Brevet FR3150253A1 — publié le 20241227

ARBRE CREUX COMPRENNANT UN ANNEAU DE MOUSSE Un aspect de l’invention concerne un arbre creux (1) d’une turbine basse pression d’axe X constitué de deux parties (10, 11) reliées entre elles dans une zone comprenant une cavité (12) avec au moins un trou de drainage (120, 121) sur sa périphérie, il est caractérisé en ce qu’un anneau en mousse (3) est placé dans la cavité (12). Cet anneau en mousse va permettre de condenser préférentiellement l’huile dans sa structure et éviter ainsi qu’elle se dépose sur la surface des parties de l’arbre. Elle permet également de dissiper la chaleur rayonnée par les paliers à proximité, réduisant ainsi le risque de cokéfaction. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3 ARBRE CREUX COMPRENNANT UN ANNEAU DE MOUSSE DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des moteurs aéronautiques et plus particulièrement au rotor et l’arbre creux équipant lesdits moteurs. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Les rotors des moteurs comprennent des turbines, et en particulier les turbines basses pressions qui sont soumises à des hautes températures. Lors de l’arrêt des moteurs l’huile circulant dans le moteur stagne notamment dans les zones chaudes qui peuvent être peu ou pas ventilées. L’huile peut alors durcir en cuisant c’est-à-dire se cokéfier et endommager certains éléments comme l’arbre de la turbine basse pression. Cette cokéfaction se produit sur les pièces du rotor et en particulier à l’intérieur de l’arbre basse pression. L’huile qui fuit des enceintes paliers peut pénétrer à l’intérieur de l’arbre par des trous, prévus pour la ventilation, et en particulier à l’équilibre des pressions entre les différentes cavités, créant un dépôt d’huile cokéfiée sur toute la face intérieure de l’arbre du rotor. Ce dépôt d’huile ne peut pas être nettoyé facilement sans risquer d’endommager les pièces (risque d’attaque chimique) : les pièces sont la plupart du temps jetées. Ce problème est particulièrement critique dans une zone de liaison entre deux parties d’un arbre car cette zone comprend une cavité où l’huile peut s’accumuler. On connait du brevet FR 2 696 655, un appareil pour séparer l’huile de l’air dans une chambre annuaire rotative, il est composé de billes et permet par la force centrifuge de séparer l’huile de l’air, mais cet appareil ne permet pas d’éviter le dépôt d’huile sur les parois ni sa cokéfaction. Le brevet FR 3 083 570 décrit un dégazeur centrifuge pour éviter que l’air évacué soit chargé d’huile. Ce dégazeur comprend une mousse métallique disposée dans le flux d’air mais ne permet pas d’éviter le dépôt d’huile sur les parois ni sa cokéfaction. Le brevet FR 3 096 402 concerne la structure de la mousse métallique d’un dégazeur afin d’éviter le bouchage de la mousse et permettre le passage de l’air. Cette structure ne permet pas d’éviter le dépôt d’huile sur les parois ni sa cokéfaction. Le brevet FR 3 111 164 décrit un système d’élimination de dépôt interne dans un tube d’évacuation d’un turboréacteur. Ce système consiste en un dispositif de coupe fixe comportant un bord d’attaque longeant la surface interne du tube et qui coupe l’huile cokéfiée présente sur cette surface. Ce système permet l’élimination de l’huile cokéfiée mais n’empêche pas sa formation. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en évitant que l’huile se dépose sur la surface des arbres et en permettant de dissiper la chaleur réduisant ainsi le risque de cokéfaction. L’arbre creux d’une turbine basse pression d’axe X selon un premier aspect de l’invention est constitué de deux parties reliées entre elles dans une zone comprenant une cavité avec au moins un trou de drainage sur sa périphérie, il est caractérisé en ce qu’un anneau en mousse est placé dans la cavité. Cet anneau en mousse va permettre de condenser préférentiellement l’huile dans sa structure et éviter ainsi qu’elle se dépose sur la surface des parties de l’arbre. Elle permet également de dissiper la chaleur rayonnée par les paliers à proximité, réduisant ainsi le risque de cokéfaction. Cela présente aussi l’avantage de ne pas nécessiter de modification des géométries existantes de l’arbre. En fonctionnement, l’huile commencera par se condenser dans la mousse et l’excès d’huile sera évacué par centrifugation par le ou les trous de drainage prévus sur les pièces rotors. Selon un premier mode de réalisation, l’anneau de mousse est en métal. Ce métal pourra être en aluminium ce qui permet un gain de masse. Selon un deuxième mode de réalisation, l’anneau en mousse est en fibres synthétiques. Un matériau fibreux offrent une plus grande surface spécifique. Certains matériaux synthétiques (résine polyester par exemple) ont une affinité élevée avec l’huile vaporisée. Avantageusement, l’anneau en mousse a une forme complémentaire à la forme de la cavité. Cela permet de remplir entièrement la cavité et d’absorber plus d’huile. Avantageusement, l’anneau en mousse a une perméabilité supérieure à 50%. Cela permet de ne pas perturber les circuits de ventilation existants. La porosité correspond à la perte de charge subie par l’air chargé d’huile au travers du matériau. Avantageusement, l’anneau en mousse est entouré par une enveloppe rigide. Cette enveloppe facilite la mise en position de l’anneau en mousse. De préférence cette l’enveloppe résiste aux efforts centrifuges sans ployer ni écraser la mousse. Avantageusement, l’enveloppe rigide a des bords arrondis. La forme globale de la mousse et/ou de l’enveloppe aux bords arrondis épouse plus facilement la cavité et permet un montage plus commode. Un deuxième aspect de l’invention concerne également une turbine basse pression comprenant un arbre creux avec au moins une des caractéristiques précédentes. Un troisième aspect de l’invention concerne un procédé d’entretien d’une turbine basse pression comprenant un arbre ayant au moins une des caractéristiques précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de dépose de l’anneau en mousse et son remplacement par un anneau dégraissé ou neuf. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre d’exemple et nullement limitatif de l’invention. est une coupe d’un arbre creux de l’état de la technique avec un dépôt d’huile cokéfiée ; est une photo d’une partie de l’arbre creux de l’état de la technique avec de l’huile cokéfiée; est une vue en coupe d’un arbre creux selon un exemple de l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. L’arbre 1 de l’état de la technique illustré est d’axe X, est creux et en deux parties 10 et 11. Une cavité 12 est située entre les deux parties 10 et 11. Cette cavité 12 comprend des trous 120 et 121 disposés en vis-à-vis et permettant la circulation de l’huile. Cette cavité 12 étant située dans une zone chaude, de l’huile cokéfiée 2 se dépose sur ses parois 122 comme on peut le voir en particulier quand le moteur est à l’arrêt car la ventilation ne fonctionne plus et ne peut plus refroidir suffisamment l’arbre 1. L’huile cokéfiée 2 gène la lubrification des pièces ce qui accélère leur usure. Ceci est particulièrement critique sur les pièces mobiles comme celles du rotor. Comme visible , on a placé un anneau de mousse 3 dans la cavité 12. Ici, cet anneau de mousse 3 a une forme complémentaire à la cavité 12, et il est en contact avec les parois 122 et proche du fond desdites parois 122 afin de pouvoir absorber l’huile qui arrive par les trous 120 et 121 et par l’intérieur de l’arbre creux 1. Grâce à sa grande surface spécifique, cette mousse 30 va condenser préférentiellement l’huile dans sa structure et éviter ainsi qu’elle se dépose sur les surfaces 122 des parties de l’arbre 1. Elle permet également de dissiper la chaleur rayonnée par les paliers à proximité, et réduit ainsi le risque local de cokéfaction. La mousse 30 constituant l’anneau de mousse 3 a une perméabilité suffisante pour ne pas perturber les circuits de ventilation existants et faciliter le refroidissement de l’huile présente dans la mousse 30. La mousse 30 de l’anneau 3 est contenue dans une enveloppe 31 rigide pour faciliter sa mise en position. L’enveloppe 31 est adaptée pour résister aux efforts centrifuges sans ployer ni écraser la mousse 30 et laisser entrer l’huile. La mousse 30 de l’anneau et, éventuellement, l’enveloppe 31 rigide ont des bords arrondis afin qu’ils épousent plus facilement la cavité 12, sous l’effort centrifuge. Nous allons maintenant décrire l’utilisation de cet anneau de mousse 3 et comment il permet un entretien plus facile et plus économique de l’arbre creux 1 et de la turbine basse pression qu’il équipe. L’anneau de mousse 3 va condenser l’huile arrivant de l’intérieur de l’arbre creux 1 et des trous 120 et 121, évitant ainsi qu’elle ne s’accumule sur les parois 122 de la cavité 12 et de ne pas s’y cokéfier quand la chaleur est trop importante. Grace à sa porosité, la mousse 30 permet de garder une ventilation dans la zone de la cavité 12 et dans la mousse elle-même contenant l’huile limitant ainsi la température dans cette zone. L’excès d’huile dans l’anneau en mousse 3 sera évacué par centrifugation par les trous 120 et 121 de drainage prévus sur les parties 10 et 11 de l’arbre creux 1. A chaque étape de maintenance, l’anneau en mousse 3 chargée d’huile pourra être remplacé par un autre neuf ou dégraissé et remis en place. On comprend bien qu’ainsi il n’est plus nécessaire de remplacer les pièces du rotor, ce qui est plus économique et plus rapide. Arbre creux (1) d’une turbine basse pression d’axe X constitué de deux parties (10, 11) reliées entre elles dans une zone comprenant une cavité (12) avec au moins un trou de drainage (120, 121) sur sa périphérie caractérisé en ce qu’un anneau en mousse (3) est placé dans la cavité (12). Arbre creux (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’anneau de mousse (3) est en métal. Arbre creux (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’anneau en mousse (3) est en fibres synthétiques. Arbre creux (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’anneau en mousse (3) a une forme complémentaire à la forme de la cavité (12). Arbre creux (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’anneau en mousse (3) a une perméabilité supérieure à 50%. Arbre creux (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’anneau en mousse (3) est entouré par une enveloppe rigide (31). Arbre creux (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’enveloppe rigide (31) a des bords arrondis. Turbine basse pression comprenant un arbre creux (1) selon une des revendications précédentes. Procédé d’entretien d’une turbine basse pression selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de dépose de l’anneau en mousse (3) et son remplacement par un anneau dégraissé ou neuf.