WO2022079382A1 - Système de lubrification de turbomachine, comprenant une derivation pour alimenter preferentiellement un reducteur a bas regime - Google Patents

Système de lubrification de turbomachine, comprenant une derivation pour alimenter preferentiellement un reducteur a bas regime Download PDF

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WO2022079382A1
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lubricant
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outlet
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PCT/FR2021/051768
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Jérémy Edmond FERT
Jacques AURIOL
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Safran Aircraft Engines
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Definitions

  • the invention relates to the general technical field of aircraft turbomachines such as turbojets and turboprops. More specifically, the invention belongs to the technical field of turbomachine lubrication systems.
  • Some turbomachines include a reduction gear to drive a fan of the turbomachine.
  • This reducer is for example an epicyclic reducer. It is in particular mechanically connected to a shaft of the low-pressure body which comprises a low-pressure compressor and a low-pressure turbine of the turbomachine.
  • turbomachines comprise a lubrication system which comprises heat exchangers for cooling the lubricant, lubrication enclosures for the bearings of the turbomachine, and a gearbox lubrication enclosure.
  • Lubricant is supplied to the gearbox lubrication enclosure both to cool the gearbox and to lubricate the gearbox teeth.
  • the pressure and the flow rate of the lubricant in the lubrication system can be made to be very low.
  • the gearbox may be insufficiently supplied with lubricant, which is likely to damage it.
  • the invention aims to at least partially solve the problems encountered in the solutions of the prior art.
  • the subject of the invention is a lubrication system for a turbomachine which comprises a reduction gear for driving a module of the turbomachine.
  • the lubrication system comprises a main branch and a bypass branch which is arranged in parallel with the main branch.
  • the main branch includes a heat exchanger.
  • the branch branch includes a hydraulic resistance that is less than the hydraulic resistance of the main branch.
  • the reducer is located downstream of the main branch and the bypass branch.
  • the reduction gear is supplied with lubricant in a privileged manner, via the branch branch, compared to the rest of the turbomachine when the flow rate of lubricant and the pressure of the lubricant are too low. to supply the entire turbomachine with lubricant.
  • the reduction gear is for example supplied is supplied with lubricant by the bypass branch when the turbomachine is operating at low speed. It is in particular supplied with lubricant by the main branch when the flow rate and the pressure of the lubricant are sufficient to supply the whole of the turbomachine, for example when the turbomachine is operating at high speed.
  • the lubricant is typically oil.
  • the invention may optionally include one or more of the following features, combined or not.
  • the bypass device is configured to supply the main branch with lubricant when the pressure value of the lubricant is strictly greater than the threshold value.
  • the bypass device is mechanically and/or hydraulically controlled by lubricant pressure.
  • the bypass device comprises a lubricant inlet, a first lubricant outlet which is fluidly connected to the bypass branch, a second lubricant outlet which is fluidly connected to the main branch, an obturator configured to at least partially obturate the first outlet and/or the second outlet, and an elastic biasing means of the obturator which is configured to elastically bias the obturator so that it obturates the second exit.
  • the shutter is configured to allow lubricant to flow to the first outlet when a lubricant pressure is below the threshold value.
  • the bypass device comprises a first bypass valve and/or a second bypass valve.
  • the shutter of the first diverter valve comprises a spool.
  • the shutter of the second diverter valve comprises a spool.
  • the first diverter valve is bistable.
  • the first bypass valve comprises a first stable open position in which the first bypass valve supplies the bypass branch with lubricant and a second stable open position in which the first bypass valve supplies the main branch with lubricant. lubricant.
  • the second diverter valve is bistable.
  • the second diverter valve comprises a first stable open position in which the second diverter valve supplies the diverter branch with lubricant and a second stable open position in which the second diverter valve is configured to supply the main branch in lubricant.
  • the diverter device comprises a first diverter valve and a second diverter valve which is fluidly connected in series to the first diverter valve so that the first diverter valve and the second diverter valve supply the branch lubricant bypass when the lubricant pressure value is lower than the threshold value.
  • the first diverter valve is configured to fluidically supply directly the main branch when the lubricant pressure value is strictly greater than the threshold value.
  • the first diverter valve comprises a lubricant inlet, a first lubricant outlet, a second lubricant outlet which is fluidly connected to the main branch upstream of the heat exchanger, a shutter configured to close the first outlet or the second outlet, and a resilient biasing means of the shutter which is configured to resiliently bias the shutter to shut off the second outlet.
  • the shutter of the first diverter valve is configured to allow lubricant to flow to the first outlet when a lubricant pressure is below the pressure threshold value.
  • the second bypass valve comprises a lubricant inlet, a first lubricant outlet which is fluidly connected to the bypass branch, a second lubricant outlet which is fluidically connected to the main branch upstream of the heat exchanger, a shutter configured to close the first outlet or the second outlet, and a means for elastically urging the shutter which is configured to elastically urge the shutter so that it closes the second outlet.
  • the shutter of the second diverter valve is configured to allow lubricant to flow to the first outlet when a lubricant pressure is below the pressure threshold value.
  • the first outlet of the first diverter valve is in particular fluidly connected to the lubricant inlet of the second diverter valve.
  • the lubrication system comprises a non-return device which is configured to limit/prevent the circulation of lubricant from the reducer to the main branch.
  • the non-return device comprises a non-return valve.
  • the lubrication system comprises a shutter position monitoring device which is configured to monitor the position of the shutter of the bypass device.
  • the monitoring device is configured to determine a lubricant pressure in the main branch, for example by means of a first pressure sensor, and to determine a lubricant pressure in the branch branch, for example by means of a second pressure sensor.
  • the monitoring device can monitor the position of the shutter of at least one bypass valve by comparing the lubricant pressure value in the main branch and the lubricant pressure value in the bypass branch.
  • the main branch comprises the heat exchanger, a filter, a reservoir, a pump and/or a valve.
  • the main branch comprises a lubricant distributor.
  • the main branch and/or the bypass branch are configured to supply lubricant to an accessory drive unit for a turbomachine which comprises a fuel pump, a lubricant pump, an electric generator and/or a starter to start the turbomachine.
  • the starter includes a gear train.
  • the invention also relates to a turbomachine comprising a reduction gear, a module and a lubrication system as defined above.
  • the turbomachine module includes a fan and/or a propeller, a compressor and a turbine.
  • the reducer is configured to be driven by the turbine.
  • the turbine is a low pressure turbine of the turbomachine.
  • the turbomachine is preferably a turbojet.
  • the turbomachine is in particular an aircraft turbomachine.
  • FIG. 1 represents a turbomachine comprising a lubrication system according to a first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a partial schematic representation of a lubrication system according to the first embodiment at low speed
  • Figure 3 is a partial schematic representation of the lubrication system according to the first embodiment at high speed
  • Figure 4 is a partial schematic representation of a lubrication system according to a second embodiment at low speed
  • FIG. 1 represents a turbomachine comprising a lubrication system according to a first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a partial schematic representation of a lubrication system according to the first embodiment at low speed
  • Figure 3 is a partial schematic representation of the lubrication system according to the first embodiment at high speed
  • Figure 4 is a partial schematic representation of a lubrication system according to a second embodiment at low speed
  • FIG. 1 represents a turbomachine comprising a lubrication system according to a first embodiment of the invention
  • Figure 3 is a partial schematic representation of the
  • FIG. 5A is a partial schematic representation of a lubrication system according to a third embodiment at low speed
  • Figure 5B is a partial schematic representation of the lubrication system according to the third embodiment at high speed
  • FIG. 5C is a partial schematic representation of the lubrication system according to the third embodiment at high speed and in the event of untimely blocking of the first bypass valve in its first open position
  • FIG. 5D is a partial schematic representation of the lubrication system according to the third embodiment at high speed and in the event of untimely blocking of the second bypass valve in its first open position
  • FIG. 6A is a schematic representation of the diverter valve of the lubrication system according to the first embodiment when the diverter valve is in the first open position
  • FIG. 6A is a schematic representation of the diverter valve of the lubrication system according to the first embodiment when the diverter valve is in the first open position
  • FIG. 6B is a schematic representation of the diverter valve of the lubrication system according to the first embodiment when the diverter valve is in the second open position;
  • FIG. 7 illustrates the pressure drop of the diverter valve according to the first embodiment compared to the pressure drop of a valve of conventional structure;
  • FIG. 8 illustrates a turbomachine lubrication method, by means of a lubricating device according to one of the embodiments of the invention.
  • FIG. 1 represents a turbomachine 1 with double flow and double body.
  • the turbomachine 1 is a turbojet which has a shape of revolution around a longitudinal axis AX.
  • the turbomachine 1 comprises, in this order on the path of a primary stream 11 of a primary flow, an air intake sleeve 2, a fan 3, a low pressure compressor 4, a high pressure compressor 6, a combustion chamber 7, a high pressure turbine 8 and a low pressure turbine 9.
  • air designates any gas capable of serving as an oxidizer in the turbomachine 1.
  • the low-pressure compressor 4, the high-pressure compressor 6, the high-pressure turbine 8 and the low-pressure turbine 9 define a secondary vein 13 for the flow of a secondary flow which bypasses them.
  • the high pressure compressor 6 and the high pressure turbine 8 are mechanically connected by a drive shaft of the high pressure compressor 6, so as to form a high pressure body of the turbomachine 1.
  • the low pressure compressor 4 and the low-pressure turbine 9 are mechanically connected by a turbomachine shaft 1, so as to form a low-pressure body of the turbomachine 1.
  • the fan 3 is mechanically connected by a reducer 152 to the low-pressure turbomachine body.
  • the low pressure compressor 4, the high pressure compressor 6, the combustion chamber 7, the high pressure turbine 8 and the low pressure turbine 9 are surrounded by an internal fairing which extends from the inlet sleeve 2 to the low pressure turbine 9.
  • This internal fairing is surrounded by an external casing which delimits the turbomachine radially outwards with respect to the longitudinal axis AX.
  • the outer casing delimits the secondary stream 13 radially outwards, in particular at the level of the fan 3.
  • the turbine engine 1 comprises an accessory drive unit 170 which comprises a fuel pump, a lubricant pump, an electric generator and a starter to start the turbine engine 1.
  • the starter comprises a gear train.
  • the accessory drive unit 170 is connected by a mechanical power take-off to the shaft of the high-pressure body of the turbomachine 1.
  • FIG. 2 represents a lubrication system 100 according to a first embodiment of the invention.
  • the lubricant is typically oil.
  • the lubrication system 100 comprises an upstream branch 110, a main branch 120 and bypass branch 140 which are each downstream of the upstream branch 110, a priority branch 150 and a secondary branch 160 which are each located downstream of the main branch 120 and branch branch 140, and a lubricant return circuit 180.
  • upstream and downstream are used with reference to the general direction of flow from upstream to downstream of the lubricant in the lubrication system 100.
  • the upstream branch 110 comprises a reservoir 111 of lubricant, a pump assembly 112, a first hydraulic resistance 114 and a bypass device 200.
  • the pump assembly 112 comprises at least one lubricant supply pump in the lubrication system 100 and in particular at least one lubricant return pump which is designed to circulate lubricant towards the reservoir 111.
  • Each of these pumps is for example a centrifugal pump which can be part of the accessory drive box 170.
  • the flow of lubricant pumped by the pump assembly 112 depends in particular on the speed of the turbine engine 1, with a maximum flow rate of pumped lubricant which increases as a function of the operating speed of the turbine engine 1.
  • the lubricant return pump is connected to a third lubricant return branch 186 which returns lubricant from pump assembly 112 to reservoir 111.
  • a hydraulic resistance of an element of the lubrication system 100 is defined, by analogy with the field of electricity, as the magnitude of the ratio between the pressure drop through this element on the flow rate of lubricant passing through this element.
  • a hydraulic resistance corresponds to an element of the lubrication system 100 which is characterized by the value of its hydraulic resistance.
  • the first hydraulic resistor 114 comprises for example an oil filter.
  • the bypass device 200 comprises at least a first bypass valve 210.
  • the bypass device 200 is mechanically and/or hydraulically controlled by lubricant pressure.
  • the bypass device 200 is designed to distribute lubricant to the bypass branch 140 when the pressure and the flow rate of lubricant in the lubrication system 100 risk being insufficient to correctly supply the whole of the turbomachine 1 More specifically, the bypass device 200 is configured to supply lubricant to the main branch 120 when a pressure value of the lubricant is strictly greater than a threshold value. It is configured to supply the bypass branch 140 with lubricant when the pressure value of the lubricant is lower than the threshold value.
  • the bypass device 200 includes the first bypass valve 210, a lubricant inlet conduit 212, a pressurization conduit 218, a first outlet conduit 214 of lubricant and a second outlet duct 216 of lubricant.
  • the first bypass valve 210 includes a lubricant inlet 211, a pressurization inlet 217, a first lubricant outlet 213, a second outlet 215 of lubricant, a shutter 202 and a spring which forms an elastic biasing means 204 of the shutter.
  • the lubricant inlet 211 is fluidly connected to the lubricant inlet conduit 212.
  • the pressurization inlet 217 is fluidically connected to the pressurization conduit 218.
  • the first lubricant outlet 213 is fluidically connected to the branch branch 140.
  • the second outlet 215 is fluidically connected to the main branch 120.
  • the pressurization conduit 218 is fluidically connected on the one hand to the inlet conduit and to the pressurization inlet 217 on the other hand.
  • the pressurization conduit 218 makes it possible to supply lubricant to the pressurization inlet 217 which has a pressure substantially identical to that of the fuel at the lubricant inlet 211 .
  • the first diverter valve 210 is bistable. It comprises a first stable open position and a second stable open position.
  • the first bypass valve 210 is in the first stable open position when the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first bypass valve 210 is lower than the threshold value. In the first stable open position, the first bypass valve 210 supplies lubricant to the bypass branch 140.
  • the first bypass valve 210 is in the second stable open position when the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first bypass valve 210 is greater than the threshold value. In the second stable open position, it supplies lubricant to the main branch 120.
  • the shutter 202 comprises a spool which slides in a casing 201 which delimits the outside of the first diverter valve 210.
  • the spool of the shutter 202 delimits inside the casing 201 a first chamber 207 and a second chamber 209 which are each located on either side of the shutter 202 and which are each of variable volume.
  • the shutter slide 202 is traversed by a first channel 206 and by a second channel 208 which is distinct and fluidically separated from the first channel 206.
  • the spring of the elastic biasing means 204 of the shutter is a compression spring which is located in the first chamber 207 in the embodiment shown. It is configured to request the shutter 202 so that the first diverter valve 210 is in the first open position.
  • the elastic biasing means 204 of the shutter is configured to elastically urge the shutter 202 so that it closes the second outlet 215 of the first bypass valve 210.
  • the shutter 202 closes the second outlet 215 when the lubricant pressure is below the threshold value under the action of the spring of the elastic biasing means 204.
  • the second channel 208 is blocked by the housing 201
  • the lubricant inlet 211 then opens into the first channel 206.
  • the outlet of the first channel 206 is aligned with the first outlet duct 214.
  • the lubricant can flow from the inlet duct 212 to the first outlet duct. outlet 214 through the first diverter valve 210.
  • the shutter 202 closes the first outlet 213 when the lubricant pressure is greater than the threshold value by opposing the action of the spring of the elastic biasing means 204.
  • the first channel 206 is blocked through the housing 201.
  • the lubricant inlet 211 then opens into the second channel 208.
  • the outlet of the second channel 208 is aligned with the second outlet duct 216.
  • the lubricant can flow from the inlet duct 212 to to the second outlet conduit 216 through the first diverter valve 210.
  • the main branch 120 is fluidly connected to a second output 215 of the bypass device 200, by a main conduit 123. It comprises from upstream to downstream a first heat exchanger 121, a second heat exchanger 122, a lubricant distributor 169, a third heat exchanger 124 and a first non-return device 130.
  • the main branch 120 supplies the priority branch 150 and the secondary branch 160 with lubricant, when the flow rate and the pressure of lubricant in the lubrication system 100 are sufficient to supply the entire turbomachine 1 with lubricant.
  • the main branch 120 supplies by lubricating the downstream of the lubrication system 100 when the speed of the turbomachine 1 is sufficiently high, typically in speeds other than takeoff and landing, for example at cruising speed of the turbomachine 1.
  • Each of the heat exchangers 121, 122, 124 may be an air-oil heat exchanger or an oil-fuel heat exchanger.
  • Each heat exchanger can be a brick type exchanger or else a surface heat exchanger.
  • the heat exchangers 121, 122, 124 can be arranged in series and/or in parallel with each other.
  • the lubricant distributor 169 is a lubricant distributor that has a lubricant inlet and several lubricant outlets. It distributes the lubricant that arrives at its inlet between its different outlets.
  • the distributor 169 comprises for example several positions and as many outlets as there are lubrication chambers in the lubrication system 100.
  • the distributor 169 comprises a lubricant inlet which is located downstream of the second heat exchanger 122, a first lubricant outlet which is fluidly connected downstream of the main branch 120, a second outlet which is fluidly connected to secondary leg 160, and a third outlet which is fluidly connected to reservoir 111.
  • the third outlet of distributor 169 is connected to a second lubricant return branch 184 which returns lubricant from lubricant distributor 169 to reservoir 111
  • the lubricant distributor 169 is in particular a hydraulic distributor with several channels and several positions of known structure.
  • the first non-return device 130 comprises a non-return valve. It is configured to prevent lubricant from flowing from downstream of the main leg 120 through the main leg 120. The first non-return device 130 prevents the flow of lubricant from the priority leg 150 to the main leg 120.
  • the bypass branch 140 is arranged in parallel with the main branch 120. It is fluidly connected, via a bypass conduit 141, to a first outlet 213 of the bypass device 200 and downstream of the first non-return device 130 to the main conduit 123.
  • the bypass branch 140 includes an overall hydraulic resistance which is lower than the overall hydraulic resistance of the main branch 120, to limit the pressure drops in the bypass branch 140 compared to those in the main branch 120.
  • the bypass branch 140 is intended to supply the priority branch 150 with lubricant in a privileged manner with respect to the secondary branch 160 when the flow rate and the pressure of lubricant in the lubrication system 100 risk being insufficient to supply the whole of the turbomachine 1 with lubricant.
  • the bypass branch 140 supplies lubricant exclusively to the priority branch 150.
  • the priority branch 150 comprises, from upstream to downstream, a cut-off valve 132 and the gearbox lubrication chamber 152.
  • the priority branch 150 is connected by a first priority conduit 153 to the main conduit 123, downstream of the first non-return device 130, and to the bypass conduit 141.
  • the cut-off valve 132 is configured to stop the supply of lubricant to the lubrication enclosure of the reducer 152 when the pressure of the lubricant supplying this enclosure is too high. It aims to protect the reducer 152 during disturbances in the supply of lubricant to its lubrication enclosure.
  • the gearbox lubrication chamber 152 supplies the gearbox 152 with lubricant both to lubricate it and to cool it. In particular, it lubricates the gear teeth of the reducer 152 to limit their wear during the operation of the turbomachine 1.
  • the secondary branch 160 includes a fourth heat exchanger 168, a first bearing lubrication enclosure 162, a second bearing lubrication enclosure 164, a third bearing lubrication enclosure 166 and an accessory box lubrication enclosure 170. It is supplied with lubricant exclusively by the distributor 169 in the embodiment shown.
  • the fourth heat exchanger 168 may be an air-oil heat exchanger or an oil-fuel heat exchanger. It can be a brick type exchanger or a surface heat exchanger.
  • Each of the lubrication enclosures 162, 164, 166 is an enclosure for lubricating a turbomachine shaft bearing, in particular a shaft of the high pressure cops or of the low pressure body of the turbomachine 1.
  • Each of the enclosures of lubrication 162, 164, 166 supplies the corresponding bearing to lubricate it and to cool it. In particular, it lubricates the bearings of the bearing during the operation of the turbomachine 1.
  • the lubricating chamber of the accessory drive box 170 supplies lubrication to the gears of the accessory drive box 170, in particular the gears of the starter motor of the turbomachine.
  • the first lubrication enclosure 162, the second lubrication enclosure 164, the third lubrication enclosure 166 and the accessory drive unit 170 are arranged two by two in parallel. They are each arranged downstream of the fourth heat exchanger 168.
  • Each of the bearing lubrication enclosures 162, 164, 166 and the accessory drive housing enclosure 170 are fluidly connected to a first lubricant return leg 182 which returns lubricant from each of the lubrication enclosures 162, 164 , 166 from the landing and from the enclosure of the accessory drive unit 170 to the tank 111.
  • the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first bypass valve 210 is lower than the threshold value.
  • the turbomachine 1 is for example in a start-up phase.
  • the pressure supplied by the pump assembly 112 is insufficient to supply the main branch 120.
  • the first bypass valve 210 is in the first open position and it exclusively supplies the bypass branch 140 with lubricant, through the first outlet. 213 lubricant.
  • the secondary branch 160 is not supplied with lubricant, due to the absence of lubricant circulation in the main branch 120.
  • the lubricant leaving the branch branch 140 supplies the priority branch 150 in the direction of the lubrication of the gearbox 152.
  • the gearbox 152 is sufficiently cooled and lubricated despite the low flow rate and low pressure of lubricant in the lubrication system 100.
  • the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first bypass valve 210 is greater than the threshold value.
  • the turbomachine 1 is for example in cruising speed. Pressure supplied by the pump assembly 112 is sufficient to supply the main branch 120.
  • the first diverter valve 210 is in the second open position and it exclusively supplies the main branch 120 with lubricant, through the second outlet 215 of lubricant .
  • the lubricant is cooled in the heat exchangers 121, 122, 124 of the main branch 120.
  • the priority branch 150 and the secondary branch 160 are each supplied with lubricant, by the main branch 120.
  • the lubricant that circulates in the secondary leg 160 is cooled by the fourth heat exchanger 168.
  • Each of the bearing lubrication enclosures 162, 164, 166 and the enclosure of the accessory drive box 170 are supplied with lubricant.
  • the lubricant leaving the main branch 120 feeds the priority branch 150 in the direction of the lubrication enclosure of the reducer 152.
  • the reducer 152 is sufficiently cooled and lubricated despite the pressure drop in the secondary branch 160 and the flow of lubricant in the secondary branch 160.
  • FIGS. 7 and 8 each illustrate a method of lubricating 300 the turbine engine 1 during 'flight.
  • the turbomachine 1 is first in a start-up phase 302, 304, in which the speed of the turbomachine is low.
  • the flow rate and the pressure of lubricant in the lubrication system 100 increase but they are insufficient to supply the secondary branch 160.
  • the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first diverter valve 210 is lower than the threshold value.
  • the first diverter valve 210 is in the first open position. Only the gearbox lubrication enclosure 152 which is in the priority branch 150 is supplied with lubricant, via the bypass branch 140.
  • a first transient state 306 of operation of the turbine engine 1 the flow of lubricant increases and the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first bypass valve 210 exceeds the threshold value.
  • the first diverter valve 210 switches to its second stable open position in which it supplies the main branch 120 with lubricant.
  • the main branch 120 having a greater hydraulic resistance than that of the bypass branch 140, the pressure drop in the lubrication system 100 increases sharply at a substantially constant flow rate of lubricant.
  • the priority branch 150 and the secondary branch 160 are supplied with lubricant.
  • Each of the bearing lubricating enclosures 162, 164, 166, the accessory drive housing lubricating enclosure 170, and the reduction gear lubricating enclosure 152 are supplied with lubricant.
  • a first cruising speed 308 of the turbomachine 1 the flow of lubricant increases and the pressure of the lubricant in the lubrication system 100 increases.
  • the first diverter valve 210 is in its second stable open position in which it supplies lubricant to the main branch 120.
  • the priority branch 150 and the secondary branch 160 are supplied with lubricant.
  • Each of the bearing lubricating enclosures 162, 164, 166, the accessory drive housing lubricating enclosure 170, and the reduction gear lubricating enclosure 152 are supplied with lubricant.
  • the flow of lubricant increases and the pressure of the lubricant in the lubrication system 100 decreases.
  • the pressure at the inlet 211 of the first diverter valve 210 is greater than the threshold value.
  • the first diverter valve 210 is in its second stable open position in which it supplies lubricant to the main branch 120.
  • the priority branch 150 and the secondary branch 160 are supplied with lubricant.
  • Each of the bearing lubricating enclosures 162, 164, 166, the accessory drive housing lubricating enclosure 170, and the reduction gear lubricating enclosure 152 are supplied with lubricant.
  • a second transient state 314 of operation of the turbine engine 1 the flow of lubricant decreases and the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first bypass valve 210 decreases below the threshold value.
  • the first diverter valve 210 swings into its first stable open position in which it supplies lubricant to the diverter branch 140.
  • the diverter branch 140 having a lower hydraulic resistance than that of the main branch 120, the loss of The load in the lubrication system 100 decreases sharply at a substantially constant flow rate of lubricant. Only the gearbox lubrication enclosure 152, which is in the priority branch 150, is supplied with lubricant, via the bypass branch 140.
  • the flow rate of lubricant circulating in the lubrication system 100 is lower in the second transient state 314 than in the first transient state 306 of operation of the turbomachine.
  • the bypass device 200 operates with hysteresis, which is particularly favorable in the present case. It leads to supplying the priority branch 150 with lubricant for longer when starting the turbomachine 1, which guarantees a reliable supply of lubricant to the lubrication enclosure of the reducer 152 despite any fluctuations in the lubrication system.
  • the turbomachine 1 is in a landing and stopping phase 316, in which the speed of the turbomachine is low.
  • the flow rate and the pressure of lubricant in the lubrication system 100 decrease further and they are insufficient to supply the secondary branch 160.
  • the first bypass valve 210 is in the first open position. Only the gearbox lubrication enclosure 152, which is in the priority branch 150, is supplied with lubricant, via the bypass branch 140.
  • FIG. 4 represents a lubrication system 100 according to a second embodiment of the invention.
  • the lubrication system 100 according to the second embodiment differs from that according to the first embodiment mainly by the structure of the priority branch 150 and by the structure of the secondary branch 160. Only the differences between the lubrication system 100 according to the second embodiment with respect to the lubrication system 100 according to the first embodiment are described below.
  • the accessory drive box lubrication enclosure 170 is part of the priority leg 150 in the second embodiment, instead of being in the secondary leg 160.
  • accessories 170 is arranged in parallel with the lubrication enclosure of the reducer 152.
  • the priority branch 150 comprises a second non-return device 133 upstream of the lubrication enclosure of the accessory drive unit 170. This second device check valve 133 includes a check valve. It is configured to prevent the circulation of lubricant from the lubrication chamber of the accessory box 170 to the main branch 120.
  • the secondary branch 160 comprises the fourth heat exchanger (not shown) and the three bearing lubrication chambers 162, 164, 166 which are each arranged in parallel to each other.
  • the hydraulic resistances of the main branch 120 are represented schematically by a block 125 of heat exchanger and lubricant distribution.
  • the first non-return device 130 of the main branch is nevertheless represented. It prevents the circulation of lubricant from the lubrication enclosure of the reducer 152 towards the main branch 120.
  • Figures 5A, 5b, 5C, 5D represent a lubrication system 100 according to a third embodiment of the invention.
  • the lubrication system 100 according to the third embodiment differs from that according to the first embodiment mainly by the structure of the bypass device 200. Only the differences between the lubrication system 100 according to the third embodiment with respect to the system lubrication 100 according to the first embodiment are described below.
  • the bypass device 200 of the lubrication system 100 comprises the first bypass valve 210 and a second bypass valve 220.
  • Each of the first diverter valve 210 and the second diverter valve 220 is identical in structure to that of the first diverter valve 210 of the lubrication system 100 according to the first embodiment, which has been described with reference to FIGS. 6A and 6b.
  • the operation of each of the first valve of bypass 210 and of the second bypass valve 220 during a flight of the turbine engine is similar to that which has been described with reference to FIG. 7.
  • the method of lubrication 300 of the turbine engine 1 during its flight is similar to that which has been described with reference to Figure 8.
  • Each of the first diverter valve 210 and the second diverter valve 220 is bistable with a first stable open position and a second stable open position.
  • Each of the first diverter valve 210 and of the second diverter valve 220 is in its first stable open position when the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first diverter valve 210 is lower than the threshold value, for supply lubricant to the main branch 120.
  • the shutter 202 of the first diverter valve 210 When the first diverter valve 210 is in its first stable open position, the shutter 202 of the first diverter valve 210 fluidically connects the inlet 211 of the first diverter valve to the first diverter outlet 213 of the first diverter valve. The shutter 202 of the first diverter valve 210 closes the second lubrication outlet 215 of the first diverter valve 210.
  • the shutter 202 of the second diverter valve 220 When the second diverter valve 220 is in its first stable open position, the shutter 202 of the second diverter valve 220 fluidically connects the inlet 221 of the second diverter valve 220 to the first diverter outlet 223 of the second diverter valve. The shutter 202 of the second diverter valve 220 closes the second lubrication outlet 225 of the second diverter valve 220.
  • Each of the first diverter valve 210 and of the second diverter valve 220 is in its second stable open position when the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first diverter valve 210 is strictly greater than the threshold value, to supply lubricant to branch branch 140.
  • the shutter 202 of the first diverter valve 210 When the first diverter valve 210 is in its second stable open position, the shutter 202 of the first diverter valve 210 fluidically connects the inlet 211 of the first diverter valve to the second bypass outlet 215 of the first bypass valve. The shutter 202 of the first diverter valve 210 closes the first lubrication outlet 213 of the first diverter valve 210.
  • the shutter 202 of the second diverter valve 220 When the second diverter valve 220 is in its second stable open position, the shutter 202 of the second diverter valve 220 fluidically connects the inlet 221 of the second diverter valve 220 to the second diverter outlet 225 of the second diverter valve. The shutter 202 of the second diverter valve 220 closes the first lubrication outlet 223 of the second diverter valve 220.
  • the first outlet 213 of the first bypass valve 210 is fluidly connected to the lubricant inlet 221 of the second bypass valve 220, by a first bypass conduit 143.
  • the second outlet 215 of the first diverter valve 210 is fluidically connected to the main conduit 123, to supply lubricant directly to the main branch 120 when the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first diverter valve 210 is strictly greater than the threshold value.
  • the first outlet 223 of the second diverter valve 220 is fluidically connected to the diverter pipe 141 to exclusively supply the priority branch 150, to the detriment of the secondary branch 160, by the diverter branch 140.
  • the second diverter valve 220 is fluidly connected in series to the first bypass valve 210 to supply the bypass branch 140 with lubricant when the pressure value of the lubricant is lower than the threshold value.
  • the second outlet 225 of the second diverter valve 220 is fluidically connected to the main conduit 123 to supply lubricant to the main branch 120, in the event of failure of the first diverter valve 210.
  • the second outlet 225 of the second diverter valve is in particular connected to the main branch 120 upstream of the first heat exchanger 121 of the main branch
  • FIG. 5A the hydraulic resistances of the main branch 120 are represented schematically by a block 125 of heat exchanger and lubricant distribution.
  • the first non-return device 130 of the main branch is nevertheless represented. It prevents the circulation of lubricant from the lubrication enclosure of the reducer 152 towards the main branch 120.
  • the fourth heat exchanger 168 is not shown in this figure.
  • each of the first diverter valve 210 and the second diverter valve 220 is operating normally.
  • the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first diverter valve 210 is lower than the threshold value.
  • the turbomachine 1 is for example in a start-up phase.
  • the pressure supplied by the pump assembly 112 is insufficient to supply the main branch 120.
  • Each of the first diverter valve 210 and of the second diverter valve 220 is in the first open position and it exclusively feeds the main branch. diversion 140 with lubricant, through the first lubricant outlet 213 of the first diversion valve 210 and through the first lubricant outlet 223 of the second diversion valve 220.
  • the secondary branch 160 is not supplied with lubricant, from due to the absence of circulation of lubricant in the main branch 120.
  • the lubricant leaving the bypass branch 140 supplies the priority branch 150 in the direction of the lubrication enclosure of the reducer 152.
  • the reducer 152 is sufficiently cooled and lubricated despite the low flow rate and low pressure of lubricant in the lubrication system 100.
  • each of the first diverter valve 210 and the second diverter valve 220 is operating normally.
  • the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first diverter valve 210 is greater than the threshold value.
  • the turbomachine 1 is for example in cruising speed.
  • the pressure supplied by the pump assembly 112 is sufficient to supply the main branch 120.
  • the first diverter valve 210 is in the second open position and it exclusively supplies the main branch 120 with lubricant, through the second outlet 215 of lubricant.
  • the inlet 221 of the second bypass valve 220 is not supplied with lubricant.
  • the lubricant is cooled in the heat exchangers 121, 122, 124 of the main branch 120.
  • the priority branch 150 and the secondary branch 160 are each supplied with lubricant, by the main branch 120.
  • the lubricant that circulates in the secondary leg 160 is cooled by the fourth heat exchanger 168.
  • Each of the bearing lubrication enclosures 162, 164, 166 and the enclosure of the accessory drive box 170 are supplied with lubricant.
  • the lubricant leaving the main branch 120 feeds the priority branch 150 in the direction of the lubrication enclosure of the reducer 152.
  • the reducer 152 is sufficiently cooled and lubricated despite the pressure drop in the secondary branch 160 and the flow of lubricant in the secondary branch 160.
  • the first diverter valve 210 is faulty and it is blocked in its first stable open position.
  • the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first diverter valve 210 is greater than the threshold value.
  • the turbomachine 1 is for example in cruising speed.
  • the pressure supplied by the pump assembly 112 is sufficient to supply the main branch 120.
  • the failure of the first bypass valve 210 would be likely to lead to the absence of lubrication of the secondary branch 160, in particular of each of the enclosures of lubrication 162, 164, 166 of the bearing and of the accessory drive unit 170. This could result in damage to the bearings of the turbomachine and/or of the accessory drive unit 170.
  • the first diverter valve 210 is in the first open position and it supplies lubricant to the inlet 221 of the second diverter valve 220.
  • the second diverter valve 220 is operating normally and it is in its second stable open position .
  • the inlet 221 of the second diverter valve 220 is fluidically connected to the second outlet 225 of the second diverter valve 220 and to the main branch 120.
  • the priority branch 150 and the secondary branch 160 are each supplied with lubricant, by the main branch 120.
  • the second diverter valve 220 is faulty and is stuck in its first stable position opening.
  • the pressure of the lubricant at the inlet 211 of the first diverter valve 210 is greater than the threshold value.
  • the turbomachine 1 is for example in cruising speed.
  • the pressure supplied by the pump assembly 112 is sufficient to supply the main branch 120.
  • the failure of the second bypass valve 220 could lead to the absence of lubrication of the secondary branch 160, in particular of each of the lubrication enclosures 162 , 164, 166 bearing and the accessory drive unit 170. This could result in damage to the bearings of the turbomachine and/or the accessory drive unit 170.
  • the first diverter valve 210 is in the second open position and it exclusively supplies the main branch 120 with lubricant, through the second outlet 215 of lubricant.
  • the inlet 221 of the second bypass valve 220 is not supplied with lubricant.
  • the second bypass valve 220 therefore cannot abnormally direct the lubricant through the bypass leg 140.
  • the lubricant is cooled in the heat exchangers 121, 122, 124 of the main leg 120.
  • the priority leg 150 and the secondary 160 are each supplied with lubricant, by the main branch 120.
  • the reducer 152 is supplied with lubricant in a privileged manner, via the bypass branch 140, with respect to heat exchangers 121, 122, 124 and to lubrication chambers 162, 164, 166 of bearings when the flow of lubricant and the pressure of the lubricant are too low to supply lubricant to the entire lubrication system 100.
  • the reducer 152 is supplied with lubricant by the bypass branch 140 when the turbomachine is operating at low speed. In particular, it is supplied with lubricant by the main branch 120 when the flow rate and the pressure of the lubricant are sufficient to supply the entire lubrication system 100, in particular when the turbomachine 1 is operating at high speed.
  • the turbomachine 1 is a turbomachine with a doublet of unducted counter-rotating propellers.
  • Such turbomachines 1 are also known in English under the name “Open Rotor”.
  • the reducer 152 is for example configured to drive the propellers in rotation, in particular by connecting them to the low-pressure body of the turbomachine.
  • the turbomachine 1 is a turboprop engine which comprises a propeller at the inlet of the turbomachine.
  • each of the hydraulic resistances of the lubrication system may vary.
  • each of these hydraulic resistors can comprise a heat exchanger, a filter, a cut-off valve and/or a flow meter.
  • the structure of the bypass device 200 may vary, in particular as long as the bypass device 200 allows lubricant to circulate in the main branch 120 at least for certain operating speeds of the turbomachine 1.
  • bypass device 200 is mechanically, electrically and/or pneumatically controlled.
  • the bypass device 200 can be controlled electrically, for example by a digital regulation system of the turbomachine.
  • a digital control system is also known as "FADEC”.
  • the bypass device 200 may comprise a first bypass valve 210 and a second bypass valve 220 which are arranged fluidically in parallel. Nevertheless, the arrangement of the bypass device 200 of the lubrication system 100 according to the third embodiment remains preferred to such a variant embodiment, since it promotes a better distribution of the lubricant in the event of failure of a valve among the first diverter valve 210 and the second diverter valve 220.
  • the structure of the first diverter valve 210 and/or that of the second diverter valve 220 can vary.
  • the elastic biasing means 204 of at least one diverter valve 210, 220 comprises a tension spring which is located in the second chamber 209 and which biases the shutter 202 towards the first opening position of this valve.
  • at least the first diverter valve 210 comprises at least one stable open position between the first stable open position and the second stable open position, in which the shutter 202 of the first diverter valve 210 partially feeds the main branch 120 and partially the bypass branch 140.
  • the first bypass valve 210 may comprise a plurality of stable opening positions between the between the first stable opening position and the second stable opening position, for example a continuity of stable opening positions or a sequence of discrete stable opening positions.
  • first diverter valve 210 and/or the second diverter valve 220 can be another type of distributor than a three-way, two-position hydraulic distributor.
  • the pressurization inlet 215 of the first bypass valve 210 can open into the first chamber 207 of the first bypass valve 210 and/or the pressurization inlet 215 of the second bypass valve 220 can open into the first chamber 207 of the second diverter valve 220.
  • the shutter 202 of the first bypass valve 210 comprises a valve and/or the shutter 202 of the second bypass valve 220 comprises a valve.
  • the structure of the second diverter valve 220 is for example different from that of the first diverter valve 210.
  • the bypass device 200 includes a second bypass valve 220 in addition to the first bypass valve 210, and the bypass device 200 has a structure similar, if not identical, to that of the bypass device. of the lubrication system according to the third embodiment.
  • the main branch 120 and the bypass branch 140 are each of variable structure.
  • the priority branch 150 and the secondary branch 160 are each of variable structure.
  • the arrangement, the number and the nature of the hydraulic resistors in the lubrication system 100 can vary.
  • the number of heat exchangers 121, 122, 124 of the branch can vary.
  • the main branch 120 can include at least one filter.
  • Bypass branch 140 may include at least one heat exchanger.
  • the priority branch 150 may have no cut-off valve 132 upstream of the reducer 152 or else have no non-return valve 130, in particular when the cut-off valve 132 also serves as a non-return device.
  • the lubrication system 100 may comprise a single non-return valve 130 which is located between the outlet of the main branch 120 and the inlet of the priority branch 150.
  • the priority branch 150 may include a lubricant distributor, typically a hydraulic distributor, to distribute the flow of lubricant between the reducer 152 and the accessory drive unit 170.
  • a lubricant distributor typically a hydraulic distributor
  • the number of lubrication enclosures 162, 164, 166 of the secondary branch 160 can vary.
  • the lubrication system 100 includes a shutter position monitoring device 202 of each bypass valve which is configured to monitor the position of the shutter 202.
  • This monitoring device is for example configured to determine a lubricant pressure in the main branch 120, for example by means of a first pressure sensor, and to determine a lubricant pressure in the bypass branch 140, for example by means of a second pressure sensor.
  • the monitoring device can monitor the position of the shutter 202 by comparing the lubricant pressure value in the main branch 120 and the lubricant pressure value in the bypass branch 140.

Abstract

L'invention concerne un système de lubrification (100) pour une turbomachine qui comporte un réducteur (152). Le système de lubrification (100) comprend une branche principale (120) et une branche de dérivation (140) qui est agencée en parallèle de la branche principale (120). La branche principale (120) comprend un échangeur thermique (121, 122, 124). La branche de dérivation (140) comporte une résistance hydraulique qui est inférieure à la résistance hydraulique de la branche principale (120). Le réducteur (152) est situé en aval de la branche principale (120) et de la branche de dérivation (140). Le système de lubrification (100) comprend au moins un dispositif de dérivation (200) qui est configuré pour alimenter la branche de dérivation (140) en lubrifiant lorsqu'une valeur de pression du lubrifiant est inférieure à une valeur seuil.

Description

SYSTÈME DE LUBRIFICATION DE TURBOMACHINE, COMPRENANT UNE DERIVATION POUR ALIMENTER PREFERENTIELLEMENT UN REDUCTEUR A BAS REGIME
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se rapporte au domaine technique général des turbomachines d'aéronef telles que les turboréacteurs et les turbopropulseurs. Plus précisément, l'invention appartient au domaine technique des systèmes de lubrification pour turbomachine.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Certaines turbomachines comportent un réducteur pour entrainer une soufflante de la turbomachine. Ce réducteur est par exemple un réducteur épicycloïdal. Il est notamment relié mécaniquement à un arbre du corps basse pression qui comprend un compresseur basse pression et une turbine basse pression de la turbomachine.
Ces turbomachines comprennent un système de lubrification qui comporte des échangeurs thermiques pour refroidir le lubrifiant, des enceintes de lubrification de paliers de la turbomachine, et une enceinte de lubrification du réducteur.
Du lubrifiant alimente l'enceinte de lubrification du réducteur à la fois pour refroidir le réducteur et pour lubrifier les dentures du réducteur. Lorsque le réducteur de la turbomachine fonctionne à bas régime, la pression et le débit du lubrifiant dans le système de lubrification peuvent être amenés à être très faibles. Le réducteur peut être insuffisamment alimenté en lubrifiant, ce qui est susceptible de l'endommager.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention vise à résoudre au moins partiellement les problèmes rencontrés dans les solutions de l'art antérieur.
A cet égard, l'invention a pour objet un système de lubrification pour une turbomachine qui comporte un réducteur pour entrainer un module de la turbomachine. Selon l'invention, le système de lubrification comprend une branche principale et une branche de dérivation qui est agencée en parallèle de la branche principale. La branche principale comprend un échangeur thermique. La branche de dérivation comprend une résistance hydraulique qui est inférieure à la résistance hydraulique de la branche principale. Le réducteur est situé en aval de la branche principale et de la branche de dérivation.
Le système de lubrification comprend au moins un dispositif de dérivation qui est configuré pour alimenter la branche de dérivation en lubrifiant lorsqu'une valeur de pression du lubrifiant est inférieure à une valeur seuil.
Grâce au système de lubrification selon l'invention, le réducteur est alimenté en lubrifiant de manière privilégiée, par l'intermédiaire de la branche de dérivation, par rapport au reste de la turbomachine lorsque le débit de lubrifiant et la pression du lubrifiant sont trop faibles pour alimenter en lubrifiant l'ensemble de la turbomachine.
Le réducteur est par exemple alimenté est alimenté en lubrifiant par la branche de dérivation lorsque la turbomachine fonctionne à bas régime. Il est notamment alimenté en lubrifiant par la branche principale lorsque le débit et la pression du lubrifiant sont suffisants pour alimenter l'ensemble de la turbomachine, par exemple lords que la turbomachine fonctionne à haut régime.
Le lubrifiant est typiquement de l'huile.
L'invention peut comporter de manière facultative une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles ou non.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de dérivation est configuré pour alimenter la branche principale en lubrifiant lorsque la valeur de pression du lubrifiant est strictement supérieure à la valeur seuil.
De préférence, le dispositif de dérivation est à commande mécanique et/ou hydraulique par pression du lubrifiant.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de dérivation comprend une entrée de lubrifiant, une première sortie de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche de dérivation, une deuxième sortie de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche principale, un obturateur configuré pour obturer au moins partiellement la première sortie et/ou la deuxième sortie, et un moyen de sollicitation élastique de l'obturateur qui est configuré pour solliciter élastiquement l'obturateur pour qu'il obture la deuxième sortie.
De préférence, l'obturateur est configuré pour laisser du lubrifiant circuler vers la première sortie lorsqu'une pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de dérivation comprend une première vanne de dérivation et/ou une deuxième vanne de dérivation.
De préférence, l'obturateur de la première vanne de dérivation comprend un tiroir. De préférence, l'obturateur de la deuxième vanne de dérivation comprend un tiroir.
De préférence, la première vanne de dérivation est bistable. De préférence, la première vanne de dérivation comprend une première position stable d'ouverture dans laquelle la première vanne de dérivation alimente la branche de dérivation en lubrifiant et une deuxième position stable d'ouverture dans laquelle la première vanne de dérivation alimente la branche principale en lubrifiant.
De préférence, la deuxième vanne de dérivation est bistable. De préférence, la deuxième vanne de dérivation comprend une première position stable d'ouverture dans laquelle la deuxième vanne de dérivation alimente la branche de dérivation en lubrifiant et une deuxième position stable d'ouverture dans laquelle la deuxième vanne de dérivation est configurée pour alimenter la branche principale en lubrifiant.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de dérivation comprend une première vanne de dérivation et une deuxième vanne de dérivation qui est reliée fluidiquement en série à la première vanne de dérivation pour que la première vanne de dérivation et la deuxième vanne de dérivation alimentent la branche de dérivation en lubrifiant lorsque la valeur de pression du lubrifiant est inférieure à la valeur seuil. La première vanne de dérivation est configurée pour alimenter fluidiquement directement la branche principale lorsque la valeur de pression du lubrifiant est strictement supérieure à la valeur seuil.
Selon une particularité de réalisation, la première vanne de dérivation comprend une entrée de lubrifiant, une première sortie de lubrifiant, une deuxième sortie de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche principale en amont de l'échangeur thermique, un obturateur configuré pour obturer la première sortie ou la deuxième sortie, et un moyen de sollicitation élastique de l'obturateur qui est configuré pour solliciter élastiquement l'obturateur pour qu'il obture la deuxième sortie. L'obturateur de la première vanne de dérivation est configuré pour laisser du lubrifiant circuler vers la première sortie lorsqu'une pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil de pression.
La deuxième vanne de dérivation comprend une entrée de lubrifiant, une première sortie de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche de dérivation, une deuxième sortie de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche principale en amont de l'échangeur thermique, un obturateur configuré pour obturer la première sortie ou la deuxième sortie, et un moyen de sollicitation élastique de l'obturateur qui est configuré pour solliciter élastiquement l'obturateur pour qu'il obture la deuxième sortie. L'obturateur de la deuxième vanne de dérivation est configuré pour laisser du lubrifiant circuler vers la première sortie lorsqu'une pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil de pression.
La première sortie de la première vanne de dérivation est notamment raccordée fluidiquement à l'entrée de lubrifiant de la deuxième vanne de dérivation.
Selon une particularité de réalisation, le système de lubrification comprend un dispositif anti-retour qui est configuré pour limiter/empêcher la circulation de lubrifiant du réducteur vers la branche principale.
De préférence, le dispositif anti-retour comprend un clapet anti-retour.
Selon une particularité de réalisation, le système de lubrification comprend un dispositif de surveillance de position d'obturateur qui est configuré pour surveiller la position de l'obturateur du dispositif de dérivation. De préférence, le dispositif de surveillance est configuré pour déterminer une pression de lubrifiant dans la branche principale, par exemple au moyen d'un premier capteur de pression, et pour déterminer une pression de lubrifiant dans la branche de dérivation, par exemple au moyen d'un deuxième capteur de pression. Le dispositif de surveillance peut surveiller la position de l'obturateur d'au moins une vanne de dérivation en comparant la valeur de pression de lubrifiant dans la branche principale et la valeur de pression de lubrifiant dans la branche de dérivation.
Selon une particularité de réalisation, la branche principale comprend l'échangeur thermique, un filtre, un réservoir, une pompe et/ou une vanne.
De préférence, la branche principale comprend un répartiteur de lubrifiant.
Selon une particularité de réalisation, la branche principale et/ou la branche de dérivation sont configurées pour alimenter en lubrifiant un boîtier d'entrainement accessoire pour turbomachine qui comporte une pompe à carburant, une pompe à lubrifiant, un générateur électrique et/ou un démarreur pour démarrer la turbomachine.
De préférence, le démarreur comprend un train d'engrenages.
L'invention porte également sur une turbomachine comprenant un réducteur, un module et un système de lubrification tel que défini ci-dessus. Le module de turbomachine comprend une soufflante et/ou une hélice, un compresseur et une turbine. Le réducteur est configuré pour être entraîné par la turbine.
De préférence, la turbine est une turbine basse pression de la turbomachine. La turbomachine est de préférence un turboréacteur. La turbomachine est notamment une turbomachine d'aéronef.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente une turbomachine comprenant un système de lubrification selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 est une représentation schématique partielle d'un système de lubrification selon le premier mode de réalisation à bas régime ; la figure 3 est une représentation schématique partielle du système de lubrification selon le premier mode de réalisation à haut régime ; la figure 4 est une représentation schématique partielle d'un système de lubrification selon un deuxième mode de réalisation à bas régime ; la figure 5A est une représentation schématique partielle d'un système de lubrification selon un troisième mode de réalisation à bas régime; la figure 5B est une représentation schématique partielle du système de lubrification selon le troisième mode de réalisation à haut régime; la figure 5C est une représentation schématique partielle du système de lubrification selon le troisième mode de réalisation à haut régime et en cas de blocage intempestif de la première vanne de dérivation dans sa première position d'ouverture ; la figure 5D est une représentation schématique partielle du système de lubrification selon le troisième mode de réalisation à haut régime et en cas de blocage intempestif de la deuxième vanne de dérivation dans sa première position d'ouverture; la figure 6A est une représentation schématique de la vanne de dérivation du système de lubrification selon le premier mode de réalisation lorsque la vanne de dérivation est dans la première position d'ouverture ; la figure 6B est une représentation schématique de la vanne de dérivation du système de lubrification selon le premier mode de réalisation lorsque la vanne de dérivation est dans la deuxième position d'ouverture ; la figure 7 illustre la perte de charge de la vanne de dérivation selon le premier mode de réalisation par rapport à la perte de charge d'une vanne de structure classique ; la figure 8 illustre un procédé de lubrification de turbomachine, au moyen d'un dispositif de lubrification selon un des modes de réalisation de l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.
La figure 1 représente une turbomachine 1 à double flux et double corps. La turbomachine 1 est un turboréacteur qui a une forme de révolution autour d'un l'axe longitudinal AX.
La turbomachine 1 comprend, dans cet ordre sur le chemin d'une veine primaire 11 d'un flux primaire, une manche d'entrée d'air 2, une soufflante 3, un compresseur basse pression 4, un compresseur haute pression 6, une chambre de combustion 7, une turbine haute pression 8 et une turbine basse pression 9.
De manière générale, le terme « air » désigne tout gaz susceptible de servir de comburant dans la turbomachine 1.
Le compresseur basse pression 4, le compresseur haute pression 6, la turbine haute pression 8 et la turbine basse pression 9 délimitent une veine secondaire 13 d'écoulement d'un flux secondaire qui les contourne.
Le compresseur haute pression 6 et la turbine haute pression 8 sont reliées mécaniquement par un arbre d'entraînement du compresseur haute pression 6, de sorte à former un corps haute pression de la turbomachine 1. De manière similaire, le compresseur basse pression 4 et la turbine basse pression 9 sont reliées mécaniquement par un arbre de turbomachine 1, de façon à former un corps basse pression de la turbomachine 1. La soufflante 3 est mécaniquement reliée par un réducteur 152 au corps basse pression de turbomachine.
Le compresseur basse pression 4, le compresseur haute pression 6, la chambre de combustion 7, la turbine haute pression 8 et la turbine basse pression 9 sont entourés par un carénage interne qui s'étend depuis la manche d'entrée 2 jusqu'à la turbine basse pression 9.
Ce carénage interne est entouré par un carter externe qui délimite la turbomachine radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe longitudinal AX. Le carter externe délimite radialement vers l'extérieur la veine secondaire 13, notamment au niveau de la soufflante 3.
En référence conjointe aux figures 2 à 5D, la turbomachine 1 comprend un boîtier d'entrainement d'accessoires 170 qui comporte une pompe à carburant, une pompe à lubrifiant, un générateur électrique et un démarreur pour démarrer la turbomachine 1. Le démarreur comprend un train d'engrenages. Le boîtier d'entrainement d'accessoire 170 est raccordé par une prise de puissance mécanique à l'arbre du corps haute pression de la turbomachine 1.
La figure 2 représente un système de lubrification 100 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le lubrifiant est typiquement de l'huile.
Le système de lubrification 100 comprend une branche amont 110, une branche principale 120 et branche de dérivation 140 qui sont chacune en aval de la branche amont 110, une branche prioritaire 150 et une branche secondaire 160 qui sont situées chacune en aval de la branche principale 120 et de la branche de dérivation 140, et un circuit de retour 180 de lubrifiant.
Dans le présent exposé, les termes amont et aval sont utilisés en référence à la direction générale d'écoulement de l'amont vers l'aval du lubrifiant dans le système de lubrification 100.
La branche amont 110 comprend un réservoir 111 de lubrifiant, un ensemble de pompage 112, une première résistance hydraulique 114 et un dispositif de dérivation 200.
L'ensemble de pompage 112 comprend au moins une pompe d'alimentation en lubrifiant dans le système de lubrification 100 et en particulier au moins une pompe de retour du lubrifiant qui est conçue pour faire circuler du lubrifiant vers le réservoir 111. Chacune de ces pompes est par exemple une pompe centrifuge qui peut faire partie du boîtier d'entrainement d'accessoires 170. Le débit de lubrifiant pompé par l'ensemble de pompage 112 dépend notamment du régime de la turbomachine 1, avec un débit maximum de lubrifiant pompé qui est croissant en fonction du régime de fonctionnement de la turbomachine 1.
La pompe de retour du lubrifiant est raccordée à une troisième branche de retour 186 du lubrifiant qui ramène du lubrifiant depuis l'ensemble de pompage 112 au réservoir 111.
Dans le présent exposé, une résistance hydraulique d'un élément du système de lubrification 100 est définie, par analogie avec le domaine de l'électricité, comme la grandeur du rapport entre la perte de charges à travers cet élément sur le débit de lubrifiant traversant cet élément. Par métonymie et toujours par analogie avec le domaine de l'électricité, une résistance hydraulique correspond à un élément du système de lubrification 100 qui est caractérisé par la valeur de sa résistance hydraulique. La première résistance hydraulique 114 comprend par exemple un filtre à huile.
Le dispositif de dérivation 200 comprend au moins une première vanne de dérivation 210. Le dispositif de dérivation 200 est à commande mécanique et/ou hydraulique par pression du lubrifiant.
De manière générale, le dispositif de dérivation 200 est conçu pour distribuer du lubrifiant vers la branche de dérivation 140 lorsque la pression et le débit de lubrifiant dans le système de lubrification 100 risquent d'être insuffisants pour alimenter correctement l'ensemble de la turbomachine 1. Plus précisément, le dispositif de dérivation 200 est configuré pour alimenter en lubrifiant la branche principale 120 lorsqu'une valeur de pression du lubrifiant est strictement supérieure à une valeur seuil. Il est configuré pour alimenter la branche de dérivation 140 en lubrifiant lorsque la valeur de pression du lubrifiant est inférieure à la valeur seuil.
En référence plus spécifiquement au premier mode de réalisation et aux figures 6A et 6B, le dispositif de dérivation 200 comprend la première vanne de dérivation 210, un conduit d'entrée 212 de lubrifiant, un conduit de pressurisation 218, un premier conduit de sortie 214 de lubrifiant et un deuxième conduit de sortie 216 de lubrifiant.
La première vanne de dérivation 210 comprend une entrée 211 de lubrifiant, une entrée de pressurisation 217, une première sortie 213 de lubrifiant, une deuxième sortie 215 de lubrifiant, un obturateur 202 et un ressort qui forme un moyen de sollicitation élastique 204 de l'obturateur.
L'entrée 211 de lubrifiant est raccordée fluidiquement au conduit d'entrée 212 de lubrifiant. L'entrée de pressurisation 217 est raccordée fluidiquement au conduit de pressurisation 218. La première sortie 213 de lubrifiant est raccordée fluidiquement à la branche de dérivation 140. La deuxième sortie 215 est raccordée fluidiquement à la branche principale 120.
Le conduit de pressurisation 218 est raccordé fluidiquement d'une part au conduit d'entrée et à l'entrée de pressurisation 217 d'autre part. Le conduit de pressurisation 218 permet d'amener du lubrifiant à l'entrée de pressurisation 217 qui a une pression sensiblement identique à celle du carburant à l'entrée 211 de lubrifiant.
La première vanne de dérivation 210 est bistable. Elle comprend une première position stable d'ouverture et une deuxième position stable d'ouverture.
La première vanne de dérivation 210 est dans la première position stable d'ouverture lorsque la pression du lubrifiant à l'entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est inférieure à la valeur seuil. Dans la première position stable d'ouverture, la première vanne de dérivation 210 alimente en lubrifiant la branche de dérivation 140.
La première vanne de dérivation 210 est dans la deuxième position stable d'ouverture lorsque la pression du lubrifiant à l'entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est supérieure à la valeur seuil. Dans la deuxième position stable d'ouverture, elle alimente en lubrifiant la branche principale 120.
L'obturateur 202 comprend un tiroir qui coulisse dans un boîtier 201 qui délimite l'extérieur de la première vanne de dérivation 210. Le tiroir de l'obturateur 202 délimite à l'intérieur du boîtier 201 une première chambre 207 et une deuxième chambre 209 qui sont situées chacune de part et d'autre de l'obturateur 202 et qui sont chacune de volume variable. Le tiroir de l'obturateur 202 est traversé par un premier canal 206 et par un deuxième canal 208 qui est distinct et séparé fluidiquement du premier canal 206.
Le ressort du moyen élastique de sollicitation 204 de l'obturateur est un ressort de compression qui est situé dans la première chambre 207 dans le mode de réalisation représenté. Il est configuré pour solliciter l'obturateur 202 pour que la première vanne de dérivation 210 soit dans la première position d'ouverture. En d'autres termes, le moyen de sollicitation élastique 204 de l'obturateur est configuré pour solliciter élastiquement l'obturateur 202 pour qu'il obture la deuxième sortie 215 de la première vanne de dérivation 210.
En référence à la figure 6A, l'obturateur 202 obture la deuxième sortie 215 lorsque la pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil sous l'action du ressort du moyen élastique de sollicitation 204. Le deuxième canal 208 est obstrué par le boîtier 201. L'entrée 211 de lubrifiant débouche alors dans le premier canal 206. La sortie du premier canal 206 est alignée avec le premier conduit de sortie 214. Le lubrifiant peut s'écouler depuis le conduit d'entrée 212 jusqu'au premier conduit de sortie 214 à travers la première vanne de dérivation 210.
En référence à la figure 6B, l'obturateur 202 obture la première sortie 213 lorsque la pression de lubrifiant est supérieure à la valeur seuil en s'opposant à l'action du ressort du moyen élastique de sollicitation 204. Le premier canal 206 est obstrué par le boîtier 201. L'entrée 211 de lubrifiant débouche alors dans le deuxième canal 208. La sortie du deuxième canal 208 est alignée avec le deuxième conduit de sortie 216. Le lubrifiant peut s'écouler depuis le conduit d'entrée 212 jusqu'au deuxième conduit de sortie 216 à travers la première vanne de dérivation 210.
En référence à nouveau à la figure 2, la branche principale 120 est raccordée fluidiquement à une deuxième sortie 215 du dispositif de dérivation 200, par un conduit principal 123. Elle comporte d'amont en aval un premier échangeur thermique 121, un deuxième échangeur thermique 122, un répartiteur 169 de lubrifiant, un troisième échangeur thermique 124 et un premier dispositif anti-retour 130.
La branche principale 120 alimente en lubrifiant la branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160, lorsque le débit et la pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100 sont suffisants pour alimenter en lubrifiant l'ensemble de la turbomachine 1. La branche principale 120 alimente en lubrifiant l'aval du système de lubrification 100 lorsque le régime de la turbomachine 1 est suffisamment important, typiquement dans les régimes autres que le décollage et l'atterrissage, par exemple en régime de croisière de la turbomachine 1. Chacun des échangeurs thermiques 121, 122, 124 peut être un échangeur de chaleur air-huile ou bien un échangeur de chaleur huile-carburant. Chaque échangeur thermique peut être un échangeur de type brique ou bien un échangeur de chaleur surfacique. Les échangeurs thermiques 121, 122, 124 peuvent être agencés en série et/ou en parallèle les uns des autres.
Le répartiteur 169 de lubrifiant est un distributeur de lubrifiant qui comporte une entrée de lubrifiant et plusieurs sorties de lubrifiant. Il répartit le lubrifiant qui arrive à son entrée entre ses différentes sorties. Le répartiteur 169 comporte par exemple plusieurs positions et autant de sorties qu'il y a d'enceintes de lubrification dans le système de lubrification 100.
Dans le mode de réalisation représenté, le répartiteur 169 comprend une entrée de lubrifiant qui est située en aval du deuxième échangeur thermique 122, une première sortie de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à l'aval de la branche principale 120, une deuxième sortie qui est raccordée fluidiquement à la branche secondaire 160, et une troisième sortie qui est raccordée fluidiquement au réservoir 111. La troisième sortie du répartiteur 169 est raccordée à une deuxième branche de retour 184 de lubrifiant qui ramène du lubrifiant depuis le répartiteur 169 de lubrifiant au réservoir 111. Le répartiteur 169 de lubrifiant est notamment un distributeur hydraulique à plusieurs voies et plusieurs positions de structure connue.
Le premier dispositif anti-retour 130 comprend un clapet anti-retour. Il est configuré pour empêcher du lubrifiant de circuler depuis l'aval de la branche principale 120 à travers la branche principale 120. Le premier dispositif anti-retour 130 empêche la circulation de lubrifiant depuis la branche prioritaire 150 vers la branche principale 120.
La branche de dérivation 140 est agencée en parallèle de la branche principale 120. Elle est raccordée fluidiquement, par un conduit de dérivation 141, à une première sortie 213 du dispositif de dérivation 200 et en aval du premier dispositif antiretour 130 au conduit principal 123. La branche de dérivation 140 comprend une résistance hydraulique globale qui est inférieure à la résistance hydraulique globale de la branche principale 120, pour limiter les pertes de charges dans la branche de dérivation 140 par rapport à celles dans la branche principale 120. La branche de dérivation 140 est destinée à alimenter de manière privilégiée la branche prioritaire 150 en lubrifiant par rapport à la branche secondaire 160 lorsque le débit et la pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100 risquent d'être insuffisants pour alimenter l'ensemble de la turbomachine 1 en lubrifiant. Dans chacun des modes de réalisation représentés, la branche de dérivation 140 alimente en lubrifiant exclusivement la branche prioritaire 150.
En référence plus spécifiquement au premier mode de réalisation, la branche prioritaire 150 comprend d'amont en aval une vanne de coupure 132 et l'enceinte de lubrification du réducteur 152. La branche prioritaire 150 est raccordée par un premier conduit prioritaire 153 au conduit principal 123, en aval du premier dispositif anti-retour 130, et au conduit de dérivation 141.
La vanne de coupure 132 est configurée pour arrêter l'alimentation en lubrifiant de l'enceinte de lubrification du réducteur 152 lorsque la pression du lubrifiant alimentant cette enceinte est trop importante. Elle vise à protéger le réducteur 152 lors de perturbation dans l'alimentation en lubrifiant de son enceinte de lubrification.
L'enceinte de lubrification du réducteur 152 alimente le réducteur 152 en lubrifiant à la fois pour le lubrifier et pour le refroidir. En particulier, elle lubrifie les dentures du réducteur 152 pour limiter leur usure lors du fonctionnement de la turbomachine 1.
La branche secondaire 160 comprend un quatrième échangeur thermique 168, une première enceinte de lubrification 162 de palier, une deuxième enceinte de lubrification 164 de palier, une troisième enceinte de lubrification 166 de palier et une enceinte de lubrification du boîtier d'accessoires 170. Elle est alimentée en lubrifiant exclusivement par le répartiteur 169 dans le mode de réalisation représenté.
Le quatrième échangeur thermique 168 peut être un échangeur de chaleur air-huile ou bien un échangeur de chaleur huile-carburant. Il peut être un échangeur de type brique ou bien un échangeur de chaleur surfacique.
Chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 est une enceinte de lubrification d'un palier d'arbre de turbomachine, notamment d'un arbre du cops haute pression ou du corps basse pression de turbomachine 1. Chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 alimente le palier correspondant pour le lubrifier et pour le refroidir. En particulier, elle lubrifie les roulements du palier lors du fonctionnement de la turbomachine 1.
L'enceinte de lubrification du boîtier d'entrainement d'accessoires 170 alimente en lubrifiant les engrenages du boîtier d'entrainement d'accessoires 170, notamment les engrenages du démarreur de la turbomachine.
La première enceinte de lubrification 162, la deuxième enceinte de lubrification 164, la troisième enceinte de lubrification 166 et le boîtier d'entrainement d'accessoires 170 sont agencés deux à deux en parallèle. Ils sont chacun agencés en aval du quatrième échangeur thermique 168.
Chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier et l'enceinte du boîtier d'entrainement d'accessoires 170 sont raccordés fluidiquement à une première branche de retour 182 de lubrifiant qui ramène du lubrifiant depuis chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier et depuis l'enceinte du boîtier d'entrainement d'accessoires 170 jusqu'au réservoir 111.
En référence plus spécifiquement à la figure 2 et à la figure 6A, la pression du lubrifiant en entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est inférieure à la valeur seuil. La turbomachine 1 est parexemple dans une phase de démarrage. La pression fournie par l'ensemble de pompage 112 est insuffisante pour alimenter la branche principale 120. La première vanne de dérivation 210 est dans la première position d'ouverture et elle alimente exclusivement la branche de dérivation 140 en lubrifiant, à travers la première sortie 213 de lubrifiant. La branche secondaire 160 n'est pas alimentée en lubrifiant, du fait de l'absence de circulation de lubrifiant dans la branche principale 120. Le lubrifiant en sortie de la branche de dérivation 140 alimente la branche prioritaire 150 en direction de l'enceinte de lubrification du réducteur 152. Le réducteur 152 est suffisamment refroidi et lubrifié malgré le faible débit et la faible pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100.
En référence plus spécifiquement à la figure 3 et à la figure 6B, la pression du lubrifiant en entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est supérieure à la valeur seuil. La turbomachine 1 est par exemple dans un régime de croisière. La pression fournie par l'ensemble de pompage 112 est suffisante pour alimenter la branche principale 120. La première vanne de dérivation 210 est dans la deuxième position d'ouverture et elle alimente exclusivement la branche principale 120 en lubrifiant, à travers la deuxième sortie 215 de lubrifiant. Le lubrifiant est refroidi dans les échangeurs thermiques 121, 122, 124 de la branche principale 120. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont chacune alimentées en lubrifiant, par la branche principale 120.
Le lubrifiant qui circule dans la branche secondaire 160 est refroidi par le quatrième échangeur thermique 168. Chacune des enceintes de lubrification de palier 162, 164, 166 et l'enceinte du boîtier d'entrainement d'accessoires 170 sont alimentées en lubrifiant.
Le lubrifiant en sortie de la branche principale 120 alimente la branche prioritaire 150 en direction de l'enceinte de lubrification du réducteur 152. Le réducteur 152 est suffisamment refroidi et lubrifié malgré la perte de charge dans la branche secondaire 160 et le débit de lubrifiant dans la branche secondaire 160.
Le fonctionnement de la première vanne de dérivation 210 au cours d'un vol de la turbomachine 1 est maintenant décrit en référence conjointe aux figures 7 et 8. Les figures 7 et 8 illustrent chacune un procédé de lubrification 300 de la turbomachine 1 au cours d'un vol.
La turbomachine 1 est d'abord dans une phase de démarrage 302, 304, dans laquelle le régime de la turbomachine est faible. Le débit et la pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100 augmentent mais ils sont insuffisants pour alimenter la branche secondaire 160. La pression du lubrifiant à l'entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est inférieure à la valeur seuil. La première vanne de dérivation 210 est dans la première position d'ouverture. Seule l'enceinte de lubrification du réducteur 152 qui est dans la branche prioritaire 150 est alimentée en lubrifiant, par l'intermédiaire de la branche de dérivation 140.
Dans un premier régime transitoire 306 de fonctionnement de la turbomachine 1, le débit de lubrifiant augmente et la pression du lubrifiant à l'entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 dépasse la valeur seuil. La première vanne de dérivation 210 bascule dans sa deuxième position stable d'ouverture dans laquelle elle alimente en lubrifiant la branche principale 120. La branche principale 120 ayant une résistance hydraulique supérieure à celle de la branche de dérivation 140, la perte de charge dans le système de lubrification 100 augmente brusquement à débit sensiblement constant de lubrifiant. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont alimentées en lubrifiant. Chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier, l'enceinte de lubrification du boîtier d'entrainement d'accessoires 170, et l'enceinte de lubrification du réducteur 152 sont alimentés en lubrifiant.
Dans un premier régime de croisière 308 de la turbomachine 1, le débit de lubrifiant augmente et la pression du lubrifiant dans le système de lubrification 100 augmente. La première vanne de dérivation 210 est dans sa deuxième position stable d'ouverture dans laquelle elle alimente en lubrifiant la branche principale 120. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont alimentées en lubrifiant. Chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier, l'enceinte de lubrification du boîtier d'entrainement d'accessoires 170, et l'enceinte de lubrification du réducteur 152 sont alimentés en lubrifiant.
Dans un autre régime de croisière 310, 312 de la turbomachine 1, le débit de lubrifiant augmente et la pression du lubrifiant dans le système de lubrification 100 diminue. La pression à l'entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est supérieure à la valeur seuil. La première vanne de dérivation 210 est dans sa deuxième position stable d'ouverture dans laquelle elle alimente en lubrifiant la branche principale 120. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont alimentées en lubrifiant. Chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier, l'enceinte de lubrification du boîtier d'entrainement d'accessoires 170, et l'enceinte de lubrification du réducteur 152 sont alimentés en lubrifiant.
Dans un deuxième régime transitoire 314 de fonctionnement de la turbomachine 1, le débit de lubrifiant diminue et la pression du lubrifiant à l'entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 diminue en dessous de la valeur seuil. La première vanne de dérivation 210 bascule dans sa première position stable d'ouverture dans laquelle elle alimente en lubrifiant la branche de dérivation 140. La branche de dérivation 140 ayant une résistance hydraulique inférieure à celle de la branche principale 120, la perte de charge dans le système de lubrification 100 diminue brusquement à débit sensiblement constant de lubrifiant. Seule l'enceinte de lubrification du réducteur 152, qui est dans la branche prioritaire 150, est alimentée en lubrifiant, par l'intermédiaire de la branche de dérivation 140.
Le débit de lubrifiant circulant dans le système de lubrification 100 est inférieur dans le deuxième régime transitoire 314 que dans le premier régime transitoire 306 de fonctionnement de la turbomachine. Le dispositif de dérivation 200 est à fonctionnement à hystérésis, ce qui est particulièrement favorable dans le cas présent. Il conduit à alimenter en lubrifiant plus longtemps la branche prioritaire 150 au démarrage de la turbomachine 1, ce qui garantit une alimentation en lubrifiant sûre de l'enceinte de lubrification du réducteur 152 malgré d'éventuelles fluctuations dans le système de lubrification. Il conduit également à alimenter en lubrifiant plus longtemps la branche secondaire 160 proche de l'arrêt de la turbomachine 1, ce qui garantit une alimentation en lubrifiant plus longue des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier de turbomachine et de l'enceinte de lubrification du boîtier d'entrainement d'accessoires 170, lorsque le réducteur 152 est plutôt moins sollicité.
Enfin, la turbomachine 1 est dans une phase d'atterrissage et d'arrêt 316, dans laquelle le régime de la turbomachine est faible. Le débit et la pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100 diminuent encore et ils sont insuffisants pour alimenter la branche secondaire 160. La première vanne de dérivation 210 est dans la première position d'ouverture. Seule l'enceinte de lubrification du réducteur 152, qui est dans la branche prioritaire 150, est alimentée en lubrifiant, par l'intermédiaire de la branche de dérivation 140.
La figure 4 représente un système de lubrification 100 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Le système de lubrification 100 selon le deuxième mode de réalisation se distingue de celui selon le premier mode de réalisation principalement par la structure de la branche prioritaire 150 et par la structure de la branche secondaire 160. Seules les différences entre le système de lubrification 100 selon le deuxième mode de réalisation par rapport au système de lubrification 100 selon le premier mode de réalisation sont décrites ci-après. L'enceinte de lubrification du boitier d'entrainement d'accessoires 170 fait partie de la branche prioritaire 150 dans le deuxième mode de réalisation, au lieu d'être dans la branche secondaire 160. L'enceinte de lubrification du boitier d'entrainement d'accessoires 170 est agencée en parallèle de l'enceinte de lubrification du réducteur 152. La branche prioritaire 150 comporte un deuxième dispositif anti-retour 133 en amont de l'enceinte de lubrification du boitier d'entrainement d'accessoires 170. Ce deuxième dispositif anti-retour 133 comprend un clapet anti-retour. Il est configuré pour empêcher la circulation de lubrifiant depuis l'enceinte de lubrification du boitier d'accessoires 170 vers la branche principale 120.
La branche secondaire 160 comprend le quatrième échangeur thermique (non représenté) et les trois enceintes de lubrification de palier 162, 164, 166 qui sont agencées chacune en parallèle les unes des autres.
A la figure 4, les résistances hydrauliques de la branche principale 120 sont représentées de manière schématique par un bloc 125 d'échangeur thermique et de répartition de lubrifiant. Le premier dispositif anti-retour 130 de la branche principale est néanmoins représenté. Il empêche la circulation de lubrifiant depuis l'enceinte de lubrification du réducteur 152 vers la branche principale 120.
Les figures 5A, 5b, 5C, 5D représentent un système de lubrification 100 selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Le système de lubrification 100 selon le troisième mode de réalisation se distingue de celui selon le premier mode de réalisation principalement par la structure du dispositif de dérivation 200. Seules les différences entre le système de lubrification 100 selon le troisième mode de réalisation par rapport au système de lubrification 100 selon le premier mode de réalisation sont décrites ci-après.
Le dispositif de dérivation 200 du système de lubrification 100 selon le troisième mode de réalisation comprend la première vanne de dérivation 210 et une deuxième vanne de dérivation 220.
Chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 est de structure identique à celle de la première vanne de dérivation 210 du système de lubrification 100 selon le premier mode de réalisation, qui a été décrite en référence aux figures 6A et 6b. Le fonctionnement de chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 au cours d'un vol de la turbomachine est analogue à celui qui a été décrit en référence à la figure 7. Le procédé de lubrification 300 de la turbomachine 1 au cours de son vol est analogue à celui qui a été décrit en référence à la figure 8.
Chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 est bistable avec une première position stable d'ouverture et une deuxième position stable d'ouverture.
Chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 est dans sa première position stable d'ouverture lorsque la pression du lubrifiant à l'entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est inférieure à la valeur seuil, pour alimenter en lubrifiant la branche principale 120.
Lorsque la première vanne de dérivation 210 est dans sa première position stable d'ouverture, l'obturateur 202 de la première vanne de dérivation 210 raccorde fluidiquement l'entrée 211 de la première vanne de dérivation à la première sortie de dérivation 213 de la première vanne de dérivation. L'obturateur 202 de la première vanne de dérivation 210 obture la deuxième sortie 215 de lubrification de la première vanne de dérivation 210.
Lorsque la deuxième vanne de dérivation 220 est dans sa première position stable d'ouverture, l'obturateur 202 de la deuxième vanne de dérivation 220 raccorde fluidiquement l'entrée 221 de la deuxième vanne de dérivation 220 à la première sortie de dérivation 223 de la deuxième vanne de dérivation. L'obturateur 202 de la deuxième vanne de dérivation 220 obture la deuxième sortie 225 de lubrification de la deuxième vanne de dérivation 220.
Chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 est dans sa deuxième position stable d'ouverture lorsque la pression du lubrifiant à l'entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est strictement supérieure à la valeur seuil, pour alimenter en lubrifiant la branche de dérivation 140.
Lorsque la première vanne de dérivation 210 est dans sa deuxième position stable d'ouverture, l'obturateur 202 de la première vanne de dérivation 210 raccorde fluidiquement l'entrée 211 de la première vanne de dérivation à la deuxième sortie de dérivation 215 de la première vanne de dérivation. L'obturateur 202 de la première vanne de dérivation 210 obture la première sortie 213 de lubrification de la première vanne de dérivation 210.
Lorsque la deuxième vanne de dérivation 220 est dans sa deuxième position stable d'ouverture, l'obturateur 202 de la deuxième vanne de dérivation 220 raccorde fluidiquement l'entrée 221 de la deuxième vanne de dérivation 220 à la deuxième sortie de dérivation 225 de la deuxième vanne de dérivation. L'obturateur 202 de la deuxième vanne de dérivation 220 obture la première sortie 223 de lubrification de la deuxième vanne de dérivation 220.
La première sortie 213 de la première vanne de dérivation 210 est raccordée fluidiquement à l'entrée 221 de lubrifiant de la deuxième vanne de dérivation 220, par un premier conduit de dérivation 143.
La deuxième sortie 215 de la première vanne de dérivation 210 est raccordée fluidiquement au conduit principal 123, pour alimenter directement en lubrifiant la branche principale 120 lorsque la pression du lubrifiant à l'entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est strictement supérieure à la valeur seuil.
La première sortie 223 de la deuxième vanne de dérivation 220 est raccordée fluidiquement au conduit de dérivation 141 pour alimenter exclusivement la branche prioritaire 150, au détriment de la branche secondaire 160, par la branche de dérivation 140. Autrement dit, la deuxième vanne de dérivation 220 est reliée fluidiquement en série à la première vanne de dérivation 210 pour alimenter la branche de dérivation 140 en lubrifiant lorsque la valeur de pression du lubrifiant est inférieure à la valeur seuil.
La deuxième sortie 225 de la deuxième vanne de dérivation 220 est raccordée fluidiquement au conduit principal 123 pour alimenter en lubrifiant la branche principale 120, en cas de défaillance de la première vanne de dérivation 210. La deuxième sortie 225 de la deuxième vanne de dérivation est notamment raccordée à la branche principale 120 en amont du premier échangeur thermique 121 de la branche principale
120. A la figure 5A, les résistances hydrauliques de la branche principale 120 sont représentées de manière schématique par un bloc 125 d'échangeur thermique et de répartition de lubrifiant. Le premier dispositif anti-retour 130 de la branche principale est néanmoins représenté. Il empêche la circulation de lubrifiant depuis l'enceinte de lubrification du réducteur 152 vers la branche principale 120. Le quatrième échangeur thermique 168 est non représenté sur cette figure.
En référence plus spécifiquement à la figure 5A, chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 fonctionne normalement. La pression du lubrifiant en entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est inférieure à la valeur seuil. La turbomachine 1 est par exemple dans une phase de démarrage. La pression fournie par l'ensemble de pompage 112 est insuffisante pour alimenter la branche principale 120. Chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 est dans la première position d'ouverture et elle alimente exclusivement la branche de dérivation 140 en lubrifiant, à travers la première sortie 213 de lubrifiant de la première vanne de dérivation 210 et à travers la première sortie 223 de lubrifiant de la deuxième vanne de dérivation 220. La branche secondaire 160 n'est pas alimentée en lubrifiant, du fait de l'absence de circulation de lubrifiant dans la branche principale 120. Le lubrifiant en sortie de la branche de dérivation 140 alimente la branche prioritaire 150 en direction de l'enceinte de lubrification du réducteur 152. Le réducteur 152 est suffisamment refroidi et lubrifié malgré le faible débit et la faible pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100.
En référence plus spécifiquement à la figure 5B, chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 fonctionne normalement. La pression du lubrifiant en entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est supérieure à la valeur seuil. La turbomachine 1 est par exemple dans un régime de croisière. La pression fournie par l'ensemble de pompage 112 est suffisante pour alimenter la branche principale 120. La première vanne de dérivation 210 est dans la deuxième position d'ouverture et elle alimente exclusivement la branche principale 120 en lubrifiant, à travers la deuxième sortie 215 de lubrifiant. L'entrée 221 de la deuxième vanne de dérivation 220 n'est pas alimentée en lubrifiant. Le lubrifiant est refroidi dans les échangeurs thermiques 121, 122, 124 de la branche principale 120. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont chacune alimentées en lubrifiant, par la branche principale 120.
Le lubrifiant qui circule dans la branche secondaire 160 est refroidi par le quatrième échangeur thermique 168. Chacune des enceintes de lubrification de palier 162, 164, 166 et l'enceinte du boîtier d'entrainement d'accessoires 170 sont alimentées en lubrifiant.
Le lubrifiant en sortie de la branche principale 120 alimente la branche prioritaire 150 en direction de l'enceinte de lubrification du réducteur 152. Le réducteur 152 est suffisamment refroidi et lubrifié malgré la perte de charge dans la branche secondaire 160 et le débit de lubrifiant dans la branche secondaire 160.
En référence plus spécifiquement à la figure 5C, la première vanne de dérivation 210 est défaillante et elle est bloquée dans sa première position stable d'ouverture. La pression du lubrifiant en entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est supérieure à la valeur seuil. La turbomachine 1 est par exemple dans un régime de croisière. La pression fournie par l'ensemble de pompage 112 est suffisante pour alimenter la branche principale 120. La défaillance de la première vanne de dérivation 210 serait susceptible de conduire à l'absence de lubrification de la branche secondaire 160, notamment de chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier et du boîtier d'entrainement d'accessoires 170. Il pourrait en découler un endommagement des roulements de la turbomachine et/ou du boîtier d'entrainement d'accessoires 170.
La première vanne de dérivation 210 est dans la première position d'ouverture et elle alimente en lubrifiant l'entrée 221 de la deuxième vanne de dérivation 220. La deuxième vanne de dérivation 220 fonctionne normalement et elle est dans sa deuxième position stable d'ouverture. L'entrée 221 de la deuxième vanne de dérivation 220 est raccordée fluidiquement à la deuxième sortie 225 de la deuxième vanne de dérivation 220 et à la branche principale 120. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont chacune alimentées en lubrifiant, par la branche principale 120.
En référence plus spécifiquement à la figure 5D, la deuxième vanne de dérivation 220 est défaillante et elle est bloquée dans sa première position stable d'ouverture. La pression du lubrifiant en entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est supérieure à la valeur seuil. La turbomachine 1 est par exemple dans un régime de croisière. La pression fournie par l'ensemble de pompage 112 est suffisante pour alimenter la branche principale 120. La défaillance de la deuxième vanne de dérivation 220 pourrait conduire à l'absence de lubrification de la branche secondaire 160, notamment de chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier et du boîtier d'entrainement d'accessoires 170. Il pourrait en découler un endommagement des roulements de la turbomachine et/ou du boîtier d'entrainement d'accessoires 170.
La première vanne de dérivation 210 est dans la deuxième position d'ouverture et elle alimente exclusivement la branche principale 120 en lubrifiant, à travers la deuxième sortie 215 de lubrifiant. L'entrée 221 de la deuxième vanne de dérivation 220 n'est pas alimentée en lubrifiant. La deuxième vanne de dérivation 220 ne peut donc pas diriger de manière anormale le lubrifiant à travers la branche de dérivation 140. Le lubrifiant est refroidi dans les échangeurs thermiques 121, 122, 124 de la branche principale 120. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont chacune alimentées en lubrifiant, par la branche principale 120.
Grâce au système de lubrification 100 selon l'invention, le réducteur 152 est alimenté en lubrifiant de manière privilégiée, par l'intermédiaire de la branche de dérivation 140, par rapport à des échangeurs thermiques 121, 122, 124 et à des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de paliers lorsque le débit de lubrifiant et la pression du lubrifiant sont trop faibles pour alimenter en lubrifiant l'ensemble du système de lubrification 100.
Le réducteur 152 est alimenté en lubrifiant par la branche de dérivation 140 lorsque la turbomachine fonctionne à bas régime. Il est notamment alimenté en lubrifiant par la branche principale 120 lorsque le débit et la pression du lubrifiant sont suffisants pour alimenter l'ensemble du système de lubrification 100, en particulier lorsque la turbomachine 1 fonctionne à haut régime.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite sans sortir du cadre de l'exposé de l'invention. En variante, la turbomachine 1 est une turbomachine à doublet d'hélices contrarotatives non carénées. De telles turbomachines 1 sont également connues en anglais sous le nom d' « Open Rotor ». Dans ce cas, le réducteur 152 est par exemple configuré pour entrainer en rotation les hélices, en les reliant notamment au corps basse pression de la turbomachine.
En variante encore, la turbomachine 1 est un turbopropulseur qui comprend une hélice en entrée de la turbomachine.
La structure de chacune des résistances hydrauliques du système de lubrification peut varier. Par exemple, chacune de ces résistance hydrauliques peut comporter un échangeur thermique, un filtre, une vanne de coupure et /ou un débitmètre.
La structure du dispositif de dérivation 200 peut varier, notamment tant que le dispositif de dérivation 200 laisse circuler du lubrifiant dans la branche principale 120 au moins pour certains régimes de fonctionnement de la turbomachine 1.
En variante, le dispositif de dérivation 200 est à commande mécanique, électrique et/ou pneumatique. Le dispositif de dérivation 200 peut être commandé électriquement, par exemple par un système de régulation numérique de la turbomachine. Un tel système de régulation numérique est également connu sous le nom de « FADEC ».
En variante du troisième mode de réalisation, le dispositif de dérivation 200 peut comporter une première vanne de dérivation 210 et une deuxième vanne de dérivation 220 qui sont agencées fluidiquement en parallèle. Néanmoins, l'agencement du dispositif de dérivation 200 du système de lubrification 100 selon le troisième mode de réalisation reste préféré à une telle variante de réalisation, puisqu'il favorise une meilleure répartition du lubrifiant en cas de défaillance d'une vanne parmi la première vanne de dérivation 210 et la deuxième vanne de dérivation 220.
La structure de la première vanne de dérivation 210 et/ou celle de la deuxième vanne de dérivation 220 peut varier.
En variante, le moyen élastique de sollicitation 204 d'au moins une vanne de dérivation 210, 220 comprend un ressort de traction qui est situé dans la deuxième chambre 209 et qui sollicite l'obturateur 202 vers la première position d'ouverture de cette vanne. En variante, au moins la première vanne de dérivation 210 comprend au moins une position d'ouverture stable entre la première position stable d'ouverture et la deuxième position stable d'ouverture, dans laquelle l'obturateur 202 de la première vanne de dérivation 210 alimente partiellement la branche principale 120 et partiellement la branche de dérivation 140. La première vanne de dérivation 210 peut comprendre une pluralité de positions d'ouverture stable entre la entre la première position stable d'ouverture et la deuxième position stable d'ouverture, par exemple une continuité de positions d'ouverture stable ou une suite de positions d'ouvertures stables discrètes.
Plus généralement, la première vanne de dérivation 210 et/ou la deuxième vanne de dérivation 220 peuvent être un autre type de distributeur qu'un distributeur hydraulique trois voies, deux positions.
En variante encore, l'entrée de pressurisation 215 de la première vanne de dérivation 210 peut déboucher dans la première chambre 207 de la première vanne de dérivation 210 et/ou l'entrée de pressurisation 215 de la deuxième vanne de dérivation 220 peut déboucher dans la première chambre 207 de la deuxième vanne de dérivation 220.
En variante, l'obturateur 202 de la première vanne de dérivation 210 comprend un clapet et/ou l'obturateur 202 de la deuxième vanne de dérivation 220 comprend un clapet.
La structure de la deuxième vanne de dérivation 220 est par exemple différente de celle de la première vanne de dérivation 210.
En variante du deuxième mode de réalisation, le dispositif de dérivation 200 comprend une deuxième vanne de dérivation 220 en plus de la première vanne de dérivation 210, et le dispositif de dérivation 200 a une structure similaire, sinon identique, à celle du dispositif de dérivation du système de lubrification selon le troisième mode de réalisation.
La branche principale 120 et la branche de dérivation 140 sont chacune de structure variable. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont chacune de structure variable. En particulier, l'agencement, le nombre et la nature des résistances hydrauliques dans le système de lubrification 100 peut varier. Le nombre d'échangeurs thermiques 121, 122, 124 de la branche peut varier. La branche principale 120 peut comporter au moins un filtre.
La branche de dérivation 140 peut comprendre au moins un échangeur thermique.
La branche prioritaire 150 peut être dépourvue de vanne de coupure 132 en amont du réducteur 152 ou bien être dépourvue de clapet anti-retour 130, notamment lorsque la vanne de coupure 132 sert également de dispositif anti-retour.
En variante du deuxième mode de réalisation, le système de lubrification 100 peut comporter un seul clapet anti-retour 130 qui est situé entre la sortie de la branche principale 120 et l'entrée de la branche prioritaire 150.
En variante du deuxième mode de réalisation, la branche prioritaire 150 peut comporter un répartiteur de lubrifiant, typiquement un distributeur hydraulique, pour répartir le débit de lubrifiant entre le réducteur 152 et la boîtier d'entrainement d'accessoires 170.
Le nombre d'enceintes de lubrification 162, 164, 166 de la branche secondaire 160 peut varier.
Selon une variante de réalisation, le système de lubrification 100 comprend un dispositif de surveillance de position d'obturateur 202 de chaque vanne de dérivation qui est configuré pour surveiller la position de l'obturateur 202.
Ce dispositif de surveillance est par exemple configuré pour déterminer une pression de lubrifiant dans la branche principale 120, par exemple au moyen d'un premier capteur de pression, et pour déterminer une pression de lubrifiant dans la branche de dérivation 140, par exemple au moyen d'un deuxième capteur de pression. Le dispositif de surveillance peut surveiller la position de l'obturateur 202 en comparant la valeur de pression de lubrifiant dans la branche principale 120 et la valeur de pression de lubrifiant dans la branche de dérivation 140.

Claims

l REVENDICATIONS
1. Système de lubrification (100) pour turbomachine (1) comportant un réducteur (152) pour entrainer un module de la turbomachine (1), comprenant : une branche principale (120) comprenant au moins un échangeur thermique (121, 122, 124, 125), et une branche de dérivation (140) qui est agencée en parallèle de la branche principale (120), la branche de dérivation (140) comprenant une résistance hydraulique qui est inférieure à la résistance hydraulique de la branche principale (120), le réducteur (152) qui est situé en aval de la branche principale (120) et de la branche de dérivation (140), le système de lubrification (100) comprenant au moins un dispositif de dérivation (200) qui est configuré pour alimenter la branche de dérivation (140) en lubrifiant lorsqu'une valeur de pression du lubrifiant est inférieure à une valeur seuil.
2. Système de lubrification (100) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de dérivation (200) est configuré pour alimenter la branche principale (120) en lubrifiant lorsque la valeur de pression du lubrifiant est strictement supérieure à la valeur seuil, le dispositif de dérivation (200) étant notamment à commande mécanique et/ou hydraulique par pression du lubrifiant.
3. Système de lubrification (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de dérivation (200) comprend une entrée (211) de lubrifiant, une première sortie (213) de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche de dérivation (140), une deuxième sortie (215) qui est raccordée fluidiquement à la branche principale (120), un obturateur (202) configuré pour obturer au moins partiellement la première sortie (213) et/ou la deuxième sortie (215), et un moyen de sollicitation élastique (204) de l'obturateur qui est configuré pour solliciter élastiquement l'obturateur (202) pour qu'il obture la deuxième sortie (215), l'obturateur (202) étant notamment configuré pour laisser du lubrifiant circuler vers la première sortie (213) lorsqu'une pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil.
4. Système de lubrification (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de dérivation (200) comprend une première vanne de dérivation (210) et/ou une deuxième vanne de dérivation (220), la première vanne de dérivation (210) et/ou la deuxième vanne de dérivation (220) comprenant notamment un tiroir, la première vanne de dérivation (210) étant de préférence bistable, la première vanne de dérivation (210) comprenant de préférence une première position stable d'ouverture dans laquelle la première vanne de dérivation (210) alimente la branche de dérivation (140) en lubrifiant et une deuxième position stable d'ouverture dans laquelle la première vanne de dérivation (210) alimente la branche principale (120) en lubrifiant, la deuxième vanne de dérivation (220) étant de préférence bistable, la deuxième vanne de dérivation (220) comprenant de préférence une première position stable d'ouverture dans laquelle la deuxième vanne de dérivation (220) alimente la branche de dérivation (140) en lubrifiant et une deuxième position stable d'ouverture dans laquelle la deuxième vanne de dérivation (220) est configurée pour alimenter la branche principale (120) en lubrifiant.
5. Système de lubrification (100) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de dérivation (200) comprend une première vanne de dérivation (210) et une deuxième vanne de dérivation (220) qui est reliée fluidiquement en série à la première vanne de dérivation (210) pour que la première vanne de dérivation (210) et la deuxième vanne de dérivation (220) alimentent la branche de dérivation (140) en lubrifiant lorsque la valeur de pression du lubrifiant est inférieure à la valeur seuil, la première vanne de dérivation (210) étant configurée pour alimenter fluidiquement directement la branche principale (120) lorsque la valeur de pression du lubrifiant est strictement supérieure à la valeur seuil.
6. Système de lubrification (100) selon la revendication précédente dépendant de la revendication 3, dans lequel la première vanne de dérivation (210) comprend une entrée (211) de lubrifiant, une première sortie (213) de lubrifiant, une deuxième sortie (215) qui est raccordée fluidiquement à la branche principale (120) en amont de l'échangeur thermique (121, 122, 124, 125), un obturateur (202) configuré pour obturer la première sortie (213) ou la deuxième sortie (215), et un moyen de sollicitation élastique (204) de l'obturateur qui est configuré pour solliciter élastiquement l'obturateur (202) pour qu'il obture la deuxième sortie (215), l'obturateur (202) de la première vanne de dérivation (210) étant configuré pour laisser du lubrifiant circuler vers la première sortie (213) lorsqu'une pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil de pression, la deuxième vanne de dérivation (220) comprend une entrée (221) de lubrifiant, une première sortie (223) de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche de dérivation (140), une deuxième sortie (225) qui est raccordée fluidiquement à la branche principale (120) en amont de l'échangeur thermique (121, 122, 124, 125), un obturateur (202) configuré pour obturer la première sortie (223) ou la deuxième sortie (225), et un moyen de sollicitation élastique (204) de l'obturateur qui est configuré pour solliciter élastiquement l'obturateur (202) pour qu'il obture la deuxième sortie (225), l'obturateur (202) de la deuxième vanne de dérivation (220) étant configuré pour laisser du lubrifiant circuler vers la première sortie (223) lorsqu'une pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil de pression, la première sortie (213) de la première vanne de dérivation (210) étant raccordée fluidiquement à l'entrée (221) de lubrifiant de la deuxième vanne de dérivation (220).
7. Système de lubrification (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un dispositif anti-retour (130, 131) qui est configuré pour limiter/empêcher la circulation de lubrifiant du réducteur (152) vers la branche principale (120), le dispositif anti-retour (130, 131) comprenant notamment un clapet anti-retour.
8. Système de lubrification (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes dépendant de la revendication 3, comprenant un dispositif de surveillance de position d'obturateur qui est configuré pour surveiller la position de l'obturateur (202) du dispositif de dérivation.
9. Système de lubrification (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la branche principale (120) comprend l'échangeur thermique (121, 122, 124, 125), un filtre, un réservoir, une pompe et/ou une vanne, la branche principale (120) comprenant notamment un répartiteur (169) de lubrifiant.
10. Système de lubrification (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la branche principale (120) et/ou la branche de dérivation (140) sont configurées pour alimenter en lubrifiant un boîtier d'entrainement d'accessoires (170) pour turbomachine (1) qui comporte une pompe à carburant, une pompe à lubrifiant, un générateur électrique et/ou un démarreur pour démarrer la turbomachine (1), le démarreur comprenant de préférence un train d'engrenages.
11. Turbomachine (1) comprenant un système de lubrification (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module de turbomachine (1) comprend une soufflante (3) ou une hélice, un compresseur (4, 6) et une turbine (8, 9), le réducteur (152) étant configuré pour être entraîné par la turbine (8, 9), la turbine (8, 9) étant une turbine basse pression (9) de turbomachine (1).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4310306A1 (fr) * 2022-07-18 2024-01-24 Rolls-Royce plc Système de propulsion d'aéronef

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0500487A1 (fr) * 1991-02-21 1992-08-26 United Technologies Corporation Dispositif amélioré de filtrage d'huile et procédé
EP2630340A2 (fr) * 2010-10-20 2013-08-28 Turbomeca Dispositif de lubrification avec vanne de derivation.
EP2855885A1 (fr) * 2012-06-01 2015-04-08 Snecma Circuit de fluide dans une turbomachine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0500487A1 (fr) * 1991-02-21 1992-08-26 United Technologies Corporation Dispositif amélioré de filtrage d'huile et procédé
EP2630340A2 (fr) * 2010-10-20 2013-08-28 Turbomeca Dispositif de lubrification avec vanne de derivation.
EP2855885A1 (fr) * 2012-06-01 2015-04-08 Snecma Circuit de fluide dans une turbomachine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4310306A1 (fr) * 2022-07-18 2024-01-24 Rolls-Royce plc Système de propulsion d'aéronef

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