Brevet FR2922265A1 — publié le 20090417

L'invention concerne le domaine des turboréacteurs et, plus particulièrement, la génération de puissance électrique réalisée sur le turboréacteur. Une partie de la puissance générée par un turboréacteur aéronautique est utilisée pour alimenter différents organes, à la fois du turboréacteur mais aussi de l'aéronef dont le turboréacteur participe à la propulsion. Dans un moteur à double corps, une partie de cette puissance est actuellement prélevée au niveau du compresseur haute pression (HP), dont l'air comprimé est utilisé notamment pour assurer la pressurisation et le conditionnement de la cabine de l'aéronef, ou encore le dégivrage. Une autre partie de cette puissance est prélevée mécaniquement sur l'arbre de l'étage HP du turboréacteur, pour entraîner l'arbre d'entrée d'un boîtier d'accessoires placé sur un carter du turboréacteur. Cet arbre d'entrée est entraîné en rotation par un arbre de transmission s'étendant dans un bras structural du carter et lui-même entraîné par un pignon solidaire de l'arbre HP. La tendance actuelle vise à augmenter la part du prélèvement de 20 puissance mécanique en raison du rôle croissant des moyens électriques, réputés plus souples d'emploi. Cependant, un prélèvement de puissance mécanique trop élevé a un effet négatif sur le fonctionnement du corps HP, en rendant son opérabilité dégradée, 25 en particulier quand le moteur fonctionne à bas régime. Il est connu par la demande de brevet FR2882096 de prélever une partie de la puissance mécanique sur le corps basse pression (BP) pour entraîner en rotation l'arbre d'entrée d'un boîtier d'accessoires. En effet, le corps BP est moins 30 sensible aux problèmes d'opérabilité à faible régime. Une telle solution nécessite de modifier structuralement l'arbre BP en lui adjoignant un pignon de transmission de puissance. Le montage d'un tel système est cependant contraignant car sa structure est complexe. 35 Il est également connu par la demande de brevet WO2007/036202 de monter un générateur de courant électrique dans le corps du turboréacteur. Le générateur est composé d'un élément statorique, disposé circonférentiellement dans le carter de compresseur du turboréacteur, et d'éléments rotoriques fixés aux extrémités d'aubes solidaires de l'arbre HP et entraînées en rotation dans le carter de compresseur du turboréacteur. Le mouvement de rotation des éléments rotoriques induit un courant dans l'élément statorique qui est transmis aux différents équipements à alimenter. Un tel générateur de courant est difficile d'accès et implique de démonter partiellement le turboréacteur lors de son remplacement ou de son entretien. Le carter de compresseur est de dimension réduite ce qui complique l'acheminement du courant généré vers les différents équipements. Afin de pallier au moins certains de ces inconvénients, la demanderesse propose un turboréacteur à double flux avec soufflante avant et à double corps, l'arbre de rotor basse pression (BP), supporté dans un carter intermédiaire, étant relié, à son extrémité amont, à la soufflante, caractérisé par le fait qu'il comprend un générateur de courant électrique, disposé coaxialement entre la soufflante et le carter intermédiaire, avec un rotor et un stator, le rotor étant entraîné par le rotor basse pression et le stator étant solidaire du carter intermédiaire. La solution de l'invention permet de prélever de la puissance en partie sur l'arbre du rotor BP. Le générateur est placé dans une zone froide ce qui facilite son refroidissement. De préférence, le turboréacteur comportant un arbre Basse Pression avec 25 un disque de soufflante, le rotor est fixé audit arbre par un tourillon d'entraînement. Conformément à une autre caractéristique, le tourillon d'entraînement est boulonné entre un tourillon de rotor basse pression et le disque de soufflante. De préférence, le stator est fixé sur le carter intermédiaire par une bride de maintien. Conformément à une autre caractéristique, le générateur de courant est 35 situé sous les aubes de guidage de stator fixées en aval de la soufflante. 30 De préférence, un convertisseur de tension est placé entre des équipements à alimenter et le générateur de courant. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit du turboréacteur de l'invention en référence aux figures sur lesquelles : - la figure 1 représente une vue en coupe de la partie amont d'un turboréacteur selon l'invention avec un générateur de courant placé en aval de la soufflante du turboréacteur; - la figure 2 représente une vue rapprochée du générateur de courant de la figure 1; et - la figure 3 représente une vue d'ensemble du turboréacteur de l'invention. En référence à la figure 1, le turboréacteur de l'invention est un turboréacteur à double flux et à double corps 100, comportant un rotor basse pression (BP) et un rotor haute pression (HP), montés rotatifs autour de l'axe X3 du turboréacteur. Ce type de turboréacteur est bien connu de l'homme du métier. Par interne ou externe, ou intérieur ou extérieur, on entendra, dans la description, interne ou externe, ou intérieur ou extérieur, au turboréacteur, radialement, par rapport à son axe X3. Plus précisément, en référence à la figure 3, le turboréacteur comporte fonctionnellement, d'amont en aval dans le sens d'écoulement des gaz, une soufflante 10 dans un carter 14, un compresseur, une chambre de combustion, une turbine et une tuyère d'éjection. Les deux corps, basse pression et haute pression, tournent indépendamment l'un de l'autre et sont coaxiaux. Le turboréacteur comporte un compresseur BP, en amont d'un compresseur HP, et une turbine HP, en amont d'une turbine BP. En référence à la figure 1, la soufflante 10 comprend un disque de soufflante 11 relié solidairement à l'arbre basse pression 2 par un tourillon de rotor basse pression 15, et pourvu d'aubes 18. Le flux d'air entraîné par les aubes de soufflante 18 est redressé par des aubes de stator 16 disposées en aval de ces dernières et en amont du carter intermédiaire 30, ces aubes statoriques étant connues sous leur dénomination anglaise OGV (Outlet Guide Vane). OGV et carter intermédiaire peuvent être une seule et même pièce. En référence aux figures 1 et 2, un générateur de courant électrique 20 est disposé entre le disque de soufflante 11 et le carter intermédiaire 30. Le générateur 20 comprend un stator 21, relié solidairement au carter intermédiaire 30, et un rotor 22, entraîné en rotation par l'arbre BP 2. ce stator et le rotor forment deux couronnes concentriques centrées sur l'axe du moteur. Le rotor 22, ici à aimants permanents, s'étend longitudinalement par rapport à l'axe X3. Le rotor 22 comprend une pièce cylindrique montée sur un tourillon d'entraînement 17 qui est pourvu d'une bride radiale 171 à l'amont. La bride radiale 171 est disposée entre le tourillon de rotor basse pression 15 et le disque de soufflante 11. Le tourillon d'entraînement 17, le tourillon de rotor basse pression 15 et le disque de soufflante 11 sont boulonnés entre eux par une liaison à vis et écrous. Le stator 21, cylindrique et coaxial au rotor 22, est composé d'enroulements et s'étend circonférentiellement et extérieurement au rotor 22. Le stator 21 est fixé sur le carter intermédiaire par une bride de maintien 19, la bride de maintien 19 et le carter intermédiaire 30 sont boulonnées entre eux par une liaison à vis et écrous. Comme on le voit sur la figure 1, le générateur est logé à l'intérieur de la couronne formée par les aubes OGV. Lors de la rotation du rotor 22 autour de l'axe X3, un champ magnétique se crée et induit un courant électrique dans les enroulements 21. Des câbles électriques 42 permettent de conduire le courant généré dans les enroulements 21 vers des équipements électriques situés en aval du moteur. Les câbles électriques 42 sont ici fixés dans le carter intermédiaire 30. 30 Un convertisseur de tension, non représenté, est monté entre le générateur 20 et les équipement à alimenter afin de réguler la puissance transmise aux différents équipements. Des conduits 41 de lubrification du générateur de courant 20 et les câbles 35 électriques 42, représentés sur la figure 2, sont connectés au générateur de courant 20. Les conduits 41 de lubrification du générateur de courant 20 permettent d'acheminer un lubrifiant, tel que de l'huile, d'un réservoir d'huile,25 placé en aval de la soufflante, au générateur de courant 20 afin de permettre son refroidissement. Revendications 1. Turboréacteur à double flux avec soufflante avant et à double corps, l'arbre de rotor basse pression (BP) (2), supporté dans un carter intermédiaire (30), étant relié, à son extrémité amont, à la soufflante (10), caractérisé par le fait qu'il comprend un générateur de courant électrique (20), disposé entre la soufflante (10) et le carter intermédiaire (30), avec un rotor (22) et un stator (21) concentriques et centrés sur l'axe du moteur, le rotor (22) étant entraîné par le rotor basse pression (2) et le stator (21) étant solidaire du carter intermédiaire (30). 2. Turboréacteur selon la revendication 1, comportant un disque de soufflante (11), dans lequel le rotor (22) est fixé audit disque de soufflante (11) par un tourillon d'entraînement (17). 3. Turboréacteur selon la revendication 2, dans lequel le tourillon d'entraînement (17) est boulonné entre un tourillon de rotor basse pression (15) et le disque de soufflante (11). 20 4. Turboréacteur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit stator (21) est fixé au carter intermédiaire (30) par une bride de maintien (19). 5. Turboréacteur selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le générateur de courant (20) est situé sous les aubes de guidage de stator du 25 compresseur (16) fixées en aval de la soufflante (10). 6. Turboréacteur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel un convertisseur de tension est placé entre des équipements à alimenter et le générateur de courant (20). 30