) ayant une pression statique plus élevée que celle des gaz dans la cavité intérieure (42) à proximité de la cavité tampon (133) et du compartiment (40) du roulement dans des conditions d'opération normales; un moyen pour refroidir lesdits gaz de la première région lorsque les gaz passent de la première région vers la cavité tampon (133) de sorte que ces gaz soient refroidis à une seconde température qui est inférieure à la première température de la cavité intérieure (42); la température des gaz dans la cavité tampon (133) amenant les gaz à avoir une caractéristique de temps d'auto-allumage plus - 21 - grande que les gaz dans la cavité intérieure (42) à proximité du moyen d'étanchéité (131). 2. Turbo-moteur à gaz selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le compartiment du roulement est approvi- sionné en lubrifiant,en ce que l'enveloppe (70) a une surface qui s'étend radialement, en ce que le moyen pour canaliser des gaz de la première région du moteur vers la cavité tampon (133) et le moyen pour refroidir lesdits gaz lorsque les gaz sont écoulés vers la cavité tampon (133) sont formés par un écran de protection (72) séparée axialement de la surface de l'enveloppe (70) qui s'étend radialement, laissant entre les deux un collecteur annulai- re (76) qui est en communication d'écoulement avec la première région du moteur et avec la cavité tampon (133),et en ce que le logement (38) est adapté au transfert de cha- leur des gaz au lubrifiant envoyé vers le compartiment (40) du roulement. 3. Turbo-moteur à gaz selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen pour former une cavité tampon annulaire (133) est le logement (38) qui est écar- té de l'ensemble de rotor (28) laissant une cavité tampon (133) entre les deux. 4. Turbo-moteur à gaz selon la revendication 3, carac- térisé en ce que le moteur comprend en outre un moyen (156) situé dans le compartiment (40) du roulement pour projeter du lubrifiant sur une partie du logement (38) à proximité du collecteur (76). 5. Turbo-moteur à gaz selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen pour pressuriser les gaz du milieu de travail est une surface (98) s'étendant radialement sur l'ensemble de rotor (28) qui décharge l'air dans la première région. 6. Turbo -moteur à gaz selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface s'étendant radialement (98) est une partie de l'arbre adjacente à la cavité intérieure (42), et l'arbre est adapté dans des conditions de fonctionnement pour créer une région de pression statique P-adjacente au moyen d'étanchéité (131,132) et une région de pression augmentée P+, radialement à - 22 - l'extérieur de la dite région P-., et en ce que le collec- teur annulaire soutenir l'ensemble de rotor (28) et un logement de roule- ment (38) comprenant une enveloppe (70) entourant en cir- conférence le roulement C68) afin de définir un comparti- ment de roulement (40), l'enveloppe (70) ayant un premier bout (128) et un second bout (130), le logement (38) comprenant en outre un premier moyen d'étanchéité (131) au premier bout (128) qui s'étend à proximité de l'en- semble de rotor (28), et un second moyen d'étanchéité (132) au second bout (130) qui s'étend à proximité de l'ensemble de rotor (28), ce turbomoteur étant caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen pour pressuriser l'air dans la cavité intérieure (42) afin d'établir une première pression dans une première région de la cavité intérieure (42) et d'établir une seconde pression qui est plus élevée que la première pression dans une seconde région de la cavité intérieure (42) qui se trouve radialement à l'extérieur de la première région, ledit moyen comprenant une surface s'étendant radialement (98) sur l'ensemble de rotor (28) à proximité de l'air dans la cavité intérieure (42); un logement de roulement (38) qui comprend: - une enveloppe (70) écartée radialement de l'ensemble de rotor (28) au premier bout (128) laissant entre les deux une première cavité tampon annulaire (133) adjacente - 23 - au premier moyen d'étanchéité (131), et espacée radialement de l'ensemble de rotor (28) au second bout (130) laissant entre les deux une seconde cavité tampon annulaire (134) adjacente au second moyen d'étanchéité (132) ; - un premier écran de protection (72) espacé radialement de l'enveloppe (70) laissant entre les deux un premier collecteur annulaire (76) qui s'étend radialement, le collecteur (76) ayant une première ouverture en communica- tion d'écoulement avec la cavité intérieure (42) et une seconde ouverture radialement à l'intérieur de la pre- mière ouverture qui est en communication d'écoulement avec la première cavité tampon annulaire (133); - un second écran de protection (74) espacé axialement de l'enveloppe (70) laissant entre les deux un second collecteur annulaire (78) qui s'étend radialement, le collecteur ayant une première ouverture en communication d'écoulement avec la cavité intérieure (42) et une seconde ouverture radialement à l'intérieur de la première ou- verture qui est en communication d'écoulement avec la se- conde cavité tampon annulaire (134); - une plaque de soufflage (112), perforée de trous (126), placée dans le premier collecteur annulaire (76) et éloi- gnée de l'enveloppe (70) laissant entre les deux une région de soufflage (124), et écartée du premier écran de protection (72) laissant entre les deux une région d'approvisionnement (122); -une plaque de soufflage (112), perforée de trous (126), placée dans le second collecteur annulaire (78) et écartée de l'enveloppe (70) laissant entre les deux une région de soufflage (124) et écartée du second écran de protection (74) laissant entre les deux une région d'approvisionnement (122); - des moyens (156,158) placés dans le compartiment (40) du roulement pour projecter de l'huile sur l'enveloppe (70) a proximité de la région de soufflage (124) du premier collecteur (76) et de la région de soufflage (124) du second collecteur (78), l'air dans la cavité intérieure (42) étant pressurisé par rotation de la surface s'étendant radia- -24- lement (98) autour de l'axe de rotation, et l'air de la seconde région passant de la seconde région dans les col- lecteurs annulaires (76,78) et au travers des plaques de soufflage (112, 112) étant soufflé sur le logement (38), refroidi et envoyé vers les première et seconde cavités tampon annulaires (133,134). 8. Méthode de fonctionnement d'un turbo-moteur à gaz ayant une section de compression (14), une section de turbine (18), un passage d'écoulement annu- laire (22) pour des gaz d'un milieu de travail qui s'étend à travers les sections (14,18) du moteur, un ensemble de rotor (28) et un ensemble de stator (26), le moteur comprenant en outre un logement de roulement (40) dans une cavité intérieure (42) du moteur, un roulement (68) placé dans le compartiment (40) du roulement pour soutenir,l'ensemble de rotor (28), des moyens d'étanchéité (131,132) qui s'étendent du logement (38) jusqu'à proximité de l'ensemble jde rotor (28) et une région tampon (133,134) à proximité des moyens d'étanchéité (131, 132), cette méthode étant caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes suivantes: - canaliser de l'air de refroidissement de la section de compression (14) à travers la cavité intérieure (42) à des pressions excédant les quatorze bars (14 bars), vers la section de turbine (18) du moteur pour refroidir des ailettes de rotor (32) dans la section de turbine (18); - pressuriser le compartiment (40) du roulement à une pression excédant les sept bars (7 bars), pour établir une différence de pression à travers les moyens d'étanchéité (131,132) qui est inférieure à un montant pré-déterminé; envoyer d'un lubrifiant vers le compartiment (40) du roulement et canaliser un mélange lubrifiant/air du compartiment (40) du roulement à un débit qui établit une caractéristique de temps d'étouffement pour le mélange lubrifiant/air dans le compartiment (40); - pressuriser de l'air tampon dans une région du moteur; - canaliser de l'air tampon pressurisé vers une région tampon (133,134) à proximité des moyens d'étanchéité (131, 132) à une pression statique qui est plus élevée que la - 25 - pression statique de l'air de refroidissement dans la cavité intérieure (42) à proximité de la région tampon (133,134) et plus élevée que la pression statique du compartiment (40) du roulement dans des conditions normales de fonctionnement; - refroidir l'air tampon avant que l'air tampon n'atteigne la région d'air tampon (133,134) à une température qui établit la caractéristique de temps d'auto-allumage pour l'air tampon lorsque l'air passe par les moyens d'étanchéi- té (131,132) dans le compartiment (40) du roulement, qui est plus grande que la caractéristique du dit temps d'étouffement. 9. Méthode de fonctionnement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mélange lubrifiant/huile a une caractéristique de temps de résidence dt l'étape de refroidir l'air tampon établit une caractéristique du temps d'auto-allumage qui est plus grande que la carac- téristique dudit temps de résidence et la caractéristique dudit temps d'étouffement. 10. Méthode de fonctionnement selon la revendication 8, caractérisée en ce que le moteur possède un collecteur (76,78) qui est en communication de transfert de chaleur avec l'intérieur du compartiment (40) du roulement et l'étape de refroidir l'air tampon comprend l'étape de canaliser de l'air tampon par le collecteur (76,78) afin de transférer la chaleur de l'air tampon au mélange lubrifiant/air contenu dans le compartiment (40) du roulement. 11. Méthode de fonctionnement selon la revendication 9, caractérisée en ce que le moyen pourcréer une cavité tampon annulaire (133,134) est le logement (38) qui est écarté de l'ensemble de rotor (28) laissant entre les deux une cavité tampon. 12. Méthode de fonctionnement d'un turbo-moteur selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'étape de pressuriser l'air tampon comprend l'étape de canaliser l'air de refroidissement vers une surface rotative (98) qui s'étend radialement dans la cavité intérieure (42) pour accélérer l'air dans la direction radiale, et - 26 - l'étape de canaliser l'air pressurisé vers la région tampon (133,134) comprend l'étape consistant à con- duire l'air radialement accéléré vers le collecteur (76, 78) de l'air tampon.