EP4630769A1 - Reservoir avec sonde de niveau d'huile - Google Patents

Reservoir avec sonde de niveau d'huile

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Publication number
EP4630769A1
EP4630769A1 EP23798265.7A EP23798265A EP4630769A1 EP 4630769 A1 EP4630769 A1 EP 4630769A1 EP 23798265 A EP23798265 A EP 23798265A EP 4630769 A1 EP4630769 A1 EP 4630769A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sleeve
probe
electrode
tank
reservoir
Prior art date
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Pending
Application number
EP23798265.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Quentin Borlon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aero Boosters SA
Original Assignee
Safran Aero Boosters SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aero Boosters SA filed Critical Safran Aero Boosters SA
Publication of EP4630769A1 publication Critical patent/EP4630769A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00—Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/10—Indicating devices; Other safety devices
    • F01M11/12—Indicating devices; Other safety devices concerning lubricant level
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/02—Arrangement of sensing elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/06—Arrangements of bearings; Lubricating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N19/00—Lubricant containers for use in lubricators or lubrication systems
    • F16N19/003—Indicating oil level
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • G01F23/268—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors mounting arrangements of probes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
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    • F02C7/32—Arrangement, mounting, or driving, of auxiliaries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/70—Shape
    • F05D2250/71—Shape curved
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N2210/00—Applications
    • F16N2210/02—Turbines

Definitions

  • the invention concerns the measurement of the liquid level, and in particular the oil, in a turbomachine tank.
  • the invention also relates to a turbomachine, in particular an aircraft turbojet or an aircraft turboprop.
  • the invention further relates to a method for mounting a measuring probe in a tank.
  • the liquid reservoirs and in particular the oil reservoirs generally have an arcuate shape, embracing the curvature of the turbomachine, in particular in order to limit the bulk of the turbomachine.
  • Measuring the oil level in a tank can involve different technologies and in particular capacitive or resistive probes, measuring variations in capacitance or electrical resistance in the tank and deducing the quantity of oil.
  • rectilinear probes introduced into a very arcuate tank would touch the interior wall of the tank. This would create an electrical contact which would disrupt the measurement. Also, a rectilinear probe does not go deep enough to the bottom of the tank and is therefore incapable of delivering values when the level is particularly low.
  • the invention aims to solve at least one of the problems posed by the prior art. More precisely, the invention aims to propose a lightweight design in which the assembly and disassembly of the oil level measuring probe are facilitated and in which it is ensured that even for significant tank curvatures, the precision measurement is not damaged.
  • the subject of the invention is an oil tank for a turbomachine comprising: a generally curved wall; an electrical oil level measuring probe, the probe having one or more arcuate lamellar electrode(s) following the curvature of the wall; and at least one sleeve, remarkable in that the sleeve is fitted onto the lamellar electrode(s) so as to be interposed between the electrode(s) and the wall, and in that the sleeve is fixed to the probe while being free fixing with the wall.
  • the sleeve(s) prevent the electrodes from directly touching the reservoir, which is advantageous both to avoid any damage to the electrodes, to avoid their contact with metal parts and to ensure good positioning of the electrodes.
  • the sleeve is of oblong shape having a longitudinal axis which is transverse to the lamellar electrode(s). Such an arrangement allows good compactness and the fact that the sleeve has a longitudinal direction perpendicular to the electrodes avoids twisting of the electrodes.
  • the sleeve comprises internal notches accommodating the lamellar electrode(s). It is thus possible to precisely position the lamellar electrodes in the reservoir. Measurement accuracy is thus guaranteed: in fact, if the electrodes move in the tank during the flight, their position no longer corresponds to their initial position (during calibration or calibration).
  • the notches are formed by projecting and “V”-shaped tabs.
  • V shape
  • Such a shape allows easier installation of the slats in the sleeve because the slats are enclosed in the notches and it is therefore easier to fix the slats to the sleeve.
  • the elasticity of the tabs also helps keep the electrodes in position.
  • the sleeve comprises a through internal cavity occupied entirely by the lamellar electrode(s) and by a corner. This not only keeps the slat in position but also prevents oil from penetrating and becoming blocked in the sleeve.
  • the sleeve has a general oblong shape with two opposite ends in spherical portions. This shape facilitates the penetration of the probe with the sleeve into the tank and prevents the sleeve from damaging the walls of the tank. Also, the absence of a sharp edge on the sleeve avoids scratching the tank wall and generating particles which would propagate in the oil.
  • the sleeve is fixed to the probe by means of a pin, a rivet, or a screw element, engaged in a hole of exactly one electrode(s). ).
  • fixing to a single electrode is sufficient and avoids over-constraining the electrodes.
  • several fixing means can be provided to fix each electrode to the sleeve.
  • the reservoir comprises several sleeves and the wall has a non-constant curvature, the sleeves being irregularly distributed along the probe, the sleeves being all the further away from each other as the curvature of the wall is big.
  • the curvature is constant and the sleeves are evenly spaced along the probe. The sleeves can be distributed over the majority or substantially the entire length of the probe.
  • the wall is a wall of an arcuate sheath, preferably formed of two U-shaped profiles facing each other and connected together by a trellis.
  • the sleeve can come into contact with the U, with a slight assembly clearance.
  • the mesh allows the oil to drain and thus prevents the accumulation of oil in the sleeve or in the sheath.
  • the sheath can be that described in document EP 3 399 164 B1, that is to say be an articulated sheath.
  • the sheath may extend over the majority or substantially the entire length of the probe. It can extend over the majority or substantially the entire length of the tank.
  • the wall in contact with the sleeve is an internal wall of the tank.
  • the sleeve is made of electrical insulating material. This makes it possible to make the tank and in particular the wall in contact with the sleeve in metallic material, because there will be no electrical contact disturbing the electrodes which could impact the precision of the oil level measurement.
  • the invention also relates to a turbomachine equipped with such a tank.
  • the turbomachine can be mounted on an aircraft capable of performing so-called “negative g” flight phases.
  • the invention also relates to a method of mounting an electrical oil level measuring probe in a curved tank of a turbomachine, the method comprising the following steps: (a) fixing one or more sleeve(s) ) to one or more lamellar electrodes of the probe; and (b) introducing the electrode(s) with the sleeve(s) into the reservoir.
  • the electrode(s) in the fixing step, is/are straight, and during insertion, the electrode(s) is/are progressively arcuate(s) due to contact of the sleeve(s) with a wall of the tank.
  • the electrode(s) in the fixing step, is/are arcuate(s) according to a constant curvature or not, and during the introduction step, the electrode(s) retains ( nt) its/their curvature.
  • the reservoir comprises an opening, in particular an upper filling opening, and during the introduction step, the electrode(s) is/are introduced via said opening.
  • turbomachine there represents a turbomachine according to the invention.
  • turbomachine there represents in a simplified manner an axial turbomachine.
  • it is a double-flow turbojet adapted to the flight of an airplane.
  • the turbojet 2 comprises a low pressure compressor 4, a high pressure compressor 6, a combustion chamber 8 and one or more levels of turbines 10.
  • the mechanical power of the turbines 10 transmitted to the rotor 12 sets in motion the two compressors 4 and 6.
  • the rotation of the rotor around its axis of rotation 14 thus makes it possible to generate an air flow and to progressively compress the latter until it enters the combustion chamber 8.
  • An inlet fan commonly referred to as a fan or blower 16 is coupled to the rotor 12 and generates an air flow which is divided into a primary flow 18 passing through the compressors and into a secondary flow 20.
  • a reducer 22 can reduce the rotation speed of the fan 16 and/or the low pressure compressor 4 relative to the associated turbine level 10.
  • the reducer 22, as well as the transmission shafts 24 articulated by bearings 26, are lubricated by an oil circuit. Pumps 28 ensure the circulation of oil in the circuit, from and to a tank 30.
  • reservoir 30 is figurative here. In reality it can be mounted on the fan casing, and more preferably inside the stator 32 separating the primary flow 18 from the secondary flow 20, which are respectively channeled by a primary vein and a secondary vein.
  • FIG. 30 There is a sectional view of an oil tank 30 of a turbomachine such as that of the . Streams 18 and 20 are represented there.
  • the tank 30 can be housed between a compressor casing 36 and a partition 38 guiding the secondary flow 20.
  • the reservoir 30 is generally curved. Its general outline is arched to fit into the circular stator 32 of the turbomachine. Its external wall 40, or envelope, comprises a curved radially interior surface.
  • the height of the tank can be at least 50 cm and it can describe an angular portion of at least 10°.
  • the radius of curvature of the wall 40 can be between 30 cm and 2 m.
  • the reservoir 30 includes a generally closed enclosure 42.
  • the latter can store at least 30 liters of oil 44.
  • the enclosure 42 is also curved.
  • the top of the tank 30 has an opening 46 closed by a cap.
  • the tank can be metallic and/or can be manufactured by additive manufacturing of the ALM type. It can be in one piece and integrate the fixing brackets and various internal functional elements (baffle, deaerator, etc.).
  • a measuring system can be introduced into the tank.
  • This system can include an electrical probe 48 bathed in the liquid, and a calculator transforming the measured electrical quantity into a value in liters.
  • the probe 48 is arcuate, for example according to a radius of curvature, constant or not. It follows the curved shape of the tank.
  • the probe 48 extends over the majority or the entire height of the enclosure 42. Thus, it can be in contact with the oil in substantially the entire useful volume of the enclosure 42.
  • the probe 48 may include one or more electrical electrodes coming into electrical contact with the oil. It can be capacitive, in which case it measures the capacitance between two parallel lamellar electrodes. It can be resistive, in which case it measures the electrical resistance of its immediate environment.
  • the probe 48 can be immersed in the tank 30 or can be inserted into a sheath 50 of the tank.
  • the sheath 50 can be metallic and/or manufactured using additive manufacturing together with the tank.
  • the sheath 50 can extend over substantially the entire height of the reservoir 30 and/or the entire length of the probe 48.
  • the sheath 50 can be perforated to facilitate the entry and exit of the oil, in order to come into contact of probe 48.
  • each of the elements can be constant or variable.
  • the notations R1 and R2 in the figure indicate the fact that the curvature can vary for these elements.
  • Each of the elements can have its own curvature independent of the other elements, with the exception of the probe 48 which has a curvature imposed by the wall (wall 40 of the tank or wall of the sheath 50) with which it cooperates.
  • the sheath 50 consists of two U-shaped rails 52, 54, parallel to each other, facing each other, and connected to each other by a lattice 56.
  • the U form walls of indirect contact with the probe 48.
  • a capacitive probe 48 This comprises two lamellar electrodes 60, 62.
  • the electrodes 60, 62 are sufficiently flexible to be arcuate in flexion during, or before, their placement in the reservoir 30.
  • the electrical capacity between the electrodes 60, 62 reflect the quantity of liquid separating them and is therefore an image of the oil level in the tank.
  • the two electrodes 60, 62 are fixed together by a connector 64 which can be attached to the tank at the opening (46 on the ).
  • the connector is also equipped with electrical connections to connect the probe to a computer.
  • the reservoir 30 can therefore include fixing elements (not shown) of the probe 48 at the level of the opening 46 to immobilize the probe 48 despite the movements of the oil 44 and the vibrations.
  • At least one of the electrodes (here 60) is provided with orifices 61 allowing the attachment of one or more sleeve(s) 66.
  • the sleeve 66 encircles the two electrodes 60, 62 while keeping them at a distance from each other.
  • the sleeve may have two hemispherical ends 68, 70 which may be engaged in the grooves of the U-shaped rails ( ).
  • a fixing means 72 pin, rivet, screw
  • a fixing means 72 can ensure the fixing of the sleeve 66 to the electrode 60.
  • a flat 74 can facilitate fixing or prevent the screw/rivet head from projecting from the sleeve 66.
  • the screw/rivet head can be embedded in the sleeve 66.
  • the sleeve 66 may be of generally oblong or ovoid shape, having a longitudinal axis 76 which extends transversely to the length of the electrodes 60, 62.
  • sleeve 66 alone. This is composed of an oblong body, that is to say a cylindrical body 78 with two hemispherical ends 68, 70. The body 78 is hollowed out to receive the electrodes 60, 62 in a through cavity 80.
  • the cavity 80 may be provided with notches 82 receiving the lamellar electrodes 60, 62.
  • the notches 82 may be the result of tabs 84 projecting internally into the through cavity 80.
  • the tabs 84 may have a "V" shape to facilitate the insertion of the electrodes 60, 62 and/or to give the tabs a certain elasticity allowing the electrodes 60, 62 to be held in place by wedging.
  • the tabs 84 can be substantially parallel to the flat 74.
  • the angle of the V denoted ⁇ can be between 150 and 170°.
  • the probe 48 comprises a single lamellar electrode 60 provided with resistors 63 distributed along the electrode. Resistors 63 have a common terminal and a free terminal, the circuit is therefore open. The liquid closes the circuit and the liquid level influences the equivalent resistance which is measured.
  • the sleeve 66 may be identical to that used for the capacitive probe in the previous figures. Alternatively, and as shown in Figures 6 and 7, the sleeve 66 can comprise a single notch and a corner 90 filling the through cavity 80.
  • the corner 90 may have a shape substantially complementary to the cavity 80. Fixing means by screw and nut, pin, rivet, etc. can be provided to keep the corner 90 fixed to the body of the sleeve 66 and thus trap the electrode 60.
  • a probe can be provided with more than two electrodes, and in particular, the capacitive and resistive electrodes can be combined, with one or more sleeves encircling all the electrodes. Also, other probes can be attached to the same sleeve(s), such as a temperature probe for example.
  • a corner 90 can be arranged in the example of Figures 4 and 5, for example to fill a space left free in the middle of the cavity between the electrodes 60, 62.
  • the invention also relates to a method of mounting the probe 48.
  • the sleeve(s) 66 are first attached to one or more lamellar electrodes 60, 62. Then, the assembly is introduced into the reservoir, for example through an opening (opening type 46).
  • the electrodes 60, 62 are forced – by the contact of the sleeve and the wall 40 or the rails 52, 54 – to bend.
  • the electrodes 60, 62 can be arcuated before their introduction (with the sleeves 66 fixed) into the reservoir 30.
  • the sleeve 66 makes it possible to electrically isolate the electrodes from the reservoir.
  • a series of sleeves 66 makes it possible to guarantee a constant distance between the electrodes 60, 62, over their entire length.
  • the rounded shapes of the sleeve 66 avoid stagnation or blockage of the liquid which can flow easily around or inside the sleeve 66 and the electrodes 60, 62.

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Abstract

L'invention propose un réservoir d'huile pour turbomachine muni d'une sonde (48) de mesure du niveau d'huile. La sonde peut être une sonde électrique capacitive, introduite dans le réservoir de sorte à être arquée. Un manchon (66) vient encercler des électrodes lamellaires (60, 62) de la sonde (48) pour guider la sonde (48) lors de son montage dans le réservoir et pour maintenir les électrodes en position. L'invention porte également sur un procédé de montage de la sonde (48) dans un réservoir (30).

Description

    RESERVOIR AVEC SONDE DE NIVEAU D’HUILE
  • L’invention concerne la mesure du niveau de liquide, et en particulier de l’huile dans un réservoir de turbomachine. L’invention a également trait à une turbomachine, notamment un turboréacteur d’avion ou un turbopropulseur d’aéronef. L’invention concerne en outre un procédé de montage d’une sonde de mesure dans un réservoir.
    •  Art antérieur
  • Dans les turbomachines, les réservoirs de liquide et notamment les réservoirs d’huile ont généralement une forme arquée, embrassant la courbure de la turbomachine, afin notamment de limiter l’encombrement de la turbomachine.
  • La mesure du niveau d’huile dans un réservoir peut mettre en jeu différentes technologies et notamment des sondes capacitives ou résistives, mesurant les variations de capacité ou de résistance électrique dans le réservoir et en déduisant la quantité d’huile.
  • Si un réservoir faiblement courbé peut recevoir des sondes de mesures rectilignes, ce n’est pas le cas d’un réservoir à faible rayon de courbure : des sondes rectilignes introduites dans un réservoir très arqué viendraient toucher la paroi intérieure du réservoir. Ceci créerait un contact électrique qui perturberait la mesure. Aussi, une sonde rectiligne ne s’enfonce pas suffisamment jusqu’au fond du réservoir et est donc incapable de délivrer des valeurs lorsque le niveau est particulièrement faible.
  • Ainsi, il est connu, notamment du document EP 3 399 164 B1, de prévoir une sonde arquée selon la courbure générale du réservoir. La sonde est reçue dans un fourreau ou dans une pluralité de supports qui lui imposent ainsi sa forme arquée. Cette conception a certaines limites notamment de protection de la sonde lors de son insertion dans le réservoir, car le fourreau ou les supports peuvent affecter l’espace entre les électrodes, voire détériorer les électrodes. Aussi, cette conception est inadaptée pour des réservoirs monoblocs réalisés par fabrication additive, car les supports ou le fourreau qui sont des pièces au contact de la sonde ne peuvent pas être métalliques.
    •
  • L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer une conception légère dans laquelle le montage et le démontage de la sonde de mesure de niveau d’huile sont facilités et dans laquelle il est assuré que même pour des courbures importantes de réservoir, la précision de mesure n’est pas détériorée.
    •
  • L’invention a pour objet un réservoir d’huile pour turbomachine comprenant : une paroi généralement courbée ; une sonde de mesure électrique du niveau d’huile, la sonde ayant une ou plusieurs électrode(s) lamellaire(s) arquée(s) suivant la courbure de la paroi ; et au moins un manchon, remarquable en ce que le manchon est emmanché sur la ou les électrodes lamellaires de sorte à s’interposer entre la ou les électrodes et la paroi, et en ce que le manchon est fixé à la sonde tout en étant libre de fixation avec la paroi.
  • Ainsi, le ou les manchons évitent que les électrodes ne touchent directement le réservoir, ce qui est avantageux à la fois pour éviter tout endommagement des électrodes, pour éviter leur contact avec des pièces métalliques et pour assurer un bon positionnement des électrodes.
  • Selon un mode avantageux de l’invention, le manchon est de forme oblongue ayant un axe longitudinal qui est transversal à la ou aux électrodes lamellaires. Un tel agencement permet une bonne compacité et le fait que le manchon ait une direction longitudinale perpendiculaire aux électrodes évite une torsion des électrodes.
  • Selon un mode avantageux de l’invention, le manchon comprend des échancrures internes accueillant la ou les électrodes lamellaires. Il est ainsi possible de positionner précisément les électrodes lamellaires dans le réservoir. La précision de mesure est ainsi garantie : en effet, si les électrodes se déplacent dans le réservoir au cours du vol, leur position ne correspond plus à leur position initiale (lors de l’étalonnage ou du calibrage).
  • Selon un mode avantageux de l’invention, les échancrures sont formées par des languettes en saillies et en forme de « V ». Une telle forme permet une mise en place plus aisée des lamelles dans le manchon car les lamelles sont enserrées dans les échancrures et il est dès lors plus facile de fixer les lamelles au manchon. L’élasticité des languettes participe également au bon maintien des électrodes en position.
  • Selon un mode avantageux de l’invention, le manchon comprend une cavité interne traversante occupée entièrement par la ou les électrodes lamellaires et par un coin. Ceci permet non seulement de bien maintenir la lamelle en position mais également d’éviter que l’huile ne pénètre et ne se bloquent dans le manchon.
  • Selon un mode avantageux de l’invention, le manchon présente une forme générale oblongue avec deux extrémités opposées en portions de sphères. Cette forme facilite la pénétration de la sonde avec le manchon dans le réservoir et évite que le manchon n’endommage des parois du réservoir. Aussi, l’absence d’arête vive sur le manchon évite de griffer la paroi du réservoir et de générer des particules qui se propageraient dans l’huile.
  • Selon un mode avantageux de l’invention, le manchon est fixé à la sonde au moyen d’un pion, d’un rivet, ou d’un élément de visserie, engagé dans un trou d’exactement une (des) électrode(s). Lorsqu’il y a plusieurs électrodes, une fixation à une seule électrode est suffisante et évite de trop contraindre les électrodes. Alternativement, plusieurs moyens de fixation peuvent être prévus pour fixer chaque électrode au manchon.
  • Selon un mode avantageux de l’invention, le réservoir comprend plusieurs manchons et la paroi a une courbure non constante, les manchons étant irrégulièrement distribués le long de la sonde, les manchons étant d’autant plus éloignés les uns des autres que la courbure de la paroi est grande. Cela permet d’éviter des zones d’accumulation des contraintes de flexion et donc de lisser les contraintes de flexion progressivement sur la sonde. Par conséquent, l’endommagement de la sonde est évité et la précision de mesure est garantie. Alternativement, la courbure est constante et les manchons sont régulièrement espacés le long de la sonde. Les manchons peuvent être répartis sur la majorité ou sensiblement toute la longueur de la sonde.
  • Selon un mode avantageux de l’invention, la paroi est une paroi d’un fourreau arqué, préférentiellement formé de deux profilés en U se faisant face et reliés entre eux par un treillis. Ainsi, le manchon peut venir au contact du U, avec un léger jeu de montage. Le treillis permet de laisser l’huile s’écouler et évite ainsi l’accumulation d’huile dans le manchon ou dans le fourreau. Alternativement ou en complément, le fourreau peut être celui décrit dans le document EP 3 399 164 B1, c’est-à-dire être un fourreau articulé. Le fourreau peut s’étendre sur la majorité ou sensiblement toute la longueur de la sonde. Il peut s’étendre sur la majorité ou sensiblement toute la longueur du réservoir. Alternativement, la paroi au contact du manchon est une paroi interne du réservoir.
  • Selon un mode avantageux de l’invention, le manchon est fait de matériau isolant électrique. Ceci permet de réaliser le réservoir et notamment la paroi au contact du manchon en matériau métallique, car il n’y aura aucun contact électrique perturbant les électrodes qui pourrait impacter la précision de la mesure du niveau d’huile.
  • L’invention a également pour objet une turbomachine munie d’un tel réservoir. La turbomachine peut être montée sur un aéronef apte à effectuer des phases de vol dites à « g négatif ».
  • L’invention a également pour objet un procédé de montage d’une sonde de mesure électrique du niveau d’huile dans un réservoir courbé de turbomachine, le procédé comprenant les étapes suivantes : (a) la fixation d’un ou plusieurs manchon(s) à une ou plusieurs électrodes lamellaires de la sonde ; et (b) l’introduction de la ou des électrodes avec le ou les manchons dans le réservoir.
  • Selon un mode avantageux de l’invention, à l’étape de fixation, la ou les électrodes est/sont droite(s), et lors de l’introduction, la ou les électrodes est/sont est progressivement arquée(s) du fait du contact du ou des manchons avec une paroi du réservoir.
  • Selon un mode avantageux de l’invention, à l’étape de fixation, la ou les électrodes est/sont arquée(s) selon une courbure constante ou non, et lors de l’étape d’introduction, la ou les électrodes conserve(nt) sa/leur courbure.
  • Selon un mode avantageux de l’invention, le réservoir comprend une ouverture, notamment une ouverture supérieure de remplissage, et lors de l’étape d’introduction, la ou les électrodes est/sont introduite(s) via ladite ouverture.
  • Il est entendu que chaque détail d’un mode de réalisation ci-dessous peut être combiné à chaque autre détail des autres modes de réalisation.
    •
  • La représente une turbomachine selon l’invention ;
  • La illustre un réservoir selon l’invention ;
  • La montre une portion de fourreau ;
  • La et la esquissent une sonde capacitive et un manchon associé ;
  • La et la représentent une sonde résistive et un manchon associé.
    •  Description détaillée
  • La représente de manière simplifiée une turbomachine axiale. Il s’agit dans ce cas précis d’un turboréacteur double-flux adapté au vol d’un avion.
  • Le turboréacteur 2 comprend un compresseur basse pression 4, un compresseur haute pression 6, une chambre de combustion 8 et un ou plusieurs niveaux de turbines 10. En fonctionnement, la puissance mécanique des turbines 10 transmise au rotor 12 met en mouvement les deux compresseurs 4 et 6. La rotation du rotor autour de son axe de rotation 14 permet ainsi de générer un débit d’air et de comprimer progressivement ce dernier jusqu’à l’entrée dans la chambre de combustion 8.
  • Un ventilateur d’arrivée communément désigné fan ou soufflante 16 est couplé au rotor 12 et génère un flux d’air qui se divise en un flux primaire 18 traversant les compresseurs et en un flux secondaire 20. Un réducteur 22 peut réduire la vitesse de rotation de la soufflante 16 et/ou du compresseur basse pression 4 par rapport au niveau de turbine 10 associé. Le réducteur 22, ainsi que des arbres de transmission 24 articulés par des paliers 26, sont lubrifiés par un circuit d’huile. Des pompes 28 assurent la circulation de l’huile dans le circuit, depuis et vers un réservoir 30.
  • L’implantation du réservoir 30 est ici figurative. En réalité il peut être monté sur le carter de soufflante, et plus préférentiellement à l’intérieur du stator 32 séparant le flux primaire 18 du flux secondaire 20, qui sont respectivement canalisées par une veine primaire et une veine secondaire.
  • La est une vue en coupe d’un réservoir d’huile 30 d’une turbomachine telle que celle de la . Les flux 18 et 20 y sont représentés. Le réservoir 30 peut être logé entre un carter 36 de compresseur et une cloison 38 guidant le flux secondaire 20.
  • Le réservoir 30 est généralement courbe. Son contour général est cambré pour s’imbriquer dans le stator 32 circulaire de la turbomachine. Sa paroi externe 40, ou enveloppe, comprend une surface radialement intérieure incurvée. La hauteur du réservoir peut être d’au moins 50 cm et il peut décrire une portion angulaire d’au moins 10°. Le rayon de courbure de la paroi 40 peut être compris entre 30 cm et 2 m.
  • Le réservoir 30 comporte une enceinte 42 généralement close. Cette dernière peut stocker au moins 30 litres d’huile 44. L’enceinte 42 est également courbe. Le dessus du réservoir 30 présente une ouverture 46 obturée par un bouchon.
  • Le réservoir peut être métallique et/ou peut être fabriqué par fabrication additive du type ALM. Il peut être monobloc et intégrer les pattes de fixation et divers éléments fonctionnels internes (chicane, désaérateur, etc.).
  • Afin de mesurer et/ou d’estimer le volume d’huile 44 dans le réservoir, un système de mesure peut être introduit dans le réservoir. Ce système peut comporter une sonde électrique 48 baignant dans le liquide, et un calculateur transformant la quantité électrique mesurée en une valeur en litres. La sonde 48 est arquée, par exemple selon un rayon de courbure, constant ou non. Elle suit la forme courbe du réservoir. La sonde 48 s’étend sur la majorité ou sur toute la hauteur de l’enceinte 42. Ainsi, elle peut être en contact de l’huile dans sensiblement tout le volume utile de l’enceinte 42.
  • La sonde 48 peut comprendre une ou plusieurs électrodes électriques venant en contact électrique de l’huile. Elle peut être capacitive, auquel cas elle mesure la capacité entre deux électrodes lamellaires et parallèles. Elle peut être résistive, auquel cas elle mesure la résistance électrique de son environnement proche.
  • La sonde 48 peut être plongée dans le réservoir 30 ou peut être insérée dans un fourreau 50 du réservoir. Le fourreau 50 peut être métallique et/ou fabriqué en fabrication additive conjointement au réservoir.
  • Le fourreau 50 peut s’étendre sur sensiblement toute la hauteur du réservoir 30 et/ou toute la longueur de la sonde 48. Le fourreau 50 peut être ajouré pour faciliter l’entrée et la sortie de l’huile, afin de venir au contact de la sonde 48.
  • La courbure de chacun des éléments (réservoir 30, paroi externe 40, paroi du fourreau 50 et sonde 48) peut être constante ou variable. Ainsi, les notations R1 et R2 sur la figure matérialisent le fait que la courbure peut varier pour ces éléments. Chacun des éléments peut avoir une courbure propre et indépendante des autres éléments, à l’exception de la sonde 48 qui a une courbure imposée par la paroi (paroi 40 du réservoir ou paroi du fourreau 50) avec laquelle elle coopère.
  • La montre un exemple de mode de réalisation du fourreau 50. Dans cet exemple, le fourreau 50 est constitué de deux rails en U 52, 54, parallèles entre eux, se faisant face, et reliés entre eux par un treillis 56.
  • Les U forment des parois de contact indirect avec la sonde 48.
  • La montre une sonde capacitive 48. Celle-ci comprend deux électrodes lamellaires 60, 62. Les électrodes 60, 62 sont suffisamment souples pour être arquées en flexion lors de, ou avant, leur mise en place dans le réservoir 30. La capacité électrique entre les électrodes 60, 62 reflète la quantité de liquide les séparant et est donc une image du niveau d’huile dans le réservoir. Les deux électrodes 60, 62 sont fixées entre elles par un connecteur 64 qui peut être attaché au réservoir au niveau de l’ouverture (46 sur la ). Le connecteur est également équipé d’une connectique électrique pour relier la sonde à un calculateur. Le réservoir 30 peut à ce titre comprendre des éléments de fixation (non représentés) de la sonde 48 au niveau de l’ouverture 46 pour immobiliser la sonde 48 malgré les mouvements de l’huile 44 et les vibrations.
  • Au moins une des électrodes (ici 60) est pourvue d’orifices 61 permettant la fixation d’un ou de plusieurs manchon(s) 66.
  • Le manchon 66 encercle les deux électrodes 60, 62 tout en les tenant à distance l’une de l’autre.
  • Le manchon peut avoir deux extrémités hémisphériques 68, 70 qui peuvent être engagées dans les rainures des rails en U ( ).
  • Un moyen de fixation 72 (pion, rivet, vis) peut assurer la fixation du manchon 66 à l’électrode 60.
  • Un méplat 74 peut faciliter la fixation ou éviter que la tête de vis/rivet ne viennent en saillie du manchon 66. Alternativement, la tête de vis/rivet peut être noyée dans le manchon 66.
  • Le manchon 66 peut être de forme générale oblongue ou ovoïde, ayant un axe longitudinal 76 qui s’étend transversalement à la longueur des électrodes 60, 62.
  • La illustre le manchon 66 seul. Celui-ci est composé d’un corps oblong, c’est-à-dire d’un corps cylindrique 78 avec deux extrémités hémisphériques 68, 70. Le corps 78 est évidé pour recevoir les électrodes 60, 62 dans une cavité traversante 80.
  • La cavité 80 peut être pourvue d’échancrures 82 recevant les électrodes lamellaires 60, 62. Les échancrures 82 peuvent être le fruit de languettes 84 en saillies interne dans la cavité traversante 80. Les languettes 84 peuvent avoir une forme en « V » pour faciliter l’insertion des électrodes 60, 62 et/ou pour conférer aux languettes une certaine élasticité permettant le maintien par coincement des électrodes 60, 62.
  • Les languettes 84 peuvent être sensiblement parallèles au méplat 74.
  • La partie de droite de la schématise une coupe dans la direction A-A identifiée sur la vue isométrique. On y voit notamment qu’une surface interne délimitant la cavité peut également présenter une forme en V faisant face aux languettes 84.
  • L’angle du V noté α peut être compris entre 150 et 170°.
  • La montre une sonde résistive. Dans cet exemple, la sonde 48 comprend une unique électrode lamellaire 60 pourvue de résistances 63 distribuées le long de l’électrode. Les résistances 63 ont une borne commune et une borne libre, le circuit étant donc ouvert. Le liquide referme le circuit et le niveau de liquide influe la résistance équivalente qui est mesurée.
  • Le manchon 66 peut être identique à celui utilisé pour la sonde capacitive des figures précédentes. Alternativement, et comme dessiné sur les figures 6 et 7, le manchon 66 peut comprendre une seule échancrure et un coin 90 venant remplir la cavité traversante 80.
  • Le coin 90 peut avoir une forme sensiblement complémentaire à la cavité 80. Des moyens de fixations par vis et écrou, goupille, rivet, etc. peuvent être prévus pour maintenir le coin 90 fixé au corps du manchon 66 et ainsi coincer l’électrode 60.
  • Que ce soit dans le cas d’une électrode capacitive (figures 4 et 5) ou résistive (figures 6 et 7), plusieurs manchons 66 peuvent être agencés le long des électrodes. Par exemple, lorsque le rayon de courbure est faible, les manchons seront plus proches les uns des autres, afin de lisser la déformation des électrodes et éviter les zones de concentration de contraintes de flexion.
  • Il est entendu qu’une sonde peut être pourvue de plus de deux électrodes, et notamment, les électrodes capacitives et résistives peuvent être combinées, un ou des manchons encerclant toutes les électrodes. Aussi, d’autres sondes peuvent être rapportées sur le ou les mêmes manchons, comme par exemple une sonde de température.
  • Enfin, un coin 90 peut être disposé dans l’exemple des figures 4 et 5, par exemple pour combler un espace laissé libre au milieu de la cavité entre les électrodes 60, 62.
  • L’invention porte également sur un procédé de montage de la sonde 48. Le ou les manchons 66 sont d’abord fixés à une ou plusieurs électrodes lamellaires 60, 62. Ensuite, l’ensemble est introduit dans le réservoir, par exemple au travers d’une ouverture (type ouverture 46).
  • Lors de l’insertion, les électrodes 60, 62 sont forcées – par le contact du manchon et de la paroi 40 ou des rails 52, 54 – à se recourber.
  • Alternativement, les électrodes 60, 62 peuvent être arquées avant leur introduction (avec les manchons 66 fixés) dans le réservoir 30.
  • Outre les avantages évoqués ci-dessus, le manchon 66 permet d’isoler électriquement les électrodes du réservoir. Une série de manchons 66 permet de garantir une distance constante entre les électrodes 60, 62, sur toute leur longueur. Aussi, les formes arrondies du manchon 66 évitent la stagnation ou le blocage du liquide qui peut s’écouler facilement autour ou à l’intérieur du manchon 66 et des électrodes 60, 62.
  • Il est à noter que l’invention est présentée en rapport à un réservoir d’huile pour turbomachine mais l’homme du métier comprendra que l’invention porte aussi sur tout autre liquide et tout autre type de réservoir (par exemple, eau, carburant, hydrogène liquide, etc.).
    •

Claims (15)

  1. Réservoir (30) d’huile pour turbomachine (2) comprenant :
    - une paroi (40, 52, 54) généralement courbée ;
    - une sonde (48) de mesure électrique du niveau d’huile (44), la sonde (48) ayant une ou plusieurs électrode(s) lamellaire(s) arquée(s) (60, 62) suivant la courbure de la paroi (40, 52, 54) ; et
    - au moins un manchon (66),
    caractérisé en ce que le manchon (66) est emmanché sur la ou les électrodes lamellaires (60, 62) de sorte à s’interposer entre la ou les électrodes (60, 62) et la paroi (40, 52, 54), et en ce que le manchon (66) est fixé à la sonde (48) tout en étant libre de fixation avec la paroi (40, 52, 54).
  2. Réservoir (30) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (66) est de forme oblongue ayant un axe longitudinal (76) qui est transversal à la ou aux électrodes lamellaires (60, 62).
  3. Réservoir (30) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (66) comprend des échancrures (82) internes accueillant la ou les électrodes lamellaires (60, 62).
  4. Réservoir (30) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les échancrures (82) sont formées par des languettes (84) en saillies et en forme de « V ».
  5. Réservoir (30) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (66) comprend une cavité interne traversante (80) occupée entièrement par la ou les électrodes lamellaires (60, 62) et par un coin (90).
  6. Réservoir (30) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (66) présente une forme générale oblongue avec deux extrémités opposées en portions de sphères (68, 70).
  7. Réservoir (30) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (66) est fixé à la sonde (48) au moyen d’un pion (72), d’un rivet (72), ou d’un élément de visserie (72), engagé dans un trou (61) d’exactement une (des) électrode(s) (60).
  8. Réservoir (30) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend plusieurs manchons (66) et en ce que la paroi (40, 52, 54) a une courbure (R1, R2) non constante, les manchons (66) étant irrégulièrement distribués le long de la sonde (48), les manchons (66) étant d’autant plus éloignés les uns des autres que la courbure (R1, R2) de la paroi (40, 50) est grande.
  9. Réservoir (30) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi (52, 54) est une paroi d’un fourreau arqué (50), préférentiellement formé de deux profilés en U (52, 54) se faisant face et reliés entre eux par un treillis (56).
  10. Réservoir (30) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (66) est fait de matériau isolant électrique.
  11. Turbomachine (2) pour aéronef comprenant un réservoir (30) d’huile de forme généralement courbe, caractérisée en ce que le réservoir (30) est conforme à l’une des revendications précédentes.
  12. Procédé de montage d’une sonde (48) de mesure électrique du niveau d’huile dans un réservoir (30) courbé de turbomachine (2), le procédé comprenant les étapes suivantes :
    1. la fixation d’un ou plusieurs manchon(s) (66) à une ou plusieurs électrodes lamellaires (60, 62) de la sonde (48) ; et
    2. l’introduction de la ou des électrodes (60, 62) avec le ou les manchons (66) dans le réservoir (30).
  13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu’à l’étape de fixation, la ou les électrodes (60, 62) est/sont droite(s), et lors de l’introduction, la ou les électrodes (60, 62) est/sont est progressivement arquée(s) du fait du contact du ou des manchons (66) avec une paroi (40, 52, 54) du réservoir (30).
  14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu’à l’étape de fixation, la ou les électrodes (60, 62) est/sont arquée(s) selon une courbure (R1, R2) constante ou non, et lors de l’étape d’introduction, la ou les électrodes (60, 62) conserve(nt) sa/leur courbure (R1, R2).
  15. Procédé selon l’une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le réservoir (30) comprend une ouverture (46), notamment une ouverture supérieure de remplissage, et lors de l’étape d’introduction, la ou les électrodes (60, 62) est/sont introduite(s) via ladite ouverture (46).
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