Brevet FR3101666A1 — publié le 20210409

L’invention concerne un circuit d’huile (38) pour une turbomachine (10) d'aéronef comportant au moins une boucle (40) de circulation d'huile comportant successivement au moins un réservoir d'huile (42), une pompe d'alimentation (44), un échangeur huile / carburant (46), au moins une enceinte d'huile (34, 36) définie par au moins un rotor tournant dans un carter et alimentée en air pressurisé, et au moins une pompe de refoulement (48) assurant un retour d'huile au réservoir (42), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de décharge (50) qui est configuré pour s'ouvrir en réponse au dépassement d'un seuil de pression déterminé dans ladite boucle dans une plage de températures de fonctionnement nominales du moteur. Figure pour l'abrégé : Figure 3. Circuit d'huile de turbomachine comportant un clapet de décharge Domaine technique de l'invention L’invention concerne une turbomachine équipée d'un circuit d'huile. Le domaine d'application de l'invention est celui des turbomachines pour moteurs d'avion, et en particulier les turbomachines comportant un boîtier d’accessoires ou AGB (acronyme anglo-saxon de Accessory Gear Box). Arrière-plan technique Une turbomachine d'aéronef est généralement une turbomachine a double flux qui comporte, d’amont en aval dans le sens de l’écoulement des gaz, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression, et une turbine basse pression. Le compresseur haute pression et la turbine haute pression sont liés ensemble par un rotor haute pression et forment ainsi un corps haute pression. Le compresseur basse pression et la turbine basse pression sont liés ensemble par un rotor basse pression et forment ainsi un corps basse pression. Le rotor du corps basse pression est monté généralement coaxialement à l’intérieur du rotor du corps haute pression. Le corps basse pression entraîne, directement ou par l’intermédiaire d’un réducteur, une soufflante. Les rotors haute et basse pression sont montés dans un carter de la turbomachine qui est délimité sensiblement, au niveau de l’extrémité amont du corps haute pression, par une enceinte amont, et au niveau de l’extrémité aval du corps haute pression, par une enceinte aval. Ces deux enceintes contiennent des organes de type roulement et engrenages destinés à assurer la rotation des rotors haute et basse pression. Pour leur lubrification, de l’huile est injectée sur les roulements et engrenages contenus dans ces enceintes. La rotation de ces roulements et engrenages expulse l’huile en créant une atmosphère de huile en suspension sous forme de gouttelettes. Par ailleurs, un flux de gaz pressurisé traverse ces enceintes à des fins de pressurisation pour éviter que de l’huile ne soit entrainée hors de ces enceintes. Les gaz de pressurisation sont évacués par l’intermédiaire d’un circuit de dégazage contenant un "déshuileur" destiné à minimiser les pertes d’huile dans la turbomachine, et éjectés par un tube de dégazage. Il existe plusieurs configurations de déshuileurs, ceux-ci pouvant d’un part être agencés intérieurement et coaxialement au rotor basse pression, et/ou d’autre part au niveau d’un boîtier d’accessoires de la turbomachine, qui peut être accolé à un carter extérieur de la soufflante ou installé au cœur du moteur, et qui comporte des accessoires permettant le fonctionnement de la turbomachine, tels qu'un démarreur, des alternateurs, etc. L’huile qui alimente au moins les enceintes amont et aval circule dans un circuit d'huile qui comporte, pour l’essentiel, au moins une boucle de circulation d'huile comportant successivement au moins un réservoir d'huile, une pompe d'alimentation, un échangeur huile / carburant, les enceintes amont et aval, et au moins une pompe de refoulement assurant un retour d'huile au réservoir. L’huile qui circule dans les enceintes amont et aval n’a pas uniquement une fonction de lubrification, mais elle assure également le refroidissement des enceintes en évacuant les calories qui s’y trouvent. L’huile chargée de calories doit donc être refroidie. A cet effet, la boucle de circulation d’huile comporte au moins un échangeur huile / carburant. En effet, le carburant est conventionnellement stocké dans des réservoirs situés dans les ailes de l’aéronef, et il est donc soumis à des températures relativement basses qui sont à même de refroidir l’huile au travers de l’échangeur huile / carburant. Les échangeurs huile / carburant sont des échangeurs comportant des parois particulièrement minces. Il peut survenir une brèche dans leurs parois qui permettent alors le passage du carburant dans l’huile ce qui a pour effet de contaminer l’huile. Cette configuration doit absolument être évitée, car le carburant est susceptible de se vaporiser rapidement. En effet, le carburant vaporisé est extrêmement inflammable et peut provoquer, en cas de débordement d’une ou plusieurs enceintes, des départs de feu dans des zones chaudes à proximité desdites enceintes avec pour conséquence la dégradation des organes qui s’y trouvent. Cette configuration est d’autant plus préoccupante dans le cas d’un circuit d'huile pour lequel le réservoir est formé dans un boîtier d’accessoires comportant un déshuileur, car une fuite de carburant dans l’huile a pour effet d’entraîner un remplissage du boîtier d’accessoires jusqu’à ce que le niveau d’huile atteigne le tube de dégazage, ce qui entraîne une perte de la pressurisation des enceintes amont et aval et une fuite de liquide et/ou de vapeur hautement inflammable vers des parties chaudes du moteur. Jusqu’à présent, il n’a pas été proposé de solution satisfaisante pour contrer de tels risques. Le document FR–2980238-A1 décrit un circuit d’huile de turbomachine comportant un réservoir muni d’un moyen de mesure de son niveau d'huile, et une surveillance de ce niveau d’huile permettant le déclenchement d’une alerte si la décroissance du niveau d’huile, qui est naturellement consommée par le moteur en fonctionnement, est inférieure à une décroissance minimale de consigne, signe que l’huile naturellement consommée est remplacée par du carburant issu d’une fuite. Ce document ne permet pas de détecter une élévation de pression dans le circuit d’huile. L’inconvénient de cette conception est qu’elle ne permet d’opérer aucune action permettant de maintenir le fonctionnement du moteur lors de la survenance du cas de panne, et n’a qu’une fonction purement informative. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en coupe axiale d'une turbomachine connue de l'état de la technique ; La figure 2 est une vue schématique en coupe axiale d’un circuit d’huile d’une turbomachine selon l’état de la technique ; La figure 3 est une vue schématique en coupe axiale d’un circuit d’huile d’une turbomachine comportant un dispositif de décharge selon l’invention ; La figure 4 est une vue schématique d’un dispositif de décharge comportant un moyen de clapet piloté selon un premier mode de réalisation de l’invention ; La figure 5 est une vue schématique d’un dispositif de décharge comportant un clapet mécanique muni d’un premier mode de réalisation d’un dispositif d’inhibition, représenté fermé avec un dispositif d’inhibition inactif ; La figure 6 est une vue schématique du dispositif de décharge de la figure 5 représenté ouvert avec son dispositif d’inhibition inactif ; La figure 7 est une vue schématique du dispositif de décharge de la figure 6 avec son dispositif d’inhibition actif ; La figure 8 est un diagramme-bloc illustrant les étapes d’un procédé de commande d’un dispositif de décharge selon l’invention. Circuit d'huile (38) pour une turbomachine (10) d'aéronef comportant au moins une boucle (40) de circulation d'huile comportant successivement au moins un réservoir d'huile (42), une pompe d'alimentation (44), un échangeur huile / carburant (46), au moins une enceinte d'huile (34, 36) définie par au moins un rotor (16, 20 22, 26) tournant dans un carter (13) et alimentée en air pressurisé, et au moins une pompe de refoulement (48) assurant un retour d'huile au réservoir (42), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de décharge (50) qui est configuré pour s'ouvrir en réponse au dépassement d'un seuil (Pmin) de pression déterminé dans ladite boucle dans une plage de températures de fonctionnement nominales du moteur. Circuit d'huile (38) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de décharge (50) comporte un moyen de clapet (52) qui est intercalé dans ladite boucle de circulation (40) entre la pompe de refoulement (48) et le réservoir d'huile (42). Circuit d'huile (38) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de clapet (52) est un clapet mécanique passif (66) qui est logé dans une branche de retour (54) de ladite boucle de circulation (40) qui relie la pompe de refoulement (48) au réservoir d'huile (42), et en ce que ledit clapet mécanique passif (66) comporte un siège (68) recevant un élément d'obturation mobile (70) dudit siège, ledit élément d'obturation mobile (70) étant soumis, d'un côté opposé audit siège (68), à une pression (P) d’un fluide issue de la boucle (40) de circulation d'huile et étant rappelé contre ledit siège (68) par un effort de rappel exercé par un moyen élastique (72) taré audit seuil (Pmin) de pression déterminé. Circuit d'huile (38) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'inhibition (76) du moyen de clapet (50) qui est configuré pour empêcher la circulation de fluide au travers dudit moyen de clapet (50) en dessous d'une température déterminée (T min ) inférieure à une température minimale de la plage de températures de fonctionnement nominales du moteur. Circuit d’huile (38) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif d’inhibition (76) du clapet mécanique comporte un élément thermostatique qui est configuré pour verrouiller l’élément d’obturation (70) mobile sur son siège (68) en dessous de la température déterminée (Tmin). Circuit d'huile (38) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le clapet mécanique passif (66) comporte un corps tubulaire (74) dont une extrémité comporte le siège (68), de forme générale tronconique, alimenté en fluide issu de la boucle (40) de circulation d'huile, et recevant une bille d'obturation (70) formant l’élément d’obturation mobile, rappelée contre ledit siège par un ressort (72), formant le moyen élastique, qui est taré au seuil de pression (Pmin) déterminé, et un élément thermostatique (78) en forme de rondelle agencé axialement au droit d'une extrémité libre de la bille (68) dans ledit corps (74), qui est susceptible de se dilater entre une position à froid en dessous de la température déterminée (Tmin), dans laquelle la rondelle (78) est d'un diamètre inférieur à celui de la bille (68) et verrouille la bille (68) sur son siège (70), et une position à température normale de fonctionnement, dans la plage de températures de fonctionnement nominales du moteur, dans laquelle la rondelle (78) est d'un diamètre supérieur à celui de la bille (68) et laisse la bille (68) libre axialement. Circuit d'huile (38) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de clapet (52) est un clapet piloté par une unité de commande en réponse à des informations de pression et de température fournies par des capteurs disposés dans la boucle de circulation d'huile, et qui est piloté pour s'ouvrir en réponse au dépassement dudit seuil de pression déterminé (Pmin) dans ladite boucle uniquement dans la plage de températures de fonctionnement nominales du moteur en étant inhibé en dessous d'une température déterminée (Tmin) inférieure à une température minimale de ladite plage de températures de fonctionnement nominales du moteur. Turbomachine (10) d'aéronef comportant un boîtier d'accessoires (30), caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit d'huile (38) selon l'une des revendications 1 à 7 dont le réservoir d'huile (42) est logé dans un carter dudit boîtier d'accessoires (30), et un dispositif de déshuilage logé dans ledit carter dudit boîtier d'accessoires (30). Procédé de commande d'un circuit d'huile de turbomachine selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape (ET1) de fonctionnement à froid au cours de laquelle le dispositif de décharge (50) est inhibé en dessous d'une température déterminée (Tmin) inférieure à une température minimale de ladite plage de températures de fonctionnement nominales du moteur, et une étape de fonctionnement normal (ET2) au cours de laquelle, le moteur étant dans la plage de températures de fonctionnement nominales du moteur, le dispositif de décharge (50) reste fermé en dessous du seuil (Pmin) de pression déterminé au cours d'une première sous-étape (SET1) et s'ouvre en réponse au dépassement du seuil (P min ) de pression déterminé dans la boucle de circulation d'huile (40) au cours d'une seconde sous-étape (SET2).