Brevet FR3129437A1 — publié le 20230526

L’invention concerne un ensemble comprenant un corps (11) comportant un circuit de fluide comprenant au moins une partie d’écoulement (13) de fluide comportant une crépine (16) apte à filtrer des particules (18) présentes dans le fluide, et au moins une partie d’évacuation (14) s’étendant depuis une zone amont (13a) de la partie d’écoulement (13) située en amont de la crépine (16), ladite partie d’écoulement (13) comportant des moyens (13b, 21) de génération d’un flux tournant dans ladite zone amont (13a). Figure à publier avec l’abrégé : [Fig. 2] Ensemble comportant un dispositif de lubrification d’équipement, notamment pour un boîtier d’accessoires de turbomachine Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un ensemble comportant un dispositif de lubrification d’équipement, notamment pour un boîtier d’accessoires de turbomachine, telle par exemple qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’aéronef. Etat de la technique antérieure Un boîtier d'accessoires, aussi appelé AGB (acronyme de Accessory Gear Box), est destiné à transmettre une puissance mécanique originaire de la turbomachine à des équipements tels qu'une pompe, , un séparateur air/huile, un générateur d'électricité, etc. Le boîtier d'accessoires comporte des pignons engrenés les uns avec les autres et dont au moins certains sont solidaires de queues coaxiales destinées à entraîner en rotation des parties mobiles ou rotors des équipements. Pour démarrer une turbomachine, on utilise un démarreur délivrant un couple moteur sur l'arbre de ladite turbomachine. Un tel couple moteur a pour objet de surmonter l'ensemble des couples résistifs imposés sur cet arbre. Le démarreur accélère progressivement la turbomachine et, lorsqu'une vitesse de rotation prédéfinie est atteinte, l'injection et l'allumage du combustible dans la chambre de combustion de la turbomachine sont initiés. Puis, à une autre vitesse de rotation prédéfinie, l'action du démarreur est arrêtée et la turbomachine continue d'accélérer jusqu'à sa vitesse de ralenti grâce à la combustion du combustible. Les démarreurs sont généralement de type pneumatique, c’est-à-dire formés d’une turbine alimentée par de l'air comprimé, ou de type électrique. La représente un démarreur pneumatique 1 équipant un boîtier d’accessoires (non représenté) au niveau d’une soufflante 2 d'une turbomachine d’avion. Le démarreur pneumatique 1 est destiné à être alimenté en air comprimé via une canalisation 3. Généralement, de l'air est mis sous pression par l'intermédiaire d'un groupe auxiliaire de puissance (en anglais « Auxiliary Power Unit », APU) situé dans l'avion, par l'intermédiaire d'un groupe au sol, ou par prélèvement d'air sur une autre turbomachine déjà démarrée. Quelle que soit la source d'air comprimé, l'air sous pression arrive au niveau de la partie amont 4 de la canalisation, comme illustré par la flèche 5, à destination du démarreur pneumatique 1. Une vanne de démarrage 6 (en anglais « Starter Air Valve », SAV) régule l'écoulement de l'air sous pression dans la canalisation 3. Ainsi, la régulation de la vanne 6 permet d’empêcher ou de limiter l'acheminement de l'air comprimé vers le côté aval 7 de la canalisation 3 où se trouve le démarreur pneumatique 1. Au démarrage de la turbomachine, la vanne de démarrage 6 est ouverte de façon à alimenter le démarreur pneumatique 1. L'air sous pression pénètre alors dans la turbine du démarreur 1, qui transforme l'énergie pneumatique en énergie mécanique pour faire tourner l'arbre de la turbomachine. Le démarreur pneumatique est également alimenté en huile de lubrification, par l’intermédiaire d’un circuit d’huile équipé d’un gicleur dont le diamètre est calibré de façon à apporter dans le démarreur la bonne quantité d’huile. En pratique, l’huile transporte des particules pouvant générer un colmatage du circuit d’huile, notamment au niveau du gicleur. Un tel colmatage entraîne une incapacité à alimenter en huile le démarreur pneumatique, quel que soit l’état du démarreur pneumatique. Par ailleurs, il n’est pas possible de détecter un tel colmatage sur les circuits de lubrification des démarreurs en aval du filtre du dispositif de lubrification de la turbomachine. Bien entendu, l’invention n’est pas applicable uniquement au cas d’un démarreur pneumatique mais peut être appliquée à tout autre circuit d’huile d’un boîtier d’accessoires d’une turbomachine. Présentation de l’invention L’invention vise à remédier à cet inconvénient, de façon simple, fiable et peu onéreuse. A cet effet, l’invention concerne un ensemble comprenant un corps comportant un circuit de fluide comprenant au moins une partie d’écoulement de fluide comportant une crépine apte à filtrer des particules présentes dans le fluide, et au moins une partie d’évacuation s’étendant depuis une zone amont de la partie d’écoulement située en amont de la crépine, ladite partie d’écoulement comportant des moyens de génération d’un flux tournant dans ladite zone amont. En fonctionnement, l’huile s’écoule de l’amont vers l’aval dans la partie d’écoulement du circuit d’huile, en traversant la crépine. Cette dernière permet de retenir les particules présentes dans le flux d’huile dans la partie amont de la partie d’écoulement. Par ailleurs, une partie de l’huile est évacuée au travers de la partie d’évacuation, dans la zone amont, en emportant avec elle les particules retenues par la crépine. L’huile évacuée peut alors être filtrée ou décantée dans une enceinte par exemple, pour être débarrassée de ces particules. Le flux tournant permet d’empêcher le colmatage de la crépine en générant un vortex en amont de la crépine, les particules ainsi centrifugées par un tel vortex ou tourbillon étant ensuite évacuées par la partie d’évacuation. Ladite invention est notamment applicable aux circuits d’huile ou de carburant. Les moyens de génération d’un flux tournant peuvent comporter un turbulateur monté dans la zone amont de la partie d’écoulement. Le turbulateur peut être formé par une pièce distincte du corps. Le turbulateur peut comporter une partie centrale et une hélice périphérique délimitant un canal en forme d’hélice, avec la surface du corps formant ladite zone amont de la partie d’écoulement. L’hélice et ladite partie centrale du turbulateur peuvent être formées d’une seule pièce. Le turbulateur peut comporter une partie annulaire placée dans la partie d’écoulement et délimitant un passage de fluide central, la partie annulaire comportant des surfaces obliques par rapport à l’axe de la partie annulaire. Les surfaces obliques peuvent être orientées de façon opposée deux à deux, de manière à délimiter une forme générale de zig-zag circulaire. Les surfaces obliques peuvent être planes ou courbes. Les surface obliques peuvent être tournées vers l’amont, c’est-à-dire à l’opposé de la crépine. Les moyens de génération d’un flux tournant peuvent comporter au moins une rainure de forme hélicoïdale ménagée dans le corps et débouchant dans la zone amont de la partie d’écoulement de fluide. La zone amont de la partie d’écoulement peut s’étendre selon un premier axe, la partie d’évacuation s’étendant selon un second axe, formant un angle compris entre 45° et 135° par rapport au premier axe. De façon générale, la seconde direction peut former un angle non nul avec la première direction. Cet angle peut être compris entre 45 et 90°. La zone amont de la partie d’écoulement peut être de section circulaire, la partie d’évacuation débouchant tangentiellement en périphérie radialement externe de ladite zone amont. Une telle caractéristique facilite l’évacuation des particules. La section de la partie d’écoulement peut être supérieure à la section de la partie d’évacuation. Le rapport de la section de la partie d’écoulement sur la section de la partie d’évacuation peut être compris entre 5 et 30. L’invention concerne également un boîtier d’accessoires comportant un ensemble du type précité. L’invention concerne également une turbomachine, telle qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion, caractérisée en ce qu’elle comporte un boitier de relais d’accessoires, lequel comporte une bride de support d’un équipement et un ensemble du type précité, disposé dans la bride.Au moins une zone de la partie d’écoulement et la crépine peuvent appartenir à un gicleur du circuit d’huile. Le gicleur peut être formé par un élément séparé monté sur un carter ou sur un organe de la turbomachine, tel par exemple qu’un démarreur. Le gicleur peut comporter une section calibrée. La section calibrée peut être la section de passage du gicleur au niveau de la crépine ou peut être formée par une partie située en aval de la crépine. La partie d’évacuation peut déboucher dans la partie d’écoulement directement en amont ou à proximité de la crépine. La crépine peut présenter une forme de dôme ou de portion de sphère, par exemple une forme hémisphérique. La crépine peut en variante présenter une forme conique. La crépine peut présenter une forme de grille. La crépine peut présenter des ouvertures de passage d’huile de dimensions inférieures aux dimensions moyennes des particules. La crépine peut présenter des ouvertures de passage d’huile de dimensions inférieures à 0,4 mm. La partie d’évacuation peut déboucher dans la partie d’écoulement axialement en regard de la crépine. Le gicleur peut être fixé par vissage, par sertissage ou par emmanchement sur le carter ou l’organe concerné de la turbomachine. Un gicleur similaire, mais dépourvu de partie d’évacuation des particules en amont de la crépine, est notamment connu du document US 3 109 459. Le gicleur peut être monté, par exemple par vissage ou sertissage, dans un support appelé bobine, lui-même fixé sur un carter ou un organe de la turbomachine. La bobine peut être fixée, par exemple par vissage ou sertissage, sur le carter ou l’organe concerné de la turbomachine. La bobine peut être montée par emmanchement entre deux éléments fixes, l’étanchéité pouvant être réalisée par l’intermédiaire de joints, par exemple des joints toriques. Au moins une zone de la partie d’écoulement et/ou de la partie d’évacuation peut être formée dans le support et/ou dans le carter ou l’organe concerné. La partie d’évacuation peut déboucher dans la partie d’écoulement à une distance par exemple inférieure à 2 mm de la crépine. Ladite distance peut être mesurée selon l’axe longitudinal de la partie d’écoulement. En fonctionnement, le rapport entre le débit d’huile circulant dans la partie d’évacuation et le débit d’huile circulant dans la partie d’écoulement, en aval de la crépine, peut être compris entre 5 et 15. Le débit d’huile circulant dans la partie d’évacuation est par exemple compris entre 10 et 30 L/h. Le débit d’huile circulant dans la partie d’écoulement, en aval de la crépine, est par exemple compris entre 0,5 et 3 L/h. La bobine peut comporter un canal principal, appelé canal d’écoulement, comportant la crépine et s’étendant selon un axe, et un canal secondaire, appelé canal d’évacuation. La bobine peut être montée dans un carter comportant un conduit d’alimentation, débouchant dans le canal d’écoulement de la bobine. Le carter peut également comporter un conduit de sortie, le canal d’évacuation de la bobine débouchant dans le conduit de sortie du carter. Le canal d’écoulement peut comporter une partie amont, dans la zone amont, et une partie aval, située en aval de la crépine ou des crépines. La section du conduit d’alimentation du carter peut être supérieure à la section de la partie amont du canal d’écoulement de la bobine. La section de la partie amont du canal d’écoulement de la bobine peut être supérieure à la section du canal d’évacuation de la bobine. La section du canal d’évacuation de la bobine peut être inférieure à la section du conduit de sortie du carter. La section du conduit d’alimentation du carter peut être supérieure à la section du conduit de sortie du carter. L’invention concerne également un procédé de fonctionnement d’un ensemble du type précité, caractérisé en ce que le rapport entre le débit d’huile circulant dans la partie d’évacuation et le débit d’huile circulant dans la partie d’écoulement, en aval de la crépine, est compris entre 5 et 20. Brève description des figures représente une partie d’une turbomachine de l’art antérieur, est une vue en coupe d’une partie d’un support d’équipement d’un relais d’accessoires équipé d’un gicleur, conformément à une forme de réalisation de l’invention, est une vue correspondant à la , illustrant une autre forme de réalisation, est une vue en perspective d’un turbulateur, est une vue en coupe de la zone amont de la partie d’écoulement, selon une forme de réalisation de l’invention, est une vue correspondant à la , illustrant une autre forme de réalisation, est une vue en perspective d’un turbulateur selon une autre forme de réalisation. Ensemble comprenant un corps (11) comportant un circuit de fluide comprenant au moins une partie d’écoulement (13) de fluide comportant une crépine (16) apte à filtrer des particules (18) présentes dans le fluide, et au moins une partie d’évacuation (14) s’étendant depuis une zone amont (13a) de la partie d’écoulement (13) située en amont de la crépine (16), ladite partie d’écoulement (13) comportant des moyens (13b, 21) de génération d’un flux tournant dans ladite zone amont (13a). Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de génération d’un flux tournant comportent un turbulateur (21) monté dans la zone amont (13a) de la partie d’écoulement (13). Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le turbulateur (21) comporte une partie centrale (22) et une hélice (23) périphérique délimitant un canal en forme d’hélice, avec la surface (24) du corps (11) formant ladite zone amont (13a) de la partie d’écoulement (13). Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le turbulateur (21) comporte une partie annulaire (25) placée dans la partie d’écoulement (13) et délimitant un passage de fluide central (25a), la partie annulaire (25) comportant des surfaces (26) obliques par rapport à l’axe (X) de la partie annulaire (25). Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de génération d’un flux tournant comportent au moins une rainure (13b) de forme hélicoïdale ménagée dans le corps (11) et débouchant dans la zone amont (13a) de la partie d’écoulement (13). Ensemble selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone amont (13a) de la partie d’écoulement (13) s’étend selon un premier axe (X), la partie d’évacuation (14) s’étendant selon un second axe formant un angle compris entre 45° et 135° par rapport au premier axe (X). Ensemble selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone amont (13a) de la partie d’écoulement (13) est de section circulaire, la partie d’évacuation (14) débouchant tangentiellement en périphérie radialement externe de ladite zone amont (13a). Ensemble selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section de la partie d’écoulement (13) est supérieure à la section de la partie d’évacuation (14). Boîtier d’accessoires comportant un ensemble selon l’une des revendications précédentes. Turbomachine, telle qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion, caractérisée en ce qu’elle comporte un boitier de relais d’accessoires, lequel comporte une bride de support d’un équipement et un ensemble selon l’une des revendications 1 à 9, disposé dans la bride.