Brevet FR3133644A1 — publié le 20230922

Turbomachine (10) d’aéronef, cette turbomachine comportant : - un générateur de gaz comportant au moins un compresseur, une chambre de combustion, et au moins une turbine, le générateur de gaz comportant un arbre de sortie ainsi qu’un premier circuit de lubrification, - un équipement accouplé à l’arbre de sortie du générateur de gaz et comportant un rotor qui est guidé en rotation par au moins un palier à roulement, l’équipement comportant un second circuit de lubrification qui est indépendant dudit premier circuit de lubrification et qui est configuré pour lubrifier ledit palier à roulement, l’équipement comportant en outre un système de refroidissement dudit palier à roulement, le système de refroidissement étant configuré pour assurer une circulation d’huile au niveau d’au moins une bague dudit palier à roulement, caractérisée en ce que le système de refroidissement est indépendant dudit second circuit de lubrification et est relié audit premier circuit de lubrification. Figure pour l'abrégé : Figure 1 LUBRIFICATION ET REFROIDISSEMENT D’UN EQUIPEMENT D’UNE TURBOMACHINE D’AÉRONEF Domaine technique de l'invention La présente invention concerne le domaine général de l’aéronautique. Elle vise plus particulièrement une turbomachine d’aéronef dont un équipement est lubrifié et refroidi. Arrière-plan technique De manière conventionnelle, une turbomachine d’aéronef comprend un générateur de gaz comprenant au moins un compresseur, une chambre de combustion, et au moins une turbine. Le générateur de gaz comporte en général un arbre de sortie pour l’entrainement d’un équipement, tel que par exemple une boite de transmission. Dans la présente demande, on entend par « équipement », tout équipement apte à être accouplé à l’arbre de sortie du générateur de gaz et comportant au moins un rotor qui est guidé en rotation par au moins un palier à roulement. On entend par ailleurs par « palier à roulement », un palier qui comprend des éléments roulants, tels que des billes ou des rouleaux, typiquement montés entre deux bagues respectivement interne et externe. Le générateur de gaz comprend un circuit de lubrification qui comporte en général un réservoir d’huile, une pompe et des canalisations ou gicleurs d’huile. Le circuit de lubrification du générateur de gaz permet par exemple de lubrifier les paliers à roulement du générateur de gaz. Il est également nécessaire de lubrifier les paliers à roulement de guidage du rotor de l’équipement. Pour des raisons réglementaires, le circuit de lubrification du générateur de gaz ne peut pas toujours être utilisé pour lubrifier l’équipement qui doit alors être équipé d’un circuit de lubrification indépendant. C’est par exemple le cas d’une turbomachine pour hélicoptère. L’équipement comprend alors son propre circuit de lubrification qui est par exemple utilisé pour lubrifier les paliers de guidage de son rotor ainsi que des dentures d’engrenages le cas échéant. La circulation d’huile de lubrification permet de prélever des calories générées par les paliers et les éventuels engrènements lubrifiés et de les refroidir. En cas de dysfonctionnement ou d’interruption de la lubrification de l’équipement, les paliers ne sont plus refroidis et peuvent atteindre des températures importantes susceptibles de les détériorer. Ceci est d’autant plus vrai lorsque le rotor de l’équipement tourne à des hautes vitesses, typiquement supérieures ou égales à 25.000 tours/minutes. Il est donc nécessaire de prévoir un système de refroidissement des paliers de l’équipement, qui puisse assurer ce refroidissement même en cas de dysfonctionnement du circuit de lubrification de l’équipement. Dans la technique actuelle, on a déjà proposé de provisionner des gardes d’huile pendant le vol par les gicleurs ou le brouillard et servant à la lubrification des paliers, notamment en cas d’interruption d’huile. Cependant, les quantités d’huile disponibles sont très faibles et ne sont pas suffisantes pour lubrifier et refroidir les paliers en particulier ceux qui guident les rotors à hautes vitesses. Des systèmes de lubrification d’urgence (utilisant de l’huile à base de glycol) peuvent être utilisés mais présentent l’inconvénient d‘être lourds et encombrants. De plus, cette huile permet d'assurer la lubrification des contacts mais reste très largement insuffisante pour refroidir les rotors à hautes vitesses, qui peuvent atteindre des températures importantes en cas d’interruption de la lubrification. Ainsi, sur les lignes hautes vitesses d'une turbomachine, une interruption d'huile de longue durée conduit à arrêter rapidement la turbomachine pour prévenir une défaillance rapide. Cependant, l’arrêt de certains équipements accouplés au générateur de gaz n’est pas toujours techniquement possible en vol. On a déjà proposé d’équiper l’équipement d’un système de refroidissement de ses paliers. Le système de refroidissement est configuré pour refroidir la bague externe uniquement du palier à roulement. Ce système de refroidissement est actuellement relié au circuit de lubrification de l’équipement. Le système de refroidissement permet de refroidir en continu le palier mais ne permet pas d’assurer ce refroidissement en cas de dysfonctionnement du circuit de lubrification de l’équipement. Le fonctionnement du système de refroidissement dépend donc du fonctionnement du circuit de lubrification, ce qui est problématique et ne permet pas d’assurer un refroidissement de sécurité du palier afin d’éviter que sa température ne soit trop importante. Par ailleurs, cette solution permet de refroidir des paliers de guidage de rotors à basses et moyennes vitesses (de 400 à 20.000 tours minutes) mais ne sont pas adaptés pour le refroidissement de rotors à hautes vitesses. Il existe donc un besoin de trouver une solution pour assurer le refroidissement du ou des paliers à roulement d’un rotor de l’équipement, même lors d’un dysfonctionnement du circuit de lubrification de cet équipement. La présente invention propose une turbomachine d’aéronef, cette turbomachine comportant : - un générateur de gaz comportant au moins un compresseur, une chambre de combustion, et au moins une turbine, le générateur de gaz comportant un arbre de sortie ainsi qu’un premier circuit de lubrification, - un équipement accouplé à l’arbre de sortie du générateur de gaz et comportant un rotor qui est guidé en rotation par au moins un palier à roulement, l’équipement comportant un second circuit de lubrification qui est indépendant dudit premier circuit de lubrification et qui est configuré pour lubrifier ledit palier à roulement, l’équipement comportant en outre un système de refroidissement dudit palier à roulement, le système de refroidissement étant configuré pour assurer une circulation d’huile au niveau d’au moins une bague dudit palier à roulement, caractérisée en ce que le système de refroidissement est indépendant dudit second circuit de lubrification et est relié audit premier circuit de lubrification. Contrairement à la technique antérieure dans laquelle le système de refroidissement d’un palier de l’équipement est indépendant du circuit de lubrification du générateur de gaz, et est relié au circuit de lubrification de l’équipement, le système de refroidissement est ici indépendant du circuit de lubrification de l’équipement et est relié au circuit de lubrification du générateur de gaz. On comprend donc que le refroidissement du palier de l’équipement peut être assuré tant que le circuit de lubrification du générateur de gaz est fonctionnel. Le fonctionnement du refroidissement du palier de l’équipement est donc indépendant du fonctionnement du circuit de lubrification de l’équipement. Même en cas de dysfonctionnement du circuit de lubrification de l’équipement, le système de refroidissement du palier de l’équipement peut continuer d’être alimenté en huile et de refroidir le palier de l’équipement. Le système de refroidissement est configuré pour assurer le refroidissement du ou des paliers de guidage du rotor, même si ce dernier tourne à des hautes vitesses supérieures ou égales à 25.000 tours/minutes. La configuration du système de refroidissement n’est pas contrainte par les capacités du second circuit de lubrification et bénéficie des capacités du premier circuit de lubrification, les capacités du premier circuit étant en général supérieures à celles du second circuit. On entend par capacités, notamment le débit et le volume d’huile disponibles pour assurer le refroidissement. L’équipement au sens de l’invention est de préférence choisi parmi une machine électrique, une boîte d’engrenages ou de vitesse, un réducteur de vitesse et une boîte de transmission. Il peut par exemple s’agir d’un réducteur de vitesse du type RGB (acronyme de l’anglais Reduction GearBox ), d’une boîte de transmission du type BTP ou BTI (acronyme de Boîte de Transmission Principale ou Intermédiaire ), d’une boite de vitesse de propulsion du type PGB (acronyme de l’anglais Propeller GearBox ). La turbomachine peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison les unes avec les autres : le système de refroidissement est configuré pour assurer une circulation d’huile au niveau d’une bague externe dudit palier à roulement ; le système de refroidissement est un système de refroidissement permanent et est configuré pour assurer une circulation d’huile en continu au niveau de la ou des bagues dudit palier à roulement ; le système de refroidissement est un système de refroidissement de sécurité et est configuré pour être activé pour assurer une circulation d’huile au niveau de la ou des bagues dudit palier à roulement ; le système de refroidissement est relié à un système d’activation qui est choisi parmi un système électrique, un système thermostatique, et un système thermofusible ; le système de refroidissement comprend des canalisations formées dans un carter externe de l’équipement ; les canalisations comprennent au moins une canalisation de refroidissement s’étendant autour de la ou des bagues du palier à roulement, ladite au moins une canalisation de refroidissement étant reliée à la fois à au moins une canalisation d’amenée d’huile depuis le premier circuit de lubrification, et à au moins une canalisation de retour d’huile jusqu’au premier circuit de lubrification ; la bague externe dudit palier à roulement est intégrée dans ledit carter ou est montée dans ledit carter ; ledit carter est fixé au générateur de gaz ; l’équipement est choisi parmi une machine électrique, une boîte d’engrenages ou de vitesse, un réducteur de vitesse et une boîte de transmission ; -- les bagues du palier sont en alliage métallique ou en céramique ; -- chacun desdits premier et second circuits de lubrification comprend un réservoir d’huile dédié, voire une pompe dédiée ; -- le réservoir d’huile du second circuit de lubrification est un réservoir gravitaire ; -- la pompe du second circuit de lubrification est configurée pour alimenter des gicleurs d’huile et pour remplir le réservoir gravitaire. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront 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 est une vue schématique en coupe axiale d’une turbomachine d’aéronef, et en particulier d’un générateur de gaz et d’un équipement de cette turbomachine ; la est une vue à plus grande échelle d’une partie de la et montre un rotor de l’équipement guidé par des paliers à roulement ; la est une vue en perspective d’une partie d’un équipement destiné à être accouplé à un arbre de sortie d’un générateur de gaz, et montre un système de refroidissement de paliers de guidage de son rotor ; la est une vue schématique en perspective et en coupe axiale de la partie d’équipement de la ; la est une vue schématique partielle en coupe axiale d’une turbomachine d’aéronef, similaire à la , et montre une variante de réalisation de l’invention. Turbomachine (10) d’aéronef, cette turbomachine comportant : - un générateur de gaz comportant au moins un compresseur, une chambre de combustion, et au moins une turbine, le générateur de gaz comportant un arbre de sortie ainsi qu’un premier circuit de lubrification, - un équipement accouplé à l’arbre de sortie du générateur de gaz et comportant un rotor qui est guidé en rotation par au moins un palier à roulement, l’équipement comportant un second circuit de lubrification qui est indépendant dudit premier circuit de lubrification et qui est configuré pour lubrifier ledit palier à roulement, l’équipement comportant en outre un système de refroidissement dudit palier à roulement, le système de refroidissement étant configuré pour assurer une circulation d’huile au niveau d’au moins une bague dudit palier à roulement, caractérisée en ce que le système de refroidissement est indépendant dudit second circuit de lubrification et est relié audit premier circuit de lubrification. Turbomachine (10) selon la revendication 1, dans laquelle le système de refroidissement est configuré pour assurer une circulation d’huile au niveau d’une bague externe dudit palier à roulement. Turbomachine (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le système de refroidissement est un système de refroidissement permanent et est configuré pour assurer une circulation d’huile en continu au niveau de la ou des bagues dudit palier à roulement. Turbomachine (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le système de refroidissement est un système de refroidissement de sécurité et est configuré pour être activé pour assurer une circulation d’huile au niveau de la ou des bagues dudit palier à roulement. Turbomachine (10) selon la revendication précédente, dans laquelle le système de refroidissement est relié à un système d’activation qui est choisi parmi un système électrique, un système thermostatique, et un système thermofusible. Turbomachine (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le système de refroidissement comprend des canalisations formées dans un carter externe de l’équipement. Turbomachine (10) selon la revendication 6, dans laquelle les canalisations comprennent au moins une canalisation de refroidissement s’étendant autour de la ou des bagues du palier à roulement, ladite au moins une canalisation de refroidissement étant reliée à la fois à au moins une canalisation d’amenée d’huile depuis le premier circuit de lubrification, et à au moins une canalisation de retour d’huile jusqu’au premier circuit de lubrification. Turbomachine (10) selon la revendication 6 ou 7 prise en combinaison avec la revendication 2, dans laquelle la bague externe dudit palier à roulement est intégrée dans ledit carter ou est montée dans ledit carter. Turbomachine (10) selon l’une des revendications 6 à 8, dans laquelle ledit carter est fixé au générateur de gaz. Turbomachine (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle l’équipement est choisi parmi une machine électrique, une boîte d’engrenages ou de vitesse, un réducteur de vitesse et une boîte de transmission.