FR2877399A1 - Turbine a gaz a soufflantes contrarotatives - Google Patents
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Abstract
Turbine à gaz, comprenant un premier système de soufflante conçu pour tourner dans un premier sens de rotation, un deuxième système de soufflante accouplé de manière rotative avec ledit premier système de soufflante et conçu pour tourner dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, un premier arbre accouplé avec ledit premier système de soufflante et avec un premier rotor de turbine conçu pour tourner dans un premier sens de rotation, un deuxième arbre accouplé avec ledit deuxième système de soufflante et avec un deuxième rotor de turbine conçu pour tourner dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, et un circuit de lubrification monté dans ladite turbine à gaz de façon que le fluide de lubrification soit amené à passer par ledit premier arbre pour lubrifier au moins un desdits premier et deuxième systèmes de soufflantes.
Description
TURBINE A GAZ A SOUFFLANTES CONTRAROTATIVES ET PROCEDE
D'ASSEMBLAGE DE CELLE-CI L'invention concerne d'une façon générale les turbines à gaz pour avions et, plus particulièrement, les turbines à gaz à soufflantes contrarotatives.
Au moins une turbine à gaz selon la technique antérieure comprend, disposés en série dans le sens du flux, un système de soufflante avant, un système de soufflante arrière, un compresseur haute pression pour comprimer de l'air passant dans le moteur, une chambre de combustion pour mélanger un carburant avec l'air 1 o comprimé de façon que le mélange puisse être enflammé, et une turbine haute pression. Le compresseur haute pression, la chambre de combustion et la turbine haute pression sont parfois appelés collectivement ensemble haute pression. En fonctionnement, l'ensemble haute pression produit des gaz de combustion qui sont refoulés vers l'aval en direction d'une turbine basse pression contrarotative qui en extrait de l'énergie pour faire fonctionner les systèmes de soufflantes avant et arrière. Dans au moins certaines turbines à gaz selon la technique antérieure, au moins une turbine tourne dans un sens opposé aux autres organes rotatifs présents dans le moteur.
Au moins une turbine basse pression contrarotative selon la technique antérieure a un rayon d'entrée supérieur à un rayon du refoulement par la turbine haute pression. Les plus grandes dimensions du rayon d'entrée permettent à la turbine basse pression de contenir des étages supplémentaires. En particulier, au moins une turbine basse pression contrarotative selon la technique antérieure comprend une turbine extérieure ayant un premier nombre d'étages basse pression qui sont couplés de manière rotative avec le système de soufflante avant, et une turbine intérieure ayant un nombre égal d'étages, qui est couplée de manière rotative avec le système de soufflante avant.
Pendant le fonctionnement, un lubrifiant est fourni aux systèmes de soufflantes avant et arrière et à la turbine basse pression à l'aide d'un circuit de lubrification relativement complexe. De tels circuits de lubrification sont conçus pour fournir un lubrifiant à une pluralité de paliers supportant les systèmes de soufflantes avant et arrière et la turbine basse pression, à titre d'exemple. Cependant, pour lubrifier les systèmes de soufflantes avant et arrière et la turbine basse pression, au moins une turbine à gaz selon la technique antérieure est configurée pour faire passer le fluide de lubrification autour des différents organes rotatifs qui tournent dans des sens de rotation opposés. Ainsi, la conception et la mise en oeuvre d'un circuit de lubrification permettant de lubrifier les systèmes de soufflantes avant et arrière et une turbine basse pression dans une turbine à gaz à soufflantes contrarotatives peut aboutir à une augmentation du poids global de la turbine à gaz, ce qui risque de provoquer une augmentation correspondante des coûts de fabrication et d'assemblage de la turbine à gaz.
Selon un premier aspect, il est proposé un procédé pour assembler une turbine à gaz. Le procédé comprend la réalisation d'un premier système de soufflante configuré pour tourner dans un premier sens de rotation, l'accouplement rotatif d'un deuxième système de soufflante avec le premier système de soufflante, le deuxième système de soufflante étant configuré pour tourner dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, l'accouplement d'un premier arbre avec le premier système de soufflante et avec un premier rotor de turbine configuré pour tourner dans un premier sens de rotation, l'accouplement d'un deuxième arbre accouplé avec le deuxième système de soufflante et avec un deuxième rotor de turbine qui est configuré pour tourner dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, et l'accouplement d'un circuit de lubrification avec la turbine à gaz de façon qu'un fluide de lubrification soit amené à passer par le premier arbre pour lubrifier au moins un des premier et deuxième systèmes de soufflantes.
Selon un autre aspect, il est proposé une turbine à gaz. La turbine à gaz comprend un premier système de soufflante configuré pour tourner dans un premier sens de rotation, un deuxième système de soufflante accouplé de manière rotative avec le premier système de soufflante, et configuré pour tourner dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, un premier arbre accouplé avec le premier système de soufflante et avec un premier rotor de turbine configuré pour tourner dans un premier sens de rotation, un deuxième arbre accouplé avec le deuxième système de soufflante et avec un deuxième rotor de turbine configuré pour tourner dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, et un circuit de lubrification accouplé avec la turbine à gaz de façon qu'un fluide de lubrification soit amené à passer par le premier arbre pour lubrifier au moins l'un de premier et deuxième systèmes de soufflantes.
La turbine à gaz peut comprendre en outre un premier système de roulement accouplé avec ledit premier système de soufflante; et un deuxième système de roulement accouplé avec ledit deuxième système de soufflante de façon que ledit circuit de lubrification fasse passer le fluide de lubrification par ledit premier arbre vers au moins un desdits premier et deuxième systèmes de roulements.
La turbine à gaz peut comprendre en outre un premier système de roulement de turbine accouplé avec ledit premier rotor de turbine; un deuxième système de roulement de turbine monté entre ledit premier rotor de turbine et ledit deuxième rotor de turbine; et un troisième système de roulement de turbine monté entre ledit deuxième rotor de turbine et un cadre arrière de turbine, ledit circuit de lubrification étant conçu pour faire passer un fluide de lubrification vers ledit premier système de roulement de turbine, ledit deuxième système de roulement de turbine et ledit 1 o troisième système de roulement de turbine.
Le circuit de lubrification peut comprendre en outre un premier collecteur d'alimentation accouplé avec ladite turbine à gaz de façon qu'un fluide de lubrification soit amené à se diriger vers au moins l'un desdits premier et deuxième systèmes de soufflantes; et un deuxième collecteur d'alimentation monté sur ladite turbine à gaz de façon que le fluide de lubrification soit amené à passer vers au moins un desdits premier et deuxième systèmes de roulements de turbine.
La turbine à gaz peut comprendre en outre un troisième collecteur d'alimentation monté entre ledit cadre arrière de turbine et ledit premier système de soufflante de façon que ledit circuit de lubrification fasse passer le fluide de lubrification par ledit premier arbre vers au moins un desdits premier et deuxième systèmes de roulements de turbine.
La turbine à gaz peut comprendre en outre un troisième collecteur d'alimentation monté sur ledit premier arbre de façon que ledit troisième collecteur d'alimentation puisse tourner dans ledit premier arbre.
Dans la turbine à gaz ledit premier arbre peut comporter au moins une ouverture ménagée à travers celui-ci de façon que de l'huile de lubrification soit amenée à passer depuis ledit troisième collecteur d'alimentation à travers ladite au moins une ouverture pour lubrifier au moins un desdits premier et deuxième systèmes de soufflantes.
La turbine à gaz peut comprendre en outre un cône monté sur ledit premier arbre de façon qu'une cavité soit définie entre ledit deuxième arbre et ledit cône, l'huile de lubrification étant amenée à traverser ladite cavité pour lubrifier au moins un desdits premier et deuxième systèmes de soufflantes.
La turbine à gaz peut comprendre en outre un système d'évacuation de carter conçu pour faire passer de l'air par un cadre intermédiaire de turbine afin de faciliter l'aération desdits premier, deuxième et troisième systèmes de roulements de turbine.
Dans la turbine à gaz ledit cône peut comporter une première ouverture ménagée à travers celui-ci, et ledit premier arbre peut comporter au moins une ouverture ménagée à travers celui-ci de façon que de l'air soit amené à passer par ladite première ouverture du cône, par ledit premier arbre via au moins une ouverture, et à pénétrer dans ledit premier arbre.
1 o L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'une partie d'un exemple de turbine à gaz; la Fig. 2 est une vue en coupe transversale d'un système de mise sous pression de carter avant utilisable avec la turbine à gaz représentée sur la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue en coupe transversale d'un circuit de mise sous pression de carter arrière utilisable avec la turbine à gaz représentée sur la Fig. 1; la Fig. 4 est une vue en coupe transversale d'une partie avant de la turbine à gaz représentée sur la Fig. 1, qui comprend un circuit de lubrification de moteur; la Fig. 5 est une vue en coupe transversale d'une partie médiane de la turbine à gaz représentée sur la Fig. 1, qui comprend un circuit de lubrification de moteur; et la Fig. 6 est une vue en coupe transversale d'une partie arrière de la turbine à gaz représentée sur la Fig. 1, qui comprend un circuit de lubrification de moteur.
La Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'une partie d'un exemple de turbine à gaz 10 qui comprend un système de soufflante avant 12 et un système de soufflante arrière 14 disposés autour d'un axe géométrique central longitudinal 13. Les expressions "soufflante avant" et "soufflante arrière" servent ici à indiquer que le système de soufflante 12 est monté axialement en amont du système de soufflante 14. Dans une forme de réalisation, les systèmes de soufflantes 12 et 14 sont placés à une extrémité avant de la turbine à gaz 10, de la manière illustrée. Dans une autre forme de réalisation possible, les systèmes de soufflantes 12 et 14 sont placés à une extrémité arrière de la turbine à gaz 10. Les systèmes de soufflantes 12 et 14 comprennent chacun une pluralité de rangées d'aubes, respectivement 15 et 16, de soufflantes qui sont logées dans une nacelle 17. Les aubes 15 et 16 sont couplées à des disques respectifs 18 et 19 de rotors qui sont accouplés de manière rotative par l'intermédiaire d'un arbre respectif 20 de soufflante au système de soufflante avant 12 et par un arbre 22 de soufflante au système de soufflante arrière 14.
La turbine à gaz 10 comprend également un ensemble haute pression 24 en aval des systèmes de soufflantes 12 et 14. L'ensemble haute pression 24 comprend un compresseur haute pression (CHP) 26, une chambre de combustion 28 et une turbine haute pression (THP) 30 qui est couplée au CHP 26 par l'intermédiaire d'un rotor ou arbre central 32. En fonctionnement, l'ensemble haute pression 24 produit des gaz de combustion qui sont acheminés vers l'aval jusqu'à une turbine basse pression contrarotative 34 qui extrait de l'énergie des gaz pour faire fonctionner les systèmes de soufflantes 12 et 14 par l'intermédiaire de leurs arbres respectifs 20 et 22 de soufflantes.
La turbine basse pression 34 comprend une enveloppe extérieure fixe 36 qui est montée sur l'ensemble haute pression 24 en aval de la turbine haute pression 30. La turbine basse pression 34 comporte un rotor radialement extérieur 38 placé radialement vers l'intérieur de l'enveloppe extérieure 36. Le rotor extérieur 38 a une forme globalement tronconique et comporte une pluralité d'aubes mobiles 40 de rotor espacées dans la direction circonférentielle, qui s'étendent radialement vers l'intérieur. Les aubes 40 sont disposées en rangées ou étages 41 d'aubes à espacement axial. Bien que l'exemple de forme de réalisation ne présente que quatre étages 41, il doit être entendu que le rotor extérieur 38 peut avoir n'importe quel nombre d'étages 41 sans incidences sur la portée du procédé et du dispositif décrits ici.
La turbine basse pression 34 comporte également un rotor radialement intérieur 42 aligné de manière sensiblement coaxiale par rapport au rotor extérieur 38 et radialement vers l'intérieur du rotor extérieur 38. Le rotor intérieur 42 comprend une pluralité d'aubes mobiles 43 de rotor, à espacement circonférentiel, qui s'étendent radialement vers l'extérieur et sont disposées en rangées 44 à espacement axial. Bien que l'exemple de forme de réalisation ne présente que quatre étages, il doit être entendu que le rotor intérieur 42 peut avoir n'importe quel nombre de rangées 44 d'aubes 43 sans incidences sur la portée du procédé et du dispositif décrits ici. Dans l'exemple de forme de réalisation, le rotor intérieur 42 est accouplé de manière rotative à un cadre intermédiaire 46 de turbine, et le rotor extérieur 38 est accouplé de manière rotative avec un cadre arrière 48 de turbine.
Dans l'exemple de forme de réalisation, les aubes 43 du rotor intérieur qui s'étendent depuis les étages 44 sont imbriquées axialement avec les aubes 40 de rotor extérieur qui s'étendent depuis les étages 41 de telle manière que les étages 44 du rotor intérieur s'étendent entre les étages respectifs 41 du rotor extérieur. Les aubes 40 et 43 sont par conséquent configurées pour une rotation en sens opposés des rotors 38 et 42.
La Fig. 2 est une vue en coupe transversale d'une partie avant de la turbine à gaz 10. La Fig. 3 est une vue en coupe transversale d'une partie arrière de la turbine à gaz 10. Dans l'exemple de forme de réalisation, la turbine à gaz 10 comprend également un premier système de roulement 50 de soufflante, un deuxième système de roulement 60 de soufflante, un troisième système de roulement 70 de soufflante, un quatrième système de roulement 80 de soufflante, un premier système de roulement 90 de turbine basse pression, un deuxième système de roulement 100 de turbine basse pression et un troisième système de roulement 110 de turbine basse pression. Le premier système de roulement 50 de soufflante comprend une bague 52 de roulement et un élément roulant 54 monté dans la bague 52 de roulement. Le deuxième système de roulement 60 de soufflante comprend une bague 62 de roulement et un élément roulant 64 monté dans la bague 62 de roulement. Dans l'exemple de forme de réalisation, les systèmes de roulements 50 et 60 de soufflantes sont des paliers de butée configurés pour maintenir respectivement le système de soufflante avant 12 et le système de soufflante arrière 14 dans une position axiale relativement fixe. Le troisième système de roulement 70 de soufflante comprend une bague 72 de roulement et un élément roulant 74 monté dans la bague 72 de roulement. Le quatrième système de roulement 80 de soufflante comprend une bague 82 de roulement et un élément roulant 84 monté dans la bague 82 de roulement. Dans l'exemple de forme de réalisation, les systèmes de roulements 70 et 80 de soufflantes sont des roulements à rouleau configurés pour maintenir respectivement les systèmes de soufflantes avant et arrière 12 et 14 dans une position radiale relativement fixe.
Le premier système de roulement 90 de turbine basse pression comprend une bague 92 de roulement et un élément roulant 94 monté dans la bague 92 de roulement. Dans l'exemple de forme de réalisation, le système de roulement 90 est monté entre l'arbre 92 et le cadre intermédiaire 46 de turbine de façon que le rotor intérieur 42 soit accouplé de manière rotative avec le cadre intermédiaire 46 de turbine. Le deuxième système de roulement 100 de turbine basse pression comprend une bague 102 de roulement et un élément roulant 104 monté dans la bague 102 de roulement. Dans l'exemple de forme de réalisation, le système de roulement 100 est monté entre l'arbre 22 et l'arbre 20 de façon que le rotor extérieur 38 soit accouplé de manière rotative avec le rotor intérieur 42 et donc avec le cadre intermédiaire 46 de turbine. Le troisième système de roulement 110 de turbine basse pression comprend une bague de roulement 112 et un élément roulant 114 monté dans la bague de roulement 112. Dans l'exemple de forme de réalisation, le système de roulement 110 est monté entre l'arbre 22 et le cadre arrière 48 de turbine de façon que le rotor extérieur 38 soit accouplé de manière rotative avec le cadre arrière 48 de turbine.
La turbine à gaz 10 comprend également un circuit de mise sous pression 120 de carter de moteur. Le circuit de mise sous pression 120 de carter comprend un premier collecteur 130 qui s'étend entre le compresseur 26 et un support 132 d'appui de cadre de soufflante, et un deuxième collecteur 134 qui s'étend entre le support 132 d'appui de cadre de soufflante et une interface rotor/stator 136 de système de soufflante arrière pour faciliter la mise sous pression d'un joint d'étanchéité contrarotatif 138 et d'un joint d'étanchéité 140 de l'interface rotor/stator qui sont montés chacun axialement en avant du système de roulement 50. Plus particulièrement, le collecteur 130 est couplé au compresseur 26 et au support 132 d'appui de cadre de soufflante de façon que l'air comprimé refoulé par le compresseur 26 soit amené à traverser le support 132 d'appui de cadre de soufflante et à pénétrer dans le collecteur 134.
Pendant le fonctionnement, l'air comprimé est ensuite amené à passer par le deuxième collecteur 134 et à entrer dans une cavité 142 définie entre les bagues, respectivement 52 et 72, de roulements, et l'interface rotor/stator 136. L'air comprimé est ensuite amené à passer par une ouverture 56 ménagée à travers la bague 52 de roulement et par une ouverture 76 ménagée à travers la bague 72 de roulement pour faciliter respectivement la mise sous pression des systèmes de roulements 50 et 70.
Dans l'exemple de forme de réalisation, le circuit 120 de mise sous pression de carter comprend une première cavité 150 définie entre les arbres 20 et 22, et une deuxième cavité 152 définie radialement à l'extérieur de l'arbre 22. Plus particulièrement, l'air comprimé refoulé dans l'atmosphère depuis chaque système de roulement respectif 50 et 70 est amené à entrer dans une cavité respective, respectivement 150 et 152. De l'air supplémentaire de mise sous pression de carter est amené à traverser, axialement vers l'arrière, une cavité 154 définie entre les arbres 32 et 22, et revient axialement vers l'avant entre les arbres 20 et 22. L'air de mise sous pression canalisé axialement vers l'arrière facilite la mise sous pression des systèmes de roulements, respectivement 88, 90, 100 et 110. Plus particulièrement, une première partie de l'air comprimé à l'intérieur de la cavité 154 est amenée à passer par une ouverture 160 ménagée à travers l'arbre 22 pour faciliter la mise sous pression du système de roulement 100. Une deuxième partie de l'air est amenée à passer par une ouverture 162 ménagée à travers le cadre intermédiaire 46 de turbine, par une deuxième ouverture 164 et une troisième ouverture 166 ménagées toutes deux à travers le deuxième arbre 22 pour faciliter la mise sous pression respective des roulements 100 et 110.
Pendant le fonctionnement, l'air rejeté depuis chaque système respectif de roulement 50 et 70 est amené à pénétrer respectivement dans les cavités 150 et 152. L'air refoulé est ensuite amené à passer des cavités 150 et 152 aux systèmes de roulements respectivement 60 et 80. L'air usé issu du système de roulement 80 est ensuite amené à passer par au moins une ouverture 170 et/ou 172 ménagées dans l'arbre 22 et à entrer dans la cavité 152 vers le système de roulement 60. L'air usé issu des systèmes de roulements 60 et 80 est ensuite refoulé via le support 132 d'appui de cadre de soufflante. En outre, l'air rejeté par chaque système de roulement respectif 90, 100 et 110 est refoulé via le cadre intermédiaire 46 de turbine et/ou le cadre arrière 48 de turbine par l'intermédiaire d'un collecteur 174 de purge de carter de turbine.
La Fig. 4 est une vue en coupe transversale d'une partie avant de la turbine à gaz 10 qui comprend un circuit de lubrification 200 de moteur. La Fig. 5 est une vue en coupe transversale d'une partie médiane de la turbine à gaz 10 qui comprend le circuit de lubrification 200 de moteur. La Fig. 6 est une vue en coupe transversale d'une partie arrière de la turbine à gaz 10 qui comprend un circuit de lubrification 200 de moteur. Dans l'exemple de forme de réalisation, le circuit de lubrification 200 comporte un premier collecteur d'alimentation 202 qui est couplé à une pompe (non représentée) d'alimentation/vidange d'huile de lubrification. Le collecteur d'alimentation 202 est relié à une pluralité d'injecteurs 210 qui fournissent de l'huile de lubrification aux systèmes de roulements, respectivement 60 et 70. Plus particulièrement, le collecteur d'alimentation 202 comprend une première partie 212 montée entre le cadre 214 de soufflante et la pompe d'alimentation/vidange d'huile de lubrification, une deuxième partie 216 montée entre la première partie 212 et le système de roulement 70, et une troisième partie 218 reliée au collecteur d'alimentation 202. Dans l'exemple de forme de réalisation, de l'huile de lubrification est amenée à sortir du collecteur 202, à passer par la deuxième partie 216 et à être refoulé via un injecteur 220 pour faciliter la lubrification du système de roulement 70. A peu près en même temps, de l'huile de lubrification est amenée à sortir du collecteur 202, à passer par la troisième partie 218 et à être refoulée via un injecteur 222 pour faciliter la lubrification du système de roulement 60.
Dans l'exemple de forme de réalisation, la turbine à gaz 10 comprend également un collecteur d'alimentation 230 pour faciliter la lubrification des systèmes de roulements respectivement 88 et 90, et un collecteur d'alimentation 240 pour faciliter la lubrification des systèmes de roulements 50, 80 et 110. Le collecteur d'alimentation 230 comprend une première partie 232 reliée à un injecteur 234 conçue pour pulvériser de l'huile de lubrification via l'injecteur 234, respectivement sur les systèmes de roulements 88 et 90. Le collecteur d'alimentation 240 comprend une première partie 242 qui est reliée au collecteur 240, une deuxième partie 244 qui est reliée à la première partie 242, et une troisième partie 246 qui est reliée à la première partie 242. Dans l'exemple de forme de réalisation, la deuxième partie 244 comporte un injecteur 250 conçu pour pulvériser de l'huile de lubrification sur le système de roulement 110. Dans l'exemple de forme de réalisation, la troisième partie 246 est reliée à un collecteur 260 qui est monté dans l'arbre 20 pour faciliter l'acheminement d'huile de lubrification depuis le collecteur 240, axialement vers l'avant, pour faciliter la lubrification des systèmes de roulements respectivement 50 et 80.
Pendant le fonctionnement, l'huile de lubrification est amenée à passer, depuis la pompe d'alimentation/vidange d'huile de lubrification, respectivement via les collecteurs 202, 230 et 240. Plus particulièrement, l'huile de lubrification amenée à passer par le collecteur d'alimentation 202 est amenée à passer par les injecteurs 220 et 222 pour faciliter la lubrification des systèmes de roulements respectivement 70 et 50. Dans l'exemple de forme de réalisation, une partie de l'huile de lubrification amenée à passer par l'injecteur 220 est amenée à passer par une ouverture ménagée à travers la bague 72 de roulement et une deuxième partie de l'huile de lubrification amenée à passer par l'injecteur 220 est directement pulvérisée sur l'élément roulant 74 de roulement. L'huile de lubrification amenée à passer par le collecteur d'alimentation 230 est refoulée par l'intermédiaire de l'injecteur 234 pour faciliter la lubrification des systèmes de roulements respectivement 88 et 90. Plus particulièrement, l'huile de lubrification amenée à passer par le collecteur d'alimentation 230 est refoulée par l'intermédiaire de l'injecteur 234 de façon que l'huile de lubrification soit directement pulvérisée sur les systèmes de roulements respectivement 88 et 90.
Dans l'exemple de forme de réalisation, le collecteur d'alimentation 240 fait passer de l'huile de lubrification par la troisième partie 246 jusqu'au collecteur 260 monté dans l'arbre 20 afin de faciliter l'acheminement, axialement vers l'avant, d'huile de lubrification depuis le collecteur 240 afin de lubrifier les systèmes de roulements respectivement 50 et 80. Plus particulièrement, pendant le fonctionnement, lorsque tourne la turbine à gaz 10, l'huile de lubrification amenée à passer par le collecteur 260 est refoulée dans une cavité 262 définie en tant que surface intérieure d'un cône de prolongement 264 monté sur l'arbre 20. Lorsque tourne la turbine 10, l'huile de lubrification est expulsée radialement à l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge. L'huile s'accumule ou s'amasse autour d'une surface intérieure 266 du cône 264 dans lequel l'huile de lubrification est amenée à passer par une ouverture 270 ménagée dans la bague 52 de roulement afin de faciliter la lubrification du système de roulement 50. Plus particulièrement, du fait de la forme du cône 264, l'huile de lubrification est amenée à se diriger, axialement vers l'avant, en direction du système de roulement 50 dans lequel l'huile est ensuite amenée à passer par l'ouverture 270 pour faciliter la lubrification du système de roulement 50. Une deuxième quantité d'huile est également amenée à passer par une ouverture 280 ménagée à travers l'arbre 20, et par une ouverture 282 située dans la bague 82 de roulement pour faciliter la lubrification du système de roulement 80.
Après la lubrification du système de palier 50, l'huile usée est amenée à passer par une ouverture 300 ménagée dans l'arbre 22 et à entrer dans la cavité 152. L'huile usée est également amenée à passer du système de roulement 80 à la cavité 152 par une pluralité d'ouvertures 170 et 172. Comme la turbine à gaz 10 tourne à cet instant, la force centrifuge amène l'huile de lubrification à être expulsée radialement vers l'extérieur via les ouvertures 170 et 172 en direction d'une surface intérieure 310 d'un élément d'ossature 312 dans lequel l'huile de lubrification est amenée à passer vers l'arrière le long de l'élément 312 via une ouverture 314 ménagée dans le cadre 214 de soufflante et à revenir à la pompe d'alimentation/vidange d'huile de lubrification. En outre, après la lubrification du système de roulement 60, l'huile usée est amenée à passer par au moins une ouverture pour entrer dans la cavité 152 et, après la lubrification du système de roulement 70, l'huile usée est amenée à passer par une ouverture 184 et à se diriger vers une surface intérieure 310 d'un élément d'ossature 312 dans lequel l'huile de lubrification est amenée à s'écouler vers l'arrière le long de l'élément 312 via une ouverture 314 ménagée dans le cadre 214 de soufflante et à revenir à la pompe d'alimentation/vidange d'huile de lubrification. De plus, après la lubrification des systèmes de roulements 88, 90 et 110, l'huile usée est également amenée à revenir à la pompe d'alimentation/vidange d'huile de lubrification. Après la lubrification du système de roulement 100, l'huile usée est amenée à passer par une première ouverture 320, par une deuxième ouverture 322 et à revenir à la pompe d'alimentation/vidange d'huile de lubrification.
Les turbines à gaz décrites ici comprennent une turbine basse pression contrarotative, un premier système de soufflante et un deuxième système desoufflante qui tourne dans un sens de rotation opposé à celui du premier système de soufflante, et une turbine basse pression contrarotative. La turbine à gaz comprend également un circuit de lubrification et un circuit de mise sous pression de carter. Le circuit de lubrification est conçu pour faire passer de l'huile par une partie du système de soufflante en rotation pour faciliter l'alimentation en huile de lubrification de divers systèmes de roulements servant à supporter les premier et deuxième systèmes de soufflantes, et par un arbre de soufflante pour faciliter la lubrification de divers roulements servant à supporter les premier et deuxième systèmes de soufflantes. La turbine à gaz comprend également un circuit de lubrification conçu pour faire passer de l'huile de lubrification par le cadre arrière de la turbine afin de faciliter la lubrification de divers roulements de la turbine basse pression. Un circuit de mise sous pression de carter est conçu pour mettre sous pression divers carters de roulements en faisant passer de l'air comprimé par au moins un étage du système de soufflante contrarotatif depuis le compresseur. Ainsi, les circuits de lubrification et de mise sous pression décrits ici facilitent l'acheminement de l'huile de lubrification et de l'air comprimé à travers un système de soufflante contrarotatif sans vannes en réduisant de ce fait la longueur de tubulure nécessaire à la lubrification et à la mise sous pression des systèmes de roulements des soufflantes.
Des exemples de formes de réalisation de systèmes de turbines à gaz sont décrits en détail ci-dessus. Les systèmes de turbine à gaz ne se limitent pas aux formes spécifiques de réalisation décrites ici, mais au contraire des organes des systèmes peuvent être utilisés indépendamment et séparément d'autres organes décrits ici. Chaque élément du système peut également être utilisé en combinaison avec d'autres éléments du système.
LISTE DES REPERES
Turbine à gaz 12 Système de soufflante avant 13 Axe géométrique central 14 Système de soufflante arrière Aubes de soufflante 16 Aubes de soufflante 17 Nacelle 18 Disque de rotor 19 Disque de rotor Arbre de soufflante 22 Arbre de soufflante 24 Ensemble haute pression 26 Compresseur haute pression (CHP) 28 Chambre de combustion Turbine haute pression (THP) 32 Rotor ou arbre central 34 Turbine basse pression 36 Enveloppe extérieure 38 Rotor radialement extérieur Aubes du rotor extérieur 41 Rangées d'aubes ou étages 42 Rotor radialement intérieur 43 Aubes du rotor intérieur 44 Rangées ou étages 46 Cadre intermédiaire de turbine 48 Cadre arrière de turbine Premier système de roulement de soufflante 52 Bague de roulement 54 Elément roulant 56 Ouverture Deuxième système de roulement de soufflante 62 Bague de roulement 64 Elément roulant Troisième système de roulement de soufflante 72 Bagues de roulement 74 Elément roulant de roulement 76 Ouverture Quatrième système de roulement de soufflante 82 Bague de roulement 84 Elément roulant 88 Système de roulement Système de roulement de turbine 92 Bague de roulement 94 Elément roulant Système de roulement de turbine 102 Bague de roulement 104 Elément roulant Système de roulement de turbine 112 Bague de roulement 114 Elément roulant Circuit de mise sous pression de carter Premier collecteur 132 Support d'appui de cadre de soufflante 134 Deuxième collecteur 136 Interface rotor/stator 138 Joint d'étanchéité contrarotatif Joint d'étanchéité d'interface rotor/stator 142 Cavité Première cavité 152 Deuxième cavité 154 Cavité Ouverture 162 Ouverture 164 Deuxième ouverture 166 Troisième ouverture Ouverture 172 Ouverture 174 Collecteur d'évacuation de carter de turbine 184 Ouverture Circuit de lubrification de moteur 202 Premier collecteur d'alimentation 210 Injecteurs 212 Première partie 214 Cadre de soufflante 216 Deuxième partie 218 Troisième partie 220 Injecteur 222 Injecteurs 230 Collecteur d'alimentation 232 Première partie 234 Injecteur 240 Collecteur d'alimentation 242 Première partie 244 Deuxième partie 246 Troisième partie 250 Injecteur 260 Collecteur 262 Cavité 264 Cône de prolongement 266 Surface intérieure 270 Ouverture 280 Ouverture 282 Ouverture 300 Ouverture 310 Surface intérieure 312 Elément d'ossature 314 Ouverture 320 Première ouverture 322 Deuxième ouverture
Claims (10)
1. Turbine à gaz (10), comprenant: un premier système de soufflante (12) conçu pour tourner dans un premier sens de rotation; un deuxième système de soufflante (14) accouplé de manière rotative avec ledit premier système de soufflante et conçu pour tourner dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation; un premier arbre (20) accouplé avec ledit premier système de soufflante et avec un premier rotor (38) de turbine conçu pour tourner dans un premier sens de rotation; un deuxième arbre (22) accouplé avec ledit deuxième système de soufflante et avec un deuxième rotor (42) de turbine conçu pour tourner dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation; et un circuit de lubrification (200) monté dans ladite turbine à gaz de façon qu'un fluide de lubrification soit amené à passer par ledit premier arbre pour lubrifier au moins un desdits premier et deuxième systèmes de soufflantes.
2. Turbine à gaz (10) selon la revendication 1, comprenant en outre: un premier système de roulement (50) accouplé avec ledit premier système de soufflante (12) ; et un deuxième système de roulement (60) accouplé avec ledit deuxième système de soufflante (14) de façon que ledit circuit de lubrification (200) fasse passer le fluide de lubrification par ledit premier arbre vers au moins un desdits premier et deuxième systèmes de roulements.
3. Turbine à gaz (10) selon la revendication 1, comprenant en outre: un premier système de roulement (90) de turbine accouplé avec ledit premier rotor (38) de turbine; un deuxième système de roulement (100) de turbine monté entre ledit premier rotor de turbine et ledit deuxième rotor (42) de turbine; et un troisième système de roulement (110) de turbine monté entre ledit deuxième rotor de turbine et un cadre arrière (48) de turbine, ledit circuit de lubrification (200) étant conçu pour faire passer un fluide de lubrification vers ledit premier système de roulement de turbine, ledit deuxième système de roulement de turbine et ledit troisième système de roulement de turbine.
4. Turbine à gaz (10) selon la revendication 3, dans laquelle ledit circuit de lubrification (200) comprend en outre: un premier collecteur d'alimentation (202) accouplé avec ladite turbine à gaz de façon qu'un fluide de lubrification soit amené à se diriger vers au moins l'un 5 desdits premier et deuxième systèmes de soufflantes (12, 14) ; et un deuxième collecteur d'alimentation (230) monté sur ladite turbine à gaz de façon que le fluide de lubrification soit amené à passer vers au moins un desdits premier et deuxième systèmes de roulements (90, 100) de turbine.
5. Turbine à gaz (10) selon la revendication 4, comprenant en outre un 1 o troisième collecteur d'alimentation (240) monté entre ledit cadre arrière (48) de turbine et ledit premier système de soufflante (12) de façon que ledit circuit de lubrification (200) fasse passer le fluide de lubrification par ledit premier arbre (20) vers au moins un desdits premier et deuxième systèmes de roulements (90, 100) de turbine.
6. Turbine à gaz (10) selon la revendication 4, comprenant en outre un troisième collecteur d'alimentation (240) monté sur ledit premier arbre (20) de façon que ledit troisième collecteur d'alimentation puisse tourner dans ledit premier arbre.
7. Turbine à gaz (10) selon la revendication 1, dans laquelle ledit premier arbre (20) comporte au moins une ouverture (280) ménagée à travers celui-ci de façon que de l'huile de lubrification soit amenée à passer depuis ledit troisième collecteur d'alimentation (240) à travers ladite au moins une ouverture pour lubrifier au moins un desdits premier et deuxième systèmes de soufflantes (12, 14).
8. Turbine à gaz (10) selon la revendication 1, comprenant en outre un cône (264) monté sur ledit premier arbre (20) de façon qu'une cavité (150) soit définie entre ledit deuxième arbre (22) et ledit cône, l'huile de lubrification étant amenée à traverser ladite cavité pour lubrifier au moins un desdits premier et deuxième systèmes de soufflantes (12, 14).
9. Turbine à gaz (10) selon la revendication 1, comprenant en outre un système d'évacuation (174) de carter conçu pour faire passer de l'air par un cadre intermédiaire (46) de turbine afin de faciliter l'aération desdits premier, deuxième et troisième systèmes de roulements (90, 100, 110) de turbine.
10. Turbine à gaz (10) selon la revendication 8, dans laquelle ledit cône (264) comporte une première ouverture (270) ménagée à travers celui-ci, et ledit premier arbre (20) comporte au moins une ouverture ménagée à travers celui-ci de façon que de l'air soit amené à passer par ladite première ouverture du cône, par ledit premier arbre via au moins une ouverture, et à pénétrer dans ledit premier arbre.
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