Brevet FR3084407A1 — publié le 20200131

GOUTTIERE DE CANALISATION D'HUILE DE LUBRIFICATION D'UNE TURBOMACHINE D'AERONEF Domaine technique : La présente invention se rapporte au domaine des turbomachines d'aéronef, en particulier aux turbomachines à double flux comprenant un réducteur dit planétaire. Elle vise plus particulièrement les dispositifs de canalisation de l'huile nécessaire à la lubrification du réducteur. Etat de l'art : Le réducteur planétaire d'une turbomachine double flux comporte par exemple une couronne externe tournante et un porte satellite fixé au stator. Il est nécessaire d'envoyer un débit d'huile important, de plusieurs milliers de litres par heure, pour lubrifier le réducteur et éviter une usure prématurée des nombreuses pièces tournant les unes par rapport aux autres. L'huile circulant dans le réducteur pour lubrifier les éléments roulants et les dentures est évacuée en périphérie par centrifugation. Elle doit être récupérée et canalisée le plus efficacement possible afin : d'être refroidie puis réinjectée dans le circuit d'alimentation du réducteur ; de minimiser les projections d'huile chaude sortant du réducteur et ainsi de limiter : o les échanges thermiques entre l'huile et le carter portant le réducteur, o la rétention d'huile dans l'enceinte du réducteur et donc la taille du réservoir ; de limiter la consommation d'huile via le circuit de dégazage de l'enceinte contenant le réducteur. L'invention a pour but de répondre à ces objectifs d'une manière simple et peu coûteuse. Présentation de l'invention: L'invention concerne une gouttière de canalisation d'huile de lubrification d'une turbomachine d'aéronef, en particulier pour un réducteur à train planétaire de cette 2 turbomachine, comportant deux parois annulaires latérales reliées à leur périphérie externe par une paroi annulaire de fond, caractérisée en ce que ladite paroi annulaire de fond comprend au moins une ouverture d'évacuation d'huile dans laquelle est situé un déflecteur configuré pour faciliter l'écoulement de l'huile radialement de l'intérieur 5 vers l'extérieur de la gouttière. Dans un réducteur planétaire, l'huile de lubrification sortant en périphérie est entraînée en rotation par la pièce du réducteur d'où elle est éjectée par centrifugation. Dans la gouttière circulaire qui la récupère, elle forme donc un film d'huile en rotation. Entraînée par ce mouvement de rotation, une partie du film d'huile peut passer devant 10 l'ouverture sans la traverser, ce qui peut entraîner une accumulation d'huile dans la gouttière. La présence du déflecteur oblige le film d'huile à traverser l'ouverture et donc améliore l'évacuation de l'huile ayant lubrifié le réducteur. Avantageusement, le déflecteur est une pièce rapportée dans la gouttière. Cela permet de simplifier la fabrication de l'ensemble. 15 De préférence, le déflecteur a une forme générale en L et comprend une première paroi s'étendant sensiblement dans la gouttière et une seconde paroi s'étendant depuis la première paroi jusque vers l'extérieur de la gouttière. Cette forme est simple à réaliser et permet de défléchir vers l'extérieur, au travers de l'ouverture, un film d'huile passant dans la gouttière au niveau du déflecteur. 20 Avantageusement, ladite seconde paroi traverse ladite ouverture. De cette manière, elle bloque complètement le passage dans le sens circonférentiel et oblige tout le film d'huile en rotation venant la heurter à traverser l'ouverture et sortir de la gouttière. Cela limite aussi les projections d'huile en aval de la gouttière à la sortie de l'ouverture et facilite la récupération d'huile dans l'enceinte contenant le réducteur. 25 De préférence, ladite seconde paroi délimite un premier passage d'huile avec un premier bord de ladite ouverture et un second passage d'huile avec un second bord opposé de ladite ouverture. Le premier passage servant à faire passer l'huile défléchie par la seconde paroi du déflecteur, le second passage permet de laisser passer de l'huile récupérée dans le bas 30 de la gouttière, en aval de l'ouverture suivant le sens de rotation du film d'huile. En effet, selon les régimes de fonctionnement du moteur, cette huile peut ne pas avoir 3 assez d'énergie pour faire le tour de la gouttière et une partie redescend directement. Elle peut alors être évacuée par ledit second passage. De préférence, ladite première paroi recouvre ledit premier bord de l'ouverture. Cela permet de confiner radialement le film d'huile en amont du déflecteur pour le 5 diriger vers la seconde paroi. Avantageusement, ledit déflecteur comprend des rebords latéraux s'étendant du côté desdites parois latérales de la gouttière, au moins le long de la seconde paroi. D'une part ces rebords latéraux rigidifient le déflecteur pour le faire résister aux vibrations du réducteur, d'autre part, ils confinent l'huile éjectée dans le plan de la 10 gouttière et améliorent ainsi sa récupération. Avantageusement, l'ouverture est située au point de la gouttière qui destiné à être son point bas lorsqu'elle est installée sur le réducteur, de façon à ce que cette ouverture soit orientée vers le bas en position normale d'utilisation d'une turbomachine équipée de cette gouttière. 15 De préférence, ledit déflecteur s'étend sur toute la dimension axiale de ladite paroi de fond. Avantageusement, la gouttière comprend des pattes radialement externes de fixation à un carter de moteur. L'invention concerne également une turbomachine d'aéronef, comportant un 20 réducteur à train planétaire comprenant un capot externe de récupération d'huile mobile en rotation et entouré par au moins une gouttière telle que décrite dans ce qui suit. Brève description des figures : La présente invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et 25 avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 représente une coupe très schématique d'un réducteur planétaire utilisant l'invention. La figure 2 représente une vue en perspective d'une gouttière selon l'invention. 4 La figure 3 représente une vue en perspective d'un détail de la gouttière selon l'invention installée sur le réducteur au niveau du point haut, noté B sur la figure 2, coupée suivant un plan axial. La figure 4 représente une vue en perspective d'un détail de la gouttière selon 5 l'invention installée sur le réducteur au niveau du point bas, noté A sur la figure 2. La figure 5 représente une vue en perspective, vue de dessous, d'un détail de la gouttière selon l'invention seule au niveau du point A sur la figure 2. La figure 6 représente une vue en perspective, vue de dessus, d'un détail de la gouttière selon l'invention seule au niveau du point A sur la figure 2. 10 Description d'un mode de réalisation de l'invention : La figure 1 représente très schématiquement un réducteur de turbomachine à train planétaire, avec un train d'engrenages épicycloïdal la-lb-1c, qui est monté dans une enceinte 2. La partie la plus interne la représente un arbre d'entrée planétaire sous la 15 forme d'un pignon moteur, qui est monté par une liaison par cannelures sur l'arbre de turbine, non représenté, et qui tourne à une vitesse déterminée wl . La partie 1b représente un porte-satellites supportant, par exemple, trois satellites qui s'engrènent autour de l'arbre d'entrée 1 a. Ici, le porte-satellites est fixé aux parties statiques de la turbomachine. La partie externe 1c représente une couronne externe qui s'engrène 20 dans les satellites. Les rapports de dimensions entre les différents éléments sont agencés, ici, pour que la couronne externe 1c tourne à une vitesse w2, réduite par rapport à celle de l'arbre d'entrée la, les satellites tournant par rapport au porte-satellites 1 b. Cette description succincte illustre le fait que, dans un tel dispositif, de nombreuses pièces sont en contact avec des mouvements relatifs et des efforts 25 importants, ce qui nécessite une forte quantité d'huile pour la lubrification et le refroidissement. Une arrivée d'huile, non représentée sur la figure, apporte de l'huile dans la région centrale la du réducteur pour le lubrifier. Cette huile traverse par entraînement centrifuge diverses parties actives du réducteur, telles que des engrenages, et elle est 30 entraînée radialement vers l'extérieur par centrifugation. 5 La couronne 1c porte un capot 3 tournant avec elle, conformé pour récupérer l'huile ayant lubrifié le réducteur, dont le parcours est représenté par des flèches, et la guider vers des orifices 4 de sortie. Ces orifices 4 sont avantageusement localisés dans une zone de rayon maximal du capot 3 pour favoriser l'évacuation de l'huile par 5 centrifugation. De plus, ils sont en général plusieurs et, de préférence, uniformément répartis en circonférence dans un plan P perpendiculaire à l'axe de rotation X. Une gouttière annulaire 5 autour de l'axe X selon l'invention entoure le réducteur dans le plan P, afin de récupérer l'huile éjectée du capot 3 de la couronne 1c par centrifugation. 10 Avantageusement, cette gouttière annulaire 5 est fixée à l'enceinte 2 contenant le réducteur. La figure 2 montre une vue d'ensemble d'une telle gouttière annulaire 5. On y voit ses pattes de fixation 6 à l'enceinte et, au point bas A, une ouverture 7 d'évacuation de l'huile récupérée dans la gouttière. La figure 3 montre un détail d'un exemple de réalisation de la partie du capot 3 15 tournant portant les orifices 4 de sortie d'huile et de la gouttière annulaire 5, au point haut B de la gouttière, en référence à la figure 2. Le capot 3 comporte une cavité 8 de récupération de l'huile et, en son centre, une rangée annulaire de canaux 9 d'éjection d'huile, sensiblement radiaux et débouchant sur les orifices 4. Ces canaux 9 d'éjection d'huile sont formés entre deux brides 10 qui forment un disque plat protubérant par 20 rapport à la surface du capot 3. La gouttière annulaire 5 est placée en face des orifices 4 des canaux d'éjection 9. Elle a ici un fond 5a cylindrique plat et deux flancs latéraux 5b pour confiner axialement l'huile. Avantageusement, les flancs latéraux 5b rentrent vers le centre de la gouttière 5 en allant vers l'axe X, donnant par exemple à la gouttière 5 un profil radial en queue 25 d'aronde. L'huile sort des orifices 4 en jets qui ont une composante radiale ainsi qu'une composante tangentielle puisqu'ils sont entraînés en rotation par les canaux d'éjection 9. L'huile a donc tendance à former dans la gouttière un film annulaire entraîné dans un mouvement tournant d'ensemble à une vitesse w3 orientée dans le même sens que le 30 capot 3 de la couronne. 6 Par ailleurs, comme indiqué par les flèches F sur la figure 3, les flancs inclinés 5b de la gouttière 5 permettent d'y réintroduire des éclaboussures éventuelles. Celles-ci sont dirigées, vers les parois des brides centrales 10 qui les renvoient vers la gouttière 5 par centrifugation. 5 En référence à la figure 4, au point bas A de la gouttière annulaire 5, le fond 5a de cette dernière comporte une ouverture 7 placée devant un port de récupération 11 de l'enceinte 2, qui est relié à un circuit de récupération d'huile, non représenté. Pour guider le film d'huile en rotation dans la gouttière 5 vers le port de récupération 11, la gouttière 5 est équipée d'un déflecteur 12 dont la forme est mieux visible sur les 10 figures 5 et 6. Le déflecteur 12 comporte une plaque comprenant une première partie 13 sensiblement parallèle au fond 5a de la gouttière 5 qui est placée entre les flancs latéraux 5b de la gouttière sensiblement à leur extrémité radiale, de manière à laisser passer le film d'huile entre le fond 5a de la gouttière et ladite plaque 13. Ladite première 15 partie 13 de la plaque démarre un peu en amont de l'ouverture 7 pratiquée dans le fond 5a de la gouttière, suivant le sens de la rotation w3 du film d'huile, et recouvre une partie de l'ouverture 7. A ce niveau, la première partie 13 de la plaque s'incurve radialement vers l'extérieur et est prolongée en continuité par une deuxième partie 14 de la plaque qui traverse radialement l'ouverture 7. Le déflecteur a ainsi principalement 20 une forme de L tourné vers l'extérieur. La plaque 13-14 du déflecteur a la même largeur que l'intérieur de la gouttière 5 en la fermant sensiblement au niveau des extrémités des flancs latéraux 5b dans sa partie amont. Avantageusement, la deuxième partie 14 de la plaque du déflecteur comporte des 25 flancs latéraux 15, notamment dans sa partie qui émerge radialement vers l'extérieur de l'ouverture 7 de la gouttière 5. Mécaniquement, ces flancs 15 permettent de raidir la pièce formée par le déflecteur 12 pour s'affranchir des risques vibratoires liés au réducteur. Le déflecteur 12 est positionné dans la gouttière 5 de manière à laisser, dans 30 l'ouverture 7, un premier passage libre vers l'extérieur entre la deuxième partie 14 de la 7 plaque et un premier bord 7a de ladite ouverture 7 qui se trouve en amont de ladite deuxième partie 14 de la plaque. La forme générale en L du déflecteur permet de canaliser le film d'huile venant en amont suivant le fond 5a de la gouttière dans le sens de rotation de la vitesse w3 et de 5 le diriger radialement vers l'extérieur au travers dudit premier passage libre en suivant ladite deuxième partie 14 de la plaque du déflecteur. La position du déflecteur 12 dans l'ouverture 7 permet en outre de diriger le film d'huile ainsi défléchi radialement vers le port de récupération 11, limitant ainsi l'extension à prévoir pour ledit port de récupération 11 dans l'enceinte 2 de confinement. 10 Avantageusement les flancs 15 du réducteur 12 confinent dans le plan P l'huile sortant de la gouttière 5 et participent également à limiter la zone de récupération à prévoir dans l'enceinte 2. Avantageusement aussi, le déflecteur 12 est positionné dans la gouttière 5 de manière à laisser un deuxième passage libre avec un deuxième bord 7b de ladite 15 ouverture 7, en aval du déflecteur 12 par rapport au sens de la rotation w3 du film d'huile. Le deuxième passage laissé dans l'ouverture 7 de la gouttière en aval du déflecteur 12 évite un éventuel risque d'accumulation d'huile au point bas A, notamment durant des phases de fonctionnement du réducteur à faible régime de rotation. Dans ce cas en 20 effet, malgré le mouvement de rotation du film d'huile dans la gouttière entretenu en permanence par les jets d'huile, de l'huile récupérée en aval de l'ouverture dans les parties basses de la gouttière peut redescendre par gravité et s'écouler REVENDICATIONS1. Gouttière (5) de canalisation d'huile de lubrification d'une turbomachine d'aéronef, en particulier pour un réducteur à train planétaire de cette turbomachine, comportant deux parois annulaires latérales (5b) reliées à leur périphérie externe par une paroi annulaire de fond (5a), caractérisée en ce que ladite paroi annulaire de fond (5a) comprend au moins une ouverture (7) d'évacuation d'huile dans laquelle est situé un déflecteur (12) configuré pour faciliter l'écoulement de l'huile radialement de l'intérieur vers l'extérieur de la gouttière (5). 2. Gouttière (5) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le déflecteur (12) est une pièce rapportée dans la gouttière (5). 3. Gouttière (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le déflecteur a une forme générale en L et comprend une première paroi (13) s'étendant sensiblement dans la gouttière et une seconde paroi (14) s'étendant depuis la première paroi (13) jusque vers l'extérieur de la gouttière. 4. Gouttière (5) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite seconde paroi (14) traverse ladite ouverture (7). 5. Gouttière (5) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite seconde paroi (14) délimite un premier passage d'huile avec un premier bord (7a) de ladite ouverture et un second passage d'huile avec un second bord (7b) opposé de ladite ouverture. 6. Gouttière (5) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite première paroi (13) recouvre ledit premier bord (7a) de l'ouverture. 7. Gouttière (5) selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que ledit déflecteur (12) comprend des rebords latéraux (15) s'étendant du côté desdites parois latérales (5b) de la gouttière, au moins le long de la seconde paroi (14). 9 8. Gouttière (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit déflecteur (12) s'étend sur toute la dimension axiale de ladite paroi de fond (5a). 5 9. Gouttière (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des pattes (6) radialement externes de fixation à un carter (2) de moteur. 10. Turbomachine d'aéronef, comportant un réducteur à train planétaire comprenant 10 un capot externe (3) de récupération d'huile mobile en rotation et entouré par au moins une gouttière selon l'une des revendications précédentes.