Brevet FR3016408A1 — publié le 20150717

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un ensemble d'entrainement d'accessoires pour turbomachine d'aéronef, et une turbomachine associée. ETAT DE LA TECHNIQUE Les turbomachines comprennent généralement un ou plusieurs corps rotatifs. Chaque corps rotatif comprend un compresseur, une turbine et un arbre moteur reliant la turbine au compresseur pour entrainer le compresseur en rotation. Dans les turboréacteurs comprenant plusieurs corps, les arbres de compresseur des différents corps s'étendent les uns autour des autres, de manière concentrique. Une partie de la puissance générée par le turboréacteur est utilisée pour entrainer différents accessoires (ou machines auxiliaires), nécessaires au fonctionnement du turboréacteur ou de l'aéronef, tels que par exemple un générateur électrique, une pompe de lubrification ou une pompe à carburant. A cet effet, le turboréacteur comprend généralement une boîte d'engrenage d'entrée (Inlet Gear Box), un arbre d'entrainement radial (Radial Drive Shaft) s'étendant à l'intérieur d'un bras radial du carter inter-compresseur, une boîte d'engrenage de transfert (Transfer Gear Box) et une boîte d'engrenage d'accessoire (Accessory Gear Box) supportant les différents accessoires. Lorsque l'arbre moteur est entrainé en rotation, il entraine mécaniquement les différents accessoires par l'intermédiaire de la boîte d'engrenage d'entrée (IGB), du bras d'entrainement radial, de la boîte d'engrenage de transfert (TGB) et de la boîte d'engrenage d'accessoire (AGB). La boîte d'engrenage d'entrée et la boîte d'engrenage de transfert assurent un renvoi d'angle. La boîte d'engrenage d'accessoire transmet le mouvement de rotation aux différents accessoires. L'ensemble formé par la boîte d'engrenage d'accessoire et les accessoires est généralement logé dans le carter de la turbomachine, à proximité de la soufflante dans une zone appelée « zone fan ». Pour réduire l'encombrement de cet ensemble, il pourrait également être envisagé de loger le groupe auxiliaire entre le corps haute pression et la structure fixe interne (Inner Fixed Structure) de la turbomachine. Toutefois, cela nécessiterait d'adapter la boîte d'engrenage d'accessoire à l'espace disponible dans cette zone et de réduire le volume occupé par la boîte et les accessoires. RESUME DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer une configuration permettant 10 d'adapter l'encombrement de la boîte d'engrenage d'accessoires et/ou des accessoires à l'espace disponible dans la zone entre le corps haute pression et la structure fixe interne. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un ensemble d'entrainement d'accessoires pour turbomachine d'aéronef 15 comprenant : - un arbre d'entrainement radial (RDS), - une boîte d'engrenage d'entrée (IGB) comprenant un pignon d'entrée propre à être fixé sur un arbre de transmission reliant une turbine à un compresseur de la turbomachine, et un pignon de sortie solidaire de 20 l'arbre d'entrainement radial, - un accessoire comprenant un stator propre à être fixé à un carter de la turbomachine, et un rotor monté rotatif par rapport au stator, - une boîte d'engrenage de transfert (TGB) comprenant un pignon d'entrée solidaire en rotation de l'arbre d'entrainement radial, et un pignon 25 de sortie solidaire en rotation du rotor de l'accessoire, le pignon d'entrée engrenant avec le pignon de sortie de sorte que lorsque l'arbre de transmission est entrainé en rotation, l'arbre de transmission entraine en rotation le rotor de l'accessoire via la boîte d'engrenage d'entrée, l'arbre d'entrainement radial et la boîte d'engrenage de transfert. 30 Dans l'ensemble d'entrainement proposé, l'accessoire est raccordé en sortie de la boîte d'engrenage de transfert. L'accessoire n'est donc pas raccordé à une boîte d'engrenage d'accessoire. L'ensemble d'entrainement peut ainsi être conçu de sorte que le rotor de l'accessoire a un axe de rotation qui s'étend sensiblement parallèlement au carter moteur de la turbomachine, selon une direction sensiblement longitudinale de la turbomachine. De plus, l'ensemble d'entrainement d'accessoires peut comprendre plusieurs arbres d'entrainement radiaux et plusieurs accessoires répartis autour du carter moteur de la turbomachine, chaque accessoire étant entrainé via un arbre d'entrainement radial respectif. L'ensemble d'entrainement peut présenter les caractéristiques 10 suivantes : - le pignon d'entrée et le pignon de sortie de la boîte d'engrenage de transfert forment un renvoi d'angle, - la boîte de transfert est adaptée pour être logée dans un carter inter-compresseur de la turbomachine, 15 - l'accessoire est une pompe à carburant, un générateur électrique, une pompe de lubrification, une pompe hydraulique, un démarreur, une transmission à vitesse constante (CSD), un compte-tours, ou tout autre accessoire nécessaire au fonctionnement de la turbomachine ou de l'aéronef, 20 - la boîte d'engrenage d'entrée comprend plusieurs pignons de sortie engrenant avec le pignon d'entrée, et l'ensemble d'entrainement d'accessoires comprend plusieurs arbres d'entrainement radiaux et plusieurs équipements, chaque arbre d'entrainement radial reliant un pignon de sortie de la boîte d'engrenage d'entrée avec un équipement respectif à 25 entrainer, l'un des équipements étant l'accessoire, - l'un des équipements est une boîte d'engrenage d'accessoire (AGB) supportant un ou plusieurs accessoire(s), - les équipements sont disposés autour du carter moteur de la turbomachine, 30 - l'ensemble comprend un accessoire additionnel, l'accessoire additionnel comprenant un stator fixé au carter de la turbomachine ou au stator de l'accessoire, et un rotor monté rotatif par rapport au stator, le rotor de l'accessoire additionnel étant relié au rotor de l'accessoire, de sorte que le rotor de l'accessoire additionnel est entrainé en rotation via le rotor de l'accessoire, - l'accessoire et/ou les équipements est (sont) disposé(s) dans une première zone située entre un flux d'air primaire et un flux d'air secondaire 5 de la turbomachine, - l'ensemble d'entrainement d'accessoires comprend également un accessoire ou un équipement disposé dans une deuxième zone située en amont de la première zone selon un sens de circulation des flux d'air. L'invention concerne également une turbomachine pour aéronef 10 comprenant : - une turbine, - un compresseur, - un arbre moteur reliant la turbine au compresseur pour que la turbine entraine le compresseur, 15 - un ensemble d'entrainement d'accessoires tel que défini précédemment. La turbomachine peut comprendre un carter moteur dans lequel sont logés la turbine, le compresseur et l'arbre de compresseur, la ou les accessoire(s) s'étendant autour du carter moteur. 20 PRESENTATION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative, et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles : 25 - la figure 1 représente de manière schématique en coupe longitudinale un exemple de turbomachine incluant un ensemble d'entrainement d'accessoires conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, - les figures 2 à 4 représentent de manière schématique, en 30 perspective, en vue de côté et en vue de face, un ensemble d'entrainement d'accessoires conforme au premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 représente de manière schématique en coupe longitudinale un exemple de turbomachine incluant un ensemble d'entrainement d'accessoires conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, - la figure 6 présente de manière schématique, en perspective, un ensemble d'entrainement d'accessoires conforme au deuxième mode de 5 réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Sur la figure 1, la turbomachine 1 représentée est une turbomachine double corps. La turbomachine 1 comprend un carter moteur 10 2, une soufflante 3, un corps basse pression 4, un corps haute pression 5 et une chambre de combustion 6. Le corps basse pression 4 comprend un compresseur basse pression 7, une turbine basse pression 8 et un arbre de transmission basse pression 9 reliant le compresseur basse pression 7 à la turbine basse 15 pression 8. L'arbre de transmission basse pression 9 s'étend selon un axe longitudinal X du turboréacteur 1. La turbine basse pression 8 est apte à entrainer en rotation le compresseur basse pression 9 via l'arbre de transmission basse pression 9. L'ensemble du corps basse pression 4 est ainsi entrainé en rotation par rapport au carter moteur 2 autour de l'axe X. 20 Le corps haute pression 5 comprend un compresseur haute pression 10, une turbine haute pression 11 et un arbre de transmission haute pression 12 reliant le compresseur haute pression 10 à la turbine haute pression 11. L'arbre de transmission haute pression 12 s'étend autour de l'arbre de transmission basse pression 9 de manière concentrique à 25 celui-ci (c'est-à-dire centré sur l'axe X). La turbine haute pression 11 est apte à entrainer en rotation le compresseur haute pression 12 via l'arbre de transmission haute pression 12. L'ensemble du corps haute pression 5 est ainsi entrainé en rotation par rapport au carter 2 autour de l'axe X. La turbomachine comprend également un carter inter-compresseur 30 16 s'étendant entre le compresseur basse pression 7 et le compresseur haute pression 10. En fonctionnement, les corps basse pression 4 et haute pression 5 sont entrainés en rotation par rapport au carter 2 indépendamment l'un de l'autre. Ainsi, l'arbre de transmission basse pression 9 et l'arbre de transmission 12 sont entrainés en rotation indépendamment l'un de l'autre autour de l'axe longitudinal X du turboréacteur 1. Lorsque le turboréacteur 1 est en marche, de l'air 13 est aspiré par 5 la soufflante 3 et est divisé en un flux d'air primaire 14 et un flux d'air secondaire 15, qui circulent d'amont en aval du turboréacteur 1. Le flux d'air primaire 14 s'écoule à travers le turboréacteur 1 d'amont en aval en passant successivement à travers le compresseur basse pression 7, le compresseur haute pression 10, la chambre de 10 combustion 6 où il est mélangé avec du carburant pour être brûlé, la turbine haute pression 11 et la turbine basse pression 8. Le passage du flux d'air primaire 14 à travers la turbine haute pression 11 et la turbine basse pression 8 provoque une rotation des turbines 11 et 8 qui entrainent à leur tour en rotation le compresseur haute pression 10 et le compresseur basse 15 pression 7, ainsi que la soufflante 3, via l'arbre de transmission 9 et l'arbre de transmission 12. Par ailleurs, comme illustré sur les figures 1 à 4, la turbomachine 1 comprend également un ensemble d'entrainement d'accessoires comprenant une boîte d'engrenage d'entrée (IGB) 20, plusieurs arbres 20 d'entrainement radiaux (RDS) 31 à 33, plusieurs boîtes d'engrenage de transfert (TGB) 41 à 43 et plusieurs équipements auxiliaires 51 à 53. La boîte d'engrenage d'entrée 20 comprend un pignon conique d'entrée 22 et plusieurs pignons coniques de sortie 23. Le pignon conique d'entrée 22 est fixé à l'arbre de transmission haute pression 12. Chaque 25 pignon conique de sortie 23 est fixé à une extrémité d'un arbre d'entrainement radial 31 à 33 respectif. Le pignon conique d'entrée 22 engrène avec chaque pignon conique de sortie 23 en formant un renvoi d'angle. Chaque arbre d'entrainement radial 31 à 33 est logé à l'intérieur 30 d'un bras radial du carter inter-compresseur 16. Chaque arbre d'entrainement radial 31 à 33 est monté rotatif par rapport au carter inter-compresseur 16 autour d'un axe de rotation Y1 à Y3 respectif. Les axes de rotation Y1 à Y3 s'étendent sensiblement perpendiculairement à l'axe X. Grâce à la coopération des pignons coniques 22 et 23, une rotation du corps haute pression 5 autour de l'axe X provoque une rotation de chaque arbre d'entrainement radial 31 à 33 par rapport au carter inter-compresseur 16 autour de son axe de rotation Y1 à Y3. Chaque boîte à engrenage de transfert 41 à 43 comprend un pignon conique d'entrée 45 et un pignon conique de sortie 46. Les pignons coniques 45 et 46 peuvent être logés à l'intérieur du carter inter-compresseur. Le pignon conique de sortie 46 engrène avec le pignon conique d'entrée 45 en formant un renvoi d'angle. Les boîtes à engrenage de transfert 41 à 43 transmettent le mouvement de rotation des arbres d'entrainement radiaux 31 à 33 respectivement aux équipements auxiliaires 51 à 53. Les équipements auxiliaires 51 et 52 sont par exemple desaccessoires, tandis que l'équipement auxiliaire 53 est une boîte 15 d'engrenage d'accessoire supportant d'autres accessoires. Les accessoires 51 et 52 peuvent comprendre par exemple une pompe à carburant, un générateur électrique, une pompe de lubrification, une pompe hydraulique, un démarreur, une transmission à vitesse constante (CSD) ou un compte-tours. 20 Chaque accessoire 51 et 52 comprend un stator fixé au carter inter- compresseur 16 et un rotor monté rotatif par rapport au stator. Dans chaque boîte à engrenage de transfert 41 et 42, le pignon conique d'entrée 45 est fixé à une extrémité de l'arbre d'entrainement radial 31, respectivement 32, par exemple par le biais de cannelures, et le pignon 25 conique de sortie 46 est fixé au rotor de l'accessoires 51, respectivement 52, par exemple par le biais de cannelures, de sorte qu'une rotation de l'arbre de transmission radial 31, 32, entraine une rotation du rotor de l'accessoires 51, 52 par rapport au stator. Dans la boîte d'engrenage de transfert 43, le pignon conique 30 d'entrée 45 est fixé à une extrémité de l'arbre d'entrainement radial 33, et le pignon conique de sortie 46 est fixé à un arbre d'entrée de la boîte d'engrenage d'accessoire 53. La boîte d'engrenage d'accessoire 53 comprend un boîtier sur lequel peuvent être fixés des accessoires et un train d'engrenage logé à l'intérieur du boîtier, le train d'engrenage transmettant le mouvement de l'arbre d'entrée de la boîte d'engrenage d'accessoire 53 aux différents accessoires supportées par la boîte d'engrenage d'accessoire 53. Les équipements 51 à 53 sont répartis autour du carter moteur 2 en périphérie de celui-ci, en étant espacés angulairement les uns des autres. De plus, le rotor de chaque accessoire 51 et 52 a son axe de rotation Z1 et Z2 qui s'étend sensiblement parallèlement à une surface externe du carter moteur 2, selon une direction sensiblement longitudinale 10 de la turbomachine. De même, l'arbre d'entrée de la boîte d'engrenage d'accessoire 53 a son axe de rotation Z3 qui s'étend sensiblement parallèlement à une surface externe du carter moteur 2, selon une direction sensiblement longitudinale de la turbomachine. 15 Cette disposition permet d'adapter l'encombrement de l'ensemble d'entrainement à l'espace disponible dans la zone située entre le corps haute pression et la structure fixe interne. Cette disposition permet également de répartir les masses des accessoires autour de l'axe X de la turbomachine, et de diminuer 20 l'encombrement de la boîte d'engrenage d'accessoire 53, ce qui n'est pas possible lorsque tous les accessoires sont raccordés à une boîte d'engrenage d'accessoire. En outre, il peut être prévu que les équipements auxiliaires 51 à 53 entrainés par les arbres radiaux soient des générateurs électriques 25 alimentant d'autres équipements, tels que des groupes hydrauliques ou des pompes, ces autres équipements pouvant être situés dans d'autres zones de la turbomachine, à distance des générateurs. Comme illustré sur la figure 3, l'ensemble d'entrainement d'accessoires peut également comprendre un accessoire additionnel 54. 30 L'accessoire additionnel 54 comprend un stator, fixé au carter inter-compresseur ou au stator de l'accessoire 51, et un rotor monté rotatif par rapport au stator. Le rotor de l'accessoire additionnel 54 est relié au rotor de l'accessoire 51, de sorte que le rotor de l'accessoire additionnel 54 soit entrainé en rotation via le rotor de l'accessoire 51 et ce avec ou sans rapport de réduction/multiplication. Le rotor de l'accessoire additionnel 54 est entrainé en rotation autour de l'axe de rotation Z1 ou parallèlement à celui-ci. L'accessoire 51 et l'accessoire additionnel 54 sont donc entrainés en rotation selon un axe de rotation commun ou selon des axes de rotation parallèles. Sur la figure 5, la turbomachine 1 représentée est identique à la turbomachine de la figure 1, excepté qu'elle comprend un ensemble d'entrainement d'accessoires conforme à un deuxième mode de réalisation 10 de l'invention. Comme illustré sur les figures 5 et 6, l'ensemble d'entrainement d'accessoires comprend une boîte d'engrenage d'entrée (IGB) 20, plusieurs arbres d'entrainement radiaux (RDS) 31 à 33, plusieurs boîtes d'engrenage de transfert (TGB) 41 à 43 et plusieurs équipements auxiliaires 51 à 53, 55 15 et 56. La boîte d'engrenage d'entrée 20 et les arbres d'entrainement radiaux 31 à 33 sont identiques à ceux du premier mode de réalisation. En revanche, dans ce deuxième mode de réalisation, chaque boîte à engrenage de transfert 41 et 42 comprend un pignon conique d'entrée 45 20 et deux pignons coniques de sortie 46 et 47. Les pignons coniques 45 à 47 peuvent être logés à l'intérieur du carter inter-compresseur 16. Chaque pignon conique de sortie 46 et 47 engrène avec le pignon conique d'entrée 45 en formant un renvoi d'angle. En variante, la boîte à engrenage de transfert 41 ou 42 peut 25 comprendre un unique pignon de sortie 46 fixé à la fois au rotor de l'accessoire 51 et au rotor de l'accessoire 55. Les boîtes à engrenage de transfert 41 à 43 transmettent le mouvement de rotation des arbres d'entrainement radiaux 31 à 33 respectivement aux équipements auxiliaires 51 à 53, 55 et 56. 30 Les équipements auxiliaires 51 et 52 sont par exemple des accessoires, tandis que l'équipement auxiliaire 53 est une boîte d'engrenage d'accessoire. Chaque accessoire 51, 52, 55 et 56 comprend un stator fixé au carter moteur 2 ou au carter inter-compresseur 16 et un rotor monté rotatif par rapport au stator. Dans chaque boîte à engrenage de transfert 41 et 42, le pignon 5 conique d'entrée 45 est fixé à une extrémité de l'arbre d'entrainement radial 31, respectivement 32. Chaque pignon conique de sortie 46 est fixé au rotor de l'accessoires 51, respectivement 52, de sorte qu'une rotation de l'arbre de transmission radial 31, 32, entraine une rotation du rotor de l'accessoire 51, 52 par rapport au stator. De même, chaque pignon conique de sortie 47 10 est fixé au rotor de l'accessoires 55, respectivement 56, de sorte qu'une rotation de l'arbre de transmission radial 31, 32, entraine une rotation du rotor de l'accessoire 55, 56 par rapport au stator. De cette manière, chaque boîte d'engrenage de transfert 41 et 42 entraine deux accessoires 51 et 55 (respectivement 52 et 56), les 15 accessoires étant disposés de part et d'autre de l'axe Y1 de l'arbre d'entrainement radial 31 (respectivement de l'axe Y2 de l'arbre d'entrainement radial 32). Dans cette configuration, l'accessoire 51 (respectivement 52) se trouve dans une zone de la turbomachine appelée « zone core » (c'est-à- 20 dire la zone située entre le flux d'air primaire 14 et le flux d'air secondaire 15), tandis que l'accessoire 55 (respectivement 56) se trouve dans une zone de la turbomachine appelée « zone fan » (zone située en aval de la zone core dans le sens de circulation de l'air 13, avant la division de l'air 13 entre le flux d'air primaire 14 et le flux d'air secondaire 15). 25 Le rotor de chaque accessoire 55 (respectivement 56) a son axe de rotation confondu avec l'axe de rotation Z1 de l'accessoire 51 (respectivement l'axe de rotation Z2 de l'accessoire 52) raccordé à la même boîte d'engrenage de transfert 41 (respectivement 42). REVENDICATIONS1. Ensemble d'entrainement d'accessoires pour turbomachine d'aéronef comprenant : - un arbre d'entrainement radial (31), - une boîte d'engrenage d'entrée (20) comprenant un pignon d'entrée (22) propre à être fixé sur un arbre de transmission (12) reliant une turbine (11) à un compresseur (10) de la turbomachine, et un pignon de sortie (23) solidaire de l'arbre d'entrainement radial (31), - un accessoire (51) comprenant un stator propre à être fixé à un carter (2) de la turbomachine, et un rotor monté rotatif par rapport au stator, - une boîte d'engrenage de transfert (41) comprenant un pignon d'entrée (45) solidaire en rotation de l'arbre d'entrainement radial (41), et un pignon de sortie (46) solidaire en rotation du rotor de l'accessoire (51), le 15 pignon d'entrée (45) engrenant avec le pignon de sortie (46) de sorte que lorsque l'arbre de transmission (12) est entrainé en rotation, l'arbre de transmission entraine en rotation le rotor de l'accessoire (51) via la boîte d'engrenage d'entrée (20), l'arbre d'entrainement radial (31) et la boîte d'engrenage de transfert (41). 20 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le pignon d'entrée (45) et le pignon de sortie (46) de la boîte d'engrenage de transfert (41) forment un renvoi d'angle. 25 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la boîte de transfert (41) est adaptée pour être logée dans un carter inter-compresseur (2) de la turbomachine. 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel 30 l'accessoire (51) est une pompe à carburant, un générateur électrique, une pompe de lubrification, une pompe hydraulique, un démarreur, une transmission à vitesse constante ou un compte-tours, ou tout autreaccessoire nécessaire au fonctionnement de la turbomachine ou de l'aéronef. 5. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la 5 boîte d'engrenage d'entrée (20) comprend plusieurs pignons de sortie (23) engrenant avec le pignon d'entrée (22), et comprenant plusieurs arbres d'entrainement radiaux (31-33) et plusieurs équipements (51-53), chaque arbre d'entrainement radial (31-33) reliant un pignon de sortie (23) de la boîte d'engrenage d'entrée avec un équipement respectif à entrainer (5110 53), l'un des équipements (51-53) étant l'accessoire (51). 6. Ensemble selon la revendication 5, dans lequel l'un des équipements (53) est une boîte d'engrenage d'accessoire supportant un ou plusieurs accessoires. 15 7. Ensemble selon l'une des revendications 5 et 6, dans lequel les équipements (51-53) sont disposés autour du carter (2) de la turbomachine. 8. Ensemble selon l'une des revendications qui précèdent, 20 comprenant un accessoire additionnel (54), l'accessoire additionnel (54) comprenant un stator fixé au carter (2) de la turbomachine ou au stator de l'accessoire (51), et un rotor monté rotatif par rapport au stator, le rotor de l'accessoire additionnel (54) étant relié au rotor de l'accessoire (51), de sorte que le rotor de l'accessoire additionnel (54) est entrainé en rotation via 25 le rotor de l'accessoire (51). 9. Ensemble selon l'une des revendications qui précèdent, dans laquelle l'accessoire (51) et/ou les équipements (51-53) est (sont) disposé(s) dans une première zone située entre un flux d'air primaire (14) et 30 un flux d'air secondaire (15) de la turbomachine. 10. Ensemble selon la revendication 9, comprenant également un accessoire ou un équipement (55, 56) disposé dans une deuxième zonesituée en amont de la première zone selon un sens de circulation des flux d'air (14, 15). 11. Turbomachine (1) pour aéronef comprenant : - une turbine (11), - un compresseur (10), - un arbre moteur (12) reliant la turbine (11) au compresseur (10) pour que la turbines (11) entraine le compresseur (10), - un ensemble d'entrainement d'accessoires selon l'une des 10 revendications 1 à 10. 12. Turbomachine selon la revendication 11, comprenant un carter moteur (2) dans lequel sont logés la turbine (11), le compresseur (10) et l'arbre de transmission (12), la ou les accessoire(s) ou équipement(s) (5115 53) s'étendant autour du carter moteur (2).