Brevet FR2981405A1 — publié le 20130419

SYSTEME DE LUBRIFICATION SOUS PRESSION POUR GROUPE AUXILIAIRE DE PUISSANCE Contexte de l'invention La présente description concerne un système de lubrification associé à un groupe auxiliaire de puissance (APU). Le système de lubrification fournit du fluide qui refroidit et lubrifie les différents composants du APU. Certains APU d'avion comprennent un générateur entraîné par une turbomachine. Le générateur est typiquement monté sur une boîte de vitesses entraînée par la turbomachine. Comme on le sait, le APU alimente les différents systèmes d'un avion, tels que les systèmes de refroidissement et électriques, en particulier lorsque l'avion est au sol. Un système de lubrification fait circuler un fluide, tel que de l'huile, le long d'une trajectoire d'écoulement en passant par au moins la boîte de vitesses et le générateur du APU. Le fluide supprime l'énergie thermique et lubrifie ces composants. Dans la plupart des systèmes actuels, le fluide est ensuite collecté, refroidi, filtré et réintroduit dans la trajectoire d'écoulement. Ces systèmes actuels nécessitent donc un carter d'huile, une pompe à huile et un filtre à huile. Ces composants ajoutent chacun du poids et de la complexité au 20 système de I'APU. Résumé D'après un premier aspect, la présente invention propose un système de lubrification comprenant : une trajectoire d'écoulement qui transporte du fluide 25 d'une alimentation en fluide, en passant par au moins une partie d'un groupe auxiliaire de puissance jusqu'à une sortie séparée de l'alimentation en fluide, dans lequel l'alimentation en fluide est mise sous pression pour déplacer le fluide le long de la trajectoire d'écoulement. De préférence, le système de lubrification comprend une valve agencée 30 dans la trajectoire d'écoulement et configurée pour permettre sélectivement l'écoulement du fluide le long de la trajectoire d'écoulement en réponse à une commande, et un organe de commande configuré pour actionner la valve afin de commander l'écoulement du fluide à partir de l'alimentation en fluide le long de la trajectoire d'écoulement, 35 L'alimentation en fluide peut être agencée de sorte que l'air de prélèvement provenant d'une turbomachine met l'alimentation en fluide sous pression, la sortie peut délivrer du fluide à une chambre de combustion d'une turbomachine, et la trajectoire d'écoulement peut être agencée afin de faire recirculer le fluide dans la trajectoire d'écoulement jusqu'à l'alimentation en fluide. D'après un deuxième aspect, la présente invention propose un groupe auxiliaire de puissance comprenant : une boîte de vitesses qui couple à rotation une turbomachine à un générateur ; et le système de lubrification du premier aspect, dans lequel la trajectoire d'écoulement transporte le fluide de l'alimentation en fluide en passant par au moins l'un parmi la boîte de vitesses et le générateur jusqu'à la sortie où le fluide sort de la trajectoire d'écoulement. L'alimentation en fluide peut être mise sous pression en utilisant l'air de prélèvement provenant de la turbomachine afin de déplacer le fluide le long de la trajectoire d'écoulement, et/ou l'air de prélèvement provenant de la turbomachine peut mettre l'alimentation en fluide sous pression. La trajectoire d'écoulement peut être agencée pour transporter 15 exclusivement du fluide non recirculé, et/ou la trajectoire d'écoulement peut être agencée de sorte qu'aucune partie du fluide transporté par la trajectoire d'écoulement ne soit du fluide recirculé. D'après un troisième aspect, la présente invention propose un procédé pour lubrifier un groupe auxiliaire de puissance comprenant les étapes 20 consistant à : mettre sous pression une alimentation en fluide afin de déplacer le fluide le long d'une trajectoire d'écoulement qui s'étend à travers au moins une partie du groupe auxiliaire de puissance ; et mettre l'alimentation en fluide sous pression afin de déplacer le fluide à travers une sortie de la trajectoire d'écoulement. 25 Le procédé peut comprendre une étape consistant à réguler sélectivement l'écoulement du fluide le long de la trajectoire d'écoulement à l'aide d'une valve, et/ou mettre l'alimentation en fluide sous pression en utilisant l'air de prélèvement provenant d'une turbomachine du groupe auxiliaire de puissance. 30 Description des figures Les différentes caractéristiques et avantages des exemples décrits ressortiront plus clairement pour l'homme du métier d'après la description détaillée. La figure qui accompagne la description détaillée peut être brièvement 35 décrite de la manière suivante : la figure 1 représente une vue très schématique d'un exemple de système de lubrification pour un groupe auxiliaire de puissance. 2 9 8 1405 3 Description détaillée En référence à la figure 1, un groupe auxiliaire de puissance exemplaire (APU) 10 comprend une turbomachine 12 couplée à rotation à un 5 générateur 14 par le biais d'une boîte de vitesses 16. Un système de lubrification 18 lubrifie et refroidit le APU 10. Dans l'exemple de système de lubrification 18, le fluide provenant d'une source de fluide sous pression 22 circule le long d'une trajectoire d'écoulement 24 à travers au moins la boîte de vitesses 16 et le générateur 14 du APU 10. Le 10 fluide est une huile, par exemple telle que mill-prf-7808 ou mill-prf-23699. Le fluide lubrifie les parties du APU 10, en particulier les paliers du générateur 14 et de la boîte de vitesses 16. Le fluide transporte également l'énergie thermique pour refroidir le générateur 14 et la boîte de vitesses 16. Il faut comprendre que le système de fluide est un exemple et que l'on peut utiliser d'autres configurations de circulation. Dans cet exemple, l'actionnement d'une valve 28 à l'intérieur de la trajectoire d'écoulement 24 régule l'écoulement de fluide le long de la trajectoire d'écoulement 24. La valve 28 passe d'une position fermée à une position ouverte pour permettre de déplacer davantage de fluide le long de la trajectoire 20 d'écoulement 24. La valve 28 passe de la position ouverte à la position fermée pour permettre le passage de moins de fluide le long de la trajectoire d'écoulement 24. La valve 28 est mobile dans d'autres positions entre la position ouverte et la position fermée. Dans cet exemple, un organe de commande 30 commande les 25 actionnements de la valve 28 pour sélectivement déplacer le fluide le long de la trajectoire d'écoulement 24. L'organe de commande 30 permet de déplacer plus ou moins de fluide le long de la trajectoire d'écoulement 24 en réponse à une vitesse de rotation du APU 10, d'un niveau d'énergie thermique du APU 10, etc. En particulier, si l'on fournit trop de fluide au générateur 14 ou si le fluide 30 est fourni trop tôt pendant le démarrage, alors le générateur 14 peut se gripper de manière indésirable et ralentir le APU 10. L'organe de commande 30, selon l'exemple, manipule la position de la valve 28 pour garantir qu'un tel surplus de fluide n'est pas fourni. La mise sous pression de la source de fluide sous pression 22 force le 35 fluide à se déplacer le long de la trajectoire d'écoulement 24 lorsque la valve 28 est dans la position ouverte. Dans cet exemple, la source de fluide sous pression 22 ou vessie, est mise sous pression avec l'air de prélèvement provenant de la turbomachine 12. D'autres exemples mettent la source de fluide sous pression 22 sous pression en utilisant d'autres techniques. L'air de prélèvement, dans cet exemple, se déplace le long d'une trajectoire 34 vers la source de fluide sous pression 22. Les turbomachines 12 5 utilisent typiquement l'air de prélèvement pour refroidir les différents composants de turbomachine, comme cela est connu. Après que le fluide se soit déplacé le long de la trajectoire d'écoulement 24 pour supprimer l'énergie thermique et lubrifier, le fluide sort de la trajectoire d'écoulement 24 par une sortie 36. Dans cet exemple, le fluide passe de la 10 sortie 36 dans une chambre de combustion 32 de la turbomachine 12. La chambre de combustion 32 brûle ensuite le fluide. Les sous-produits de combustion sont expulsés par un échappement de la turbomachine 12. D'autres exemples se débarrassent du fluide qui s'est déplacé le long de la trajectoire d'écoulement 24, d'autres manières. 15 La trajectoire d'écoulement 24, dans cet exemple, s'étend ainsi de la source de fluide sous pression 22 jusqu'à la chambre de combustion 32 de la turbomachine 12. En particulier, on ne ramène aucun fluide par recirculation vers la source de fluide sous pression 22. Le fluide se déplaçant le long de la trajectoire d'écoulement 24 est donc exclusivement du fluide non recirculé. 20 Il faut noter que l'organe de commande 30 est utilisé pour mettre en oeuvre différentes fonctionnalités décrites dans cette description. En termes d'architecture de matériel, l'organe de commande 30 peut comprendre un processeur 38, une mémoire 40, une ou plusieurs interfaces 42 de dispositif d'entrée et/ou sortie (I/O) qui sont communément couplées via une interface 25 locale. L'interface locale peut comprendre, par exemple, un ou plusieurs bus et/ou d'autres connexions filaires ou sans fil. L'interface locale peut avoir des éléments supplémentaires, qui sont omis par souci de simplicité, tels que des organes de commande, des tampons (caches), des lecteurs, des répétiteurs et des récepteurs pour permettre les communications. En outre, l'interface locale 30 peut comprendre des connexions d'adresse, de contrôle et/ou de données pour permettre les communications appropriées parmi les composants mentionnés précédemment. Le processeur 38 peut être un dispositif de matériel pour exécuter un logiciel, en particulier un logiciel mémorisé dans la mémoire 40. Le processeur 35 38 peut être un processeur personnalisé ou distribué dans le commerce, une unité de traitement centrale (CPU), un processeur auxiliaire parmi différents processeurs associés à l'organe de commande, un processeur à base de semi- conducteur (se présentant sous la forme d'une micropuce ou d'un jeu de puces) ou généralement un dispositif quelconque destiné à exécuter des instructions de logiciel. La mémoire 40 peut comprendre l'un quelconque ou une combinaison 5 d'éléments de mémoire volatile (par exemple, une mémoire vive (RAM, telle que DRAM, SRAM, SDRAM, VRAM, etc.)) et/ou des éléments de mémoire non volatile (par exemple ROM, lecteur de disque dur, bande, CD-ROM, etc.). De plus, la mémoire 40 peut comprendre un support électronique, magnétique, optique et/ou d'autres types de support de stockage. Il faut noter que la 10 mémoire 40 peut également avoir une architecture distribuée dans laquelle différents composants sont situés à distance les uns des autres, mais auxquels le processeur peut avoir accès. Le logiciel dans la mémoire 40 peut comprendre un ou plusieurs programmes séparés, dont chacun comprend un listing ordonné des 15 instructions exécutables pour mettre en oeuvre des fonctions logiques. Un composant de système mis en oeuvre sous la forme d'un logiciel peut également être interprété comme étant un programme source, un programme exécutable (code objet), un script, ou toute autre entité comprenant un ensemble d'instructions à exécuter. Lorsqu'il est construit sous la forme d'un 20 programme source, le programme est traduit via un compilateur, un assembleur, un interpréteur ou similaire, qui peut ou peut ne pas être inclus dans la mémoire. Lorsque l'organe de commande 30 est en fonctionnement, le processeur 38 peut être configuré pour exécuter le logiciel stocké dans la mémoire 40, afin 25 de communiquer des données vers ou depuis la mémoire 40, et pour commander généralement les opérations de l'organe de commande 30 conformément au logiciel. Le logiciel dans la mémoire 40, en tout ou partie, est lu par le processeur 38, peut être mis en mémoire tampon dans le processeur 38, et ensuite exécuté. 30 Les caractéristiques des exemples décrits comprennent la lubrification d'un APU 10 sans utiliser de carter séparé, de pompe ni de filtre. La description précédente est exemplaire plutôt que limitative en nature. Les variantes et les modifications des exemples décrits peuvent ressortir plus clairement pour l'homme du métier sans pour autant s'éloigner de la portée de 35 l'invention. Ainsi, la portée de protection légale donnée à la présente invention peut uniquement être déterminée par l'étude des revendications suivantes.