FR3047525A1 - Trompe a jet a injecteur supersonique, dispositif, turbomachine, et procede associes - Google Patents

Trompe a jet a injecteur supersonique, dispositif, turbomachine, et procede associes Download PDF

Info

Publication number
FR3047525A1
FR3047525A1 FR1600200A FR1600200A FR3047525A1 FR 3047525 A1 FR3047525 A1 FR 3047525A1 FR 1600200 A FR1600200 A FR 1600200A FR 1600200 A FR1600200 A FR 1600200A FR 3047525 A1 FR3047525 A1 FR 3047525A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
primary flow
injector
mixer
primary
downstream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1600200A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3047525B1 (fr
Inventor
Paul Laugt
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.)
Dassault Aviation SA
Original Assignee
Dassault Aviation SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dassault Aviation SA filed Critical Dassault Aviation SA
Priority to FR1600200A priority Critical patent/FR3047525B1/fr
Publication of FR3047525A1 publication Critical patent/FR3047525A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3047525B1 publication Critical patent/FR3047525B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/14—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid
    • F04F5/16—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids
    • F04F5/20—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids for evacuating
    • 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
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/44—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
    • F04F5/46—Arrangements of nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/44—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
    • F04F5/46—Arrangements of nozzles
    • F04F5/466—Arrangements of nozzles with a plurality of nozzles arranged in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/54—Installations characterised by use of jet pumps, e.g. combinations of two or more jet pumps of different type
    • 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
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/601—Fluid transfer using an ejector or a jet pump
    • 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
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/609—Deoiling or demisting
    • 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
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/98—Lubrication

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

La trompe (18) comprend : - un mélangeur, définissant un canal tubulaire d'axe principal (A-A'), destiné à recevoir un flux gazeux primaire sous pression et un flux secondaire déshuilé ; - un ensemble (30) d'injection de flux primaire dans le mélangeur ; - une conduite d'amenée (32) de flux secondaire, entourant l'ensemble (30) d'injection de flux primaire, et débouchant dans le mélangeur, l'ensemble (30) d'injection de flux primaire étant disposé au moins partiellement dans la conduite d'amenée (32). L'ensemble d'injection de flux primaire (30) comporte au moins un injecteur supersonique (50). Application à la limitation de la consommation d'huile dans une turbomachine.

Description

Trompe à jet à injecteur supersonique, dispositif, turbomachine, et procédé associés
La présente invention concerne une trompe à jet, destinée à être raccordée à une enceinte en dépression d’une turbomachine, comprenant : - un mélangeur, définissant un canal tubulaire d’axe principal, destiné à recevoir un flux gazeux primaire sous pression et un flux secondaire déshuilé ; - un ensemble d’injection de flux primaire dans le mélangeur ; - une conduite d’amenée de flux secondaire, entourant l’ensemble d’injection de flux primaire, et débouchant dans le mélangeur, l’ensemble d’injection de flux primaire étant disposé au moins partiellement dans la conduite d’amenée.
La trompe est destinée à être disposée dans un dispositif de mise en dépression d’une enceinte de lubrification d’une turbomachine d’aéronef, notamment d’un turboréacteur ou d’un turbomoteur.
Une turbomachine d’aéronef comprend généralement une pluralité d’arbres rotatifs, portant chacun un ou plusieurs étages de compresseur, et un ou plusieurs étages de turbine.
Les arbres rotatifs sont montés dans des carters structurels par l’intermédiaire de paliers sur lesquels ils tournent. Les paliers sont lubrifiés d’une manière classique grâce à des injecteurs d’huile. Pour éviter les pertes d’huile, les paliers et divers engrenages du moteur sont généralement placés dans au moins une enceinte étanche vis-à-vis de la veine d'air.
Pour fermer les enceintes, des joints assurant l’étanchéité autour de l’arbre et /ou des labyrinthes sont prévus.
Les joints d’étanchéité et les labyrinthes étant au moins partiellement ouverts, ils sont susceptibles de constituer des zones de perte d’huile. Pour éviter une consommation importante d’huile, il est connu de placer les enceintes en dépression, ce qui maintient l’huile en leur sein. Généralement, la génération d’une dépression est assurée à l’aide d’une trompe du type précité, comprenant au moins un injecteur d’air comprimé, constituant un flux primaire. L’injecteur est disposé dans une conduite d’amenée de gaz déshuilé provenant de l’enceinte, le gaz déshuilé constituant un flux secondaire. L’injecteur et la conduite d’amenée de gaz débouchent dans un mélangeur, puis dans un diffuseur présentant un divergent. L’air comprimé entraîne à grande vitesse le gaz déshuilé provenant de l’enceinte, engendrant ainsi la dépression dans l’enceinte. FR 3 011 583 décrit une trompe du type précité, comprenant un injecteur primaire, destiné à être utilisé en permanence, et un injecteur secondaire, destiné à être utilisé uniquement lorsque la turbomachine fonctionne à bas régime. L’injecteur secondaire s’étend autour de l’injecteur primaire.
Dans certains cas, notamment dans certaines positions relatives de l’injecteur secondaire par rapport à l’injecteur primaire, la trompe présente des performances dégradées. L’utilisation de cette trompe peut alors entraîner une consommation d’huile importante en croisière, la dépression engendrée dans les enceintes étant insuffisante.
Dans ce cas, il est nécessaire d’augmenter le flux d'air amené aux injecteurs, ce qui augmente en conséquence la consommation en carburant.
Un but de l’invention est donc d’améliorer les performances d’une trompe à jet raccordée à une enceinte de lubrification d’une turbomachine d’aéronef, afin de limiter notamment la consommation de carburant dans la turbomachine. À cet effet, l’invention a pour objet une trompe du type précité, caractérisée en ce que l’ensemble d’injection de flux primaire comporte au moins un injecteur supersonique.
La trompe selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : - l’injecteur supersonique définit une lumière de circulation de flux primaire présentant une région amont convergeant vers l’axe principal, une restriction intermédiaire, et une région aval divergeant de l’axe principal ; - la longueur de la région amont est inférieure à la longueur de la région aval ; - l’angle de divergence de la région aval est compris entre 1° et 5° ; - l’angle de convergence de la région amont est compris entre 10° et 50° ; - la lumière de circulation de flux primaire comporte une région de sortie cylindrique ; - la longueur de la région de sortie cylindrique est inférieure à 50 % de la longueur de la région aval ; - l’injecteur supersonique s’étend le long de l’axe principal ; - elle comporte un injecteur secondaire de flux primaire disposé autour de l’injecteur supersonique ; - le canal tubulaire présente un bord amont, l’ensemble d’injection de flux primaire présentant un bord libre aval, le bord libre aval étant disposé en retrait dans la conduite d’amenée ; la conduite d’amenée et l’ensemble d’injection de flux primaire définissant entre eux, dans au moins un plan médian passant par l’axe principal, de part et d’autre de l’axe principal, un axe central d’injection de flux secondaire dans le mélangeur ; et, dans le plan médian, l’angle formé par l’axe central d’injection, et la droite raccordant le bord libre aval au bord amont du mélangeur est compris entre 80° et 100°, notamment entre 85° et 95°, avantageusement entre 88° et 92° ; - l’ensemble d’injection de flux primaire comporte un injecteur central de flux primaire et au moins un injecteur périphérique de flux primaire, disposé autour de l’injecteur central, l’injecteur périphérique définissant le bord libre aval de l’ensemble d’injection de flux primaire ; - l’injecteur périphérique s’étend autour de l’injecteur central, coaxialement avec l’injecteur central ; - l’injecteur central et l’injecteur périphérique définissent entre eux, un espace intermédiaire présentant de part et d’autre de l’axe principal dans le plan médian, un axe central d’injection de flux primaire d’appoint dans le mélangeur, l’angle formé par l’axe central d’injection de flux primaire d’appoint et par la droite raccordant le bord aval de l’injecteur périphérique au bord aval de l’injecteur central étant compris entre 80° et 100°, avantageusement entre 85° et 95° et notamment entre 88° et 92° ; - la conduite d’amenée présente une paroi extérieure convergeant le long de l’axe principal vers le mélangeur, l’ensemble d’injection de flux primaire présentant une cloison périphérique convergeant le long de l’axe principal vers le mélangeur, l’axe central d’injection étant défini, dans le plan médian, de part et d’autre de l’axe principal par la bissectrice de l’angle formé entre la paroi extérieure et la cloison périphérique ; - le canal tubulaire du mélangeur présente une section transversale constante ; - la longueur du canal tubulaire du mélangeur est comprise entre 6 et 8 fois sa dimension transversale maximale ; - elle comporte un diffuseur disposé à l’extrémité du mélangeur, le diffuseur définissant un canal aval divergent, le canal tubulaire du mélangeur débouchant dans le canal aval divergent ; - le canal aval divergent diverge d’un demi-angle supérieur à 2°, par exemple compris entre 2,5° et 3,5° par rapport à l’axe principal. L’invention a également pour objet un dispositif de mise en dépression d’une enceinte d’une turbomachine d’aéronef comprenant : - une trompe telle que définie plus haut ; - un ensemble de fourniture d’un flux primaire sous pression, comprenant une source de fluide sous pression raccordée en aval à l’injecteur supersonique ; - un ensemble de fourniture d’un flux secondaire contenant de l’huile, destiné à être raccordé en amont à au moins une enceinte de la turbomachine, et raccordé en aval à la conduite d’amenée.
Le dispositif selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : - il comprend un déshuileur, interposé entre l’enceinte et la conduite d’amenée. L’invention a également pour objet une turbomachine d’aéronef comportant : - au moins une enceinte contenant de l’huile ; - un dispositif tel que défini plus haut, raccordé à l’enceinte. L’invention a également pour objet un procédé de mise en dépression d’une enceinte d’une turbomachine d’aéronef, comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’un dispositif tel que défini plus haut, raccordé à l’enceinte ; - amenée d’un flux primaire sous pression à travers l’ensemble de fourniture de flux primaire jusqu’à l’injecteur supersonique ; - entraînement du flux secondaire par le flux primaire depuis l’ensemble de fourniture du flux secondaire, et depuis la conduite d’amenée ; - mélange du flux primaire et du flux secondaire dans le mélangeur ; dans lequel le flux primaire circulant à travers l’injecteur supersonique est supersonique au moins à la sortie de l’injecteur supersonique.
Le procédé selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : - le nombre de Mach du flux primaire à la sortie de l’injecteur supersonique est supérieur à 1, et notamment compris entre 2,5 et 3 ; - dans au moins un plan médian passant par l’axe principal, de part et d’autre de l’axe principal, le flux secondaire est injecté suivant un axe central d’injection dans le mélangeur et, dans le plan médian, l’angle formé par l’axe central d’injection, et la droite raccordant le bord libre aval de l’ensemble d’injection de flux primaire au bord amont du mélangeur est compris entre 80° et 100°, notamment entre 85° et 95° et avantageusement entre 88° et 92°. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et faite en se référant aux dessins annexes, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d’une turbomachine d’aéronef, munie d’une première trompe selon l’invention ; - la figure 2 est une vue schématique des différentes parties de la trompe de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de l’extrémité de l’ensemble d’injection de flux primaire de la première trompe selon l’invention ; - la figure 4 est une vue simplifiée, analogue à la figure 3, d'une deuxième trompe selon l’invention.
Dans tout ce qui suit, les termes « amont » et « aval » s’entendent par rapport au sens normal de circulation d’un fluide.
Une première turbomachine 10 d’aéronef selon l’invention est illustrée schématiquement par la figure 1. La turbomachine 10 est par exemple un turboréacteur ou un turbomoteur.
La turbomachine 10 comporte au moins un arbre rotatif (non représenté) et au moins un palier de support de l’arbre rotatif.
La turbomachine 10 comporte de manière connue au moins une enceinte 12, 14 destinée à contenir de manière étanche au moins un élément à lubrifier, notamment un palier. Dans cet exemple, la turbomachine 10 comporte au moins une enceinte avant 12 et au moins une enceinte arrière 14, disposées à différents étages de la turbomachine 10.
Au moins un injecteur d’huile (non représenté) débouche dans chaque enceinte 12, 14. Chaque enceinte 12, 14 est avantageusement fermée par au moins un joint et/ou par un labyrinthe.
Pour limiter la consommation d’huile, la turbomachine 10 comporte un dispositif 16 de mise en dépression de chaque enceinte 12,14.
Le dispositif de mise en dépression 16 comporte une trompe à jet 18 selon l’invention, un ensemble 20 de fourniture d’un flux primaire sous pression dans la trompe 18, et un ensemble 22 de fourniture d’un flux secondaire provenant des enceintes 12, 14 dans la trompe 18.
Le dispositif de mise en dépression 16 comporte en outre au moins un déshuileur 24 et un ensemble 26 de recirculation d’huile.
En référence aux figures 2 et 3, la trompe 18 comporte un ensemble 30 d’injection de flux primaire, une conduite 32 d’amenée de flux secondaire recevant l’ensemble d’injection 30 de flux primaire et un mélangeur 34 destiné à recevoir et mélanger le flux primaire et le flux secondaire.
La trompe 18 comporte en outre un diffuseur 36, monté à l’extrémité aval du mélangeur 34.
La conduite d’amenée 32 comporte un carter 40 d’axe A-A’ recevant l’ensemble d’injection 30, le carter 40 étant raccordé à un bord amont 42 du mélangeur 34.
Le carter 40 comprend ici une paroi périphérique extérieure 44 convergeant vers l’axe A-A’ dans le sens allant vers le mélangeur 34, jusqu’au bord amont 42.
La conduite d’amenée 32 est raccordée en amont à l’ensemble 22 de fourniture de flux secondaire. L’ensemble d’injection de flux primaire 30 comporte au moins un injecteur 50, 52 de flux primaire. L’ensemble 30 est disposé en retrait par rapport au mélangeur 34, dans le carter 40 de la conduite d’amenée 32. À cet effet, l’ensemble d’injection de flux primaire 30 définit au moins un bord aval 54 qui est totalement contenu dans la conduite d’amenée 32, en amont du bord amont 42 du mélangeur 34.
Dans cet exemple, l’ensemble d’injection de flux primaire 30 comporte un premier injecteur central 50 de flux primaire, destiné à être alimenté en permanence par du flux primaire et un deuxième injecteur périphérique 52 de flux primaire, destiné à être alimenté temporairement par du flux primaire, notamment lorsque la turbomachine 10 fonctionne à bas régime. L’injecteur central 50 comporte une cloison périphérique 60 définissant une lumière de circulation 62 de flux primaire.
Dans l’exemple représenté sur la figure 3, l’injecteur central 50 est un injecteur supersonique.
La cloison périphérique 60 délimite ainsi, dans la lumière 62, une région amont convergente 64, une restriction intermédiaire 66, et une région aval 68 divergente. La lumière 62 définit en outre avantageusement une région de sortie cylindrique 70. Elle présente un bord aval 71.
La région amont 64 présente un angle de convergence vers l’axe A-A’ supérieur à 10°, compris avantageusement entre 15° et 45°.
La longueur de la région amont 64, prise le long de l’axe A-A’, est très inférieure à la longueur de la région aval 68, prise le long du même axe. La longueur de la région amont 64 est par exemple inférieure à 50 % de la longueur de la région aval 68, notamment inférieure à 25 % de la longueur de la région aval 68.
La restriction intermédiaire 66 présente une étendue transversale maximale, prise perpendiculairement à l’axe A-A’, inférieure à 60 % de l’étendue transversale maximale de la région amont 64.
La région aval 68 diverge progressivement de l’axe A-A’ vers le mélangeur 34. L’angle de divergence de la région aval 68 par rapport à l’axe A-A’ est par exemple supérieur à 1°, et notamment compris entre 2° et 4°.
La région cylindrique 70 présente une section transversale constante le long de l’axe A-A’. L’étendue transversale maximale de la région cylindrique 70 est inférieure à l’étendue transversale maximale de la région amont 64, par exemple comprise entre 90 % et 60 % de l’étendue transversale maximale de la région amont 64.
La longueur de la région cylindrique 70 est inférieure à la longueur de la région amont 64 et à la longueur de la région aval 68. Elle est par exemple comprise entre 10 % et 30 % de la longueur de la région aval 68. L’injecteur périphérique 52 est coaxial avec l’injecteur central 60. Il comporte une cloison périphérique extérieure 80 d’axe A-A’ s’étendant autour de la cloison périphérique 60 de l’injecteur central 50.
La cloison périphérique extérieure 80 converge vers l’axe A-A’, dans le sens allant vers le mélangeur 34. Elle présente une forme tronconique d’axe A-A’.
La cloison périphérique extérieure 80 délimite, avec la cloison périphérique 60, un espace intermédiaire 82 de passage d’un appoint de flux primaire.
Dans cet exemple, la cloison périphérique extérieure 80 définit le bord aval 54 de l’ensemble d’injection 30, au niveau de son bord libre.
Dans au moins un plan axial médian passant par l’axe A-A’, ici dans chaque plan axial médian, la cloison périphérique 60 de l’injecteur central 50 et la cloison périphérique extérieure 82 de l’injecteur périphérique 52 définissent entre eux, de part et d’autre de l’axe A-A’ dans l’espace intermédiaire 82, un axe central 71A d’injection de flux primaire d'appoint dans le mélangeur 34. L’axe central 71A s’étend suivant la bissectrice de l’angle Θ défini entre la section de la cloison périphérique 60 et la section de la cloison périphérique extérieure 80 dans le plan médian. L’angle formé par l’axe central 71A d’injection de flux primaire d’appoint et par la droite raccordant le bord aval 54 de l’injecteur périphérique 52 au bord aval 71 de l’injecteur central 50 est compris entre 80° et 100°, avantageusement entre 85° et 95° et notamment entre 88° et 92°.
Le bord aval 71 de l’injecteur central 50 est ainsi situé en retrait par rapport au bord aval 54 de l’injecteur périphérique 52. L’ensemble d’injection de flux primaire 30 délimite extérieurement par rapport à l’axe A-A’, dans le carter 40 de la conduite d’amenée de flux secondaire 32, un canal annulaire 56 de circulation du flux secondaire vers le mélangeur 34.
Dans l’exemple représenté sur la figure 3, le canal annulaire 56 est défini entre la cloison périphérique extérieure 80 de l’injecteur périphérique 52 et la paroi périphérique extérieure 44 du carter 40.
Dans au moins un plan axial médian passant par l’axe A-A’, ici dans chaque plan axial médian, la conduite d’amenée 32 et l’ensemble d’injection 30 définissent entre eux, de part et d’autre de l’axe A-A’ dans le canal 56, un axe central 84 d’injection de flux secondaire dans le mélangeur 34. L’axe central 84 s’étend suivant la bissectrice de l’angle a défini entre la section de la cloison extérieure 80 et la section de la paroi extérieure 44 dans le plan médian. L’axe central 84 est incliné par rapport à l’axe A-A’. Dans l’exemple représenté sur la figure 3, l’angle d’inclinaison de l’axe central 84 est par exemple compris entre 5° et 45°. Cet angle est minimisé en fonction de la place disponible dans la zone pour l’installation de la trompe 18. L’angle β formé par l’axe central 84 d’injection de flux secondaire et par la droite 86 raccordant le bord aval 54 de l’ensemble d’injection 30 au bord amont 42 du mélangeur 34 est compris entre 80° et 100°, avantageusement entre 85° et 95° et notamment entre 88° et 92°.
Le mélangeur 34 s’étend le long de l’axe A-A’. Il comporte une paroi extérieure cylindrique 90 définissant intérieurement un canal tubulaire 92 d’axe A-A’, pour le mélange du flux primaire et du flux secondaire.
Le canal tubulaire 92 s’étend de préférence au moins jusqu’à la position de l’intersection entre un tronçon de cône divergent à partir du bord aval 54 de l’ensemble d’injection 30, avec un demi-angle d’ouverture compris entre 2,5° et 3,5° et de préférence égal à 3°, et un cylindre de diamètre correspondant au diamètre interne du canal tubulaire 92.
Pour un écoulement subsonique à la sortie de lensemble d’injection, au bout des injecteurs, la longueur du canal tubulaire 92, prise entre le bord amont 42 du mélangeur 34 et un bord aval 93 du mélangeur 34 situé au niveau du diffuseur 36 le long de l’axe A-A’, est ainsi généralement comprise entre 6 et 8 fois l’étendue transversale maximale du canal tubulaire 92, prise le long de l’axe A-A’.
Dans le cas d’un écoulement sonique ou supersonique, le point de départ du cône divergent est décalé vers l’aval dans le canal tubulaire 92 au point où les ondes de chocs engendrées dans l’écoulement à la sortie de l'ensemble d’injection 30 disparaissent.
Le diffuseur 36 définit un canal aval divergent 94, dans lequel débouche le canal tubulaire 92.
Le canal aval divergent 94 diverge de l’axe A-A’ dans le sens allant à l’écart du mélangeur 34 le long de l’axe A-A’. Le demi angle y de divergence du canal aval divergent 94, pris entre l’axe A-A’ et le bord latéral du canal aval 94 est supérieur à 2°, et est par exemple compris entre 2,5° et 3,5° par rapport à l’axe A-A’.
Le canal aval divergent 94 présente une longueur suffisante pour transformer les fortes vitesses en sortie du mélangeur 34 en pression. Cette longueur dépend de l’espace disponible pour accommoder la trompe 18.
De préférence, le canal aval divergent 94 est raccordé à une sortie située dans la veine d’air de la turbomachine 10, par exemple au niveau de l’hélice.
En référence à la figure 1, l’ensemble de fourniture de flux primaire 20 comporte une source 100 de flux primaire sous pression, une première ligne 102 d’amenée de flux primaire depuis la source 100 vers l’injecteur central 50 et une deuxième ligne 104 d’amenée de flux primaire depuis la source 100 vers l’injecteur périphérique 52.
La source 100 est par exemple formée par un compresseur de la turbomachine 10.
La ligne 102 est piquée sur la source 100. Elle est ouverte en permanence pour alimenter l’injecteur central 50. La ligne 104 est également piquée sur la source 100. Elle comporte une vanne 106 propre à être ouverte lorsque la turbomachine 10 fonctionne à bas régime. L’ensemble 22 de fourniture de flux secondaire comprend pour chaque enceinte 12, 14, une branche 120,122 de prélèvement raccordée au déshuileur 24.
Il comporte, en aval du déshuileur 24 une ligne 114 d’alimentation de la conduite d’amenée 32
Le déshuileur 24 est propre à collecter les gouttes d’huile présentes dans les fluides prélevés par les branches 120, 122. Il est propre à distribuer l’huile collectée dans un réservoir de l’ensemble de recyclage 26 qui communique avec chaque enceinte 12, 14.
Le fonctionnement du dispositif de mise en dépression 16, lorsque la turbomachine 10 est active, va maintenant être décrit.
Lors du fonctionnement de la turbomachine 10, de l’huile est injectée en permanence dans les enceintes 12, 14. Pour limiter les fuites d’huile hors de chaque enceinte 12, 14, une dépression est engendrée dans chaque enceinte 12, 14 par aspiration à travers les branches 120, 122 de l’ensemble de fourniture de flux secondaire 22. À cet effet, un flux primaire sous pression, notamment un flux d’air comprimé, est prélevé dans la source 100 et est convoyé en permanence à travers la ligne 102 jusqu’à l’injecteur central 50. À bas régime, lorsque le taux de détente entre la source 100 et l’extérieur de la trompe 18 est inférieur à une valeur comprise entre 2,5 et 3, la vanne 106 est ouverte. L’injecteur central 50 et l’injecteur périphérique 52 sont alimentés conjointement en flux primaire. À plus haut régime, seul l’injecteur central 50 est alimenté, la vanne 106 sur la ligne 104 étant alors fermée.
Le flux primaire est introduit dans l’injecteur central 50. Dans l’exemple illustré par la figure 2, l’injecteur central 50 est un injecteur supersonique.
Le flux primaire accélère donc successivement à travers la région amont 64 convergente, à travers la restriction 66, et accélère encore dans la région aval 68. Il passe ensuite dans la région cylindrique 70, ce qui a pour effet d’adapter sa pression à la pression environnante et d’engendrer un écoulement sensiblement isentropique.
Le flux primaire subit donc une détente complète, sans onde de choc, avec un taux de détente supérieur à 10, notamment compris entre 12 et 30. Le flux primaire est ainsi introduit dans le mélangeur 34 à grande vitesse. Le nombre de Mach du flux primaire au niveau du bord aval de l’ensemble d’injection 30 est supérieur à 1, avantageusement supérieur à 2, et est notamment compris entre 2 et 3.
Le flux primaire entraîne ainsi le flux secondaire qui est introduit dans le mélangeur 34 à travers le canal secondaire 56 entre l’ensemble d’injection 30 et le carter 40 de la conduite d’amenée 32.
Comme indiqué plus haut, en projection dans un plan médian passant par l’axe A-A’, de part et d’autre de l’axe A-A’, l’axe central d’injection 84 du flux secondaire est sensiblement perpendiculaire à la droite 86 raccordant le bord aval 54 de l’ensemble d’injection 30 au bord amont 42 du mélangeur 34. D’une manière surprenante, ceci améliore l’introduction du flux secondaire dans le mélangeur 34 et évite des variations importantes de pression statique au niveau de l’entrée du mélangeur 34.
Le flux primaire et le flux secondaire se mélangent alors de manière optimale dans le mélangeur 34, puis sont éjectés hors de la trompe 18 à travers le diffuseur 36.
Le diffuseur 36 présentant un canal divergent 94 d’ouverture plus grande, sa longueur peut être réduite par rapport à celle du mélangeur 34. Pour une même longueur de trompe 18, ceci conduit à une efficacité plus importante de la trompe 18.
Ainsi, par rapport à une trompe 18 de l’état de la technique, le niveau de dépression engendré est supérieur et/ou la consommation en flux primaire comprimé est inférieure. La dépression créée dans chaque enceinte 12, 14 est donc adéquate pour respecter les spécifications de dépression nécessaires, sans augmenter la consommation en carburant.
Cette dépression étant particulièrement efficace, la consommation d’huile dans la turbomachine 10 est réduite.
Dans une variante illustrée partiellement par la figure 4, l’ensemble d’injection 30 comporte une pluralité d’injecteurs périphériques 52 non concentriques avec l’injecteur central 50, chacun formé par un tube convergent. Les injecteurs périphériques 52 sont répartis angulairement autour de l’injecteur central 50, à l’écart radialement de celui-ci. La paroi extérieure 44 de la conduite d’amenée 32 de flux secondaire s’étend autour des injecteurs périphériques 52 en définissant à l’extérieur des injecteurs périphériques 52, le canal 56. Le canal 56 présente, en projection dans chaque plan axial médian passant par l’axe d’un injecteur périphérique, un axe central 84.
Comme précédemment, en projection dans le plan axial médian, l’angle β formé par l’axe central 84 d’injection de flux secondaire et par la droite 86 raccordant le bord aval 54 de l’ensemble d’injection 30, au bord amont 42 du mélangeur 34 est compris entre 80° et 100°, avantageusement entre 85° et 95° et notamment entre 88° et 92°.
De même, dans ce mode de réalisation, un canal intermédiaire 200 d’injection de flux secondaire est délimité entre chaque injecteur périphérique 52 et l’injecteur central 50. En projection dans le plan axial médian passant par l’axe 202 de l’injecteur périphérique 52, l’angle formé par l’axe central 204 d’injection de flux secondaire dans le canal intermédiaire 202 et par la droite raccordant le bord aval 54 de l’injecteur périphérique au bord aval 71 de l’injecteur central 50 est aussi compris entre 80° et 100°, avantageusement entre 85° et 95° et notamment entre 88° et 92°.Dans une variante (non représentée), l’angle formé par l’axe central d’injection 84, et la droite 86 raccordant le bord libre aval 54 de l’ensemble d’injection de flux primaire 30 au bord amont 42 du mélangeur 34 n’est pas nécessairement compris entre 85° et 95°.
En variante encore, l'ensemble d’injection de flux primaire 30 comportant au moins un injecteur supersonique 50 fait au moins partiellement saillie dans le mélangeur 34.
Dans une autre variante (non représentée), l’ensemble d’injection de flux primaire 30 est dépourvu d’injecteur périphérique 52.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. -Trompe (18) à jet, destinée à être raccordée à une enceinte (12, 14) en dépression d’une turbomachine (10) d’aéronef, comprenant : - un mélangeur (34), définissant un canal tubulaire (92) d’axe principal (A-A’), destiné à recevoir un flux gazeux primaire sous pression et un flux secondaire déshuilé ; - un ensemble (30) d’injection de flux primaire dans le mélangeur (34) ; - une conduite d’amenée (32) de flux secondaire, entourant l’ensemble (30) d’injection de flux primaire, et débouchant dans le mélangeur (34), l’ensemble (30) d’injection de flux primaire étant disposé au moins partiellement dans la conduite d’amenée (32) ; caractérisée en ce que l’ensemble d’injection de flux primaire (30) comporte au moins un injecteur supersonique (50).
  2. 2. - Trompe (18) selon la revendication 1, dans laquelle l’injecteur supersonique (50) définit une lumière (62) de circulation de flux primaire présentant une région amont (64) convergeant vers l’axe principal (A-A’), une restriction intermédiaire (66), et une région aval (68) divergeant de l’axe principal (A-A’).
  3. 3. - Trompe (18) selon la revendication 2, dans laquelle la longueur de la région amont (64) est inférieure à la longueur de la région aval (68).
  4. 4. - Trompe (18) selon l’une quelconque des revendications 2 à 3, dans lequel l’angle de divergence de la région aval (68) est compris entre 1° et 5°.
  5. 5. - Trompe (18) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle l’angle de convergence de la région amont (64) est compris entre 10° et 50°.
  6. 6. - Trompe (18) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans laquelle la lumière de circulation (62) de flux primaire comporte une région de sortie (70) cylindrique.
  7. 7. - Trompe (18) selon la revendication 6, dans laquelle la longueur de la région de sortie cylindrique (70) est inférieure à 50 % de la longueur de la région aval (68).
  8. 8. - Trompe (18) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’injecteur supersonique (50) s’étend le long de l’axe principal (A-A’).
  9. 9. - Trompe (18) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un injecteur secondaire (52) de flux primaire disposé autour de l’injecteur supersonique (50).
  10. 10. - Trompe (18) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le canal tubulaire (92) présente un bord amont (42), l’ensemble d’injection de flux primaire (30) présentant un bord libre aval (54), le bord libre aval (54) étant disposé en retrait dans la conduite d’amenée (32) ; la conduite d’amenée (32) et l’ensemble (30) d’injection de flux primaire définissant entre eux, dans au moins un plan médian passant par l’axe principal (A-A’), de part et d’autre de l’axe principal, un axe central (84) d’injection de flux secondaire dans le mélangeur (34) et dans lequel, dans le plan médian, l’angle formé par l’axe central d’injection (84), et la droite (86) raccordant le bord libre aval (54) au bord amont (42) du mélangeur (34) est compris entre 80° et 100°.
  11. 11. - Dispositif (16) de mise en dépression d’une enceinte (12, 14) d’une turbomachine (10) d’aéronef comprenant : - une trompe (18) selon l’une quelconque des revendications précédentes ; - un ensemble (20) de fourniture d’un flux primaire sous pression, comprenant une source (100) de fluide sous pression raccordée en aval à l’injecteur supersonique (50) ; - un ensemble (22) de fourniture d’un flux secondaire contenant de l’huile, destiné à être raccordé en amont à au moins une enceinte (12, 14) de la turbomachine (10), et raccordé en aval à la conduite d’amenée (32)
  12. 12. - Dispositif (16) selon la revendication 11, comprenant un déshuileur (24), interposé entre l’enceinte (12, 14) et la conduite d’amenée (32).
  13. 13. - Turbomachine (10) d’aéronef, caractérisé en ce qu’elle comporte : - au moins une enceinte (12, 14) contenant de l’huile ; - un dispositif selon l’une quelconque des revendications 11 ou 12, raccordé à l’enceinte (12, 14).
  14. 14. - Procédé de mise en dépression d’une enceinte (12, 14) d'une turbomachine (10) d’aéronef, comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’un dispositif (16) selon l’une quelconque des revendications 11 ou 12, raccordé à l’enceinte (12, 14) ; - amenée d’un flux primaire sous pression à travers l’ensemble (20) de fourniture de flux primaire jusqu’à l’injecteur supersonique (50) ; - entraînement du flux secondaire par le flux primaire depuis l’ensemble (22) de fourniture du flux secondaire, et depuis la conduite d’amenée (32) ; - mélange du flux primaire et du flux secondaire dans le mélangeur (34) ; dans lequel le flux primaire circulant à travers l’injecteur supersonique (50) est supersonique au moins à la sortie de l’injecteur supersonique (50).
  15. 15. - Procédé selon la revendication 14, dans lequel le nombre de Mach du flux primaire à la sortie de l’injecteur supersonique (50) est supérieur à 1, est notamment compris entre 2,5 et 3.
FR1600200A 2016-02-05 2016-02-05 Trompe  a jet a injecteur supersonique, dispositif, turbomachine, et procede associes Expired - Fee Related FR3047525B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1600200A FR3047525B1 (fr) 2016-02-05 2016-02-05 Trompe  a jet a injecteur supersonique, dispositif, turbomachine, et procede associes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1600200A FR3047525B1 (fr) 2016-02-05 2016-02-05 Trompe  a jet a injecteur supersonique, dispositif, turbomachine, et procede associes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3047525A1 true FR3047525A1 (fr) 2017-08-11
FR3047525B1 FR3047525B1 (fr) 2018-03-09

Family

ID=56101521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1600200A Expired - Fee Related FR3047525B1 (fr) 2016-02-05 2016-02-05 Trompe  a jet a injecteur supersonique, dispositif, turbomachine, et procede associes

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3047525B1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2155106A (en) * 1984-02-29 1985-09-18 Chlorine Eng Corp Ltd Steam ejector
JP2006183586A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Jfe Engineering Kk エジェクタおよび冷凍システム
US20150023809A1 (en) * 2012-03-07 2015-01-22 Denso Corporation Ejector
FR3011583A1 (fr) * 2013-10-03 2015-04-10 Snecma Trompe a jet pour depressuriser des enceintes de lubrification d'une turbomachine a injecteurs independants coaxiaux

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2155106A (en) * 1984-02-29 1985-09-18 Chlorine Eng Corp Ltd Steam ejector
JP2006183586A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Jfe Engineering Kk エジェクタおよび冷凍システム
US20150023809A1 (en) * 2012-03-07 2015-01-22 Denso Corporation Ejector
FR3011583A1 (fr) * 2013-10-03 2015-04-10 Snecma Trompe a jet pour depressuriser des enceintes de lubrification d'une turbomachine a injecteurs independants coaxiaux

Also Published As

Publication number Publication date
FR3047525B1 (fr) 2018-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2595183C (fr) Turbomachine a double flux a variation artificielle de sa section de col
EP2909450B1 (fr) Trompe a jet pour depressuriser des enceintes de lubrification d'une turbomachine a doubles injecteurs independants
CA2638793C (fr) Turbomachine avec diffuseur
FR3129436A1 (fr) Dispositif de pressurisation d’une enceinte de turbomachine a passage par accouplement curvic ® et turbomachine correspondante.
FR2965299A1 (fr) Systeme de pressurisation des enceintes de paliers des turbomachines par de l'air preleve dans la manche d'entree.
CA2725885C (fr) Collecteur d'air dans une turbomachine
CA2605947C (fr) Canal de transition entre deux etages de turbine
EP2803822A1 (fr) Système de prélèvement d'air de turbomachine axiale
FR3006999A1 (fr) Ventilation d'une nacelle de turbomachine
EP2430314B1 (fr) Pompe centrifuge a double echappement
FR3011583A1 (fr) Trompe a jet pour depressuriser des enceintes de lubrification d'une turbomachine a injecteurs independants coaxiaux
FR3047526A1 (fr) Trompe a jet a geometrie optimisee, dispositif, turbomachine, et procede associes
WO2015049453A1 (fr) Trompe a jet pour circuit de depressurisation d'une chambre de lubrification de turbomachine
FR3047525A1 (fr) Trompe a jet a injecteur supersonique, dispositif, turbomachine, et procede associes
FR2961856A1 (fr) Trompe a jet pour enceinte de palier d'une turbomachine alimentee par l'huile de lubrification
CA2891760C (fr) Assemblage d'etancheite pour turbomachine
FR3048727A1 (fr) Conduit d'entree d'air pour une turbomachine d'aeronef
FR3099220A1 (fr) Réducteur de vitesse à train épicycloïdal pour une turbomachine
FR3097900A1 (fr) Support de palier de sortie de turbomachine
FR3023585A1 (fr) Carter intermediaire pour un turboreacteur
FR3042820A1 (fr) Dispositif de ventilation d'un compartiment de turbomachine
WO2024084150A1 (fr) Turbomachine a cycle recupere equipee d'un echangeur de chaleur
WO2022079372A1 (fr) Dispositif de distribution de flux de carburant pour un circuit d'alimentation en carburant d'une chambre de combustion de turbomachine
WO2018060590A1 (fr) Dispositif d'alimentation en carburant d'une chambre de combustion de turbomachine améliorant l'homogénéité de l'alimentation des dispositifs d'injection du carburant
FR2970512A1 (fr) Piece annulaire de guidage d'air autour d'une chambre de combustion dans une turbomachine

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20170811

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

ST Notification of lapse

Effective date: 20201006