FR3085433A1 - Turbomachine a rattrapage d'effort axial au niveau de la soufflante par amenee de gaz sous pression - Google Patents

Turbomachine a rattrapage d'effort axial au niveau de la soufflante par amenee de gaz sous pression Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une turbomachine à réducteur, l'arbre (3) de soufflante étant soutenu par un premier palier (5) positionné en aval de la soufflante, ledit premier palier (5) comportant une bague externe liée à un support annulaire solidaire du stator, la turbomachine comprenant au moins un conduit (10) d'alimentation en gaz débouchant au sein d'une enceinte (7) située contre le disque (20), le conduit (10) d'alimentation en gaz étant adapté pour être alimenté au niveau d'une deuxième extrémité par du gaz sous pression prélevé dans une veine d'air d'un compresseur haute pression de la turbomachine, de sorte que ledit gaz exerce un effort axial vers l'amont sur le disque (20) au cours de certaines phases de fonctionnement de la turbomachine, la turbomachine comprenant en outre une virole (70) formant fermeture étanche de l'enceinte (7).

Description

TURBOMACHINE A RATTRAPAGE D'EFFORT AXIAL AU NIVEAU DE LA SOUFFLANTE PAR AMENÉE DE GAZ SOUS PRESSION DOMAINE TECHNIQUE GÉNÉRAL
La présente invention est relative aux turbomachines, et concerne plus particulièrement le rattrapage d'effort axial au niveau d'une soufflante de turbomachine.
ART ANTÉRIEUR
Une turbomachine à double corps comporte de manière classique un rotor comprenant une soufflante dont la vitesse par rapport à l'arbre basse pression est modifiée par un réducteur de vitesse, par exemple un réducteur de type épicycloïdal dont une couronne est solidaire de la soufflante.
Des efforts axiaux sont produits par la rotation des aubes de soufflante, générés notamment par le vrillage des aubes de soufflante, c'est-à-dire la déformation en torsion des aubes au cours du fonctionnement du moteur. Ces efforts axiaux s'appliquent au rotor de soufflante et sont repris par un palier de butée guidant le mouvement de la soufflante, ce dernier palier est préférentiellement un palier à billes.
Les turbomachines sont habituellement conçues pour que la force axiale (ou effort axial) au niveau du rotor de soufflante s'exerce dans un sens préféré. Dans la majorité des phases de vol, l'effort axial exercé par la soufflante sur le palier de butée est orienté vers l'avant du moteur, dans le sens amont par rapport au flux d'air dans le corps basse pression, la soufflante se vrillant dans l'air et propulsant l'avion. La soufflante est ainsi maintenue en butée vers l'amont.
Cependant, sur certaines phases de fonctionnement (par exemple ralenti vol, phase transitoire, arrêt/démarrage du moteur, autorotation de la soufflante), cette force axiale peut être faible ou s'exercer en sens inverse. Cela peut se traduire par une dégradation du palier de butée à billes.
Notamment, lorsque la force axiale passe par des points où elle est nulle, les billes ne sont plus plaquées contre les bagues externe et interne du palier, un flottement axial étant généré au niveau du roulement du palier. On entend par « flottement axial » une perte d'appui des billes du palier sur les bagues externe et interne ou un mouvement d'oscillation des billes par rapport aux bagues externe et interne, ce mouvement ayant une composante parallèle à l'axe du moteur. Les chocs répétés entre les billes et les bagues externe et interne peuvent accélérer l'usure du palier, notamment dans le cas d'une alternance répétée du sens dans lequel s'exerce la force axiale sur le palier.
De plus, dans le cas où la turbomachine comprend un réducteur pour modifier la vitesse de rotation de la soufflante, les efforts axiaux exercés sur le rotor de soufflante peuvent en outre provoquer des instabilités de charges néfastes au bon fonctionnement et à la durée de vie du réducteur, accentuant par exemple l'usure de dentures à chevrons du réducteur.
Pour maintenir la force axiale s'exerçant sur un rotor de turbomachine dans un même sens, on connaît des systèmes à piston agencés au voisinage des éléments tournants, pour appliquer une pression sur une surface d'un élément connecté au rotor de soufflante.
Toutefois, les systèmes à piston connus ne sont pas aptes à fournir une pressurisation suffisante pour réaliser une poussée sur le rotor de soufflante, notamment pour une architecture de moteur à réducteur. L'effort axial sur la soufflante est donc toujours susceptible de s'exercer en sens inverse pour certaines conditions de fonctionnement de la turbomachine.
PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L'INVENTION
Il existe donc un besoin pour un dispositif qui soit d'implémentation simple et qui assure que la force axiale exercée sur la butée à billes soit maintenue dans son sens préférentiel au cours de toutes les phases de fonctionnement de la turbomachine.
Un autre but de l'invention est de proposer une solution en ce sens qui ne nécessite pas de modifications significatives de l'architecture de la turbomachine, ni une consommation importante d'énergie.
L'invention concerne à cette fin une turbomachine comprenant une soufflante entraînée en rotation par un arbre par rapport à un carter d'entrée de la turbomachine, la soufflante comportant des aubes montées sur un disque, la turbomachine comprenant en outre un réducteur pour modifier une vitesse de rotation de la soufflante, l'arbre étant soutenu par un premier palier positionné en aval de la soufflante, ledit premier palier comportant une bague externe liée à un support annulaire solidaire du carter d'entrée, la turbomachine comprenant au moins un conduit d'alimentation en gaz débouchant au sein d'une enceinte située contre le disque, le conduit d'alimentation en gaz étant adapté pour être alimenté au niveau d'une deuxième extrémité par du gaz sous pression prélevé dans une veine d'air d'un compresseur haute pression de la turbomachine, de sorte que ledit gaz exerce un effort axial vers l'amont sur le disque au cours de certaines phases de fonctionnement de la turbomachine, la turbomachine comprenant une virole formant fermeture étanche de l'enceinte.
Dans l'invention, l'enceinte située en aval des aubes de soufflante peut être pressurisée par le gaz injecté par le ou les conduits d'alimentation en gaz. Ledit gaz est prélevé au niveau du compresseur haute pression, et une virole vient fermer l'enceinte pour en assurer l'étanchéité, ce qui permet d'amener du gaz dans l'enceinte à une pression suffisante pour compenser les efforts aérodynamiques exercés sur la soufflante durant certaines phases de vol (notamment des phases de ralenti vol). Tout étage de prélèvement du compresseur haute pression peut être sélectionné pour fournir du gaz au conduit.
De cette façon, la charge axiale sur le premier palier est toujours orientée dans le même sens et ne s'inverse pas. La partie roulante du premier palier est maintenue en butée axiale, ce qui permet de réduire l'usure du premier palier et de prolonger sa durée de vie.
Un avantage additionnel de l'invention est qu'elle permet de protéger le réducteur, et notamment des dentures du réducteur, d'une dégradation au cours du temps due à une charge axiale transmise par l'arbre.
La turbomachine de l'invention peut présenter les caractéristiques suivantes, non limitatives, prises seules ou en combinaison :
- le conduit d'alimentation en gaz est doté d'une vanne pour commander l'amenée de gaz au sein de l'enceinte ;
- l'enceinte est bornée longitudinalement par le disque et par un support de palier entourant l'arbre et le premier palier, un conduit d'alimentation en gaz débouchant dans une cavité pratiquée dans le support de palier ;
- un conduit d'alimentation en gaz débouche dans l'enceinte en un perçage faisant face à une partie latérale du disque, par exemple au voisinage d'une paroi externe de plus haut rayon de l'enceinte, de préférence en vis-à-vis d'aubes d'un premier étage de redresseur, ou au voisinage d'une paroi externe de plus bas rayon de l'enceinte ;
- l'arbre est en outre soutenu par un deuxième palier positionné en amont du premier palier, ledit deuxième palier comportant une bague externe liée au support annulaire solidaire du carter d'entrée, un conduit d'alimentation en gaz débouchant au voisinage dudit deuxième palier ;
- la virole est disposée au niveau en vis-à-vis d'aubes d'un premier étage de redresseur ;
- la virole comprend un joint labyrinthe ou un joint à double brosse ;
- la turbomachine comprend en outre au moins un tube de pressurisation débouchant dans l'enceinte, le tube de pressurisation comprenant un clapet anti-retour ;
- le premier palier comprend un roulement à billes.
PRÉSENTATION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles :
La Figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'une turbomachine double corps à réducteur de vitesse ;
La Figure 2a est une vue de l'avant d'un moteur de l'état de la technique, où on a représenté schématiquement l'effort axial au niveau d'un palier pendant une phase de vol normal ;
La Figure 2b est une vue de l'avant du moteur de la figure 1, où on a représenté schématiquement l'effort axial au niveau du même palier pendant une phase de ralenti ;
La Figure 3 est une vue schématique de la partie supérieure de l'intérieur d'un carter de turbomachine de l'invention comportant un conduit d'alimentation en gaz ;
La Figure 4 est une vue de la partie avant de l'intérieur d'un carter de turbomachine selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
La Figure 5 est une vue de la partie avant de l'intérieur d'un carter de turbomachine selon un deuxième mode de réalisation ;
La Figure 6 représente le haut d'une enceinte en aval de la soufflante d'une turbomachine selon un mode de réalisation particulier ;
La Figure 7a est une vue de près d'une virole pour le haut d'une enceinte en aval de la soufflante d'une turbomachine, selon une première variante ;
La Figure 7b est une vue de près d'une virole selon une deuxième variante.
DESCRIPTION DE MODES DE RÉALISATION
Sur les figures annexées, des éléments similaires sont désignés par les mêmes références numériques.
Efforts axiaux générés sur les paliers au cours du fonctionnement moteur
La Figure 1 est une vue d'ensemble d'une turbomachine à réducteur. Ladite turbomachine comprend, de manière conventionnelle, une soufflante 2 et un corps primaire comprenant, dans le sens d'écoulement, un compresseur basse pression 32 (comprenant notamment un premier étage
310 de redresseur), un compresseur haute pression 33, une chambre de combustion 34, une turbine haute pression 35, une turbine basse pression 36, et une tuyère d'échappement. Le compresseur haute pression 33 et la turbine haute pression 35 forment un corps haute pression 31. Le compresseur basse pression 32 et la turbine basse pression 36 forment un corps basse pression 30. Les divers éléments de rotor de la turbomachine admettent comme axe de rotation l'axe 37 de la turbomachine, représenté horizontal en pointillés sur la Figure 1.
La soufflante 2 comprend notamment un disque 20 de soufflante pourvu d’aubes 21 de soufflante à sa périphérie. Lorsque les aubes 21 sont mises en rotation, elles entraînent le flux d'air dans les espaces d'écoulement primaire et secondaire de la turbomachine. Le disque 20 de soufflante est entraîné en rotation par un arbre de soufflante 3. L'arbre de soufflante 3 est solidaire du disque 20 de soufflante ainsi que d'un arbre du mécanisme de réduction (ci-après réducteur) 4. Le réducteur peut notamment être un réducteur de type épicycloïdal, par exemple un réducteur à pignons présentant des dentures en forme de chevrons, comportant un pignon solaire, une couronne et plusieurs roues satellites. Le fonctionnement du réducteur 4 est classique et ne sera pas décrit ici. Le réducteur 4 permet de modifier la vitesse de rotation de la soufflante et le couple entre la turbine BP et la soufflante.
En outre, la turbomachine de la Figure 1 comprend une série de paliers pour supporter la rotation des éléments tournants, et notamment, en aval de la turbomachine, un premier palier 5 et un deuxième palier 6. L'arbre 3 entraînant en rotation la soufflante 2 est, par le biais des deux paliers 5 et 6, monté rotatif par rapport au stator et notamment par rapport au carter d'entrée 1 qui est solidaire du stator.
On a représenté schématiquement sur les Figures 2a et 2b la structure d'ensemble des deux paliers 5 et 6, et le cheminement des efforts axiaux générés sur le palier 5, respectivement dans une condition de fonctionnement normal de la turbomachine (phase de croisière) et dans une phase de ralenti de la turbomachine.
Le palier 5 a pour fonction de guider la rotation de l'arbre 3 de soufflante par rapport au carter d'entrée 1 de la turbomachine. Le palier 5 est positionné axialement à l'arrière du disque 20 de soufflante, autour de l'arbre 3 de soufflante. Le palier 5 comprend une bague externe 5a fixée à un support annulaire 8 s'étendant à partir d'une paroi interne d'un support de palier 9. Le support de palier 9 lie les paliers 5 et 6 au carter d'entrée 1 ; le palier 5 transmet la poussée de la soufflante 2 au carter par l'intermédiaire du support de palier 9. Le support 9 s'étend radialement jusqu'à une bride 90 fixe par rapport au carter d'entrée 1, la bride 90 étant ici positionnée sous un étage 310 de redresseur. La bague externe 5a du palier 5 et le support annulaire 8 sont donc fixés au carter 1 de la turbomachine. Le palier 5 comprend par ailleurs une bague interne 5b liée à l'arbre 3 de soufflante. Sur les Figures 2a et 2b, le palier 5 est un palier à billes, comportant des billes 50 ; toutefois, d'autres types de roulement pourraient se substituer aux billes 50.
Le palier 5 constitue ainsi une butée axiale liée au stator sur laquelle l'arbre 3 peut exercer, sous l'effet de la rotation de la soufflante, un effort axial.
La partie avant de la turbomachine des Figures 2a et 2b comporte en outre un deuxième palier 6 situé en amont du premier palier 5, et lié à l'arbre 3 de soufflante. Ce palier est disposé dans un alésage prévu à cet effet. Le palier 6 est ici un roulement à rouleaux cylindriques ; toutefois, d'autres types de roulement peuvent être envisagés.
On a représenté de manière schématique sur la Figure 2a l'effort axial ES au niveau du disque 20 de soufflante. Dans son fonctionnement normal, par exemple au cours d'une phase de vol de croisière, la soufflante se vrille dans l'air environnant et propulse l'appareil, et génère l'effort axial ES s'exerçant vers l'amont moteur. On a représenté par une flèche en trait épais le chemin des efforts axiaux E au sein des divers éléments de la partie avant du moteur ; l'effort axial au niveau du disque 20 est repris par le palier 6 situé le plus en amont de la turbomachine, puis par le palier 5 de butée de la soufflante, puis par le support de palier 9 (décrit ci-après) et enfin au niveau du carter 1. Au niveau du palier 5, on a représenté plus particulièrement un effort axial EP ainsi généré, tendant à mettre les billes 50 du palier 5 en butée vers l'amont.
Ainsi, dans les phases de fonctionnement normal, l'effort axial au niveau de la soufflante maintient le palier 5 en butée et un phénomène de flottement axial au niveau du palier est évité.
La Figure 2b représente les efforts axiaux lors d'une phase de ralenti ; la force aérodynamique qui s'exerce sur la soufflante 2 crée un effort axial ES en sens inverse, vers l'aval moteur. Le chemin des efforts axiaux E est représenté en trait épais. L'effort axial EP au niveau du palier 5 est dirigé vers l'aval. Pendant des phases transitoires de ralenti vol ou d'approche, les efforts ES et EP peuvent s'exercer tantôt vers l'aval, tantôt vers l'amont en passant par des points de force axiale nulle, ce qui peut créer des chocs au niveau du palier ainsi qu'un flottement axial. Les différentes phases de fonctionnement de la turbomachine peuvent notamment être repérées par rapport à une vitesse de rotation seuil prédéterminée. Au-delà dudit seuil, on considère que la turbomachine est en phase de décollage ou de croisière. En-dessous dudit seuil, on considère que la turbomachine est dans une phase de ralenti vol, ou dans une phase d'approche.
Génération de force axiale sur la soufflante
La Figure 3 illustre une turbomachine à réducteur pour laquelle on a représenté un conduit d'alimentation en gaz selon l'invention.
Cette turbomachine comprend, en aval de la soufflante 2 et notamment du disque 20, une enceinte 7. On a également représenté sur cette figure plusieurs éléments du disque 20 : le moyeu 210, le voile 211 en épingle et la jante 212 sur laquelle viennent se fixer les aubes 21. L'enceinte 7 est bornée axialement en amont par le disque 20 d'une part, et par une cloison avant 73, s'étendant à partir du disque 20 (au niveau des jantes 212) jusqu'à une extrémité aval des aubes de l'étage 310 de redresseur. L'enceinte 7 est par ailleurs bornée en bas par l'arbre 3, et en aval par le support de palier 9 s'étendant autour des paliers 5 et 6. L'enceinte 7 admet l'axe du moteur 37, représenté en pointillés sur la figure, comme axe de symétrie de révolution.
Par ailleurs, le rayon minimal, noté Rmin, de l'enceinte 7 est atteint au voisinage de l'arbre 3, au niveau d'une paroi externe 75 de bas rayon, ladite paroi étant située au voisinage des plateformes d'aube de la soufflante 2. Le rayon maximal, noté Rmax, de l'enceinte 7 est atteint en aval du disque 20 de soufflante, au niveau d'une paroi externe 74 de haut rayon. La paroi externe 74 de haut rayon s'étend contre un premier étage 310 de redresseur. Les aubes du redresseur 310 peuvent être appelées aubes directrices d'entrée, ou IGV pour « Inlet Guide Vanes » selon la terminaison anglosaxonne courante.
Selon l'invention, la turbomachine de la Figure 3 comprend un conduit 10 d'alimentation en gaz dont l'extrémité avant débouche au sein de l'enceinte 7, au travers du support de palier 9 renfermant les paliers 5 et 6. L'extrémité arrière du conduit 10 est, elle, située dans une veine d'air du compresseur haute pression 33. Ainsi, l'extrémité arrière du conduit 10 est exposée à l'air du flux primaire mis en mouvement par le corps haute pression. Le conduit 10 constitue une canalisation d'alimentation et de pressurisation de l'enceinte 7. La partie avant du conduit 10 peut avantageusement être disposée dans des bras du carter d'entrée 1, ce qui permet de ne pas générer un encombrement supplémentaire dans la veine primaire de la turbomachine.
De manière avantageuse, le conduit 10 est doté d'une vanne de pilotage 11, commandant la pressurisation en aval de l'enceinte 7. La vanne de pilotage est adaptée pour ouvrir ou fermer le passage d'air provenant de la veine d'air du compresseur haute pression 33. La vanne de pilotage 11 peut être contrôlée par une unité de traitement, afin de s'ouvrir lorsque la vitesse du moteur est en-dessous de la vitesse de rotation seuil, la turbomachine étant alors considérée comme fonctionnant dans une phase de ralenti vol ou d'approche. La vanne de pilotage 11 peut être contrôlée pour être fermée lorsque la vitesse du moteur est au-dessus de cette vitesse de rotation seuil. Sur la Figure 3, la vanne 11 est située au-dessus du compresseur basse pression ; toutefois, cette vanne peut, en alternative, être placée à toute position le long du conduit 10.
L'étage de prélèvement du compresseur haute pression, autrement dit la position axiale de l'extrémité arrière du conduit 10 pour l'entrée d'air sous pression, est choisi selon les besoins en pressurisation de l'enceinte 7. Plus l'étage de prélèvement est choisi en aval dans le compresseur haute pression, plus la pression dans le conduit 10 est importante mais plus la performance du compresseur haute pression est affectée. Il est possible d'installer plusieurs conduits 10, par exemple des conduits 10 prélevant de l'air à des points de prélèvement différents au niveau du compresseur haute pression 33 en fonction par exemple du régime de rotation du compresseur haute pression. Lesdits points de prélèvement peuvent par exemple être positionnés à 0% ou 100% de hauteur de veine au sein du compresseur haute pression pour limiter l'impact aérodynamique au niveau de la veine d'air du compresseur haute pression.
Le fonctionnement du conduit 10 pour la pressurisation de l'enceinte 7 peut être comme suit : durant les phases de vol normal, où l'effort axial vers l'amont est suffisant pour la soufflante 2, la vanne 11 est fermée et l'enceinte 7 n'est pas pressurisée. Durant certaines phases de vol, par exemple des phases de ralenti de la turbomachine, la vanne 11 est commandée pour s'ouvrir et libérer le passage d'air sous pression (représenté sur la Figure 3 par la flèche F) prélevé au niveau du compresseur haute pression 33, qui transite par le ou les conduits 10 et vient générer une force axiale sur la soufflante 2.
Pour l'agencement illustré en Figure 3, pour un rayon minimal Rmin compris entre 50 et 150 millimètres et un rayon maximal Rmax compris entre 300 et 600 millimètres, les résultats obtenus sont les suivants, pendant une phase de ralenti du moteur et à température moyenne de fonctionnement :
- pression entre 0,5 bar et 0,8 bar au niveau du plan « P27 » situé au quatrième étage de compresseur haute pression,
- pré-charge minimum axiale pour le palier 5 (ou palier IB) estimée à 1,5 tonnes, pour éviter une inversion de l'effort axial au niveau du palier 5,
- force axiale obtenue effectivement pour le palier 5, avec F = S * p où F est la force axiale, S la surface sur laquelle s'exerce la force et p la pression dans le plan P27 : ce qui donne une charge axiale de 2,5 tonnes, soit plus que la charge axiale nécessaire pour éviter l'inversion de l'effort axial au niveau du palier.
On notera que durant une phase de pressurisation de l'enceinte 7, il est possible que de l'air remonte dans des tubes de pressurisation 60 (indépendants du ou des conduits 10) qui limitent des fuites d'huiles au niveau du palier 6 palier 6. Pour éviter de perturber la ventilation du module avant de la turbomachine dans les phases où l'enceinte 7 est pressurisée par le conduit 10, on peut disposer au moins un clapet anti-retour 61, ou « check-valve » selon la terminologie courante, dans lesdits tubes de pressurisation 60.
Un avantage d'un tel clapet anti-retour est d'empêcher, durant les phases (comme le ralenti vol) où l'enceinte 7 est pressurisée pour exercer un effort axial sur la soufflante 2, une remontée d'air dans les tubes de pressurisation 60, ce qui accroît l'étanchéité de l'enceinte 7. Il est possible que des fuites mineures se produisent de l'enceinte 7 vers l'intérieur de l'enceinte contenant les paliers IR. et IB, sans impact toutefois sur le fonctionnement des composants du module avant du moteur et sur les fluides utilisés par exemple pour la lubrification des paliers.
Exemples de disposition du conduit d'alimentation
On a représenté en Figure 4 le module avant d'une turbomachine dotée d'un conduit 10 d'alimentation en air sous pression tel que décrit ciavant en relation à la Figure 3, selon un premier mode de réalisation.
Dans ce module avant, le palier 5 est un roulement à billes disposé autour de l'arbre 3 de soufflante et le palier 6 est un roulement à rouleaux cylindriques disposé dans un alésage pratiqué autour de l'arbre 3. Le palier 6 est situé dans une cavité bornée radialement, d'une part par l'arbre 3 de soufflante, d'autre part par le disque 20 et notamment par la jante 212 du disque 20 de soufflante. Ladite cavité est située longitudinalement en amont du palier 5.
Dans ce mode de réalisation, le conduit 10 passe par un bras 12 du carter d'entrée 1, à l'arrière des redresseurs 310, pour aboutir au sein de l'enceinte 7 par un perçage 72 pratiqué dans le support de palier 9. Le conduit 10 est disposé de sorte à assurer une pressurisation suffisante de l'enceinte 7, notamment dans les régimes faibles de ralenti de la turbomachine, en générant un effort axial vers l'amont sur la paroi de l'enceinte 7 en contact avec le disque 20 de soufflante.
De manière avantageuse, le conduit 10 débouche dans l'enceinte 7 en un perçage 72 qui fait face à une partie latérale du disque 20. Le perçage 72 est disposé sous la bride 90 réalisant l'attache du support 9 de palier par rapport au carter, au voisinage et en-dessous de la paroi externe 74 de haut rayon de l'enceinte 7. La paroi 74 de haut rayon délimite la zone de plus haut rayon Rmax de l'enceinte 7. Le perçage 72 est ici positionné en vis-àvis des redresseurs 310.
En outre, une virole 70 supplémentaire est installée sur la partie de l'enceinte 7 la plus éloignée de l'arbre 3, pour assurer l'étanchéité de l'enceinte 7 et réaliser sa fermeture. Dans cet exemple, la virole 70 est disposée entre la bride 90 et la paroi 74 de haut rayon.
Un trou de purge 71 peut, de façon optionnelle, être agencé sur ladite partie d'enceinte pour réaliser un chemin supplémentaire de sortie d'air de l'enceinte. Un avantage du trou de purge 71 est de permettre le contrôle du refroidissement du disque 20.
Des exemples pour l'implémentation de la virole 70 seront décrits en détail ci-après.
On a représenté en Figure 5 une autre variante de réalisation pour un module avant de turbomachine doté d'un conduit d'alimentation en air.
Dans ce mode de réalisation, l'enceinte 7 est alimentée en air sous pression au niveau de la zone de bas rayon de l'enceinte. Le conduit 10 débouche dans la zone de l'enceinte 7 s'étendant autour du deuxième palier 6 (correspondant au palier à rouleaux le plus en amont de la turbomachine).
L'enceinte 7 comprend une « cavité rotor » correspondant à la partie la plus en amont de l'enceinte, cette cavité étant bornée en amont par le voile 211 en épingle, bornée en aval par le support 9 de palier, et bornée radialement sur l'extérieur par la jante 212 de maintien des aubes 21. La cavité rotor correspond à une zone de plus bas rayon de l'enceinte 7 que la zone de l'enceinte 7 située en vis-à-vis de l'étage 310 de redresseur.
Dans cette variante de réalisation, le conduit 10 peut s'étendre partiellement dans un tube 60 de pressurisation du palier 6 et de son enceinte. L'extrémité du conduit 10 débouche dans l'enceinte 7 par un perçage 76 pratiqué dans le support 9 de palier, au-dessus du palier 6. Un avantage de cette configuration est d'utiliser pour le conduit 10 la structure existante du tube de pressurisation du palier 6, ce qui réduit l'encombrement.
Un autre avantage de ce dernier mode de réalisation est de permettre une recompression de l'air parvenant dans l'enceinte 7 par le conduit 10 : en effet, le flux d'air sortant du perçage 76 se déplace vers l'extérieur de l'enceinte 7 dans des zones de plus haut rayon. Ce déplacement d'air est représenté par la flèche F', et génère un « effet vortex » engendrant une recompression du flux d'air.
Etanchéité de l'enceinte en aval de la soufflante
On a représenté sur la Figure 6 la partie haute de l'enceinte 7 pour le module avant de la Figure 4, au voisinage de la paroi externe 74 de haut rayon de l'enceinte 7 délimitant la zone de plus haut rayon. Toutefois, les éléments présentés en relation à la Figure 6 sont transposables pour le module avant de toute turbomachine selon l'invention, notamment le module avant de turbomachine représenté en Figure 5 avec un conduit 10 débouchant par un perçage situé dans le support 9 de palier.
La virole 70 est disposée entre la bride 90 permettant l'attache du support de palier 9, et la paroi externe de l'enceinte 7 en vis-à-vis de l'étage 310 de redresseur. La virole 70 comprend un joint 77 qui assure une étanchéité accrue de l'enceinte 7. Le joint 77 est par exemple un joint labyrinthe. On a représenté en Figure 7a une vue rapprochée de la virole
70. Un chemin Al d'air sous pression amené au sein de l'enceinte 7 par le conduit 10 ; pour s'échapper de l'enceinte 7, et si le trou de purge 71 n'est pas ouvert, l'air doit emprunter le chemin A2 et transiter par le joint 77 de la virole 70. Un trou de purge 71 peut, de manière avantageuse mais non 5 nécessaire, être réalisé pour calibrer le débit de purge de l'enceinte. Le trou de purge 71 libère, lorsqu'il est ouvert, un autre chemin A3 de sortie d'air de l'enceinte 7.
On a représenté en Figure 7b une variante de réalisation pour la virole 70. La virole 70 se termine ici par un joint comprenant une double 10 brosse 78. L'installation de ce joint à double brosse se fait avec anti-rotation et blocage axial. La piste en vis-à-vis des poils de la double brosse 78 est traitée avant la mise en fonctionnement de la turbomachine, pour être préservée de l'usure due au frottement des poils de brosse. Un tel joint à double brosse est avantageux en ce qu'il permet de diminuer le débit de 15 fuite d'air, et d'absorber plus de disparité radiale au cours du fonctionnement de la turbomachine.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Turbomachine comprenant une soufflante (2) entraînée en rotation par un arbre (3) par rapport à un carter d'entrée (1) de la turbomachine, la soufflante (2) comportant des aubes montées sur un disque (20) de soufflante, la turbomachine comprenant en outre un réducteur (4) pour modifier une vitesse de rotation de la soufflante (2), l'arbre (3) étant soutenu par un premier palier (5) positionné en aval de la soufflante (2), ledit premier palier (5) comportant une bague externe (5a) liée à un support annulaire (8) solidaire du carter d'entrée (1), la turbomachine étant caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un conduit (10) d'alimentation en gaz dont une première extrémité débouche au sein d'une enceinte (7) située contre le disque (20), le conduit (10) d'alimentation en gaz étant adapté pour être alimenté au niveau d'une deuxième extrémité par du gaz sous pression prélevé dans une veine d'air d'un compresseur haute pression (33) de la turbomachine, de sorte que ledit gaz exerce un effort axial vers l'amont sur le disque (20) au cours de certaines phases de fonctionnement de la turbomachine, la turbomachine comprenant en outre une virole (70) formant fermeture étanche de l'enceinte (7).
  2. 2. Turbomachine selon la revendication 1, dans laquelle le conduit d'alimentation en gaz (10) est doté d'une vanne (11) pour commander l'amenée de gaz au sein de l'enceinte (7).
  3. 3. Turbomachine selon l'une des revendications 1 ou 2, l'enceinte (7) étant bornée longitudinalement par le disque (20) et par un support de palier (9) entourant l'arbre (3) et le premier palier (5), un conduit d'alimentation en gaz (10) débouchant dans une cavité pratiquée dans le support de palier (9).
  4. 4. Turbomachine selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle un conduit (10) d'alimentation en gaz débouche dans l'enceinte (7) en un perçage (72) faisant face à une partie latérale du disque (20).
  5. 5. Turbomachine selon la revendication 4, dans laquelle le conduit (10) d'alimentation en gaz débouche dans l'enceinte (7) au voisinage d'une paroi externe (74) de plus haut rayon de l'enceinte (7), de préférence en vis-à-vis d'aubes d'un premier étage de redresseur (310).
  6. 6. Turbomachine selon la revendication 4, dans laquelle le conduit (10) d'alimentation en gaz débouche dans l'enceinte (7) au voisinage d'une paroi externe (75) de plus bas rayon de l'enceinte (7).
  7. 7. Turbomachine selon l'une des revendications 1 à 6, l'arbre (3) étant en outre soutenu par un deuxième palier (6) positionné en amont du premier palier (5), ledit deuxième palier (6) comportant une bague externe liée au support annulaire (8) solidaire du carter d'entrée (1), un conduit d'alimentation en gaz (10) débouchant au voisinage dudit deuxième palier (6).
  8. 8. Turbomachine selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle la virole (70) est disposée en vis-à-vis d'aubes d'un premier étage de redresseur (310).
  9. 9. Turbomachine selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle la virole (70) comprend un joint labyrinthe (77) ou un joint à double brosse (78).
  10. 10. Turbomachine selon l'une des revendications 1 à 9, comprenant en outre au moins un tube de pressurisation (60) débouchant dans l'enceinte (7), le tube de pressurisation (7) comprenant un clapet antiretour (61).
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