FR3118788A1 - Turbomachine comprenant un dispositif de déshuilage d’un écoulement d’air de refroidissement - Google Patents

Abstract

L’invention se rapporte à une turbomachine comprenant un rotor, un arbre d’entraînement du rotor et un tourillon (90) reliant le rotor et l’arbre d’entraînement l’un à l’autre. Le tourillon (90) comprend des ouvertures (100) dans lesquelles sont logés des tuyaux radiaux (110) fonctionnant par captation et centrifugation de gouttelettes d’huile en suspension dans de l’air de refroidissement de manière à filtrer l’air de refroidissement ainsi introduit dans une cavité interne délimitée par le tourillon (90). Figure pour l’abrégé : Fig. 4

Description

Turbomachine comprenant un dispositif de déshuilage d’un écoulement d’air de refroidissement

L’invention se rapporte au domaine des turbomachines, en particulier celles destinées à la propulsion d’aéronefs.

L’invention s’applique notamment à un turboréacteur à double corps tel que celui décrit dans le document FR 3 062 681 A1.

L’invention se rapporte plus spécifiquement au refroidissement par ventilation de pièces rotatives d’une telle turbomachine et présente un intérêt particulier pour le refroidissement d’un rotor de compresseur basse pression.

État de la technique antérieure

Un turboréacteur à double corps conventionnel comprend un attelage haute pression et un attelage basse pression. Chacun de ces attelages comporte un compresseur et une turbine dont les rotors sont reliés entre eux par un arbre d’entraînement propre.

Le compresseur basse pression est typiquement constitué de plusieurs étages comprenant chacun une roue mobile et un redresseur. Pour chaque étage, la roue mobile comprend un disque portant à sa périphérie des aubes formées chacune par une pale et deux plateformes. Ces dernières délimitent radialement entre elles une portion circonférentielle d’un conduit annulaire d’écoulement d’air, ici appelé « conduit principal », dans lequel s’étend la pale. Le disque comprend un moyeu qui s’étend dans une cavité interne située radialement à l’intérieur du conduit principal.

Pour conserver un jeu radial fonctionnel au sommet des roues mobiles et éviter de détériorer prématurément les disques, une technique conventionnelle consiste à prélever une partie de l’air s’écoulant dans le conduit principal du compresseur basse pression et à introduire dans la ou les cavité(s) interne(s), via des ouvertures de ventilation, l’air ainsi prélevé afin de refroidir les disques.

En général, le guidage en rotation des rotors et arbres d’entraînement des attelages haute pression et basse pression est assuré par un ensemble de paliers à roulements qui sont logés dans des enceintes pressurisées recevant de l’huile de lubrification, par exemple tels que décrits dans le document FR 2 698 406 A1.

Les enceintes de lubrification n’étant pas parfaitement étanches, il se produit des fuites de sorte que de l’huile de lubrification est susceptible de se mélanger à l’air de refroidissement utilisé pour ventiler les pièces rotatives de la turbomachine. Ainsi, une partie de l’huile de lubrification peut pénétrer dans la cavité interne précitée par l’intermédiaire des ouvertures de ventilation.

L’huile présente dans une telle cavité interne produit un balourd particulièrement néfaste pour le turboréacteur et qui est généralement indétectable à l’aide des instruments de surveillance vibratoire conventionnels.

Pour évacuer l’huile d’une telle cavité interne, des orifices de déshuilage sont typiquement réalisés dans des cloisons et/ou brides de disque délimitant cette cavité interne.

Entre autres inconvénients, il en résulte une fragilisation des pièces de rotor pourvues de tels orifices de déshuilage, en particulier des disques du rotor, et une réduction de leur durée de vie.

L’invention vise à procurer une turbomachine capable d’empêcher ou de réduire l’apparition de balourds résultant d’une fuite d’huile de lubrification tout en évitant de fragiliser les disques exposés à un écoulement d’air de refroidissement.

Un autre but de l’invention est d’améliorer l’architecture de la turbomachine décrite dans le document précité.

A cet effet, l’invention a pour objet une turbomachine comprenant une partie mobile, deux paliers de guidage de la partie mobile en rotation autour d’un axe central longitudinal, deux enceintes renfermant chacune l’un respectif des paliers et étant configurées pour recevoir de l’huile de lubrification des paliers, la partie mobile comprenant un rotor et une cloison annulaire, le rotor comprenant une roue mobile comportant un disque, la cloison annulaire étant positionnée axialement entre les deux enceintes et délimitant de part et d’autre de cette cloison une première cavité interne et une deuxième cavité interne dans laquelle s’étend un moyeu dudit disque, la cloison annulaire comprenant au moins une ouverture reliant fluidiquement la première cavité interne et la deuxième cavité interne l’une à l’autre.

Selon l’invention, la turbomachine comprend au moins un organe de séparation air-huile logé dans l’ouverture de la cloison annulaire, l’organe de séparation air-huile étant configuré pour être traversé par de l’air de refroidissement de manière à introduire cet air de refroidissement dans la deuxième cavité interne.

L’invention permet ainsi d’empêcher ou de limiter l’introduction d’huile dans la deuxième cavité interne.

En effet, l’huile en suspension dans l’air de refroidissement est séparée de l’air qui traverse ledit organe de de séparation air-huile qui filtre ainsi l’air de refroidissement avant son introduction dans la deuxième cavité interne.

L’invention permet de refroidir efficacement le rotor et en particulier les parties de ce rotor telles que ledit moyeu de disque qui s’étendent dans la deuxième cavité interne tout en réduisant très significativement le risque d’apparition d’un balourd qui résulterait d’une introduction d’huile dans cette deuxième cavité interne.

De plus, l’invention permet de ne pas recourir à des moyens d’évacuation d’huile tels que des orifices réalisés dans une partie d’un disque de roue mobile. Il en résulte une augmentation de la durée de vie des disques du rotor.

Dans un mode de réalisation, la turbomachine est à double corps.

De préférence, le rotor est un rotor de compresseur, plus préférentiellement un rotor de compresseur basse pression.

L’invention peut toutefois s’appliquer à d’autres parties de la turbomachine. Par exemple, le rotor peut être un rotor de compresseur haute pression ou encore un rotor de turbine.

Dans un mode de réalisation, la partie mobile comprend un arbre et un tourillon solidarisant le disque et l’arbre l’un à l’autre en rotation autour de l’axe central longitudinal. Le tourillon forme de préférence ladite cloison annulaire.

La cloison annulaire est de préférence tronconique, notamment dans le cadre du mode de réalisation dans lequel celle-ci est formée par le tourillon.

Une telle architecture permet de diminuer la longueur de l’arbre auquel est relié le rotor et de réduire ainsi la masse de la turbomachine. Une telle architecture trouve notamment application dans des turbomachines à faible taux de dilution, en particulier ne comportant pas de soufflante en amont du compresseur basse pression.

Dans un mode de réalisation, ladite roue mobile est une roue mobile aval et le rotor comprend une roue mobile amont, le disque de la roue mobile aval comprenant une virole de liaison configurée pour relier la roue mobile aval et la roue mobile amont l’une à l’autre.

De préférence, la virole de liaison est dépourvue d’orifices de déshuilage.

Il est également préféré que la cloison annulaire soit dépourvue d’orifices de déshuilage.

Le fait de ne pas réaliser d’orifice de déshuilage dans une bride de disque de roue mobile et/ou dans une cloison annulaire telle que le tourillon précité permet de ne pas fragiliser ces pièces et donc d’en augmenter la durée de vie.

De préférence, l’organe de séparation air-huile comprend une pièce du type tuyau radial fonctionnant par captation et centrifugation, c’est-à-dire un dispositif configuré pour capter de l’huile présente dans l’air de refroidissement traversant ce dispositif de manière centripète et pour rejeter l’huile ainsi captée par centrifugation.

Dans un mode de réalisation, l’organe de séparation air-huile comprend un canal qui présente une entrée, une sortie et une surface interne, l’organe de séparation air-huile étant logé dans l’ouverture de la cloison annulaire de sorte que la sortie du canal débouche dans la deuxième cavité interne, l’organe de séparation air-huile étant configuré pour rejeter par l’entrée du canal, sous l’action d’une force centrifuge, de l’huile disposée sur la surface interne du canal.

Dans un mode de réalisation, l’entrée du canal de l’organe de séparation air-huile présente une première section, le canal ayant un tronçon qui présente une deuxième section restreinte par rapport à la première section.

Une telle restriction de section permet d’augmenter la quantité d’huile captée par la surface interne du canal et éjectée via l’entrée par centrifugation.

De préférence, ce tronçon comprend la sortie du canal de sorte que la section de la sortie du canal soit plus petite que la section d’entrée du canal.

Dans un mode de réalisation, l’organe de séparation air-huile comprend une extrémité pourvue d’un collet qui coopère avec la cloison annulaire de manière à empêcher le déplacement de cet organe par rapport à la cloison annulaire dans un sens d’extraction lorsque cet organe est soumis à un effort d’extraction inférieur à un effort prédéterminé, l’organe de séparation air-huile comprenant un ou plusieurs évidements dimensionnés pour autoriser une déformation radiale de cette extrémité lorsqu’il est soumis soit à un effort d’extraction égal ou supérieur audit effort prédéterminé de manière à permettre son extraction de l’ouverture de la cloison annulaire soit à un effort d’insertion égal ou supérieur audit effort prédéterminé de manière à permettre son insertion dans l’ouverture de la cloison annulaire.

Il en résulte une simplicité du montage et du démontage de l’organe de séparation air-huile qui peut ainsi être clipsé dans l’ouverture de la cloison annulaire ou en être ou déclipsé par simple translation.

De préférence, l’entrée du canal débouche au niveau de ladite extrémité pourvue du collet.

Dans un mode de réalisation, l’organe de séparation air-huile comprend un épaulement coopérant avec la cloison annulaire de manière à maintenir cet organe dans une position de référence par rapport à la cloison annulaire lorsque celui-ci est soumis à ladite force centrifuge.

Dans un mode de réalisation, l’organe de séparation air-huile comprend une partie radialement en saillie apte à coopérer avec un outillage d’extraction de cet organe.

L’invention couvre notamment une turbomachine telle qu’un turboréacteur pour aéronef, par exemple un turboréacteur à double corps, ainsi qu’un aéronef équipé d’une telle turbomachine.

L’invention a aussi pour objet un procédé d’assemblage d’une turbomachine telle que définie ci-dessus.

Dans un mode de réalisation, le procédé comprend une étape d’insertion de l’organe de séparation air-huile dans l’ouverture de la cloison annulaire.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée, non limitative, qui suit.

La description détaillée qui suit fait référence aux dessins annexés sur lesquels :

est une vue schématique en section axiale d’un turboréacteur à double corps et à double flux ;

est une demi-vue schématique du turboréacteur de la figure 1, illustrant des paliers de guidage d’arbres basse pression et haute pression du turboréacteur ;

est une demi-vue schématique d’une partie du turboréacteur de la figure 1, illustrant un circuit de ventilation d’un rotor de compresseur basse pression de ce turboréacteur ;

est une vue schématique en perspective et en coupe axiale d’un tourillon du turboréacteur de la figure 1 et de tuyaux radiaux logés dans des ouvertures du tourillon ;

est une vue schématique en perspective d’un tuyau radial centrifuge conforme à l’invention ;

est une vue schématique en perspective et en coupe axiale du tuyau radial de la figure 5 ;

est une vue schématique en perspective du tuyau radial de la figure 5 ;

est une vue schématique en perspective d’une extrémité du tuyau radial de la figure 5 ;

est une vue schématique partielle en perspective et en coupe axiale du tourillon de la figure 4 et d’un tuyau radial conforme à celui de la figure 5 dans une position initiale de montage ;

est une vue schématique partielle en perspective et en coupe axiale du tourillon de la figure 4 et d’un tuyau radial conforme à celui de la figure 5 dans une position assemblée.

Description détaillée de modes de réalisation

La figure 1 montre une turbomachine 1. Dans cet exemple, la turbomachine 1 est un turboréacteur à double corps et double flux à faible taux de dilution, destiné à la propulsion d’un aéronef.

Le turboréacteur 1 présente un axe central longitudinal A1 autour duquel s’étendent ses différents composants.

Dans la présente description, les termes « amont » et « aval » sont définis par référence à un sens S1 d’écoulement des gaz dans le turboréacteur 1 selon l’axe central longitudinal A1. Les figures 1 à 4 comprennent un repère définissant une direction axiale ou longitudinale D1 correspondant à la direction de l’axe central longitudinal A1, une direction radiale D2 et une direction tangentielle ou circonférentielle D3.

Le turboréacteur 1 comprend, de l’amont vers l’aval, un compresseur basse pression 2, un compresseur haute pression 3, une chambre de combustion 4, une turbine haute pression 5 et une turbine basse pression 6 constituant un générateur de gaz.

Le compresseur basse pression 2 et la turbine basse pression 6 forment un corps basse pression. Le compresseur haute pression 3 et la turbine haute pression 5 forment un corps haute pression.

De manière connue en soi, les compresseurs 2 et 3 ainsi que les turbines 5 et 6 comprennent chacun un rotor et un stator formant un ou plusieurs étages. De manière générale, un étage de compresseur comprend de l’amont vers l’aval une roue mobile aubagée qui aspire et accélère un flux d’air et un redresseur prévu pour redresser le flux ainsi accéléré en augmentant sa pression. Un étage de turbine comprend quant à lui, de l’amont vers l’aval, un distributeur et une roue mobile aubagée, le distributeur étant configuré pour accélérer le flux d’air en direction de la roue afin de l’entraîner en rotation.

Dans l’exemple de la figure 1, le compresseur basse pression 2 comprend sept étages, le compresseur haute pression 3 en comprend quatre, la turbine haute pression 5 en comprend un et la turbine basse pression 6 en comprend deux.

A la figure 1, la roue mobile et le redresseur du premier étage du compresseur basse pression 2 sont visés par les références 8 et 9 respectivement. La roue mobile et le redresseur du premier étage du compresseur haute pression 3 sont visés par les références 10 et 11 respectivement. Le distributeur et la roue mobile de la turbine haute pression 5 sont visés par les références 12 et 13 respectivement. Le distributeur et la roue mobile du premier étage de la turbine basse pression 6 sont visés par les références 14 et 15 respectivement.

Bien entendu, chacun des modules du générateur de gaz peut présenter un nombre différent d’étages et de roues mobiles sans sortir du cadre de l’invention.

Les rotors du turboréacteur 1 sont montés rotatifs autour de l’axe central longitudinal A1.

Concernant le corps basse pression, le rotor du compresseur basse pression 2 et le rotor de la turbine basse pression 6 sont reliés l’un à l’autre par l’intermédiaire d’un arbre 21, appelé « arbre basse pression », de sorte qu’un déplacement du rotor de la turbine basse pression 6 en rotation autour de l’axe central longitudinal A1 entraîne une rotation correspondante du rotor du compresseur basse pression 2.

De manière analogue, le rotor du compresseur haute pression 3 et le rotor de la turbine haute pression 5 sont reliés l’un à l’autre par l’intermédiaire d’un arbre 22, appelé « arbre haute pression », de sorte qu’un déplacement du rotor de la turbine haute pression 5 en rotation autour de l’axe central longitudinal A1 entraîne une rotation correspondante du rotor du compresseur haute pression 3.

Les arbres 21 et 22 sont tous deux centrés sur l’axe central longitudinal A1, l’arbre haute pression 22 s’étendant radialement à l’extérieur, autour de l’arbre basse pression 21.

La figure 2 illustre schématiquement un exemple d’architecture de guidage des parties mobiles du turboréacteur 1.

En particulier, l’arbre basse pression 21 et les rotors du compresseur basse pression 2 et de la turbine basse pression 6 sont supportés par trois paliers 24, 25 et 26 portés respectivement par un carter d’entrée 28, un carter intermédiaire 29 et un carter d’échappement 30. L’arbre haute pression 22 et les rotors du compresseur haute pression 3 et de la turbine haute pression 5 sont quant à eux supportés par deux paliers 32 et 33, le palier 32 étant porté par le carter intermédiaire 29, le palier 33 étant interposé entre l’arbre haute pression 22 et l’arbre basse pression 21.

Dans cet exemple, les paliers 24 et 32 sont à roulements à billes et les paliers 25, 26 et 33 sont à roulements à rouleaux.

Les paliers 24 à 26, 32 et 33 sont logés dans des enceintes de lubrification respectives, non représentées sur la figure 2.

En référence à la figure 1, le carter d’entrée 28 comprend une virole intérieure 40, qui forme un moyeu du carter d’entrée 28, et une virole extérieure 41. La virole intérieure 40 et la virole extérieure 41 sont reliées l’une à l’autre par une rangée annulaire d’aubes fixes 42 de manière à définir une entrée d’air. La virole intérieure 40 est prolongée vers l’amont par un cône d’entrée 43 statorique.

Le carter intermédiaire 29 comporte également une virole intérieure 45 et une virole extérieure 46 qui sont reliées l’une à l’autre part des bras structuraux 47.

De manière analogue, le carter d’échappement 30 comprend une virole intérieure 50, qui forme un moyeu du carter d’échappement 30, et une virole extérieure 51. La virole intérieure 50 et la virole extérieure 51 sont reliées l’une à l’autre par des bras structuraux 52. La virole intérieure 50 est prolongée vers l’aval par un cône d’échappement 53.

De manière connue en soi, les différentes parties du turboréacteur 1 définissent un conduit d’écoulement d’air qui dans cet exemple se subdivise en aval du compresseur basse pression 2.

Plus précisément, de l’amont vers l’aval, une première partie de ce conduit comprend l’entrée d’air formée par le carter d’entrée 28 et un conduit 60, ici appelé « conduit principal », formé par le compresseur basse pression 2. De manière connue en soi, le conduit principal 60 est délimité radialement vers l’intérieur par des plateformes intérieures (non visibles sur la ) des roues mobiles 8 du compresseur 2 et radialement vers l’extérieur par des plateformes extérieures (non visibles sur la ) des redresseurs 9 de ce compresseur 2.

Une deuxième partie du conduit est formée par le carter intermédiaire 29.

Une troisième partie du conduit comprend une première branche, appelée « veine primaire » 61, qui est formée par le compresseur haute pression 3, la chambre de combustion 4, la turbine haute pression 5, la turbine basse pression 6 et le carter d’échappement 30.

La troisième partie du conduit comprend une deuxième branche, appelée « veine secondaire » 62, qui s’étend radialement à l’extérieur de la veine primaire 61 et axialement de la deuxième partie du conduit jusqu’à la sortie du turboréacteur 1.

Lors du fonctionnement du turboréacteur 1, un écoulement d’air 70 pénètre dans le turboréacteur 1 par l’entrée d’air puis s’écoule dans le conduit principal 60 en étant comprimé par le compresseur basse pression 2. L’air se divise ensuite en un flux primaire 71 circulant dans la veine primaire 61 au sein du générateur de gaz et en un flux secondaire 72 circulant dans la veine secondaire 62 à l’extérieur du générateur de gaz. Les flux primaire 71 et secondaire 72 sortent à l’aval du turboréacteur 1 en générant tous deux une poussée.

La figure 3 illustre schématiquement un circuit de ventilation du rotor du compresseur basse pression 2.

Il est représenté sur cette figure uniquement les trois premiers étages du compresseur basse pression 2.

De manière connue en soi, chaque roue mobile 8 du rotor comprend un disque et des aubes 80 portées par le disque de manière à former une couronne aubagée.

Chaque disque comprend un moyeu 81 qui s’étend radialement vers l’intérieur par rapport aux aubes 80.

Le disque du premier étage comprend dans cet exemple une virole de liaison 82 qui coopère avec le palier 24 et les disques sont reliés deux à deux par des viroles de liaison 83 formées par exemple par des brides amont et/ou aval de disques correspondants.

Dans cet exemple, un tourillon 90 formant une cloison annulaire est positionné axialement entre les paliers 24 et 25.

Plus précisément, le tourillon 90 présente une forme tronconique et s’étend axialement entre le moyeu 81 du disque du deuxième étage et le palier 25. Le tourillon 90 s’étend radialement entre une plateforme 92 de ce disque et l’arbre basse pression 21.

Une extrémité aval du tourillon 90 est reliée l’arbre basse pression 21, dans cet exemple par une liaison cannelée (non représentée), tandis qu’une extrémité amont du tourillon 90 est reliée à la plateforme 92 du disque du deuxième étage.

Dans cet exemple, le tourillon 90 et le disque du deuxième étage du rotor du compresseur basse pression 2 sont assemblés par exemple par soudure par faisceau d’électron de manière à former une pièce unique.

Le tourillon 90 permet ainsi de solidariser le disque du deuxième étage et l’arbre basse pression 21 l’un à l’autre en rotation autour de l’axe central longitudinal A1.

Le tourillon 90 ainsi que les viroles de liaison 83 permettent ainsi de transmettre à chacune des roues mobiles 8 du rotor du compresseur basse pression 2 les mouvements de rotation de l’arbre basse pression 21, les paliers 24 et 25 assurant le guidage en rotation de ce rotor.

Le tourillon 90 forme une cloison annulaire qui délimite de part et d’autre de cette cloison une première cavité interne 95 et une deuxième cavité interne 96.

La première cavité interne 95 s’étend en aval du tourillon 90. Dans cet exemple, l’enceinte 98 renfermant le palier 25 s’étend dans la première cavité interne 95. Cette enceinte 98 contient de l’huile de lubrification afin de lubrifier le palier 25.

Le moyeu 81 du disque du troisième étage du rotor du compresseur 2 s’étend lui aussi dans la première cavité interne 95.

Dans cet exemple, les moyeux 81 des disques des premier et deuxième étages du compresseur 2 s’étendent pour leur part dans la deuxième cavité interne 96.

Il est connu en soi de refroidir un rotor de compresseur basse pression 2 présentant une telle architecture en prélevant de l’air dans le conduit principal 60, typiquement dans une partie du conduit 60 vers l’aval du compresseur 2, en introduisant l’air de refroidissement ainsi prélevé dans la première cavité interne 95 (voir flèche 102) puis en introduisant cet air de refroidissement dans la deuxième cavité interne 96 via des ouvertures 100 réalisées dans le tourillon 90 (voir flèche 103).

Les cavités 95 et 96 permettent par ailleurs d’assurer le transit d’air de pressurisation des enceintes de lubrification des paliers 24 et 25.

Les enceintes de lubrification de paliers telles que l’enceinte 98 renfermant le palier 25 n’étant pas parfaitement étanches, de l’huile de lubrification tend à s’en échapper (voir flèche 104) pour se mélanger à l’air de refroidissement, dans cet exemple au sein de la première cavité interne 95.

Dans l’art antérieur, le mélange d’air de refroidissement et d’huile présent dans la première cavité interne 95 traverse les ouvertures 100 et, pour évacuer l’huile ainsi introduite dans la deuxième cavité interne 96, des orifices de déshuilage (non représentés) sont typiquement réalisés dans une virole annulaire en amont des ouvertures 100.

L’invention permet de filtrer l’air de refroidissement avant son introduction dans la deuxième cavité interne 96, ce qui permet de ne pas réaliser de tels orifices de déshuilage.

Dans l’exemple de la figure 4, la filtration de l’air est réalisée à l’aide d’organes de séparation air-huile 110 tels que des tuyaux radiaux logés chacun dans l’une respective des ouvertures 100 du tourillon 90 et formant ensemble un déshuileur ou dispositif de déshuilage.

Lors de la rotation du rotor, les tuyaux radiaux 110 sont configurés pour être traversés sélectivement par l’air de refroidissement, c’est-à-dire pour autoriser le passage de l’air de refroidissement afin de l’introduire dans la deuxième cavité interne 96 et pour empêcher ou du moins limiter le passage de l’huile contenue dans le mélange fluidique qui circule dans la première cavité interne 95.

Autrement dit, les tuyaux radiaux 110 sont configurés pour filtrer l’air de refroidissement qui les traverse afin d’introduire dans la deuxième cavité interne 96 de l’air de refroidissement filtré, déchargé de tout ou partie de l’huile qu’elle contenait avant de pénétrer dans les tuyaux radiaux 110.

Dans cet exemple, chacun des tuyaux radiaux 110 fonctionne par centrifugation.

En référence aux figures 5 et 6, le tuyau radial 110 a un corps qui présente une forme globalement tubulaire s’étendant le long d’un axe d’écoulement A2.

Le tuyau radial 110 comprend une ouverture principale 111 qui traverse le tuyau radial 110 d’une première extrémité C1 à une deuxième extrémité C2 le long de l’axe d’écoulement A2 de manière à former un canal destiné à acheminer l’air de refroidissement de part en part du tuyau radial 110.

En référence à la figure 6, cette ouverture principale 111 est réalisée sous forme d’un double alésage. Un premier alésage 112 cylindrique s’étend sur une distance X1 depuis la première extrémité C1 du tuyau radial 110 jusqu’à une coordonnée située entre la première extrémité C1 à la deuxième extrémité C2 le long de l’axe d’écoulement A2. Un deuxième alésage 113 cylindrique s’étend sur une distance X2 depuis cette coordonnée jusqu’à la deuxième extrémité C2 du tuyau radial 110.

Le premier alésage 112 présente un diamètre X3 supérieur au diamètre X4 du deuxième alésage 113 et le deuxième alésage 113 débouche dans le premier alésage 112 de sorte que les alésages 112 et 113 sont fluidiquement reliés l’un à l’autre.

Le canal 111 débouche ainsi à l’extérieur du tuyau radial 110 d’une part à la première extrémité C1 du tuyau radial 110 en formant une entrée du canal 111 et d’autre part à la deuxième extrémité C2 du tuyau radial 110 en formant une sortie du canal 111.

Le canal 111 présente une surface interne définie par la partie cylindrique du premier alésage 112, une surface interne définie par la partie cylindrique du deuxième alésage 113 et une surface interne 114 définie par un fond du premier alésage 112 résultant de la restriction de section entre le premier alésage 112 et le deuxième alésage 113.

Dans cet exemple, la surface interne 114 formant le fond du premier alésage 112 présente une forme annulaire plane centrée sur l’axe d’écoulement A2 et perpendiculaire à cet axe A2.

En référence aux figures 5, 6 et 8, la première extrémité C1 du tuyau radial 110 comprend un collet 120, c’est-à-dire une partie en saillie radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe d’écoulement A2, formant un bourrelet circulaire centré sur cet axe A2. Le collet 120 forme une surface d’appui 121 (voir figure 6).

Le tuyau radial 110 comprend d’autre part un épaulement 123 s’étendant radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe d’écoulement A2 et formant un anneau centré sur cet axe A2. L’épaulement 123 présente une surface d’appui 124 formant une couronne plane centrée sur l’axe d’écoulement A2 et perpendiculaire à cet axe A2.

En référence à la figure 6, la surface d’appui 124 de l’épaulement 123 est située à une distance X5 de la surface d’appui 121 du collet 120.

La distance X5 est sensiblement identique à une épaisseur du tourillon 90 de sorte que, lorsque le tuyau radial 110 est monté dans une ouverture 100 correspondante du tourillon 90 de la manière illustrée à la figure 4, la surface d’appui 124 de l’épaulement 123 permet de bloquer le déplacement du tuyau radial 110 par rapport au tourillon 90 dans un premier sens selon l’axe d’écoulement A2 de ce tuyau radial 110 et la surface d’appui 121 du collet 120 permet de bloquer le déplacement du tuyau radial 110 par rapport au tourillon 90 dans un deuxième sens selon l’axe d’écoulement A2 de ce tuyau radial 110.

Autrement dit, le collet 120 et l’épaulement 123 permettent de maintenir le tuyau radial 110 fixement dans une position de référence par rapport au tourillon 90.

Dans cet exemple, le tuyau radial 110 est monté sur le tourillon 90 de sorte que le collet 120 s’étende radialement à l’extérieur du tourillon 90 relativement à son axe de rotation, c’est-à-dire à l’axe central longitudinal A1, et de sorte que l’épaulement 123 s’étende radialement à l’intérieur du tourillon 90 relativement à son axe de rotation A1.

Lors du fonctionnement de la turbomachine, la rotation du tourillon 90 autour de l’axe central longitudinal A1 génère une force centrifuge qui plaque la surface d’appui 124 de l’épaulement 123 contre une surface d’appui correspondante du tourillon 90. L’épaulement 123 est bien entendu dimensionné pour pouvoir supporter une telle force centrifuge.

Pour pouvoir insérer le tuyau radial 110 dans une ouverture 100 du tourillon 90, ou l’en extraire, le tuyau radial 110 comprend des évidements 130 dimensionnés pour autoriser une déformation radiale de la première extrémité C1 relativement à l’axe d’écoulement A2 de ce tuyau radial 110.

Dans cet exemple, le tuyau radial 110 comprend deux évidements 130 semi-annulaires situés l’un en face de l’autre de manière symétrique par rapport à un plan passant par l’axe d’écoulement A2.

Chacun des évidements 130 s’étend depuis la première extrémité C1 du tuyau radial 110 vers la deuxième extrémité C2 sur une distance proche de la moitié de la distance X5 qui sépare la surface d’appui 121 du collet 120 et la surface d’appui 124 de l’épaulement 123 l’une de l’autre (voir figures 6, 7 et 8).

De tels évidements 130, qui peuvent avoir toute autre forme que celle ici décrite, permettent de déformer radialement une partie du tuyau radial 110 comprenant la première extrémité C1 lors son insertion dans une ouverture 100 du tourillon 90.

La figure 9 montre le tuyau radial 110 dans une position initiale de montage, avant insertion, dans laquelle le collet 120 est reçu dans un logement défini par un premier chanfrein 135 de l’ouverture 100 du tourillon 90.

En exerçant sur le tuyau radial 110 un effort d’insertion suffisant, dirigé le long de l’axe d’écoulement A2 de la deuxième extrémité C2 vers la première extrémité C1, le tuyau radial 110 pénètre par sa première extrémité C1 dans l’ouverture 100 en se déformant de la manière illustrée en pointillés sur la figure 9 pour atteindre la position de la figure 10.

Dans la position de la figure 10, la surface d’appui 124 de l’épaulement 123 du tuyau radial 110 est en appui sur une surface interne 140 du tourillon 90 et le collet 120 du tuyau radial 110 est reçu dans un logement défini par un deuxième chanfrein 136 de l’ouverture 100 du tourillon 90 de sorte que la première extrémité C1 du tuyau radial 110 affleure une surface externe 141 du tourillon 90.

Le collet 120 du tuyau radial 110 coopère ainsi avec le deuxième chanfrein 136 de l’ouverture 100 du tourillon 90 de sorte que ce chanfrein 136 bloque la translation du tuyau radial 110 dans un sens allant de la première extrémité C1 vers la deuxième extrémité C2 en l’absence de déformation tangentielle de la première extrémité C1.

Pour l’insertion comme pour l’extraction du tuyau radial 110, la déformation radiale de la première extrémité C1 nécessite un effort d’insertion ou d’extraction minimal.

Bien entendu, le tuyau radial 110 est dimensionné de sorte que la valeur de cet effort minimal soit telle que, lorsque le tuyau radial 110 est logé dans une ouverture 100 du tourillon 90, les forces qui s’appliquent sur ce tuyau radial 110 ne suffisent pas à l’en extraire.

Pour pouvoir extraire le tuyau radial 110 de l’ouverture 100 du tourillon 90, le tuyau radial 110 comprend dans cet exemple un deuxième épaulement 150.

En référence aux figures 5 et 6, l’épaulement 150 s’étendant radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe d’écoulement A2 et forme un anneau centré sur cet axe A2. L’épaulement 150 présente une surface de prise 151 formant une couronne plane centrée sur l’axe d’écoulement A2 et perpendiculaire à cet axe A2.

Les épaulements 123 et 150 définissent entre eux une rainure circulaire configurée pour recevoir des doigts d’un outillage d’extraction (non représenté) venant en appui sur la surface de prise 151 de l’épaulement 150 et permettant d’exercer sur cette surface de prise 151 l’effort d’extraction requis.

Dans cet exemple, le tuyau radial 110 est réalisé d’une seule pièce dans un matériau polymère par moulage par injection.

En référence aux figures 3 à 6 et 10, pour chaque tuyau radial 110 ainsi logé dans une ouverture 100 du tourillon 90, l’entrée du canal 111 débouche dans la première cavité interne 95 et la sortie du canal 111 débouche dans la deuxième cavité interne 96 du turboréacteur 1.

Le mélange fluidique circulant dans la première cavité interne 95, c’est-à-dire l’air de refroidissement 102 provenant du conduit principal 60 du compresseur 2 et l’huile 104 provenant de l’enceinte de lubrification 98 pénètre dans le canal 111 par son entrée.

Des gouttelettes d’huile en suspension dans l’air de refroidissement se déposent sur la surface interne 112 du canal 111 et, sous l’action de la force centrifuge, les gouttelettes d’huile présentes sur cette surface interne 112 sont déplacées vers l’entrée du canal 111 et rejetées dans la première cavité interne 95.

L’efficacité de la captation des gouttelettes d’huile dépend notamment de la longueur X1 du premier alésage 112 et donc de la dimension de la surface interne formée par cet alésage 112. Dans cet exemple, la longueur X1 du premier alésage 112 est supérieure au double de son diamètre X3.

La restriction de section résultant de la différence entre les diamètres X3 et X4 contribue aussi à l’efficacité de la séparation air-huile. Notamment, la surface interne 114 formée par le fond du premier alésage 112 permet aussi de capter des gouttelettes d’huile qui sont ensuite déplacées le long de la surface interne 112 vers l’entrée du canal 111 sous l’action de la force centrifuge.

L’air de refroidissement ainsi filtré traverse le canal 111 vers sa sortie et pénètre dans la deuxième cavité interne 96 pour refroidir notamment les moyeux 81 du rotor du compresseur basse pression 2 qui s’étendent dans cette cavité 96.

Bien entendu, la description qui précède est donnée à titre d’exemple nullement limitatif. L’invention peut notamment être mise en œuvre dans une turbomachine qui présente une autre architecture, par exemple dans une turbomachine à double flux dans laquelle les flux primaire et secondaire sont formés en amont du compresseur basse pression. De plus, les organes de séparation air-huile peuvent présenter des caractéristiques différentes de celles qui viennent d’être décrites, concernant par exemple la géométrie du canal et/ou le maintien, le positionnement et/ou la fixation de l’organe de séparation air-huile sur le tourillon ou sur une autre cloison annulaire.

Claims (10)

1. Turbomachine (1) comprenant une partie mobile, deux paliers (24, 25) de guidage de la partie mobile en rotation autour d’un axe central longitudinal (A1), deux enceintes (98) renfermant chacune l’un respectif des paliers (24, 25) et étant configurées pour recevoir de l’huile de lubrification des paliers (25, 24), la partie mobile comprenant un rotor et une cloison annulaire (90), le rotor comprenant une roue mobile (8) comportant un disque, la cloison annulaire (90) étant positionnée axialement entre les deux enceintes (98) et délimitant de part et d’autre de cette cloison (90) une première cavité interne (95) et une deuxième cavité interne (96) dans laquelle s’étend un moyeu (81) dudit disque, la cloison annulaire (90) comprenant au moins une ouverture (100) reliant fluidiquement la première cavité interne (95) et la deuxième cavité interne (96) l’une à l’autre, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un organe de séparation air-huile (110) logé dans l’ouverture (100) de la cloison annulaire (90), l’organe de séparation air-huile (110) étant configuré pour être traversé par de l’air de refroidissement (103) de manière à introduire cet air de refroidissement (103) dans la deuxième cavité interne (96).
2. Turbomachine (1) selon la revendication 1, dans laquelle la partie mobile comprend un arbre (21) et un tourillon (90) solidarisant le disque et l’arbre (21) l’un à l’autre en rotation autour de l’axe central longitudinal (A1), le tourillon (90) formant ladite cloison annulaire (90).
3. Turbomachine (1) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la cloison annulaire (90) est tronconique.
4. Turbomachine (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle ladite roue mobile (8) est une roue mobile aval et dans laquelle le rotor comprend une roue mobile amont (8), le disque de la roue mobile aval (8) comprenant une virole de liaison (83) configurée pour relier la roue mobile aval (8) et la roue mobile amont (8) l’une à l’autre, la virole de liaison (83) étant dépourvue d’orifices de déshuilage.
5. Turbomachine (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle l’organe de séparation air-huile (110) comprend un canal (111) qui présente une entrée, une sortie et une surface interne (112), l’organe de séparation air-huile (110) étant logé dans l’ouverture (100) de la cloison annulaire (90) de sorte que la sortie du canal (111) débouche dans la deuxième cavité interne (96), l’organe de séparation air-huile (110) étant configuré pour rejeter par l’entrée du canal (111), sous l’action d’une force centrifuge, de l’huile disposée sur la surface interne (112) du canal (111).
6. Turbomachine (1) selon à la revendication 5, dans laquelle l’entrée du canal (111) de l’organe de séparation air-huile (110) présente une première section (X3), le canal (111) ayant un tronçon qui présente une deuxième section (X4) restreinte par rapport à la première section (X3).
7. Turbomachine (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle l’organe de séparation air-huile (110) comprend une extrémité (C1) pourvue d’un collet (120) qui coopère avec la cloison annulaire (90) de manière à empêcher le déplacement de cet organe (110) par rapport à la cloison annulaire (90) dans un sens d’extraction lorsque cet organe (110) est soumis à un effort d’extraction inférieur à un effort prédéterminé, l’organe de séparation air-huile (110) comprenant un ou plusieurs évidements (130) dimensionnés pour autoriser une déformation radiale de cette extrémité (C1) lorsqu’il est soumis soit à un effort d’extraction égal ou supérieur audit effort prédéterminé de manière à permettre son extraction de l’ouverture (100) de la cloison annulaire (90) soit à un effort d’insertion égal ou supérieur audit effort prédéterminé de manière à permettre son insertion dans l’ouverture (100) de la cloison annulaire (90).
8. Turbomachine (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle l’organe de séparation air-huile comprend un épaulement coopérant avec la cloison annulaire de manière à maintenir cet organe dans une position de référence par rapport à la cloison annulaire lorsque celui-ci est soumis à ladite force centrifuge.
9. Turbomachine (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle l’organe de séparation air-huile (110) comprend une partie (150) radialement en saillie apte à coopérer avec un outillage d’extraction de cet organe (110).
10. Procédé d’assemblage d’une turbomachine (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant une étape d’insertion de l’organe de séparation air-huile (110) dans l’ouverture (100) de la cloison annulaire (90).