FR3099941A1 - Système d’accessoires pour une turbomachine - Google Patents
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Abstract
Système d’accessoires pour une turbomachine Système d’accessoires (10) pour une turbomachine comprenant des injecteurs, une arrivée de carburant (18) et un réservoir d’huile (20), le système d’accessoires comprenant un dispositif de pompage de carburant comprenant au moins une première et une deuxième pompes rotatives à carburant, la première pompe rotative à carburant étant configurée pour pomper du carburant depuis l’arrivée de carburant et alimenter la deuxième pompe rotative à carburant en carburant, la deuxième pompe rotative à carburant étant configurée pour pomper le carburant provenant de la première pompe rotative à carburant et pour alimenter les injecteurs de la turbomachine, un dispositif de pompage d’huile comprenant au moins une pompe rotative d’alimentation en huile (32) configurée pour pomper de l’huile dans le réservoir d’huile et pour alimenter en huile des organes de la turbomachine, et un moteur électrique (16) configuré pour entrainer conjointement lesdites pompes rotatives à carburant et ladite pompe rotative d’alimentation en huile en rotation. Figure pour l’abrégé : Fig. 1.
Description
La présente invention concerne le domaine des turbomachines et plus précisément un système d’accessoires pour une turbomachine, notamment une turbomachine d’un aéronef.
Les turbomachines comprennent généralement une pluralité d’accessoires tels que des pompes rotatives pour l’alimentation en carburant d’une chambre de combustion ou pour l’alimentation en huile de la turbomachine, afin d’y lubrifier des éléments mobiles. Lesdites pompes doivent être entrainées en rotation afin de pouvoir pomper et délivrer l’huile ou le carburant, c’est-à-dire distribuer l’huile et le carburant aux différents organes de la turbomachine qui doivent être alimentés par ces fluides.
On connait des aéronefs équipés de boitiers d’accessoires, également appelés AGB pour « Accessory GearBox », permettant d’entrainer simultanément lesdits accessoires. Ces boitiers d’accessoires sont composés d’une pluralité de trains d’engrenages composés de plusieurs roues dentées et entrainés en rotation par un arbre de transmission couplé à un arbre de la turbine de la turbomachine. Chacun des accessoires comporte alors un arbre d’entrainement couplé à une des roues dentées.
Ces boitiers d’accessoires ont pour inconvénient d’offrir peu de contrôle, notamment dans la vitesse d’entrainement des différents accessoires.
On connait également des aéronefs dépourvus de boitier d’accessoires dans lesquels chacun des accessoires est entrainé en rotation par un moteur électrique indépendant.
Un inconvénient de ces systèmes est qu’ils comportent un nombre important de moteurs électriques et sont par conséquent très lourds et encombrants. En outre, l’utilisation de nombreux moteurs électriques s’avère particulièrement couteuse.
Un but de la présente invention est de proposer un système d’accessoires pour une turbomachine d’aéronef remédiant aux problèmes précités.
Pour ce faire, l’invention porte sur un système d’accessoires pour une turbomachine d’aéronef comprenant des injecteurs, une arrivée de carburant et un réservoir d’huile, le système d’accessoires comprenant :
- un dispositif de pompage de carburant comprenant au moins une première pompe rotative à carburant et une deuxième pompe rotative à carburant, la première pompe rotative à carburant étant configurée pour pomper du carburant depuis l’arrivée de carburant et pour alimenter la deuxième pompe rotative à carburant en carburant, lorsque ladite première pompe rotative à carburant est entrainée en rotation, la deuxième pompe rotative à carburant étant configurée pour pomper le carburant provenant de la première pompe rotative à carburant et pour alimenter les injecteurs de la turbomachine en carburant, lorsque ladite deuxième pompe rotative à carburant est entrainée en rotation ;
- un dispositif de pompage d’huile comprenant au moins une pompe rotative d’alimentation en huile configurée pour pomper de l’huile dans le réservoir d’huile et pour alimenter en huile des organes de la turbomachine lorsque ladite pompe rotative d’alimentation en huile est entrainée en rotation ; et
- un moteur électrique configuré pour entrainer conjointement en rotation lesdites première et deuxième pompes rotatives à carburant et ladite pompe rotative d’alimentation en huile.
- un dispositif de pompage de carburant comprenant au moins une première pompe rotative à carburant et une deuxième pompe rotative à carburant, la première pompe rotative à carburant étant configurée pour pomper du carburant depuis l’arrivée de carburant et pour alimenter la deuxième pompe rotative à carburant en carburant, lorsque ladite première pompe rotative à carburant est entrainée en rotation, la deuxième pompe rotative à carburant étant configurée pour pomper le carburant provenant de la première pompe rotative à carburant et pour alimenter les injecteurs de la turbomachine en carburant, lorsque ladite deuxième pompe rotative à carburant est entrainée en rotation ;
- un dispositif de pompage d’huile comprenant au moins une pompe rotative d’alimentation en huile configurée pour pomper de l’huile dans le réservoir d’huile et pour alimenter en huile des organes de la turbomachine lorsque ladite pompe rotative d’alimentation en huile est entrainée en rotation ; et
- un moteur électrique configuré pour entrainer conjointement en rotation lesdites première et deuxième pompes rotatives à carburant et ladite pompe rotative d’alimentation en huile.
Les première et deuxième pompes rotatives à carburant et la pompe d’alimentation en huile forment des accessoires du système d’accessoires. La turbomachine ne comprend pas de boitier d’accessoires entrainés par la turbomachine via un arbre commun.
De manière non limitative, l’arrivée de carburant peut être reliée à un réservoir de carburant, de sorte que la première pompe rotative à carburant pompe le carburant directement dans ledit réservoir de carburant.
Lorsqu’elle est entrainée en rotation, la deuxième pompe rotative à carburant alimente les injecteurs à partir du carburant fourni par la première pompe rotative à carburant.
De manière non limitative, les première et deuxième pompes rotatives à carburant peuvent être de type centrifuge ou de type volumétrique.
De préférence, la première pompe rotative à carburant est une pompe centrifuge. Ladite première pompe rotative à carburant forme avantageusement une pompe rotative à carburant basse pression. Elle permet de gaver en carburant la deuxième pompe rotative à carburant afin que le carburant en entrée de celle-ci ait une pression suffisante pour éviter les phénomènes de cavitation.
En variante, et sans sortir du cadre de l’invention, la première pompe rotative à carburant peut être une pompe volumétrique.
Avantageusement, la deuxième pompe rotative à carburant est une pompe volumétrique. Elle forme alors une pompe rotative à carburant haute pression. Elle permet de mettre le carburant sous pression afin de fournir le débit de carburant nécessaire aux injecteurs.
En variante, et sans sortir du cadre de l’invention, la deuxième pompe rotative à carburant peut être une pompe centrifuge. Dans ce cas, une vanne de dosage de carburant peut être prévue en aval de la deuxième pompe pour contrôler le débit de carburant fourni aux injecteurs.
Dans le cas où la deuxième pompe rotative à carburant et la pompe rotative d’alimentation en huile sont des pompes volumétriques, le débit d’huile fourni par la pompe rotative d’alimentation en huile est fonction de la vitesse de rotation de celle-ci. De même, le débit de carburant fourni par les la deuxième pompe rotative à carburant est fonction de la vitesse de rotation de celle-ci.
La pompe rotative d’alimentation en huile et les pompes rotatives à carburant comprennent chacune un organe rotatif entrainé en rotation par le moteur électrique, entrainant le pompage respectivement de l’huile et du carburant.
La pompe rotative d’alimentation en huile et les première et deuxième pompes rotatives à carburant sont donc liées en rotation.
Grâce à l’invention, les pompes rotatives à carburant et la pompe rotative d’alimentation en huile sont entrainées en rotation par un seul et même moteur électrique. En d’autres mots, l’actionnement du moteur électrique génère le pompage simultané de l’huile par la pompe rotative d’alimentation en huile et du carburant par les première et deuxième pompes rotatives à carburant. Contrairement aux systèmes de l’art antérieur, dans lesquels chaque accessoire est entrainé par un moteur électrique qui lui est propre, le système selon l’invention présente un poids et un encombrement réduit.
En outre, les coûts associés au pompage d’huile et de carburant sont fortement réduits dans la mesure où le système selon l’invention permet de s’affranchir d’un moteur électrique supplémentaire.
Le moteur électrique est avantageusement dimensionné de sorte que sa puissance d’entrainement est suffisante pour entrainer les première et deuxième pompes rotatives à carburant et la pompe rotative d’alimentation en huile en rotation, afin de fournir un débit de carburant et d’huile suffisant pour satisfaire les besoins de la turbomachine. Le moteur électrique tourne à une vitesse d’entrainement qui est de préférence réglable. La pompe rotative d’alimentation en huile et les première et deuxième pompes rotatives à carburant sont liées en rotation avec le moteur électrique de sorte que leurs vitesses de rotation sont proportionnelles à la vitesse de rotation du moteur électrique.
L’huile est délivrée par la pompe rotative d’alimentation en huile vers la turbomachine et notamment vers des organes de la turbomachine tels que les enceintes et les paliers à roulements de la turbomachine, où elle exerce une action de lubrification et de refroidissement.
Sans sortir du cadre de l’invention, le système d’accessoires peut comprendre un ou plusieurs moteurs électriques supplémentaires pour entrainer d’autres accessoires de la turbomachine.
De préférence, le moteur électrique a un arbre moteur auquel sont liées en rotation lesdites première et deuxième pompes rotatives à carburant et ladite pompe rotative d’alimentation en huile, le moteur électrique étant configuré pour entrainer en rotation ledit arbre moteur.
La vitesse de rotation des pompes rotatives à carburant et la vitesse de rotation de la pompe rotative d’alimentation en huile sont proportionnelles à la vitesse d’entrainement de l’arbre moteur du moteur électrique.
Les première et deuxième pompes rotatives à carburant et la pompe rotative d’alimentation en huile peuvent être montées sur un même arbre d’entrainement ou sur deux arbres d’entrainement distincts couplés en rotation, par exemple par l’intermédiaire d’un pignon. L’arbre d’entrainement de la pompe rotative d’alimentation en huile peut être couplé à l’arbre moteur par l’intermédiaire d’un réducteur mécanique, afin d’adapter la vitesse de rotation de la pompe rotative d’alimentation en huile et éviter qu’elle n’entre en surrégime où ne pompe trop d’huile.
De préférence, le moteur électrique est configuré pour entrainer en rotation la deuxième pompe rotative à carburant à une vitesse de rotation proportionnelle à une consigne de débit de carburant à fournir aux injecteurs.
La vitesse de rotation du moteur électrique est donc commandée en fonction du débit de carburant à fournir aux injecteurs, nécessaire pour injecter une quantité de carburant appropriée dans la chambre de combustion. Le dispositif de pompage de carburant est de préférence entrainé au juste besoin, c’est-à-dire à une vitesse de rotation permettant d’injecter la quantité de carburant nécessaire et suffisante dans la chambre de compression.
L’adaptation de la vitesse d’entrainement du moteur électrique aux besoins de la turbomachine en carburant peut permettre de s’affranchir de l’utilisation d’un doseur de carburant. Dans un mode de réalisation non limitatif, un doseur peut toutefois être placé en aval de la première pompe rotative à carburant afin de s’adapter à des transitoires rapides.
En variante, la vitesse de rotation du moteur électrique peut être non commandée et directement proportionnelle à la vitesse de rotation de l’arbre de la turbomachine.
Lorsque la vitesse d’entrainement du moteur électrique est adaptée aux besoins en carburant à fournir aux injecteurs, la pompe rotative d’alimentation en huile risque d’être entrainée à une vitesse de rotation trop importante par rapport au besoin en huile dans la turbomachine, notamment dans les phases de vol où les besoins en carburants sont importants.
Selon un aspect particulièrement avantageux de l’invention, le système comprend un dispositif de limitation de pression coopérant avec la pompe rotative d’alimentation en huile pour limiter la pression de l’huile délivrée par la pompe rotative d’alimentation en huile à la turbomachine. Un intérêt est de limiter la pression d’huile et donc le débit d’huile fourni à la turbomachine et notamment aux enceintes et aux paliers à roulement de la turbomachine.
Ceci réduit notamment le risque de fournir une quantité d’huile trop importante aux enceintes de la turbomachine, risquant de les noyer. Ceci réduit en outre la consommation d’huile. Le dispositif de limitation de pression permet de réguler le débit d’huile fourni à la turbomachine en fonction des besoins en huiles de ladite turbomachine.
Le dispositif de limitation de pression permet alors de limiter le débit d’huile fournie à la turbomachine et de maintenir ce débit à une valeur adaptée, quels que soient les besoins en carburant.
Un intérêt est donc d’éviter une surpression et donc de délivrer une quantité d’huile excessive vers la turbomachine, même lorsque la vitesse de rotation du moteur électrique est importante, pour satisfaire des besoins important en carburant. Le couplage en rotation des pompes rotatives à carburant et de la pompe rotative d’alimentation en huile sur le moteur électrique est donc amélioré par le dispositif de limitation de pression.
Avantageusement, le dispositif de limitation de pression comprend une vanne de limitation de pression configurée pour maintenir la pression de l’huile délivrée par la pompe rotative d’alimentation en huile en dessous d’un seuil de surpression prédéterminé.
Une telle vanne de limitation de pression est également appelée Pressure Relief Valve (PRV). Cette vanne de limitation de pression peut être dimensionnée de manière à réguler efficacement le débit d’huile fourni aux enceintes de la turbomachine. Le seuil de surpression est de préférence réglable et est choisi en fonction des besoins en huile de la turbomachine. Une telle vanne comprend de préférence un clapet pouvant prendre une position ouverte dans laquelle il permet à l’huile de s’échapper et une position fermée dans laquelle il empêche l’huile de s’échapper.
La vanne de limitation de pression comprend de préférence un ressort configuré pour maintenir le clapet en position fermée. Lorsque la pression de l’huile dépasse le seuil de surpression prédéterminé, le ressort est comprimé et le clapet s’ouvre, ce qui permet à un surplus l’huile de s’échapper, afin de limiter la pression et donc le débit d’huile délivrée à la turbomachine.
De préférence, la vanne de limitation de pression est configurée pour détourner un surplus d’huile vers un canal de dérivation, communicant fluidiquement avec le réservoir d’huile, lorsque la pression de l’huile est supérieure au seuil de surpression prédéterminé. La vanne de limitation de pression forme donc une vanne de dérivation appelée Oil Bypass Valve.
De manière avantageuse, la vanne de limitation de pression est disposée dans un circuit d’alimentation en huile de la turbomachine, ladite vanne de limitation de pression étant configurée de façon à détourner un surplus d’huile vers le canal de dérivation au niveau d’un point du circuit d’alimentation en huile situé entre une sortie de la pompe rotative d’alimentation en huile et une entrée d’un filtre à huile.
L’huile est donc détournée vers le canal de dérivation en amont dudit filtre à huile, ce qui limite les risques de noyer l’enceinte de la turbomachine avec un surplus d’huile.
Avantageusement, le dispositif de pompage d’huile comprend en outre une pompe de récupération d’huile configurée pour récupérer l’huile utilisée par la turbomachine et l’amener vers le réservoir d’huile lorsqu’elle est entrainée en rotation. L’huile récupérée est ensuite renvoyée vers le réservoir.
Préférentiellement, le canal de dérivation est raccordé à une conduite de retour d’huile reliant la pompe de récupération d’huile au réservoir d’huile.
De préférence, le moteur électrique est configuré pour entrainer en rotation ladite pompe de récupération d’huile. La vitesse de rotation de la pompe de récupération est donc proportionnelle à la vitesse d’entrainement du moteur électrique. Un intérêt est de limiter le nombre de moteurs électriques pour entrainer les accessoires du système d’accessoires.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d’un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé, sur lequel :
L’invention porte sur un système d’accessoires pour une turbomachine, notamment une turbomachine d’un aéronef tel qu’un avion ou un hélicoptère.
La figure1illustre un système d’accessoire10selon l’invention pour une turbomachine. Ce système d’accessoires10comprend un dispositif de pompage de carburant12, un dispositif de pompage d’huile14et un moteur électrique16.
La turbomachine comprend de manière classique une arrivée de carburant18, reliée par exemple à un réservoir de carburant configuré pour contenir du carburant, et un réservoir d’huile20configuré pour contenir de l’huile. La turbomachine comprend en outre une chambre de combustion22et des injecteurs24configurés pour injecter du carburant dans la chambre de combustion. La turbomachine ne comprend pas de boitier d’accessoires entrainés par la turbomachine via un arbre commun.
Le dispositif de pompage de carburant12comprend une première pompe rotative à carburant26qui est, dans cet exemple non limitatif, une pompe centrifuge formant une pompe basse pression et une deuxième pompe rotative à carburant28qui est, dans cet exemple non limitatif, une pompe volumétrique formant une pompe haute pression. La première pompe rotative à carburant26est configurée pour pomper du carburant depuis l’arrivée de carburant18de la turbomachine et pour alimenter la deuxième pompe rotative à carburant28en carburant, lorsque ladite première pompe rotative à carburant26est entrainée en rotation. La première pompe rotative à carburant26permet donc délivrer et distribuer le carburant pompé vers la deuxième pompe rotative à carburant28.
La première pompe rotative à carburant26est configurée pour gaver la deuxième pompe rotative à carburant28en carburant. La deuxième pompe rotative à carburant28est configurée pour pomper le carburant fourni par la première pompe rotative à carburant26et pour alimenter les injecteurs24de la turbomachine en carburant. Le débit de carburant distribué aux injecteurs est proportionnel à la vitesse de rotation de la deuxième pompe rotative à carburant28.
De manière non limitative, le système d’accessoires10comprend un filtre à carburant30. Le filtre à carburant est disposé entre la deuxième pompe rotative à carburant28et les injecteurs24. Le filtre à carburant30permet de filtrer le carburant délivré par la deuxième pompe rotative à carburant28vers le injecteurs.
Le dispositif de pompage d’huile14comprend une pompe rotative d’alimentation en huile32configurée pour pomper de l’huile dans le réservoir d’huile20et pour délivrer, ou distribuer, l’huile pompée vers la turbomachine afin d’alimenter des organes de la turbomachine qu’il convient de lubrifier ou refroidir, tels que l’enceinte de la turbomachine ou des paliers à roulements de la turbomachine.
De manière non limitative, le système d’accessoires10comprend en outre un filtre à huile38permettant de filtrer l’huile délivrée par la pompe rotative d’alimentation en huile32. Le filtre à huile38est disposé entre la pompe rotative d’alimentation en huile32et les organes de la turbomachine à lubrifier.
Le dispositif de pompage d’huile comprend en outre une pompe de récupération d’huile34configurée pour récupérer l’huile utilisée par la turbomachine et pour la faire circuler vers le réservoir d’huile20.
Le système d’accessoires10comprend de plus un premier échangeur de chaleur36configuré pour refroidir l’huile filtrée à l’aide du carburant filtré ou inversement. Le système d’accessoires10comprend en outre un second échangeur de chaleur40permettant un échange de chaleur entre l’huile et l’air.
Par ailleurs, le système d’accessoires10comprend un dispositif de limitation de pression42disposé entre la pompe rotative d’alimentation en huile32et le filtre à huile38. Ledit dispositif de limitation de pression42comprend une vanne de limitation de pression44 par exemple sous la forme d’un clapet, également appelée Pressure Relief Valve (PRV), configurée pour limiter la pression de l’huile délivrée par la pompe rotative d’alimentation en huile32vers les organes de la turbomachine à lubrifier.
La deuxième pompe rotative à carburant28, la première pompe rotative à carburant26, la pompe rotative d’alimentation en huile32et la pompe de récupération d’huile34forment des accessoires du système d’accessoires10.
L’ensemble constitué du réservoir d’huile20, de la pompe rotative d’alimentation en huile32et de la pompe de récupération d’huile34, du dispositif de limitation de pression42et du second échangeur de chaleur40forme une chaîne de lubrification.
L’ensemble constitué de l’arrivée de carburant18, de la première pompe rotative à carburant26, de la deuxième pompe rotative à carburant28, du filtre à carburant30et des injecteurs24forme une chaîne d’alimentation en carburant.
Selon l’invention, le moteur électrique16est configuré pour entrainer conjointement en rotation la première pompe rotative à carburant26, la deuxième pompe rotative à carburant28et la pompe rotative d’alimentation en huile32. Le moteur électrique16est également configuré pour entrainer en rotation la pompe de récupération d’huile. Le moteur électrique16comprend de préférence un arbre moteur16aet chacune des pompes comprend un arbre d’entrainement lié en rotation à l’arbre moteur. Le moteur électrique16entraine l’arbre moteur16aen rotation à une vitesse d’entrainement réglable.
Les première et deuxième pompes rotatives à carburant26,28et la pompe rotative d’alimentation en huile32sont donc liées en rotation avec le moteur électrique16. La vitesse de rotation de la première pompe rotative à carburant26et de la deuxième pompe rotative à carburant28, de la pompe rotative d’alimentation en huile32et de la pompe de récupération d’huile34sont donc proportionnelles à la vitesse d’entrainement du moteur électrique16.
Lorsque le moteur électrique16est actionné, il entraine les première et deuxième pompes rotatives à carburant26,28en rotation. La première pompe rotative à carburant26pompe alors le carburant depuis l’arrivée de carburant18, et donc dans cet exemple non limitatif directement dans le réservoir de carburant, et alimente ainsi la deuxième pompe rotative à carburant28 en carburant, de manière à la gaver en carburant. La deuxième pompe rotative à carburant28pompe alors le carburant provenant de la première pompe rotative à carburant26et alimente les injecteurs24de la turbomachine en carburant. Le carburant est filtré par le filtre à carburant30et est amené à travers l’échangeur de chaleur. Les injecteurs24injectent le carburant dans la chambre de combustion22.
Lorsqu’il est actionné, le moteur électrique16entraine également en rotation la pompe rotative d’alimentation en huile32. Ladite pompe rotative d’alimentation en huile pompe l’huile dans le réservoir d’huile20et la délivre notamment vers l’enceinte de la turbomachine. L’huile est filtrée par le filtre à huile38et est délivrée et délivrée à travers le premier échangeur de chaleur36afin de refroidir l’huile à l’aide du carburant ou inversement. L’huile circule également à travers le second échangeur de chaleur40afin d’être refroidie par l’air. L’huile est délivrée à l’enceinte de la turbomachine afin de la lubrifier et de la refroidir. L’huile délivrée est amenée jusqu’au carter50de la turbomachine.
L’arbre d’entrainement de la pompe rotative d’alimentation en huile32et de la pompe de récupération d’huile34est couplé à l’arbre moteur16apar l’intermédiaire d’un réducteur mécanique.
La vitesse d’entrainement du moteur électrique16est ajustée en fonction des besoins en carburant de la chambre de combustion22de la turbomachine et notamment du débit de carburant à fournir aux injecteurs24. La vitesse d’entrainement du moteur électrique16est donc amenée à varier suivant les différentes phases de vol de l’aéronef et de l’évolution des besoins en carburant de la chambre de combustion22.
Plus précisément la vitesse d’entrainement du moteur électrique16est fonction d’une consigne de débit de carburant à fournir aux injecteurs24et est donc adaptée pour que la vitesse de rotation de la deuxième pompe rotative à carburant28lui permette de fournir le débit de carburant voulu auxdits injecteurs.
La vanne de limitation de pression44du dispositif de limitation de pression42permet de limiter la pression de l’huile et donc le débit d’huile délivrée par la pompe rotative d’alimentation en huile32vers la turbomachine.
Dans la mesure où la vitesse d’entrainement du moteur électrique16est adaptée aux besoins en carburant dans la chambre de combustion22, et dans la mesure où ledit moteur électrique16entraine conjointement la deuxième pompe rotative à carburant28et la pompe rotative d’alimentation en huile32, on comprend que la pompe rotative d’alimentation en huile32risque d’être entrainée à une vitesse de rotation supérieure à la vitesse de rotation nécessaire pour fournir un débit d’huile approprié aux besoins de lubrification de la turbomachine. En particulier, lorsque l’aéronef entre dans une phase de vol dans laquelle les besoins en carburants sont forts tandis que les besoins en huile sont faibles, le moteur électrique16est commandé pour fournir une vitesse d’entrainement importante sur son arbre16a, de sorte que la vitesse de rotation de la pompe rotative d’alimentation en huile32est excessive et ne peut pas être ajustée.
La vanne de limitation de pression44permet alors de maintenir la pression et donc le débit d’huile délivrée vers le filtre à huile38et vers l’enceinte de la turbomachine en dessous d’un seuil prédéterminé. Un intérêt est de réduire le risque de noyer l’enceinte de la turbomachine avec un surplus d’huile, quelle que soit la phase de vol de l’aéronef.
La vanne de limitation de pression44comprend un clapet et un ressort configuré pour maintenir le clapet en position fermée. La vanne de limitation de pression44débouche dans un conduit de dérivation48communiquant fluidiquement avec le réservoir d’huile20. Le canal de dérivation48est raccordé à une conduite de retour d’huile52reliant la pompe de récupération d’huile34au réservoir d’huile20.
La vanne de limitation de pression44est disposée dans un circuit d’alimentation en huile de la turbomachine et est configurée de façon à détourner un surplus d’huile vers le canal de dérivation au niveau d’un pointPdu circuit d’alimentation en huile situé entre une sortie de la pompe rotative d’alimentation en huile32et une entrée du filtre à huile38.
Lorsque la pression de l’huile fournie par la pompe rotative d’alimentation en huile32dépasse le seuil de surpression prédéterminé, le ressort est comprimé et le clapet s’ouvre, ce qui permet au surplus d’huile de s’écouler dans le conduit de dérivation48et d’être amené vers le réservoir d’huile. Ceci a pour conséquence de limiter la pression d’huile délivrée et donc le débit d’huile traversant le filtre à huile38et délivrée vers les enceintes de la turbomachine.
La vanne de limitation de pression44et en particulier son ressort sont conformés de manière à limiter le débit d’huile traversant le filtre à huile38en permettant que la pression de l’huile en amont du filtre reste en dessous du seuil de surpression prédéterminé, au moins dans un contexte de fonctionnement normal du circuit d’huile dans lequel le filtre à huile38n’est pas colmaté.
Par ailleurs, de façon connue en soi, il peut être prévu une vanne de contournement du filtre à huile38, par exemple sous la forme d’un clapet à ressort analogue à la vanne de limitation de pression44, permettant de réaliser une liaison fluidique entre l’amont et l’aval du filtre dans le cas où le filtre à huile38serait colmaté, afin de continuer à alimenter en huile des organes de la turbomachine, en particulier des roulements, bien que l’huile ne soit plus filtrée. Le seuil de surpression déclenchant l’ouverture de la vanne de contournement du filtre à huile38en cas de colmatage du filtre pourra être prévu légèrement supérieur au seuil de surpression prédéterminé déclenchant l’ouverture de la vanne de limitation de pression44. Ainsi, dans un contexte de fonctionnement normal du circuit d’huile dans lequel le filtre à huile38n’est pas colmaté, la vanne de limitation de pression44pourra s’ouvrir de façon à limiter le débit d’huile distribuée vers le filtre à huile38, alors que la vanne de contournement du filtre à huile reste fermée. En cas de colmatage du filtre à huile38, la perte de charge en aval de la pompe rotative d’alimentation en huile32devient telle que malgré l’ouverture de la vanne de limitation de pression44, la pression en amont du filtre à huile va dépasser le seuil de surpression déclenchant l’ouverture de la vanne de contournement du filtre à huile38.
La pompe de récupération34récupère l’huile ayant servi à lubrifier et refroidir la turbomachine, dans le carter50et la fait circuler vers le réservoir d’huile20afin de pouvoir la réutiliser.
Claims (10)
- Système d’accessoires (10) pour une turbomachine d’aéronef comprenant des injecteurs (24), une arrivée de carburant (18) et un réservoir d’huile (20), le système d’accessoires comprenant :
- un dispositif de pompage de carburant (12) comprenant au moins une première pompe rotative à carburant (26) et une deuxième pompe rotative à carburant (28), la première pompe rotative à carburant étant configurée pour pomper du carburant depuis l’arrivée de carburant et pour alimenter la deuxième pompe rotative à carburant en carburant, lorsque ladite première pompe rotative à carburant est entrainée en rotation, la deuxième pompe rotative à carburant étant configurée pour pomper le carburant provenant de la première pompe rotative à carburant et pour alimenter les injecteurs de la turbomachine en carburant, lorsque ladite deuxième pompe rotative à carburant est entrainée en rotation ;
- un dispositif de pompage d’huile (14) comprenant au moins une pompe rotative d’alimentation en huile (32) configurée pour pomper de l’huile dans le réservoir d’huile et pour alimenter en huile des organes de la turbomachine lorsque ladite pompe rotative d’alimentation en huile est entrainée en rotation ; et
- un moteur électrique (16) configuré pour entrainer conjointement en rotation lesdites première et deuxième pompes rotatives à carburant et ladite pompe rotative d’alimentation en huile. - Système d’accessoires selon la revendication 1, dans lequel le moteur électrique (16) a un arbre moteur (16a) auquel sont liées en rotation lesdites première et deuxième pompes rotatives à carburant (26,28) et ladite pompe rotative d’alimentation en huile (32) et dans lequel le moteur électrique est configuré pour entrainer en rotation ledit arbre moteur.
- Système d’accessoires selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le moteur électrique (16) est configuré pour entrainer en rotation la deuxième pompe rotative à carburant (28) à une vitesse de rotation proportionnelle à une consigne de débit de carburant à fournir aux injecteurs (24).
- Système d’accessoires selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant un dispositif de limitation de pression (42) coopérant avec la pompe rotative d’alimentation en huile (32) pour limiter la pression de l’huile délivrée par la pompe rotative d’alimentation en huile à la turbomachine.
- Système d’accessoires selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de limitation de pression (42) comprend une vanne de limitation de pression (44) configurée pour maintenir la pression de l’huile délivrée par la pompe rotative d’alimentation en huile en dessous d’un seuil de surpression prédéterminé.
- Système d’accessoires selon la revendication 5, dans lequel la vanne de limitation de pression (44) est configurée pour détourner un surplus d’huile vers un canal de dérivation (48), communicant fluidiquement avec le réservoir d’huile (20), lorsque la pression de l’huile est supérieure au seuil de surpression prédéterminé.
- Système d’accessoires selon la revendication 6, dans lequel la vanne de limitation de pression (44) est disposée dans un circuit d’alimentation en huile de la turbomachine, ladite vanne de limitation de pression étant configurée de façon à détourner un surplus d’huile vers le canal de dérivation au niveau d’un point (P) du circuit d’alimentation en huile situé entre une sortie de la pompe rotative d’alimentation en huile (32) et une entrée d’un filtre à huile (38).
- Système d’accessoires selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif de pompage d’huile (14) comprend en outre une pompe de récupération d’huile (34) configurée pour récupérer l’huile utilisée par la turbomachine et l’amener vers le réservoir d’huile (20) lorsqu’elle est entrainée en rotation.
- Système d’accessoires selon la revendication 6 ou 7 en combinaison avec la revendication 8, dans lequel le canal de dérivation (48) est raccordé à une conduite de retour d’huile (52) reliant la pompe de récupération d’huile (34) au réservoir d’huile (20).
- Système d’accessoires selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le moteur électrique (16) est configuré pour entrainer en rotation ladite pompe de récupération d’huile (34).
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| US8572974B2 (en) * | 2009-07-31 | 2013-11-05 | Hamilton Sundstrand Corporation | Variable speed and displacement electric fluid delivery system for a gas turbine engine |
| FR3045719A1 (fr) * | 2015-12-18 | 2017-06-23 | Snecma | Procede de lubrification et de refroidissement d'organes mecaniques d'une turbomachine par du carburant |
-
2019
- 2019-08-12 FR FR1909153A patent/FR3099941B1/fr active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8572974B2 (en) * | 2009-07-31 | 2013-11-05 | Hamilton Sundstrand Corporation | Variable speed and displacement electric fluid delivery system for a gas turbine engine |
| FR3045719A1 (fr) * | 2015-12-18 | 2017-06-23 | Snecma | Procede de lubrification et de refroidissement d'organes mecaniques d'une turbomachine par du carburant |
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