Brevet FR3116078A1 — publié le 20220513

Gicleur d’huile pour turbomachine Un aspect de l’invention concerne un gicleur d’huile (200) pour la lubrification d’organes tels que des roulements au sein d’une turbomachine, comprenant un conduit principal (210) d’amenée d’huile, et au moins un conduit secondaire (220) de sortie d’huile par lequel un flux d’huile est projeté sur l’organe à lubrifie, le conduit secondaire (220) comportant : une paroi périphérique (221), une paroi centrale (223) en contact avec le flux d’huile, d’un diamètre (D) variable, et un dispositif de contrôle (222) du diamètre de la paroi centrale, logé entre la paroi périphérique (221) et la paroi centrale (223) et adapté pour changer de forme en fonction d’une pression du flux d’huile circulant dans le conduit secondaire de sorte à adapter la dimension du diamètre (D) de la paroi centrale en fonction de la pression du flux d’huile. D’autres aspects de l’invention concernent une enceinte de turbomachine et une turbomachine, équipées d’au moins un tel gicleur d’huile. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 4 Gicleur d’huile pour turbomachine DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention concerne un gicleur d’huile pour turbomachine destiné à projeter un jet d’huile optimal vers des organes à lubrifier tels que des roulements de turbomachine. Elle concerne également une enceinte de lubrification de turbomachine équipée d’un tel gicleur d’huile et une turbomachine équipée d’au moins un tel gicleur d’huile. L’invention trouve des applications dans le domaine de l’aéronautique et, en particulier, dans le domaine de la lubrification des pièces de moteurs aéronautiques comme les roulements de turbomachines. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Il est connu, en aéronautique, de projeter de l’huile sur certaines pièces des turbomachines afin de les lubrifier et/ou les refroidir. En particulier, dans une turbomachine d’aéronef, les organes tels que les roulements, les engrenages, les génératrices électriques, etc., sont lubrifiés au moyen d’une huile circulant dans un circuit d’huile, à l’intérieur d’une enceinte de lubrification, et projetée par un gicleur d’huile en direction des organes à lubrifier. Un exemple d’une enceinte de lubrification de turbomachine est représenté sur la . Cette montre un arbre moteur 10 autour duquel sont montés des roulements 20 assurant une liaison mécanique entre le rotor et le stator du moteur. Une première enceinte 30 entoure les roulements 20 et assure la circulation de l’huile. Une deuxième enceinte 40 entoure la première enceinte et assure la pressurisation de l’huile au sein de ladite première enceinte 30. Dans cet exemple, l’huile est projetée vers les roulements 20, au sein de la première enceinte 30, par un gicleur d’huile, représenté schématiquement par la référence 100. L’huile, après avoir été projetée sur les roulements, ruisselle dans la première enceinte 30 et s’évacue par gravité dans le conduit de collecte 35 pour être recyclée et/ou réinjectée dans le circuit d’huile. Pour être efficace, les organes, comme les roulements, doivent être lubrifiés de façon homogène avec une huile répartie le plus uniformément possible sur lesdits organes. Cependant, le comportement du jet d’huile projeté sur les organes à lubrifier varie en fonction des phases de vol de l’aéronef. En effet, en vol, l’arbre de la turbomachine tourne à des vitesses qui varient suivant la phase de vol. Lorsque la vitesse de rotation de l’arbre est élevée, le mouvement de rotation de l’arbre induit des écoulements d’air qui peuvent avoir un effet sur le comportement du jet d’huile injecté, comme par exemple dévier le jet d’huile. Or, une déviation du jet d’huile entraîne un ciblage moins précis et moins dynamique. Le jet d’huile peut ne pas atteindre l’organe visé ou n’atteindre qu’une partie de l’organe à lubrifier, ce qui a un effet direct sur le fonctionnement du moteur et la durée de vie de l’organe. Dans le domaine de l’aéronautique, les gicleurs d’huile sont souvent formés d’un conduit ou d’un ensemble de conduits. Un exemple d’un gicleur d’huile 100 est représenté en coupe sur la . Dans cet exemple, le gicleur d’huile comporte un conduit principal 110, par exemple une portion d’un circuit d’huile, et un conduit secondaire 120 raccordé sur le conduit principal. Le conduit principal comme le conduit secondaire sont généralement des canalisations à diamètres fixes. Le conduit secondaire 120 comporte une première extrémité 120a raccordée au conduit principal et une seconde extrémité 120b ouverte, par laquelle l’huile, sous l’effet de la pression, est projetée vers l’organe à lubrifier. Selon les phases de vol de l’aéronef, le régime moteur varie et la pression du flux d’huile dans le moteur varie en fonction de ce régime moteur. Comme les diamètres des conduits du gicleur d’huile sont fixes, la vitesse d’éjection de l’huile en sortie du conduit secondaire varie. Cette vitesse d’éjection peut varier sur une large plage allant d’un régime bas avec une faible dynamique du flux d’huile à un régime haut avec une dynamique forte, proche de l’atomisation du jet d’huile, c'est-à-dire d’un éclatement du jet en un spray diffus. Or, ces deux régimes extrêmes (régime bas et régime haut) ont tendances à générer un jet d’huile inadapté. A régime bas, le jet d’huile est insuffisamment dynamique et peut facilement être dévié par l’écoulement d’air de sorte qu’il n’atteint pas, ou atteint insuffisamment, l’organe à lubrifier. A régime haut, le jet d’huile est trop dynamique et a tendance à s’atomiser, ce qui induit un ciblage peu précis de l’organe à lubrifier et rend les gouttelettes d’huile plus facilement déviables par l’écoulement d’air. Il existe donc un réel besoin d’un gicleur d’huile permettant la projection d’un jet d’huile avec une dynamique optimale, c'est-à-dire d’un jet d’huile offrant un ciblage précis de l’organe à lubrifier, quel que soit le régime moteur de la turbomachine. Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus de dynamique du jet d’huile en sortie du gicleur, le demandeur propose un gicleur d’huile pour la lubrification d’organes de turbomachine dont le diamètre varie en fonction de la pression du flux d’huile circulant dans ledit gicleur. Selon un premier aspect, l’invention concerne un gicleur d’huile pour la lubrification d’organes tels que des roulements au sein d’une turbomachine, comprenant un conduit principal d’amenée d’huile, et au moins un conduit secondaire de sortie d’huile par lequel un flux d’huile est projeté sur l’organe à lubrifier. Ce gicleur se caractérise par le fait que le conduit secondaire comporte : une paroi périphérique, une paroi centrale en contact avec le flux d’huile, d’un diamètre variable, et un dispositif de contrôle du diamètre de la paroi centrale, logé entre la paroi périphérique et la paroi centrale et adapté pour changer de forme en fonction d’une pression du flux d’huile circulant dans le conduit secondaire de sorte à adapter la dimension du diamètre de la paroi centrale en fonction de la pression dudit flux d’huile. L’expression « changer de forme » signifie changer d’aspect extérieur ou intrinsèque. Ainsi, un changement de position par déplacement de pièces les unes par rapport aux autres ou par déformation desdites pièces (par exemple par compression, dilatation, expansion, etc.) est considéré selon l’invention comme un changement de forme. En assurant une adaptation du diamètre de la paroi centrale à la pression du flux d’huile, le gicleur selon l’invention permet d’optimiser la vitesse du flux d’huile dans le conduit secondaire et, ainsi, d’optimiser la dynamique du jet d’huile en sortie du gicleur. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le gicleur d’huile selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : la paroi périphérique est d’un diamètre fixe. la paroi centrale et la paroi périphérique sont sensiblement concentriques. le dispositif de contrôle du diamètre de la paroi centrale est un dispositif mécanique passif prenant au moins une première position sous l’effet d’un flux d’huile à une première pression et une deuxième position sous l’effet d’un flux d’huile à une deuxième pression. le dispositif de contrôle du diamètre de la paroi centrale comporte un système à ressort fixé au moins sur la paroi périphérique. la paroi centrale est formée dans un matériau déformable, apte à s’étendre ou se contracter radialement. le système à ressort comporte un ensemble de ressorts de compression aptes à entraîner une déformation de la paroi centrale en s’allongeant ou en se comprimant. le système à ressorts comporte un ensemble de lamelles disposées de façon circulaire les unes à la suite des autres entre la paroi périphérique et la paroi centrale, apte à entraîner une déformation de la paroi centrale en s’ouvrant ou en se fermant. les ressorts de compression ou les lamelles sont métalliques. la paroi centrale est en polymère. Un autre aspect de l’invention concerne une enceinte de lubrification de turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un gicleur d’huile tel que défini ci-dessus. Un autre aspect encore de l’invention concerne une turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un gicleur d’huile tel que défini ci-dessus. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles : La , déjà décrite, représente une vue schématique en coupe d’un exemple classique d’enceinte de lubrification de turbomachine équipée d’un gicleur d’huile ; La , déjà décrite, représente une vue schématique en coupe d’un gicleur d’huile selon l’état de la technique ; La représente une vue schématique en coupe d’un exemple de gicleur d’huile selon l’invention ; La représente schématiquement un exemple d’une vue en coupe du conduit secondaire du gicleur d’huile selon l’invention, lorsque le flux d’huile est un flux basse pression et lorsqu’il est un flux forte pression ; La représente une vue en perspective schématique d’un conduit secondaire selon un exemple de gicleur d’huile selon l’invention ; La représente, schématiquement, une vue en coupe d’un conduit secondaire selon un autre exemple de gicleur d’huile selon l’invention ; La représente, schématiquement, une vue de profil d’un exemple de système à ressort d’un gicleur d’huile selon l’invention ; La représente, schématiquement, des exemples de lamelles de système à ressort de la ; et La représente, schématiquement, des vues en coupe d’un conduit secondaire selon d’autres exemples de gicleur d’huile selon l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE Un exemple de réalisation d’un gicleur d’huile, configuré pour permettre une adaptation du diamètre du conduit secondaire à la pression du flux d’huile, est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention. Il est toutefois rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple. Sur les figures, les éléments identiques sont repérés par des références identiques. Pour des questions de lisibilité des figures, les échelles de taille entre éléments représentés ne sont pas respectées. Un exemple d’un gicleur d’huile selon l’invention est représenté sur la . Ce gicleur d’huile 200, appelé aussi simplement gicleur, comporte un conduit principal 210, par exemple une portion d’un circuit d’huile, et un conduit secondaire 220 raccordé sur le conduit principal 210 en une région appelée zone de raccordement 230. Les conduits principal 210 et secondaire 220 sont des canalisations destinées à transporter l’huile du circuit d’huile vers la buse de sortie du gicleur 200, appelée simplement sortie 240, d’où elle est projetée vers les organes à lubrifier. Le conduit secondaire 220 comporte une première extrémité raccordée au conduit principal 210 et une seconde extrémité ouverte, formant la sortie 240 du gicleur, par laquelle l’huile, sous l’effet de la pression, est projetée vers l’organe à lubrifier, par exemple un roulement. Le conduit secondaire 220 du gicleur 200 comporte une paroi périphérique 221 et une paroi centrale 223. Comme représenté sur la , la paroi centrale 223 est fixée sur une paroi interne du conduit principal 210 et s’étend à l’intérieur de la paroi périphérique, sur toute la longueur de ladite paroi périphérique. La paroi périphérique 221 est une paroi rigide d’un diamètre d fixe, c'est-à-dire un diamètre déterminé lors de la fabrication du gicleur et indépendant de la pression du flux d’huile. La paroi centrale 223 est une paroi rigide ou souple dont le diamètre D est variable. Dans une variante, non représentée sur les figures, la paroi centrale 223 est rigide, c'est-à-dire constituée d’une pièce déformable relativement rigide ou d’un ensemble de pièces rigides articulées les unes avec les autres de sorte à pouvoir s’écarter ou se rapprocher les unes des autres. Dans une autre variante dont des exemples sont représentés sur les figures 4 et 5, la paroi centrale 223 est souple, réalisée dans un matériau déformable, par exemple un polymère, apte à s’étendre ou se contracter radialement. Les parois périphérique 221 et centrale 223 sont disposées de façon approximativement concentrique l’une à l’autre, c'est-à-dire que la paroi centrale 223 est montée à l’intérieur de la paroi périphérique 221, autour du même axe AA de circulation de l’huile, de façon sensiblement parallèle à ladite paroi périphérique. Bien entendu, le diamètre D de la paroi centrale 223 étant variable, ladite paroi centrale 223 peut, à certains instants et/ou certains endroits, ne pas être totalement parallèle à la paroi périphérique 221, les notions de parallélisme et de concentricité étant des notions globales, à considérer dans leur ensemble. Le conduit secondaire 220 comporte également un dispositif de contrôle 222 du diamètre de la paroi centrale, monté entre la paroi centrale 223 et la paroi périphérique 221, sur au moins une partie de la longueur L desdites parois. Ainsi, le dispositif de contrôle 222 du diamètre de la paroi centrale peut être monté sur toute la longueur de la paroi centrale 223 ou sur une portion seulement de ladite paroi, par exemple la portion la plus proche de la sortie 240 du gicleur 200. Ce dispositif de contrôle 222 du diamètre de la paroi centrale, appelé plus simplement dispositif de contrôle, est conçu pour changer de position ou de forme en fonction de la pression du flux d’huile circulant dans le conduit secondaire 220 et entraîner la paroi centrale 223 de sorte à faire varier le diamètre D de ladite paroi centrale. Selon certains modes de réalisation, le dispositif de contrôle 222 du diamètre de la paroi centrale est un dispositif mécanique passif adapté pour prendre au moins une première position lorsque le flux d’huile circule avec une pression basse et une deuxième position lorsque le flux d’huile circule avec une pression haute. Selon un mode de réalisation préféré, la première position est la position de repos du dispositif de contrôle, c'est-à-dire la position prise par ledit dispositif de contrôle en l’absence de flux d’huile ou lorsque le flux d’huile est de faible pression. Selon une variante, le dispositif de contrôle 222 peut comporter des butées pour chacune des première et deuxième positions afin d’assurer une ouverture optimale du dispositif mécanique passif pour chacune de ces positions et, ainsi, assurer une ouverture ni trop grande ni trop petite dudit dispositif mécanique passif, notamment en cas d’usure ou de déréglage du dispositif de contrôle. Outre la première et la deuxième position, le dispositif de contrôle 222 est adapté, de préférence, pour prendre diverses positions intermédiaires entre ces première et deuxième positions, chacune de ces positions étant adaptée à la pression du flux d’huile circulant dans le conduit secondaire 220 et comprise entre une pression basse et une pression haute. L’homme du métier comprendra qu’on appelle « pression basse » une pression comprise entre environ 1 et 3 bars et « pression haute » ou « pression élevée » une pression comprise entre environ 6 et 14 bars. Un exemple d’un conduit secondaire 220 de gicleur selon l’invention est représenté en coupe sur la . Plus précisément, la partie A de la montre le conduit secondaire 220 lorsque le flux d’huile circule dans ledit conduit avec une pression basse et la partie B de la montre ce même conduit secondaire 220 lorsque le flux d’huile circule avec une forte pression. La montre notamment : en A : lorsque la pression du flux d’huile est faible, le dispositif de contrôle 222 est dans une position fermée qui entraîne une réduction du diamètre D de la paroi centrale 223, ce qui restreint le volume VH du conduit secondaire 220 dans lequel l’huile peut circuler. La vitesse du flux d’huile au sein du conduit secondaire augmente, ce qui augmente la dynamique du jet d’huile en sortie de gicleur par rapport à un conduit secondaire à diamètre interne fixe ; et en B : lorsque la pression du flux d’huile est élevée, le dispositif de contrôle 222 est dans une position ouverte qui entraîne une augmentation du diamètre D de la paroi centrale 223, ce qui augmente le volume VH du conduit secondaire 220 dans lequel circule l’huile. La vitesse du flux d’huile au sein du conduit secondaire diminue, ce qui réduit la dynamique du jet d’huile en sortie de gicleur par rapport à un conduit secondaire à diamètre interne fixe. Selon certains modes de réalisation, le dispositif de contrôle 222 du diamètre de la paroi centrale comporte un système à ressort, fixé d’une part sur la paroi centrale 223 et d’autre part sur la paroi périphérique 221. Ce système à ressort peut, par exemple, être une structure cylindrique à maillage métallique 226 dont un exemple est représenté sur la figure 7. Par la texture même du maillage, la structure à maillage métallique 226 de la est apte à s’étendre ou se rétracter axialement. Elle peut en outre être collée sur la paroi centrale 223 de sorte que son déplacement (extension ou rétractation) entraîne un agrandissement ou un rétrécissement du diamètre D de la paroi centrale 223. Selon d’autres modes de réalisation, le système à ressort du dispositif de contrôle 222 comporte un ensemble de ressorts de compression 224 positionnés radialement entre la paroi centrale 223 et la paroi périphérique 221, comme représenté sur la vue en coupe de la . Ces ressorts de compression 224 sont répartis sur au moins une partie de la longueur L de la paroi centrale et sur la circonférence de ladite paroi centrale. Ils peuvent être fixés par tout moyen, par exemple collés, sur la paroi centrale et sur la paroi périphérique de sorte à entraîner, par leur allongement ou leur compression, une déformation de la paroi centrale 223 et donc un agrandissement ou un rétrécissement du diamètre D de la paroi centrale. Selon d’autres modes de réalisation, le système à ressort du dispositif de contrôle 222 comporte un ensemble de lamelles 225, ou ailettes, disposées de façon circulaire les unes à la suite des autres entre la paroi périphérique 221 et la paroi centrale 223. Ces lamelles, par exemple métalliques ou plastiques, peuvent prendre des formes diverses, comme des formes polygonales, des formes arrondies ou des formes partiellement arrondies et polygonales. Le nombre de ces lamelles peut également varier : plus leur nombre est grand plus l'ouverture est circulaire. Des exemples de lamelles 225 sont représentés sur la . Ces lamelles sont disposées sur toute la circonférence intérieure d’une partie au moins de la longueur de la paroi périphérique ; elles peuvent être juxtaposées les unes à côté des autres ou se chevaucher les unes les autres. La disposition circulaire des lamelles 225 permet de générer une structure sensiblement cylindrique, dont le diamètre varie suivant le déplacement desdites lamelles les unes par rapport aux autres, à la manière d’un diaphragme photographique. Chacune des lamelles 225 est fixée sur la paroi centrale 223 de sorte que tout déplacement desdites lamelles entraîne une déformation de la paroi centrale, en particulier un agrandissement ou un rétrécissement du diamètre D de ladite paroi centrale. La montre un exemple d’un conduit secondaire 220 à l’intérieur duquel sont disposées huit lamelles 225 s’étendant sur toute la longueur L dudit conduit. Ces lamelles 225 sont conçues pour prendre au moins une position dite ouverte, comme représenté sur les dessins A et C de la , et une position dite fermée, comme représenté sur les dessins B et D de la . La position ouverte offre un volume maximum au sein de la paroi centrale 223. La position fermée offre un volume minimal, mais non nul, au sein de la paroi centrale 223. Les lamelles 225 prennent de préférence plusieurs positions intermédiaires, entre la position fermée et la position ouverte. Quels que soient les modes de réalisation, le dispositif de contrôle 222 permet de contrôler la dimension du diamètre D de la paroi centrale 223, en l’agrandissant ou en le rétrécissant, en fonction de la pression du flux d’huile circulant dans le gicleur. Si ce flux d’huile circule avec une faible pression, le dispositif de contrôle 222 dont la position de repos est fermée aura pour effet de maintenir un diamètre réduit de la paroi centrale 223, ce qui va augmenter la vitesse du flux d’huile dans le conduit secondaire 220, par rapport au conduit principal, et donc augmenter la dynamique du jet d’huile en sortie du gicleur. Le jet d’huile ainsi dynamisé pourra atteindre les organes à lubrifier. A l’opposé, si le flux d’huile circule avec une pression élevée, le dispositif de contrôle 222 aura tendance à s’ouvrir sous l’effet de la force du flux d’huile, ce qui aura pour conséquence d’agrandir le diamètre de la paroi centrale 223 et, par conséquent, de diminuer la vitesse du flux d’huile dans le conduit secondaire 220, par rapport au conduit principal. Avec une vitesse réduite, la dynamique du jet d’huile en sortie du gicleur sera diminuée et le jet d’huile ne sera pas atomisé. On comprend donc que le conduit secondaire autorégule la puissance du flux d’huile circulant dans le conduit secondaire et optimise la dynamique du jet d’huile à la sortie du gicleur. Bien que décrit à travers un certain nombre d'exemples, variantes et modes de réalisation, le gicleur d’huile selon l’invention comprend divers variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme du métier, étant entendu que ces variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention. Gicleur d’huile (200) pour la lubrification d’organes tels que des roulements au sein d’une turbomachine, comprenant un conduit principal (210) d’amenée d’huile, et au moins un conduit secondaire (220) de sortie d’huile par lequel un flux d’huile est projeté sur l’organe à lubrifier, caractérisé en ce que le conduit secondaire (220) comporte : une paroi périphérique (221), une paroi centrale (223) en contact avec le flux d’huile, d’un diamètre (D) variable, et un dispositif de contrôle (222) du diamètre de la paroi centrale, logé entre la paroi périphérique (221) et la paroi centrale (223) et adapté pour changer de forme en fonction d’une pression du flux d’huile circulant dans le conduit secondaire de sorte à adapter la dimension du diamètre (D) de la paroi centrale en fonction de la pression du flux d’huile. Gicleur d’huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi périphérique (221) est d’un diamètre (d) fixe. Gicleur d’huile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi centrale (223) et la paroi périphérique (221) sont sensiblement concentriques. Gicleur d’huile selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle (222) du diamètre de la paroi centrale est un dispositif mécanique passif prenant au moins une première position sous l’effet d’un flux d’huile à une première pression et une deuxième position sous l’effet d’un flux d’huile à une deuxième pression. Gicleur d’huile selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle (222) du diamètre de la paroi centrale comporte un système à ressort fixé au moins sur la paroi périphérique (221). Gicleur d’huile selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la paroi centrale (223) est formée dans un matériau déformable, apte à s’étendre ou se contracter radialement. Gicleur d’huile selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le système à ressort comporte un ensemble de ressorts de compression (224) aptes à entraîner une déformation de la paroi centrale (223) en s’allongeant ou en se comprimant. Gicleur d’huile selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le système à ressorts comporte un ensemble de lamelles (225) disposées de façon circulaire les unes à la suite des autres entre la paroi périphérique et la paroi centrale, apte à entraîner une déformation de la paroi centrale (223) en s’ouvrant ou en se fermant. Gicleur d’huile selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les ressorts de compression (224) ou les lamelles (225) sont métalliques. Gicleur d’huile selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la paroi centrale (223) est en polymère. Enceinte de lubrification de turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un gicleur d’huile (200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10. Turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un gicleur d’huile (200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10.