INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans ce but, comme l’illustrent les figures 2 et 5, l’extension 56 s’étend en premier lieu au-delà d’une demi-longueur axiale l de la languette tubulaire 54.
Par ailleurs, comme l’illustre la , l’extension 56 entoure l’extérieur de la languette tubulaire 54 axialement au-delà d’une demi-longueur axiale l de la languette tubulaire 54. Elle est d’un diamètre intérieur égal à un diamètre intérieur de la virole extérieure 42 du second organe 16 et d’un diamètre extérieur inférieur ou égal à un diamètre extérieur de la virole extérieure, et sa gorge annulaire 60 est de section rectangulaire.
L’extrémité libre de l’extension 56 forme ainsi un retour qui, conjugué à la forme rectangulaire de la section de la gorge annulaire extérieure 60, empêche l’huile de former un pont par capillarité au travers de cette gorge annulaire 60 pour rejoindre la zone d'interface 46. En effet, à la différence d’une gorge de section circulaire, une gorge de section rectangulaire permet de briser la continuité du film d’huile et d’éviter sa propagation au travers de la gorge annulaire 60.
Plus particulièrement, comme l'illustre la , l’extension tubulaire 56 comporte successivement, à partir de la virole extérieure 42 du support 16, un premier tronçon 72, un deuxième tronçon 74 et un troisième tronçon 76.
Le premier tronçon 72 prolonge la virole extérieure 42 du support 16, et est de mêmes diamètres intérieur d 72 et extérieur D 72 que les diamètres intérieur d 42 et extérieur D 42 de la virole extérieure 42 dans la zone d’interface 46.
Puis l’extension tubulaire comporte un deuxième tronçon 74, jointif au premier tronçon 72. Le deuxième tronçon 74 est d’un diamètre intérieur d 74 égal au diamètre intérieur d 42 de la virole extérieure 42 dans la zone d’interface 46, et d’un diamètre extérieur D 74 inférieur au diamètre extérieur D 42 de la virole extérieure 42 dans la zone d’interface 46.
- un premier tronçon, prolongeant la virole extérieure du second organe, et de même diamètres intérieur et extérieur que les diamètres intérieur et extérieur de ladite virole extérieure dans la zone d’interface,
- un deuxième tronçon, jointif au premier tronçon, de diamètre intérieur égal au diamètre intérieur de la virole extérieure, et de diamètre extérieur inférieur au diamètre extérieur de la virole extérieure, et
- un troisième tronçon, jointif au deuxième tronçon, de diamètre intérieur égal au diamètre intérieur de la virole extérieure dans la zone d’interface, et d’un diamètre extérieur déterminé égal au diamètre extérieur de la virole extérieure dans la zone d’interface, la gorge annulaire étant délimitée par une paroi externe d’axe X du deuxième tronçon et par des parois transversales des premier et troisième tronçons à leur jonction avec le deuxième tronçon,
- la première enceinte de lubrification du palier contient de l’huile de lubrification, la paroi externe d’axe X du deuxième tronçon détermine une largeur L de la gorge, la paroi transversale du troisième tronçon détermine une hauteur H de la gorge, et la gorge est configurée telle que sa hauteur H est une fonction affine par intervalles de sa largeur L, selon une relation H = m x L + p dont des coefficients m et p sont associés à des caractéristiques déterminées de ladite huile de lubrification.
- les caractéristiques de l’huile de lubrification comportent une température d’utilisation inférieure à 120°c, une viscosité comprise entre 20 et 30 centistokes à 40°C et 4,9 à 5 centistokes à 100°C avec une masse volumique comprise entre 0,9 et 1,05 Kg/L,
- avantageusement la turbomachine est telle que :
pour un intervalle de largeur L supérieure ou égal à 4 mm et inférieure à 6mm, m = -0,6 et p = 7, pour un intervalle de largeur L de 6 à 7mm, m = -0,2 et p =4,6, pour une largeur L supérieure à 7mm, m = 0 et p= 3,2,
- les premier et deuxième tronçons d’une part, et les deuxième et troisième tronçons d’autre part, sont raccordés en fond de gorge par un rayon de courbure R inférieur ou égal à 0,6 mm,
- le troisième tronçon a une épaisseur axiale supérieure ou égale à 1,2 mm,
- le premier organe est un carter inter-turbines, le second organe est un support de palier solidaire d’un arbre basse-pression, la première enceinte de lubrification du palier communique avec un conduit de récupération d’huile relié à un circuit d’huile de la turbomachine, et la deuxième enceinte est une enceinte pressurisée communiquant avec un conduit de drainage d’huile relié à l’extérieur de la turbomachine,
- la zone d’interface est une zone de réception d’un système pour chasser l’huile comportant une vrille avant et lunules avant et une vrille arrière et lunules arrière interposées entre les viroles intérieure et extérieure,
- la zone d’interface reçoit en arrière dudit système pour chasser l’huile un système d’étanchéité dynamique comportant au moins un joint dynamique.
La est une vue en coupe axiale d’une partie arrière d’une turbomachine selon l’état de la technique,
La est une vue en coupe axiale d’une extension d’une virole extérieure d’un support de palier de la turbomachine de la ,
La est une vue en coupe de la partie arrière de turbomachine selon l’état de la technique illustrant le cheminement de l’huile de lubrification,
L'arbre de soufflante 68 est guidé en rotation par rapport au carter moteur 30 par le biais de paliers (non représentés).
Le turbomoteur 20 est typiquement un turboréacteur.
Comme visible sur la , la machine tournante 22 est couplée à l’arbre haute pression 44 de façon à être entraînée en rotation par ledit arbre haute pression 44. Elle est propre à générer une puissance électrique par prélèvement de puissance mécanique sur ledit arbre haute pression 44.
Avantageusement, la machine tournante 22 est propre à être découplée de l’arbre haute pression 44.
Toujours en référence à la , le moteur électrique 28 est couplé à l’arbre haute pression 44 de façon à entraîner ledit arbre haute pression 44 en rotation autour de l’axe X. Ce moteur 28 est propre à convertir une puissance électrique en puissance mécanique et à injecter cette dernière sur l’arbre haute pression 44.
Avantageusement, le moteur électrique 28 est propre à être découplé de l’arbre haute pression 44.
De retour à la , le système de pilotage 24 comprend un module 72 de contrôle moteur et un module 74 de commande des sources électriques. Il comprend également un système 76 de bridage des prélèvements de puissance et un système 78 de gestion du ralenti moteur.
Le module de contrôle moteur 72 est configuré pour piloter le régime moteur du corps moteur 36. A cet effet, le module de contrôle moteur 72 est configuré pour déterminer un régime courant R c du corps moteur 36 et pour communiquer au moins un paramètre de commande P 1 , P 2 au turbomoteur 20 et/ou au moteur électrique 28 pour établir le régime moteur à un régime cible.
Le régime courant R c est par exemple déterminé par le module de contrôle moteur 72 sur la base des paramètres de commande P 1 , P 2 communiqués par le module de contrôle moteur 72 au turbomoteur 20 et/ou au moteur électrique 28 (fonctionnement en boucle ouverte). En variante, le régime courant R c est communiqué au module de contrôle moteur 72 par un capteur (non représenté) du turbomoteur 20 (fonctionnement en boucle fermée).
Le module de contrôle moteur 72 est en particulier configuré pour communiquer au turbomoteur 20 au moins un paramètre de commande P 1 adapté pour stabiliser le régime moteur au-dessus d’un régime de ralenti R r fourni par le système de gestion 78. Il est également configuré pour recevoir une consigne de poussée C p de l’aéronef 10 et pour communiquer au turbomoteur 20 et/ou au moteur électrique 28 au moins un paramètre de commande P 1 , P 2 adapté pour accélérer le corps moteur 36 à un taux d’accélération fonction de la consigne de poussée C p et du régime moteur courant R c . Le taux d’accélération est plafonné à un taux d’accélération maximal T max fourni par le système de gestion 78.
La consigne de poussée C p est inférieure ou égale à une consigne de poussée plein gaz. Cette consigne de poussée plein gaz est, de manière connue, destinée à induire la mise en mouvement de la soufflante 60 à un régime prédéterminé de manière à obtenir une poussée dite « plein gaz » fonction des conditions de vol. A ce régime prédéterminé de la soufflante 60 correspond un régime que nous appellerons « plein gaz » du corps moteur 36, qui est ainsi lui-même fonction des conditions de vol. Ce régime plein gaz est noté R gaz sur les Figures. Lorsque la consigne de poussée C p est égale à la consigne de poussée plein gaz, cela est donc interprétée par le module de contrôle moteur 72 comme une consigne d’accélération du corps moteur 36 audit régime plein gaz.
Un premier paramètre de commande P 1 , communiqué au turbomoteur 20, est par exemple une consigne de dosage de combustible à injecter dans la chambre de combustion 34. Un deuxième paramètre de commande P 2 , communiqué au moteur électrique 28, est par exemple une consigne de couple.
Le module de contrôle moteur 72 est encore configuré pour communiquer le régime moteur courant R c au système de bridage 76.
Le module de commande 74 est configuré pour piloter la puissance électrique fournie au réseau électrique de l’aéronef 10 par la machine tournante 22 et la ou chaque source auxiliaire 26. A cet effet, le module de commande 74 est configuré pour déterminer une puissance électrique courante P c générée par la machine tournante 22 et une puissance électrique auxiliaire P a fournie par la ou les source(s) auxiliaire(s) 26 et pour communiquer à la machine tournante 22 et/ou à la ou chaque source auxiliaire 26 au moins une consigne C 1 , C 2 adaptée pour ajuster la puissance électrique courante P c et la puissance électrique auxiliaire P a .
Les puissances électriques courante et auxiliaire P c , P a sont par exemple déterminées par le module de commande 74 sur la base des consignes C 1 , C 2 communiquées par le module de commande 74 à la machine tournante 22 et à la ou chaque source auxiliaire 26 (fonctionnement en boucle ouverte). En variante, les puissances électriques courante et auxiliaire P c , P a sont communiquées au module de commande 74 par des capteurs (non représentés) au niveau de la machine tournante 22, de la ou chaque source auxiliaire 26 et/ou de l’organe de transmission 29 (fonctionnement en boucle fermée).
Une première consigne C 1 , communiquée à la machine tournante 22, est par exemple une consigne d’injection d’un courant d’excitation dans un bobinage de la machine tournante 22. Une deuxième consigne C 2 , communiquée à une source auxiliaire 26, est par exemple une consigne de fermeture d’un interrupteur de raccordement de la source auxiliaire 26 à l’organe de distribution 29.
En fonctionnement, cette configuration permet en principe à l’huile de contourner la zone d’interface sans y pénétrer.
On a toutefois constaté qu’un problème se pose lorsqu’un aéronef équipé d’une telle turbomachine est parqué au sol et que la turbomachine est arrêtée.
En effet, dans ce cas, la zone d’interface n’est plus soumise à la pression de pressurisation de la seconde enceinte, et la turbomachine est plus inclinée vers l’arrière de quelques degrés que lors de son fonctionnement normal. On a constaté que l’huile tend à ruisseler par gravité le long de la languette lance-goutte, à contourner l’extrémité de l’extension tubulaire puis à s’insinuer par capillarité dans la gorge annulaire de section circulaire et à traverser la zone d’interface, notamment par capillarité en traversant la zone d’interface, pour finalement pénétrer dans la deuxième enceinte. Dans certaines conditions, de l’huile peut alors être évacuée hors de cette seconde enceinte par le dispositif de drainage d’huile et couler sur le tarmac sur lequel l’aéronef est parqué. De l’huile peut même atteindre une enceinte plus chaude de la turbomachine et provoquer un dégagement de fumée qui serait préjudiciable à la perception que des utilisateurs pourraient avoir de la qualité de la turbomachine.
Il existe donc un réel besoin pour une nouvelle configuration du dispositif de récupération d’huile permettant à l’huile de contourner la zone d’interface en toutes circonstances.
Plus généralement, il existe un réel besoin pour une nouvelle configuration d’un dispositif de récupération d’huile permettant d’optimiser l’écoulement de l’huile à partir d’une languette dite « lance-gouttes » située à proximité d’une zone d’interface entre deux organes tournant relativement l’un par rapport à l’autre. Il sera donc compris que l’invention ne se limite donc pas à la configuration décrite dans la présente description.
La présente invention a pour objet une turbomachine équipée d’un dispositif de récupération d'huile qui remédie à l’inconvénient précité. Ces buts sont atteints, conformément à l'invention, en proposant une modification de la virole externe du support de palier en regard de la languette tubulaire, avec une extension de plus grandes dimensions et présentant une gorge extérieure de section rectangulaire et non plus circulaire.
Dans ce but, l’invention propose une turbomachine comportant des premier et second organes internes mobiles en rotation relativement l’un par rapport à l’autre autour d’un axe X, et au moins un palier de guidage monté entre des première et deuxième parois tubulaires respectives d’axe X des premier et second organes,
le premier organe comportant en outre une troisième paroi sensiblement transversale par rapport à l’axe X,
le second organe comportant une quatrième paroi sensiblement transversale par rapport à l’axe X entourée par ladite troisième paroi,
lesdites troisième et quatrième parois séparant deux enceintes, respectivement une première enceinte de lubrification du palier, et une deuxième enceinte,
la quatrième paroi étant bordée par une virole extérieure du second organe et la troisième paroi étant bordée par une virole intérieure du premier organe, la virole intérieure entourant la virole extérieure et lesdites viroles intérieure et extérieure délimitant une zone d’interface entre lesdites enceintes,
ladite turbomachine comportant en outre un dispositif de récupération d’huile comportant une languette tubulaire qui prolonge la première paroi tubulaire du premier organe et qui s’étend axialement à l’intérieur d’une extrémité de la virole extérieure du second organe, cette languette étant configurée pour conduire de l’huile à être projetée successivement de la languette à la virole extérieure du second organe, puis de la virole extérieure du second organe à la troisième paroi,
ladite la virole intérieure du second organe se prolongeant par une extension tubulaire qui entoure l’extérieur de la languette tubulaire axialement au-delà d‘une extrémité de la virole intérieure du premier organe, et dans laquelle est formée une gorge extérieure de concavité tournée à l’opposé de la languette tubulaire,
caractérisée en ce que l’extension entoure l’extérieur de la languette tubulaire axialement au-delà d’une demi-longueur axiale de ladite languette tubulaire, est d’un diamètre intérieur égal à un diamètre intérieur de la virole extérieure du second organe et d’un diamètre extérieur inférieur ou égal à un diamètre extérieur de la virole extérieure, et en ce que sa gorge annulaire est de section rectangulaire.
L’extension tubulaire permet avantageusement de déporter l’huile ruisselant à partir de la languette tubulaire à une distance axiale conséquente de la zone d’interface et la forme rectangulaire de la gorge de cette extension permet d’éviter que l’huile ne forme un pont capillaire et n’atteigne la zone d’interface.
Selon d’autres caractéristiques de la turbomachine, l’extension tubulaire comporte successivement, à partir de la virole extérieure du second organe :
La est une vue en coupe axiale d’une extension d’une virole extérieure d’un support de palier d’une turbomachine selon l’invention,
La est une vue en coupe de la partie arrière de la turbomachine selon l’invention illustrant le cheminement de l’huile de lubrification ;
La est une vue en en perspective de l’extrémité de la virole extérieure du support de palier et de son extension.
Description détaillée de l'invention On a représenté à la une partie arrière 12 d’une turbomachine 10 réalisée conformément à l’état de la technique. De manière connue, la turbomachine comporte des premier et second organes internes respectifs 14, 16 mobiles en rotation l’un par rapport à l’autre autour d’un axe X et au moins un palier 20 de guidage monté entre les premier et second organes.
Dans le cas présent, l’invention s’attache tout particulièrement au cas d’un carter inter–turbines 14 recevant intérieurement en rotation un arbre basse pression 15 via un support de palier 16 solidaire de cet arbre basse pression 15. L’arbre basse pression comporte également une extrémité arrière porteuse d’un tourillon 19 d’une turbine basse pression 18.
Il sera compris la cette disposition faisant l’objet de la présente description n’est pas limitative de l’invention et que l’invention peut trouver à s’appliquer à d’autres organes montés en rotation de manière relative l’un par rapport à l’autre, comme par exemple des supports de paliers solidaires de tourillons de turbine basse pression et de turbine haute pression.
Un joint radial segmenté 22 est aussi monté entre le carter inter-turbines 14 et l’arbre basse pression 15.
Le carter inter–turbines 14, qui forme ici le premier organe, est un carter sensiblement annulaire qui est traversé par une veine de gaz primaire 24 de la turbomachine. Des disques de turbine 26, solidaires du tourillon 16 de turbine basse pression, sont également placés dans la veine de gaz 24 et leurs aubes 28 sont disposées en alternance avec des aubes 30 de redresseur.
Le carter inter-turbines 14 comporte une première paroi tubulaire 32 d’axe X et le support de palier 16 comporte une deuxième paroi tubulaire 33, le palier 20 étant monté entre ces parois 32, 33.
Le carter inter-turbines 14 comporte en outre une troisième paroi 36, sensiblement transversale par rapport à l’axe X
Le support de palier 16, qui forme ici le second organe, comporte une quatrième paroi 34, sensiblement transversale par rapport à l’axe X, qui est entourée par la troisième paroi 36 du carter inter-turbines 14. La quatrième paroi 34 tourne donc à l’intérieur de la troisième paroi 36, qui, elle, est fixe.
Le carter inter-turbines 14, l’arbre basse pression 15 et le support de palier 16 délimitent une première enceinte 38 de lubrification du palier comprenant de l’huile de lubrification à l’intérieur de la partie arrière 12 de la turbomachine 10. Par ailleurs, ces quatrième et troisième parois 34, 36 séparent la première enceinte 38 de lubrification du palier d’une deuxième enceinte 40, extérieure à la première enceinte 38.
La quatrième paroi 34 est bordée par une virole extérieure 42, faisant donc également partie du support de palier 16, et la troisième paroi 36 est bordée par une virole intérieure 44, faisant donc partie du carter inter-turbines 14.
Les deux viroles 42, 44 sont agencées en regard l’une de l’autre, la virole intérieure 44 entourant la virole extérieure 42. De ce fait, les deux viroles extérieure 42 et intérieure 44 délimitent une zone d’interface 46 entre les deux enceintes 38, 40.
Conventionnellement, la deuxième enceinte 40 est une enceinte pressurisée alimentée en air sous pression prélevé par un piquage réalisé sur un des compresseurs de la turbomachine. Cette enceinte 40 est pressurisée de manière à exercer une pression positive sur la zone d’interface 46 dans laquelle peut être logé, de manière non limitative de l’invention un système pour chasser l’huile comportant au moins une vrille et des lunules, qui peut être complété dans ou hors la zone d’interface 46 par un système d’étanchéité dynamique tel qu’un joint à labyrinthe ou à brosse assurant l’étanchéité entre l’enceinte de lubrification 38 et la deuxième enceinte 40.
Aucun de ces systèmes n’étant limitatifs de l’invention, on considérera dans la suite de la présente description que la zone d’interface 46 comporte uniquement un système pour chasser l’huile.
caoutchouc : TyreXol® CW 50, issue de pneus usagés disponible commercialement chez TRS. La poudre présente une surface spécifique supérieure à 0.08 g/m 2 , Le diamètre D50 de cette poudre est inférieure à 175 µm et le diamètre D90 est inférieur à 375 µm.
SEBS-g-MAH : Kraton® FG1901 disponible commercialement chez Kraton
EXEMPLES EI1 à EI5 A partir de ces composants, différents composites EI1 à EI5 ont été préparés. Leur composition, en pourcentage massique, est indiquée dans le tableau 1 ci-dessous.
Fabrication de la couche B : Dans les exemples EI1 et EI3, les mélanges de PEBA et de poudre de caoutchouc destinés à fabriquer la couche B sont réalisés à l’aide d’un mélangeur Buss PR-46 15D. La température du fourreau et de la vis de reprise sont réglées à 175°C et la vitesse de vis du comalaxeur est réglée à 250 tours/minutes avec un débit de 15 kg/h. La vis de reprise est réglée à 60 tours/min. Les granulés obtenus sont ensuite séchés sous pression réduite à 80°C afin d’atteindre un taux d’humidité inférieur à 0,08 %.
Des plaques de 100 x 100 mm et de 2 mm d’épaisseur ainsi que des palets de 16 mm de diamètre et de 6 mm d’épaisseur sont injectées à l’aide d’une presse ENGEL 160T. Les paramètres suivants sont appliqués lors de l’injection :
- Température du fourreau : 150-170°C.
- Temps de cycle : < 60 secondes
Les plaques ainsi fabriquées sont ensuite utilisées à la fois pour la mesure de la résistance au glissement et pour l’étape de surmoulage.
Les palets sont quant à eux utilisés pour la mesure de la résistance à l’abrasion puisque cette couche sera en contact avec le sol.
Dans les exemples inventifs EI2 et EI4, les mélanges de TPU et de poudre de caoutchouc constituant la couche B sont réalisés à l’aide d’un mélangeur Buss PR-46 15D. Les compositions du mélange sont spécifiées dans le tableau 1 ci-dessous. La température du fourreau et de la vis de reprise sont réglées à 190°C et la vitesse de vis du comalaxeur est réglée à 250 tours/minutes avec un débit de 15 kg/h. La vis de reprise est réglée à 60 tours/min. Les granulés obtenus sont ensuite séchés sous pression réduite à 80°C afin d’atteindre un taux d’humidité inférieur à 0,08 %.
A partir de ces granulés, on prépare des plaques de 100 x 100 mm et de 2 mm d’épaisseur ainsi que des palets de 16 mm de diamètre et de 6 mm d’épaisseur par injection à l’aide d’une presse ENGEL 160T. Les paramètres suivants sont appliqués lors de l’injection :
- Température du fourreau : 170-190°C.
- Température de la buse : 190°C.
Au sens de la présente invention, on entend plus particulièrement désigner par l'expression "alcool gras", un alcool obtenu par hydrogénation d'un acide gras, saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié, en C 8 à C 34, notamment en C 8 à C 26 , notamment en C 12 à C 22 , en particulier en C 16 à C 20 et plus particulièrement en C 18 .
L'alcool gras peut être un alcool gras ramifié. Selon l'invention, on entend désigner par l'expression "alcool gras ramifié" un alcool issu d'un acide gras possédant un groupe méthyle fixé sur le pénultième ou l'antépénultième atome de carbone ou plusieurs groupes méthyle répartis le long de la chaîne. Ces alcools gras ramifiés sont de préférence en C 8 à C 26 , notamment en C 12 à C 22 et plus particulièrement en C 18 à l'image de l'alcool isostéarylique.
Selon des variantes de l'invention, l'au moins un estolide est de préférence un composé obtenu à partir d'un acide gras hydroxylé, préférentiellement l'acide ricinoléique, ayant subi une estérification avec un alcool gras ramifié en C 12 à C 22 et plus particulièrement en C 18 , préférentiellement l'alcool isostéarylique.
Selon l'invention, l'au moins un estolide est de préférence un composé de Formule I: