LUBRIFICATION DE TURBOMACHINE

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

L'invention propose une trompe à jet pour un circuit de dépressurisation d'une chambre de lubrification de turbomachine qui est réalisée de manière à optimiser les écoulements de gaz la traversant.

L'invention propose plus particulièrement une trompe à jet comportant deux buses d'injection concentriques qui permet de limiter les perturbations produites lorsque la buse centrale n'est pas alimentée en air. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

Dans une turbomachine telle qu'un turboréacteur équipant un aéronef, les paliers sont lubrifiés en permanence par des circuits d'alimentation en liquide de lubrification. Un tel circuit comprend habituellement un réservoir de liquide de lubrification, ainsi qu'une pompe permettant d'acheminer le liquide jusqu'à un gicleur situé à proximité immédiate de chacun des paliers. Les paliers sont eux-mêmes placés dans des chambres de lubrification fermées par des joints d'étanchéité dynamiques.

Afin d'éviter que l'air huilé contenu dans une chambre de lubrification ne s'échappe vers l'extérieur au travers des joints d'étanchéité dynamiques, la pression à l'intérieur de la chambre de lubrification est maintenue à une certaine valeur qui est inférieure à la pression extérieure.

Pour cela, la turbomachine comporte un circuit de dépressurisation de la chambre de lubrification qui relie le volume intérieur de la chambre de lubrification à la veine secondaire de la turbomachine. La pression d'air dans la veine secondaire de la turbomachine est inférieure à la pression dans la chambre de lubrification, ce qui crée un phénomène d'aspiration de l'air huilé contenu dans la chambre de lubrification. Le circuit de dépressurisation comporte un dispositif de déshuilage de l'air qui crée des pertes de charges réduisant le phénomène d'aspiration. Pour compenser ces pertes de charges et pour améliorer le phénomène d'aspiration, il a été proposé de monter dans le circuit de dépressurisation une trompe à jet qui injecte localement de l'air sous pression dans le circuit de dépressurisation, afin de créer un phénomène supplémentaire d'aspiration.

Comme on peut le voir à la figure 1, une trompe à jet 10 conventionnelle comporte un corps tubulaire 12 qui est traversé par le flux de gaz provenant de la chambre de lubrification et comporte deux conduits 14, 16 d'alimentation en air comprimé qui débouchent par deux buses concentriques 18, 20 qui sont agencées à l'intérieur du corps 12, coaxialement au corps 12. L'air comprimé destiné à alimenter chacun des conduits 14, 16 est prélevé du compresseur de la turbomachine.

Une première buse 18, centrale radialement, est associée à un premier conduit 14 qui est alimenté en air de manière sélective, pour accroître le phénomène d'aspiration lorsque le débit d'air dans la veine secondaire est relativement faible. C'est notamment le cas lorsque la turbomachine fonctionne à un régime de ralenti.

La deuxième buse 20 est associée au deuxième conduit 16 qui est alimenté en permanence en air comprimé.

Les deux buses 18, 20 débouchent dans le corps 12 au niveau de leurs extrémités axiales aval 18a, 20a, selon le sens d'écoulement du flux de gaz dans le corps 12, et ces extrémités axiales aval 18a, 20a sont situées sensiblement à une même position axiale l'une par rapport à l'autre.

Lorsque seul le deuxième conduit 16 est alimenté en air, le flux d'air sortant de la deuxième buse 20 s'écoule en forme d'anneau autour de l'extrémité aval 18a de la première buse 18.

L'extrémité aval 18a de la première buse 18 étant ouverte, il se produit alors un phénomène parasite d'aspiration de l'air contenu dans la première buse 18, qui perturbe l'écoulement du flux d'air sortant de la deuxième buse 20.

En outre, les buses 18, 20 sont situées dans le cheminement du flux de gaz principal, perturbant celui-ci. L'invention a pour but de proposer une trompe à jet qui est formée de manière à réduire les perturbations de flux de gaz principal et d'air décrites ci-dessus.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

L'invention propose une trompe à jet pour dispositif de dépressurisation d'une chambre de lubrification qui comporte un corps tubulaire dans lequel un flux de gaz principal s'écoule, un premier conduit d'injection d'un premier flux d'air dans le flux de gaz principal, qui débouche dans le corps par une première buse de sortie tubulaire située à l'intérieur du corps et qui est coaxiale à l'axe principal du corps et qui est ouverte à son extrémité aval, un deuxième conduit d'injection d'un deuxième flux d'air dans le flux de gaz principal, qui débouche dans le corps par une deuxième buse de sortie située à l'intérieur du corps, qui est coaxiale à l'axe principal du corps et qui entoure la première buse de sortie, l'extrémité aval de la deuxième buse de sortie étant située axialement au niveau de l'extrémité aval de la première buse de sortie,

caractérisé en ce que l'extrémité amont de la première buse comporte un orifice axial centré sur l'axe principal du corps, et en ce que la trompe à jet comporte des moyens pour obturer ou non ledit orifice axial de la première buse de sortie.

L'orifice axial de la première buse permet de faire circuler une partie du flux de gaz au travers de la première buse lorsque cet orifice axial n'est pas obturé, ce qui permet de faciliter la circulation du débit de gaz au travers de la trompe à jet, tout en ne perturbant pas le flux d'air provenant de la deuxième buse de sortie.

De préférence, lesdits moyens d'obturation sont aptes à obturer ledit orifice axial de la première buse lorsque le premier flux d'air circule dans le premier conduit d'injection et de manière à ne pas obturer ledit orifice axial de la première buse lorsqu'aucun flux d'air ne circule dans le premier conduit d'injection.

De préférence, le premier conduit d'injection comporte un canal radial qui débouche dans un orifice de la paroi cylindrique de la première buse, et lesdits moyens d'obturation sont aptes à obturer ledit orifice associé au canal radial du premier conduit d'injection lorsqu'aucun flux d'air ne circule dans le premier conduit d'injection et de manière à ne pas obturer ledit orifice associé au canal radial du premier conduit d'injection lorsque le premier flux d'air circule dans le premier conduit d'injection.

De préférence, les moyens d'obturation comportent un élément d'obturation qui est monté mobile entre une position d'obturation de l'orifice axial de la première buse et une position d'obturation dudit orifice associé au canal radial du premier conduit d'injection.

De préférence, les moyens d'obturation comportent des moyens de rappel de l'élément d'obturation vers la position d'obturation du tronçon amont du premier conduit d'injection.

De préférence, l'élément d'obturation consiste en un volet anti-retour monté pivotant dans la trompe à jet.

De préférence, l'élément d'obturation consiste en une bille d'un clapet navette.

L'invention propose aussi un dispositif de dépressurisation d'une chambre de lubrification pour une turbomachine, comportant un conduit de dépressurisation reliant le volume intérieur de la chambre de lubrification à une veine secondaire de la turbomachine, dans lequel un flux de gaz s'écoule depuis la chambre de lubrification jusqu'à la veine secondaire de la turbomachine, le conduit de dépressurisation comportant une trompe à jet selon l'invention, pour injecter dans le flux de gaz un flux d'air provenant d'un compresseur de la turbomachine.

De préférence, le premier conduit d'injection de la trompe à jet est alimenté de manière sélective en air sous pression provenant d'un compresseur de la turbomachine et le deuxième conduit d'injection de la trompe à jet est alimenté de manière permanente en air sous pression provenant du compresseur.

L'invention propose aussi une turbomachine d'aéronef comportant au moins une chambre de lubrification de palier et un dispositif de dépressurisation de la chambre de lubrification selon l'invention, qui est muni d'une trompe à jet selon l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :

- la figure 1 est une section axiale d'un dispositif de dépressurisation comportant une trompe à jet selon l'art antérieur ;

- la figure 2 est une section axiale d'un dispositif de dépressurisation comportant une trompe à jet selon l'invention ;

- la figure 3 est un détail à plus grande échelle de la trompe à jet représentée à la figure 2, dans laquelle les moyens d'obturation obturent l'extrémité amont de la première buse ;

- la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3, dans laquelle les moyens d'obturation n'obturent pas l'extrémité amont de la première buse.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On a représenté à la figure 2 une trompe à jet 10 qui est destinée à être installée dans un circuit de dépressurisation d'une chambre de lubrification d'un palier de turbomachine (non représentés). Le circuit de dépressurisation recevant la trompe à jet 10 relie la chambre de lubrification à une veine secondaire de la turbomachine, il comporte en outre un dispositif de déshuilage du flux de gaz provenant de la chambre de lubrification, qui est située en amont de la trompe à jet 10, selon le sens d'écoulement du flux de gaz.

La pression d'air dans la veine secondaire est inférieure à la pression dans la chambre de lubrification, il se crée alors naturellement un phénomène d'aspiration du gaz présent dans la chambre de lubrification, qui s'écoule vers la veine secondaire, en passant par le dispositif de déshuilage puis par la trompe à jet 10.

La trompe à jet 10 consiste à injecter dans le flux de gaz, un flux d'air comprimé provenant du compresseur de la turbomachine, pour augmenter le phénomène d'aspiration décrit précédemment. La trompe à jet 10 comporte un corps 12 globalement tubulaire, qui est destiné à être traversé par un flux de gaz provenant de la chambre de lubrification qui est destiné à être rejeté dans une veine secondaire (non représentée) de la turbomachine.

Dans la description qui va suivre, on fera référence à l'orientation d'amont en aval comme étant la direction axiale du corps 12 de gauche à droite en se reportant aux figures.

La trompe à jet 10 comporte un dispositif d'injection d'air pressurisé dans le flux de gaz qui débouche dans un tronçon amont 22 du corps 12, et qui injecte l'air pressurisé de manière coaxiale et dans le même sens que le flux de gaz provenant de la chambre de lubrification.

Le corps 12 comporte un tronçon aval 24 de section interne réduite qui est situé immédiatement en sortie du dispositif d'injection, et qui est traversé par le mélange de gaz avec l'air injecté.

Grâce au flux d'air injecté et à la forme du tronçon aval 24, il se produit un phénomène d'aspiration, aspirant par conséquent le gaz depuis la chambre de lubrification.

Le dispositif d'injection d'air pressurisé comporte deux conduits d'injection 14, 16 qui débouchent dans le tronçon amont 22 du corps 12 par deux buses coaxiales 18, 20. L'utilisation de deux conduits d'injection 14, 16 permet d'injecter deux débits d'air différents selon les conditions de fonctionnement de la turbomachine.

Ainsi, par exemple, lorsque la turbomachine fonctionne à un régime réduit, pour lequel la différence de pression entre la chambre de lubrification et la veine secondaire est limitée, les deux conduits d'injections sont alimentés en air, ce qui permet d'augmenter le phénomène d'aspiration.

Par contre, lorsque la turbomachine fonctionne à un régime plus important, un seul conduit d'injection 16 est alimenté en air. Le débit d'air utilisé pour la trompe à jet 10 est alors limité, ce qui permet de consacrer une plus grande partie de l'air comprimé par le compresseur de la turbomachine au fonctionnement de la turbomachine, limitant ainsi la perte d'efficacité provenant de la trompe à jet 10. Les deux buses 18, 20 sont coaxiales l'une à l'autre et sont aussi coaxiales au corps 12 de la trompe à jet 10. Le flux de gaz provenant de la chambre de lubrification s'écoule autour des buses 18.

Une première buse 18 est agencée centralement, elle consiste globalement en un élément tubulaire coaxial à l'axe principal du corps 12, et comporte une extrémité aval 18a au niveau de laquelle la première buse 18 débouche à proximité du deuxième tronçon 24 du corps 12.

La deuxième buse 20 est agencée autour de la première buse 18, elle est de forme principale annulaire et comporte une extrémité aval annulaire 20a au niveau de laquelle la deuxième buse 20 débouche, qui est située axialement au niveau de l'extrémité aval 18a de la première buse 18.

Chaque conduit 14, 16 comporte en outre un canal radial 26, 28 d'alimentation de la buse 18, 20 associée, qui débouche dans l'extrémité axiale amont 18b, 20b de la buse 18, 20 associée. Le canal radial 26 associé à la première buse 18 est situé en amont du canal radial 28 associé à la deuxième buse 20. Ainsi, l'extrémité amont 18b de la première buse 18 est située en amont de l'extrémité amont 20b de la deuxième buse 20.

Le canal radial amont 26 débouche dans l'extrémité amont 18b de la première busse 18 en un orifice 32 situé sur la paroi cylindrique de l'extrémité amont 18b de la première buse 18.

Lors du fonctionnement de la turbomachine à haut régime, seul le deuxième conduit 16 est alimenté en air sous pression, le premier conduit 14 n'est alors pas utilisé.

Pour limiter l'impact de la première buse sur l'écoulement du flux de gaz dans la trompe à jet 10, l'extrémité amont 18b de la première buse 18 comporte un orifice 30 centré sur l'axe principal du corps 12, qui est aligné axialement avec l'ouverture de l'extrémité aval 18a de la première buse 18.

Ainsi, comme on peut le voir à la figure 4, le flux de gaz s'écoulant au travers de la trompe à jet 10 peut s'écouler au travers de la première buse 18, limitant ainsi les pertes de charges produites par la présence de celle-ci. La première buse 18 comporte ainsi deux orifices 30, 32 agencés au niveau de son extrémité amont 18b, le premier orifice 30 permettant la circulation d'une partie du flux de gaz provenant de la chambre de lubrification, l'autre orifice 32 correspondant au canal radial 26 qui débouche dans la première buse 18.

Pour que l'orifice 30 axial de l'extrémité amont 18b de la première buse

18 ne perturbe pas l'écoulement de l'air sous pression circulant dans la première buse 18, lorsque le premier conduit 14 alimente la trompe à jet 10 en air sous pression, la trompe à jet 10 comporte en outre des moyens pour obturer ou non l'orifice axial 30 de l'extrémité amont 18b de la première buse 18.

Comme on peut le voir aux figures 3 et 4, les moyens d'obturation 34 sont réalisés de manière à obturer l'orifice axial 30 lorsque le premier conduit 14 est traversé par un flux d'air sous pression, et ils sont réalisés de manière à ne pas obturer l'orifice axial 30 lorsque le premier conduit 14 n'est pas traversé par un flux d'air sous pression.

Aussi, les moyens d'obturation sont réalisés de manière à obturer l'orifice 32 associé au canal radial 26 lorsque le premier conduit n'est pas traversé par un flux d'air sous pression et de manière à ne pas obturer l'orifice 32 associé au canal radial 26 lorsque le premier conduit est traversé par un flux d'air sous pression.

Par conséquent, les moyens d'obturation sont réalisés de manière telle qu'ils obturent l'un ou l'autre des deux orifices 30, 32 de l'extrémité amont 18b de la première buse 18.

Les moyens d'obturation comporte un élément d'obturation 34 qui est monté mobile par rapport à l'extrémité amont 18b de la première buse 18 entre une position d'obturation de l'orifice axial 30 représentée à la figure 3 et une position d'obturation de l'orifice 32 associé au canal radial 26 représentée à la figure 4.

Quand il est dans une position d'obturation d'un orifice 30, 32, l'élément d'obturation n'obture pas l'autre orifice 32, 30, respectivement.

De préférence, l'entraînement de l'élément d'obturation 34 depuis la position d'obturation de l'orifice axial 30 vers la position d'obturation de l'orifice 32 associé au canal radial 26 est réalisé par des moyens élastiques (non représentés). Ainsi, l'élément d'obturation 34 est automatiquement rappelé vers la position d'obturation de l'orifice 32 associé au canal radial 26 lorsque le premier conduit 14 n'est plus alimenté en air pressurisé.

L'entraînement de l'élément d'obturation 34 depuis la position d'obturation de l'orifice 32 associé au canal radial 26 vers la position d'obturation de l'orifice axial 30 est réalisé par la pression du flux d'air sous pression circulant dans le premier conduit 14, qui exerce sur l'élément d'obturation un effort opposé à l'effort de rappel de l'élément d'obturation 34 vers la position d'obturation de l'orifice 32 associé au canal radial 26, réalisé par les moyens élastiques mentionnés ci-dessus.

Selon le mode de réalisation représenté aux figures 2 à 4, l'élément d'obturation 34 consiste en un volet anti-retour, du type connu sous la dénomination anglaise "wafer", qui est monté pivotant dans l'extrémité amont de la première buse

Selon une variante de réalisation non représentée, l'élément d'obturation consiste en une bille d'un système connu sous la dénomination "clapet navette", comportant en outre un ressort élastique de rappel de la bille vers la position d'obturation de l'orifice 32 associé au canal radial 26.