Brevet FR2961855A1 — publié le 20111230

L'invention se rapporte à un turboréacteur comprenant un circuit de circulation d'huile et notamment un tel circuit particulièrement dédié à la fois à la lubrification et au refroidissement d'un certain nombre de sous-ensembles tournants. Elle concerne plus particulièrement un perfectionnement permettant d'inclure dans ledit circuit un générateur électrique rotatif dédié au dégivrage, plus particulièrement le dégivrage de la nacelle du turboréacteur. Dans un turboréacteur classique, il est connu d'intégrer un circuit de circulation d'huile comprenant un réservoir d'huile, une pompe principale et plusieurs branches, agencées en parallèle, incluant chacune un sous-ensemble comprenant un ou plusieurs éléments tournants nécessitant d'être lubrifiés. Par exemple, les paliers avant et arrière de l'arbre basse pression et ceux de l'arbre haute pression sont agencés dans des carters dans lesquels on entretient, par pulvérisation, un brouillard d'huile assurant la lubrification desdits paliers. De tels carters de lubrification sont des sous-ensembles au sens indiqué ci-dessus. D'autres sous-ensembles sont le mécanisme constituant le boîtier d'engrenages pour la commande d'accessoires (connu sous l'abréviation AGB) et le mécanisme dit "renvoi d'angle" ou "boîte de transfert" s'étendant entre l'arbre basse pression et le boîtier d'engrenages. Ce dernier est entraîné mécaniquement par ledit "renvoi d'angle". Chacun de ces sous-ensembles est donc "inséré" dans une branche dudit circuit de circulation d'huile et ce sous-ensemble est relié à une pompe de récupération d'huile de la branche, à l'exception du "renvoi d'angle" dont l'huile transite par le boîtier d'engrenages (AGB). Les sorties des pompes de récupération sont connectées pour réacheminer l'huile vers le réservoir. Pour tous ces sous-ensembles, c'est-à-dire dans chacune des branches, on peut augmenter le débit d'huile pour que, outre la lubrification, l'huile assure aussi le refroidissement du sous-ensemble. En outre, on envisage, selon les besoins des avionneurs, d'intégrer à la nacelle un système de dégivrage par résistances électriques. Le fonctionnement d'un tel système n'est nécessaire que dans certaines circonstances, par exemple avant le décollage sur certains aéroports par temps froid ou en vol, lorsque l'avion traverse une zone humide et froide. Ce système de dégivrage est alimenté par un générateur électrique dédié. Le générateur est du type rotatif, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un alternateur entraîné mécaniquement. Son rotor comporte donc des paliers nécessitant une lubrification. En outre, il est aussi nécessaire de refroidir ledit générateur. La solution de créer une branche supplémentaire dans le circuit décrit ci-dessus n'est pas satisfaisante car elle impliquerait des équipements supplémentaires coûteux et alourdissants (pompe de récupération notamment) alors même que ce sous-ensemble n'est qu'une option qui n'est pas destinée à équiper tous les turboréacteurs du même type. L'invention vise à résoudre ce problème et résulte de l'analyse selon laquelle l'un au moins des sous-ensembles définis ci-dessus reçoit un débit d'huile au moins suffisant pour la lubrification et le refroidissement du générateur électrique, au moins dans les conditions de fonctionnement, par intermittence, de celui-ci. Plus précisément, l'invention concerne un turboréacteur comprenant un circuit de circulation d'huile comportant plusieurs branches agencées en parallèle pour lubrifier et refroidir des sous-ensembles respectifs comprenant des éléments tournants, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un générateur électrique rotatif spécifique, pour l'alimentation d'un circuit de dégivrage, entraîné mécaniquement, dans lequel ledit générateur est refroidi par un échangeur de chaleur alimenté par l'huile et comporte un rotor dont les paliers sont lubrifiés par prélèvement d'huile sur ledit échangeur et en ce que ledit échangeur est branché en série dans l'une des branches précitées dudit circuit de circulation d'huile. De préférence, l'échangeur est connecté en amont du sous-ensemble dans la branche correspondante. Selon un mode de réalisation avantageux, le générateur et l'échangeur sont agencés dans un carter, pour la récupération de l'huile de lubrification et ce carter est fixé à un boîtier d'engrenages pour la commande d'accessoires (AGB) du type mentionné ci-dessus. Des moyens d'entraînement du rotor s'étendent entre le boîtier d'engrenages et le carter. Très avantageusement, le sous-ensemble dans la branche correspondante est le boîtier d'engrenages pour la commande d'accessoires. A titre d'exemples, l'échangeur peut comporter un conduit en contact thermique avec le générateur, pour son refroidissement. L'huile circule dans ce conduit, lequel fait partie de la branche concernée. Selon une possibilité avantageuse, ledit échangeur, c'est-à-dire le conduit, comporte des buses d'éjection orientées vers les paliers du générateur. Selon une possibilité, le carter comporte une sortie de vidange de l'huile de lubrification, communiquant avec le boîtier d'engrenages. Cette sortie peut être située en partie basse du carter pour que l'huile ayant servi à la lubrification puisse s'écouler par gravité et se déverser dans le boîtier d'engrenages. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle- ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de plusieurs exemples d'un circuit de circulation d'huile conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemples et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe du circuit de circulation d'huile intégré au turboréacteur, conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique de détail illustrant un exemple de générateur électrique rotatif conforme à l'invention ; et - la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 illustrant une variante. En se référant tout particulièrement aux figures 1 et 2, on a représenté schématiquement un circuit de circulation d'huile 11 intégré au turboréacteur et comprenant un réservoir d'huile 13, une pompe principale 15 dont l'entrée est reliée à la sortie du réservoir d'huile et plusieurs branches 17-19 agencées en parallèle, chaque branche incluant un sous-ensemble du turboréacteur comprenant des éléments tournants nécessitant d'être lubrifiés et refroidis. Chaque branche comporte, en aval du sous-ensemble concerné, un élément filtrant 21 destiné à récupérer les impuretés et une pompe de récupération 23 refoulant l'huile vers le réservoir. Ainsi, à titre d'exemple, le circuit de circulation comprend trois branches dans lesquelles des sous-ensembles définis ci-dessus sont insérés, respectivement. Par exemple, la branche 17 intègre le carter 27 dans lequel sont installés les paliers avant des arbres haute pression et basse pression du turboréacteur. La branche 18 intègre le carter 28 dans lequel sont installés les paliers arrière de ces mêmes arbres. La troisième branche 19 intègre principalement le boîtier d'engrenages pour la commande d'accessoires 29, dit AGB. En outre, le boîtier du "renvoi d'angle" 30 reçoit l'huile de lubrification et de refroidissement de la pompe principale 15 mais sa sortie débouche dans le boîtier de l'AGB 29. Selon une caractéristique importante, un générateur électrique rotatif 35, c'est-à-dire un alternateur entraîné mécaniquement est enfermé dans un carter 37 qui contient aussi un échangeur de chaleur 39 alimenté par l'huile de la branche 19 de l'AGB. Autrement dit, l'échangeur 39 situé dans le carter 37 est branché en série dans la branche 19 du circuit de circulation d'huile qui intègre l'AGB. L'échangeur est connecté en amont de ce sous-ensemble 29 dit AGB dans la branche 19. De plus, comme représenté sur la figure 2, le carter 37 est fixé au boîtier d'engrenages pour la commande d'accessoires 29 ou AGB. Le générateur 35 contenu dans le carter 37 comporte un rotor 41. Un arbre d'entraînement 43 de ce rotor s'étend entre le boîtier d'engrenages 29 et le carter 37. Il est porté par des paliers 44 situés dans le carter 37. Le générateur 35 comporte aussi un stator 42 relié à une sortie électrique S pour l'alimentation d'un réseau de résistances de dégivrage non représenté. Le boîtier d'engrenages 29 est pourvu d'un arbre d'entraînement spécifique 47 tournant à la vitesse requise pour le bon fonctionnement du générateur électrique 35. Cet arbre se trouve en regard d'une ouverture 49 du boîtier d'engrenages et le carter est fixé sur le boîtier d'engrenages de façon à coiffer cette ouverture. L'arbre 47 est mécaniquement couplé à l'arbre 43, donc au rotor du générateur électrique 35 lorsque le carter 37 est fixé au boîtier d'engrenages 29. S'il est décidé de ne pas installer de moyens de dégivrage sur le turboréacteur, l'ouverture 49 est obturée par une plaque fixée à l'AGB en lieu et place du carter 37. La figure 2 montre mieux le couplage thermique entre l'échangeur 39 et le générateur électrique 35 formant l'alternateur. On a prévu, par exemple, un serpentin qui fait partie du circuit de circulation d'huile 11 et qui, par conséquent, se trouve inséré dans la branche 19 incluant l'AGB. Ce conduit formant ledit serpentin est thermiquement couplé au générateur pour son refroidissement. Les calories résultant de la mise en oeuvre de l'alternateur lors d'un dégivrage, sont évacuées par la circulation de l'huile dans le serpentin. De plus, le serpentin comporte des buses d'éjection 51 orientées vers les paliers 44 supportant l'arbre 43 du rotor 41 du générateur électrique. En partie basse, le carter 37 contenant le générateur électrique et l'échangeur de chaleur comporte une sortie de vidange 55 de l'huile de lubrification et cette sortie de vidange débouche dans le boîtier d'engrenages. Le transfert de l'huile ayant servi à la lubrification des paliers 44 du rotor du générateur électrique, vers le boîtier de l'AGB, se fait donc automatiquement sous l'effet de la gravité. Par ailleurs, le serpentin constituant l'échangeur thermique 39 et qui fait partie de la branche 19 débouche dans le boîtier de l'AGB et l'huile qui circule est utilisée, normalement, pour la lubrification et le refroidissement de l'ensemble des éléments tournants confinés dans le boîtier de l'AGB. On note, que ce montage permet l'économie d'un élément filtrant et d'une pompe de récupération, notamment, grâce au montage en série de l'échangeur 39 et de l'AGB et grâce aussi à la récupération de l'huile ayant servi à la lubrification des paliers 44 du générateur, qui se déverse dans le boîtier de l'AGB. La figure 3 illustre une variante pour le cas où le débit nécessaire au refroidissement et à la lubrification du générateur électrique 35 est notablement inférieur à celui-ci que nécessite l'AGB. Il est possible de prévoir une dérivation partielle 60 de l'huile, dans la branche de l'AGB, entre un point en amont de l'échangeur de chaleur 39 et l'entrée d'huile de l'AGB. En outre, on a pu vérifier que les pertes de charge résultant de l'insertion de l'échangeur dans la branche de l'AGB sont suffisamment faibles pour maintenir une pression suffisante à la pulvérisation de l'huile, en entrée de l'AGB. REVENDICATIONS1. Turboréacteur comprenant un circuit de circulation d'huile (11) comportant plusieurs branches agencées en parallèle pour lubrifier et refroidir des sous-ensembles respectifs comprenant des éléments tournants, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un générateur électrique rotatif (35) spécifique, pour l'alimentation d'un circuit de dégivrage, entraîné mécaniquement, dans lequel ledit générateur est refroidi par un échangeur de chaleur (39) alimenté par l'huile et comporte un rotor (41) dont les paliers (44) sont lubrifiés par prélèvement d'huile sur ledit échangeur et en ce que ledit échangeur (39) est branché en série dans l'une des branches précitées dudit circuit de circulation d'huile. 2. Turboréacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit échangeur (39) est connecté en amont de l'un des sous-ensembles (29) précités, dans la branche (19) correspondante. 3. Turboréacteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit générateur (35) et ledit échangeur (39) sont enfermés dans un carter (37) fixé à un boîtier d'engrenages pour la commande d'accessoires (29), connu en soi et en ce que des moyens d'entraînement dudit rotor s'étendent entre ledit boîtier d'engrenages et ledit carter. 4. Turboréacteur selon l'ensemble des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit sous-ensemble dans la branche correspondante est ledit boîtier d'engrenages pour la commande d'accessoires (29). 5. Turboréacteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit échangeur (39) comporte des buses d'éjection d'huile (51), orientées vers les paliers (44) précités. 6. Turboréacteur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit carter (37) comporte une sortie de vidange (55) de l'huile de lubrification, connectée audit boîtier d'engrenages (29). 7. Turboréacteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque branche précitée comporte, en aval du sous-ensemble concerné, un élément filtrant (21) et une pompe de récupération (23) connectée à un réservoir d'huile (13). 8. Turboréacteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que 35 ledit circuit de circulation d'huile (11) comporte une pompe (15) reliéeaudit réservoir d'huile et alimentant toutes les branches en parallèle précitées.