FR2938013A1 - Turbomachine e.g. turbojet engine, for aircraft, has set of roller bearings placed within lubricated sealed chamber and arranged in upstream of combustion chamber along direction of main flow of gases through turbomachine - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte à une turbomachine (1), de préférence pour aéronef, comprenant une partie compresseur (2), une chambre de combustion (4), une partie turbine (6), au moins un arbre (10a, 10b) portant les éléments tournants de la partie compresseur et de la partie turbine, ainsi qu'une pluralité de paliers supportant l'arbre. Selon l'invention, la pluralité de paliers comprend un ou plusieurs paliers aérodynamiques (12) ainsi qu'un ou plusieurs paliers à roulements (14), chacun des paliers à roulements (14) étant disposé en amont de la chambre de combustion (4), selon un sens d'écoulement principal des gaz (5) à travers la turbomachine.The present invention relates to a turbomachine (1), preferably for an aircraft, comprising a compressor part (2), a combustion chamber (4), a turbine part (6), at least one shaft (10a, 10b) carrying the rotating elements of the compressor part and the turbine part, as well as a plurality of bearings supporting the shaft. According to the invention, the plurality of bearings comprises one or more aerodynamic bearings (12) and one or more rolling bearings (14), each of the rolling bearings (14) being arranged upstream of the combustion chamber (4). ), according to a main flow direction of the gases (5) through the turbomachine.
Description
TURBOMACHINE A PALIERS MIXTES DE SUPPORT D'ARBRES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte de façon générale au domaine des turbomachines, de préférence pour aéronef, par exemple du type turboréacteur, turbopropulseur, turbomoteur, groupe auxiliaire de puissance (de l'anglais Auxiliary Power Unit ). ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Une turbomachine comprend de manière classique un ou plusieurs arbres portant les éléments tournants des parties compresseur et turbine de cette turbomachine. Habituellement, ces arbres sont guidés par des paliers à roulements espacés axialement les uns des autres, les roulements pouvant être du type à billes ou à rouleaux. Ils nécessitent d'être lubrifiés, généralement par un jet d'huile, en permanence durant le fonctionnement de la turbomachine. Pour ce faire, chaque palier à roulements est agencé dans une enceinte lubrifiée de la turbomachine, dont l'étanchéité est assurée par un système de joints à labyrinthes pressurisé par un prélèvement d'air, généralement effectué sur le compresseur. A cette fin, des joints tournants dits doubles , de conception complexe, sont employés. Comme mentionné ci-dessus, ces paliers à roulements lubrifiés sont espacés axialement les uns de 30 autres, impliquant généralement la présence de l'un ou de plusieurs d'entre eux dans une zone chaude de la turbomachine, à savoir au droit de la chambre de combustion ou en aval de cette chambre, par exemple dans la partie turbine. TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to the field of turbomachines, preferably for aircraft, for example of the turbojet, turboprop, turbine engine, auxiliary power unit (English Auxiliary) type. Power Unit). STATE OF THE PRIOR ART A turbomachine conventionally comprises one or more shafts carrying the rotating elements of the compressor and turbine parts of this turbomachine. Usually, these shafts are guided by rolling bearings axially spaced from one another, the bearings being of the ball or roller type. They need to be lubricated, generally by an oil jet, permanently during operation of the turbomachine. To do this, each rolling bearing is arranged in a lubricated chamber of the turbomachine, the sealing is provided by a system of labyrinth seals pressurized by a sample of air, generally performed on the compressor. To this end, so-called double rotary joints, of complex design, are employed. As mentioned above, these lubricated rolling bearings are axially spaced from each other, generally involving the presence of one or more of them in a hot zone of the turbomachine, namely to the right of the chamber. combustion or downstream of this chamber, for example in the turbine part.
Cet agencement engendre une forte exposition du lubrifiant à la chaleur. Il en résulte plusieurs inconvénients, dont notamment celui de la nécessité, dans certains cas, d'implanter un système d'échangeur thermique pour refroidir le lubrifiant, susceptible de se réchauffer considérablement au contact des éléments chauds. De plus, le lubrifiant réchauffé se dégrade rapidement, ce qui a pour effet de multiplier les opérations de maintenance visant à changer le lubrifiant présent dans les cavités logeant les paliers à roulements. En outre, la séparation du mélange air de pressurisation / lubrifiant chaud issu du drainage des cavités est délicate à gérer, et des vapeurs de lubrifiant sont nécessairement émises, impliquant un risque de pollution du circuit d'air de pressurisation de l'aéronef. De l'art antérieur, il est également connu, en particulier du document US 7 251 942 B2, l'utilisation de paliers aérodynamiques pour supporter en rotation les arbres tournants d'un groupe auxiliaire de puissance. Si cette technologie permet de s'affranchir des contraintes de lubrification, elle présente néanmoins l'inconvénient de ne supporter que de faibles charges axiales, et ne peut donc être appliquée aux turbomachines de forte puissance. This arrangement generates a high exposure of the lubricant to heat. This results in several disadvantages, including that of the need, in some cases, to implement a heat exchanger system to cool the lubricant, likely to heat up considerably in contact with the hot elements. In addition, the heated lubricant degrades rapidly, which has the effect of multiplying the maintenance operations to change the lubricant present in the cavities housing the rolling bearings. In addition, the separation of the pressurizing air / hot lubricant mixture from the drainage of the cavities is difficult to manage, and lubricant vapors are necessarily emitted, involving a risk of pollution of the pressurizing air circuit of the aircraft. From the prior art, it is also known, in particular from US Pat. No. 7,251,942 B2, the use of aerodynamic bearings for rotating the rotating shafts of an auxiliary power unit. While this technology makes it possible to overcome the constraints of lubrication, it nevertheless has the disadvantage of supporting only low axial loads, and therefore can not be applied to high power turbomachines.
EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur. DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is therefore to remedy at least partially the disadvantages mentioned above, relating to the embodiments of the prior art.
Pour ce faire, l'invention a pour objet une turbomachine pour aéronef comprenant une partie compresseur, une chambre de combustion, une partie turbine, au moins un arbre portant les éléments tournants de la partie compresseur et de la partie turbine, ainsi qu'une pluralité de paliers supportant ledit arbre. Selon l'invention, ladite pluralité de paliers comprend un ou plusieurs paliers aérodynamiques ainsi qu'un ou plusieurs paliers à roulements, chacun desdits un ou plusieurs paliers à roulements étant disposé en amont de la chambre de combustion, selon un sens d'écoulement principal des gaz à travers la turbomachine. En d'autres termes, toute la partie chaude de la turbomachine est dépourvue de palier à roulements, puisque ce ou ces paliers se trouvent à présent exclusivement en amont de la chambre de combustion, et encore plus préférentiellement en amont de la partie compresseur où la température est largement plus faible. De ce fait, la lubrification associée à ces paliers à roulements n'est plus pénalisée par une ambiance chaude environnante. Cela permet en particulier de supprimer ou de réduire la taille du système d'échangeur thermique destiné à refroidir le lubrifiant, de limiter la dégradation de ce dernier sous l'effet de la chaleur, et donc de réduire les opérations de maintenance visant à changer 3 le lubrifiant traversant les cavités logeant les paliers à roulements. En outre, il peut également être procédé à la suppression ou à la diminution du séparateur du mélange air de pressurisation / lubrifiant chaud issu du drainage des cavités. Par ailleurs, les vapeurs toxiques de lubrifiant émises sont fortement amoindries, impliquant avantageusement une baisse de la pollution du circuit d'air de pressurisation de l'aéronef. For this purpose, the subject of the invention is an aircraft turbomachine comprising a compressor part, a combustion chamber, a turbine part, at least one shaft carrying the rotating elements of the compressor part and of the turbine part, as well as a plurality of bearings supporting said shaft. According to the invention, said plurality of bearings comprises one or more aerodynamic bearings and one or more rolling bearings, each of said one or more rolling bearings being disposed upstream of the combustion chamber, in a main direction of flow. gases through the turbomachine. In other words, the entire hot part of the turbomachine is free of rolling bearings, since this or these bearings are now exclusively upstream of the combustion chamber, and even more preferably upstream of the compressor part where the temperature is significantly lower. As a result, the lubrication associated with these rolling bearings is no longer penalized by a surrounding hot environment. This allows in particular to eliminate or reduce the size of the heat exchanger system for cooling the lubricant, to limit the degradation of the latter under the effect of heat, and therefore to reduce the maintenance operations to change 3 the lubricant passing through the cavities housing the rolling bearings. In addition, the separator of the pressurizing air / hot lubricant mixture from the drainage of the cavities can also be removed or reduced. Furthermore, the toxic vapors of lubricant emitted are greatly reduced, advantageously involving a decrease in the pollution of the pressurizing air circuit of the aircraft.
Par conséquent, l'invention procure, du fait de l'emplacement du ou des paliers à roulements en zone froide de la turbomachine, une diminution de la masse globale, une réduction des coûts de production et de maintenance, une diminution des rejets de vapeur de lubrifiant, une réduction de la consommation de lubrifiant, une meilleure fiabilité de ces roulements, et une diminution de la puissance dissipée dans la circulation du lubrifiant. En outre, le ou les autres paliers aérodynamiques, remplaçant les paliers à roulements traditionnels de la zone chaude de la turbomachine, ne nécessitent pas d'être lubrifiés, et ne requièrent donc aucun équipement relatif à une telle lubrification. Il en résulte par conséquent, par rapport à une solution où seuls des paliers à roulements sont employés, une diminution du nombre de pièces et de la masse globale, une réduction des couts de production et de maintenance, une diminution des rejets de vapeur de lubrifiant, une réduction de la consommation de lubrifiant, et une diminution de la puissance dissipée dans la circulation du lubrifiant. De plus, quand bien même les paliers aérodynamiques sont prévus pour être placés dans des cavités dont l'étanchéité est assurée par un système de joints dynamiques, par exemple du type joints à labyrinthes, ce système étant pressurisé par un prélèvement d'air, ce prélèvement ne nécessite pas d'être aussi conséquent que celui opéré pour assurer l'étanchéité d'une cavité lubrifiée intégrant un palier à roulements, de sorte qu'un autre avantage réside dans la diminution des pertes en air, et donc dans l'augmentation des performances globales de la turbomachine. En outre, les joints dynamiques requis pour assurer l'étanchéité de ces cavités renfermant des paliers aérodynamiques, sont nettement moins complexes et moins encombrants que ceux utilisés pour assurer l'étanchéité vis-à-vis des enceintes lubrifiées. Avec la mixité offerte par la présente invention en matière de paliers supportant le ou les arbres tournants de la turbomachine, les paliers aérodynamiques reprennent essentiellement les charges radiales, tandis que les paliers à roulements reprennent essentiellement les charges axiales. Cette solution se révèle ainsi tout à fait adaptée pour les turbomachines de forte puissance, contrairement aux réalisations de l'art antérieur n'intégrant que des paliers aérodynamiques. De préférence, ladite pluralité de paliers comprend au moins un palier à roulements logé au sein d'une enceinte étanche lubrifiée intégrant une boîte d'engrenages de la turbomachine. Therefore, the invention provides, due to the location of the bearings or bearings in the cold zone of the turbomachine, a reduction in overall weight, a reduction in production and maintenance costs, a reduction in steam discharges. lubricant, a reduction in lubricant consumption, a better reliability of these bearings, and a decrease in the power dissipated in the lubricant circulation. In addition, the one or more aerodynamic bearings, replacing the traditional rolling bearings of the hot zone of the turbomachine, do not need to be lubricated, and therefore require no equipment relating to such lubrication. As a result, compared to a solution where only rolling bearings are employed, a reduction in the number of parts and the overall mass, a reduction in production and maintenance costs, a decrease in lubricant vapor discharges. , a reduction in lubricant consumption, and a decrease in the power dissipated in the lubricant circulation. In addition, even though the aerodynamic bearings are intended to be placed in cavities whose sealing is provided by a system of dynamic seals, for example of the type joined labyrinths, this system being pressurized by a sample of air, this sampling does not need to be as important as that operated to ensure the sealing of a lubricated cavity incorporating a rolling bearing, so that another advantage lies in the reduction of air losses, and therefore in the increase overall performance of the turbomachine. In addition, the dynamic seals required to seal these cavities containing aerodynamic bearings, are significantly less complex and less cumbersome than those used to seal against lubricated enclosures. With the mix offered by the present invention in bearings supporting the rotating shaft (s) of the turbomachine, the aerodynamic bearings essentially take up the radial loads, while the rolling bearings essentially take up the axial loads. This solution is thus quite suitable for high power turbomachines, unlike prior art embodiments incorporating only aerodynamic bearings. Preferably, said plurality of bearings comprises at least one rolling bearing housed within a lubricated sealed enclosure incorporating a gearbox of the turbomachine.
Ainsi, cela permet de partager la gestion de la lubrification avec un autre élément de la turbomachine, à savoir la boîte d'engrenages, connue de l'homme du métier et ayant des fonctions spécifiques en fonction de la nature de la turbomachine concernée. De par le regroupement de cette boîte d'engrenages avec un ou plusieurs paliers à roulements dans une même enceinte étanche lubrifiée, il en résulte une diminution du nombre de pièces et de la masse globale, une réduction des coûts de production et de maintenance, une réduction de la quantité de lubrifiant nécessaire, et une diminution de la puissance dissipée dans la circulation du lubrifiant. En outre, il est de préférence fait en sorte que ladite pluralité de paliers comprend au moins deux paliers à roulements logés dans une même enceinte étanche lubrifiée, par exemple celle intégrant la boîte d'engrenages précitée, ou tout autre enceinte de la turbomachine. Ici encore, il est possible de bénéficier de l'ensemble des avantages qui viennent d'être décrits, étant donné que la gestion de la lubrification de plusieurs paliers à roulements peut être assurée par un même système d'équipements dédié à l'enceinte intégrant ces paliers. De préférence, la turbomachine comprend un ou plusieurs arbres portant les éléments tournants de la partie compresseur et de la partie turbine, par exemple deux. A titre indicatif, la turbomachine est un turboréacteur, un turbopropulseur, un turbomoteur, ou un groupe auxiliaire de puissance (de l'anglais Auxiliary Power Unit ). Thus, this makes it possible to share the management of the lubrication with another element of the turbomachine, namely the gearbox, known to those skilled in the art and having specific functions depending on the nature of the turbomachine concerned. By grouping this gearbox with one or more rolling bearings in the same lubricated sealed enclosure, this results in a reduction in the number of parts and the overall mass, a reduction in production and maintenance costs, a reduction in reduction of the quantity of lubricant required, and a reduction of the power dissipated in the circulation of the lubricant. In addition, it is preferably made so that said plurality of bearings comprises at least two rolling bearings housed in the same lubricated sealed enclosure, for example that incorporating the aforementioned gearbox, or any other enclosure of the turbomachine. Here again, it is possible to benefit from all the advantages that have just been described, since the lubrication management of several rolling bearings can be ensured by the same system of equipment dedicated to the enclosure integrating these bearings. Preferably, the turbomachine comprises one or more shafts carrying the rotating elements of the compressor part and the turbine part, for example two. As an indication, the turbomachine is a turbojet engine, a turboprop, a turbine engine, or an auxiliary power unit (English Auxiliary Power Unit).
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - les figures 1 à 6 représentent des vues en coupe longitudinale de turbomachines pour aéronef selon des modes de réalisation préférés de la présente invention ; et - la figure 7 représente une vue en coupe longitudinale schématisant un exemple de réalisation d'une enceinte pressurisée logeant un palier aérodynamique. Other advantages and features of the invention will become apparent in the detailed non-limiting description below. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS This description will be made with reference to the appended drawings among which; - Figures 1 to 6 show longitudinal sectional views of aircraft turbomachines according to preferred embodiments of the present invention; and FIG. 7 represents a view in longitudinal section schematizing an exemplary embodiment of a pressurized enclosure housing an aerodynamic bearing.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence à la figure 1, on peut apercevoir une partie d'une turbomachine 1 selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention. DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS With reference to FIG. 1, part of a turbomachine 1 can be seen according to a first preferred embodiment of the present invention.
De l'amont vers l'aval dans un sens d'écoulement principal des gaz au sein de la turbomachine, représenté par la flèche 5, la turbomachine 1 comprend, une partie compresseur 2, une chambre de combustion 4, et une partie turbine 6, tous ces éléments étant centrés sur l'axe longitudinal 8 de cette turbomachine. Dans ce mode de réalisation préféré, la partie turbine 6 comporte une turbine haute pression 6a ainsi qu'une turbine basse pression 6b décalée de la première selon la direction axiale. From upstream to downstream in a main flow direction of the gases within the turbomachine, represented by the arrow 5, the turbomachine 1 comprises, a compressor part 2, a combustion chamber 4, and a turbine part 6 all these elements being centered on the longitudinal axis 8 of this turbomachine. In this preferred embodiment, the turbine portion 6 comprises a high-pressure turbine 6a and a low-pressure turbine 6b offset from the first in the axial direction.
En outre, la turbomachine comprend un système d'arbres 10 portant les éléments tournants des parties compresseur 2 et turbine 6. Plus précisément, un premier arbre 10a porte les éléments tournants de la turbine haute pression 6a, et les éléments tournants de la partie compresseur 2, qui est ici un unique compresseur haute pression. L'extrémité avant de l'arbre 10a peut être reliée à tout récepteur de la turbomachine. En outre, un second arbre 10b, concentrique avec le premier, porte les éléments tournants de la turbine basse pression 6b. L'extrémité avant de l'arbre 10b peut être reliée à tout récepteur de la turbomachine. D'une manière connue, la détente des gaz à travers les turbines 6a, 6b assure la mise en rotation des arbres 10a, 10b, qui sont reliés au carter de la turbomachine par une pluralité de paliers assurant leur support en rotation selon l'axe 8. L'une des particularités de la présente invention consiste à utiliser simultanément des paliers à roulements et des paliers aérodynamiques, chacun disposant d'une conception connue de l'homme du métier. Les paliers à roulements, du type roulements à billes ou à rouleaux, sont agencés préférentiellement en amont du compresseur haute pression 2, à savoir dans la partie la plus froide de la turbomachine, tandis que les paliers aérodynamiques sont agencés de préférence au droit de la chambre de combustion, ou en aval de celle-ci. In addition, the turbomachine comprises a shaft system 10 carrying the rotating elements of the compressor 2 and turbine 6 parts. More specifically, a first shaft 10a carries the rotating elements of the high-pressure turbine 6a, and the rotating elements of the compressor part. 2, which is here a single high pressure compressor. The front end of the shaft 10a can be connected to any receiver of the turbomachine. In addition, a second shaft 10b, concentric with the first, carries the rotating elements of the low pressure turbine 6b. The front end of the shaft 10b can be connected to any receiver of the turbomachine. In a known manner, the expansion of the gases through the turbines 6a, 6b ensures the rotation of the shafts 10a, 10b, which are connected to the casing of the turbomachine by a plurality of bearings ensuring their support in rotation along the axis 8. One of the particularities of the present invention is the simultaneous use of rolling bearings and aerodynamic bearings, each having a design known to those skilled in the art. Rolling bearings, of the ball-bearing or roller type, are preferably arranged upstream of the high-pressure compressor 2, namely in the coldest part of the turbomachine, while the aerodynamic bearings are preferably arranged in line with the combustion chamber, or downstream thereof.
Dans le premier mode de réalisation préféré, deux paliers aérodynamiques 12 sont agencés au droit de la partie turbine 6, de préférence dans l'espace inter-turbines délimité entre la turbine 6a et la turbine 6b, chacun supportant l'un des arbres 10a, 10b. Comme cela sera décrit en référence à la figure 7, chacun de ces paliers 12 peut être agencé dans une enceinte rendue étanche à l'aide d'un prélèvement d'air issu du compresseur haute pression 2. L'étanchéité est alors recherchée pour éviter l'ingestion de gaz chaud dans les paliers aérodynamiques. A titre indicatif, une même et unique enceinte étanche peut regrouper les deux paliers 12. En outre, il est prévu deux paliers à roulements 14 en amont du compresseur haute pression 2, chacun supportant l'un des arbres 10a, 10b, impliquant que chacun de ces derniers est porté par un palier à roulements à son extrémité avant assurant l'essentiel de la reprise de la charge axiale, et un palier aérodynamique à son extrémité arrière assurant une partie de la reprise de la charge radiale. In the first preferred embodiment, two aerodynamic bearings 12 are arranged in line with the turbine part 6, preferably in the inter-turbine space delimited between the turbine 6a and the turbine 6b, each supporting one of the shafts 10a, 10b. As will be described with reference to FIG. 7, each of these bearings 12 can be arranged in an enclosure sealed with the aid of an air bleed from the high-pressure compressor 2. The sealing is then sought to avoid the ingestion of hot gas in the aerodynamic bearings. As an indication, one and the same sealed enclosure can combine the two bearings 12. In addition, there are two rolling bearings 14 upstream of the high pressure compressor 2, each supporting one of the shafts 10a, 10b, implying that each of these is carried by a rolling bearing at its front end ensuring the bulk of the recovery of the axial load, and an aerodynamic bearing at its rear end ensuring part of the recovery of the radial load.
Pour une meilleure optimisation, les deux paliers 14 sont regroupés au sein d'une même enceinte étanche lubrifiée 16, généralement par de l'huile. Ainsi, ils peuvent avantageusement partager le même circuit de lubrification (non représenté), intégrant par exemple un séparateur du mélange air/lubrifiant, un système de pompe de récupération de ce mélange, et/ou encore un système d'échange thermique air/lubrifiant ou carburant/lubrifiant. Pour une optimisation encore meilleure, cette enceinte 16 est choisie pour être celle intégrant déjà une boîte d'engrenages (non représentée), dédiée au fonctionnement de la turbomachine et ayant des fonctions spécifiques en fonction de la nature de la turbomachine concernée. Il peut par exemple s'agir du réducteur d'un turboréacteur ou d'un turbopropulseur, de la boîte relais d'une unité auxiliaire de puissance, ou encore du couple conique de renvoi d'angle d'un turboréacteur. En particulier, un ou plusieurs composants peuvent être reliés mécaniquement à la sortie de cette boîte d'engrenages, elle-même entraînée par le système d'arbres 10. Comme composant, il peut par exemple s'agir d'un démarreur, d'un ou plusieurs alternateurs, d'un arbre de transmission principal dans le cas d'un turbomoteur, de pompes à carburant et à lubrification, d'un séparateur air/lubrifiant, ou encore d'un compresseur basse pression dans le cas d'un turboréacteur à double flux. Naturellement, il est envisagé le cas où la boîte d'engrenages entraîne l'un ou plusieurs de ces composants en étant placée dans une autre enceinte que celle logeant les paliers à roulements 14, et le cas où l'un ou plusieurs de ces composants sont entraînés directement par le système d'arbres 10. Dans le second mode de réalisation montré sur la figure 2, le palier aérodynamique 12 associé au premier arbre 10a à été déplacé au droit de la chambre de combustion 4, c'est-à-dire de manière à être recouvert radialement par celle-ci, tandis que le palier aérodynamique 12 associé au second arbre 10b à été déplacé en aval de la turbine basse pression 6b. For better optimization, the two bearings 14 are grouped together in the same lubricated sealed enclosure 16, generally with oil. Thus, they can advantageously share the same lubrication circuit (not shown), integrating, for example, a separator of the air / lubricant mixture, a pump system for recovering this mixture, and / or an air / lubricant heat exchange system. or fuel / lubricant. For an even better optimization, this chamber 16 is chosen to be one already incorporating a gearbox (not shown), dedicated to the operation of the turbomachine and having specific functions depending on the nature of the turbomachine concerned. It may for example be the reducer of a turbojet engine or a turboprop, the relay box of an auxiliary power unit, or the tapered bevel gear of a turbojet engine. In particular, one or more components can be mechanically connected to the output of this gearbox, itself driven by the shaft system 10. As component, it can for example be a starter, one or more generators, a main transmission shaft in the case of a turbine engine, fuel and lubrication pumps, an air / lubricant separator, or a low pressure compressor in the case of a turbofan engine. Naturally, it is envisaged the case where the gearbox drives one or more of these components by being placed in a chamber other than that housing the rolling bearings 14, and the case where one or more of these components are driven directly by the shaft system 10. In the second embodiment shown in Figure 2, the aerodynamic bearing 12 associated with the first shaft 10a has been moved to the right of the combustion chamber 4, that is to say said to be radially covered by it, while the aerodynamic bearing 12 associated with the second shaft 10b has been moved downstream of the low pressure turbine 6b.
Dans le troisième mode de réalisation montré sur la figure 3, le palier aérodynamique 12 associé au premier arbre 10a est agencé au droit de la chambre de combustion 4, tandis que le palier aérodynamique 12 associé au second arbre 10b est agencé dans l'espace inter-turbines. Dans le quatrième mode de réalisation montré sur la figure 4, le palier aérodynamique 12 associé au premier arbre 10a est agencé dans l'espace inter-turbines, tandis que le palier aérodynamique 12 associé au second arbre 10b est agencé en aval de la turbine basse pression 6b. Dans les modes de réalisation des figures 5 et 6, le système d'arbres ne comprend en réalité qu'un seul arbre 10, de même que la partie turbine ne comporte qu'une seule turbine 6, reliée au compresseur 2 par ce même arbre 10. Par conséquent, seuls un palier aérodynamique 12 et un palier à roulements 14 sont prévus pour supporter l'arbre 10 en rotation, respectivement à ses extrémités arrière et avant. Plus précisément, dans le cinquième mode de réalisation montré sur la figure 5, le palier aérodynamique 12 est agencé en aval de la turbine 6, alors que dans le sixième mode de réalisation montré sur la figure 6, le palier aérodynamique 12 est agencé au droit de la chambre de combustion 4. En référence à la figure 7, on peut voir un exemple de réalisation d'une enceinte pressurisée 20 logeant un ou plusieurs paliers aérodynamiques 12. Pour pressuriser cette enceinte non lubrifiée, de l'air est prélevé au niveau du compresseur 2, par une conduite 22 qui débouche dans cette même enceinte 20. Cette dernière est délimitée par un ou plusieurs joints tournants 24, de préférence du type à labyrinthes. Sur l'exemple de la figure 7, un premier joint 24 est agencé en amont de l'enceinte, tandis qu'un second joint 24 est agencé en aval de cette enceinte. Un débit d'air traverse donc la conduite 22, pour pénétrer au sein de l'enceinte 20. Ensuite, un débit de fuite traverse les joints dynamiques 24, pour s'échapper vers l'extérieur de l'enceinte 20. Pour s'assurer que le débit de fuite s'exerce bien de l'intérieur vers l'extérieur de l'enceinte, et donc pour éviter l'ingestion de gaz chaud dans le palier aérodynamique 12, la pression d'air dans cette enceinte 20 est rendue supérieure à la pression des cavités environnantes amont 28 et aval 30, grâce à la pression de l'air issu de la conduite 22. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.25 In the third embodiment shown in FIG. 3, the aerodynamic bearing 12 associated with the first shaft 10a is arranged in line with the combustion chamber 4, while the aerodynamic bearing 12 associated with the second shaft 10b is arranged in the interstitial space. -turbines. In the fourth embodiment shown in FIG. 4, the aerodynamic bearing 12 associated with the first shaft 10a is arranged in the inter-turbine space, while the aerodynamic bearing 12 associated with the second shaft 10b is arranged downstream of the low turbine. pressure 6b. In the embodiments of FIGS. 5 and 6, the tree system actually comprises only one shaft 10, just as the turbine part has only one turbine 6, connected to the compressor 2 by the same shaft. 10. Therefore, only an aerodynamic bearing 12 and a rolling bearing 14 are provided to support the shaft 10 in rotation, respectively at its rear and front ends. More precisely, in the fifth embodiment shown in FIG. 5, the aerodynamic bearing 12 is arranged downstream of the turbine 6, whereas in the sixth embodiment shown in FIG. 6, the aerodynamic bearing 12 is arranged at the right 4. With reference to FIG. 7, an exemplary embodiment of a pressurized enclosure 20 housing one or more aerodynamic bearings 12 can be seen. To pressurize this non-lubricated enclosure, air is drawn at the compressor 2, through a pipe 22 which opens into the same chamber 20. The latter is delimited by one or more rotating joints 24, preferably of the labyrinth type. In the example of Figure 7, a first seal 24 is arranged upstream of the enclosure, while a second seal 24 is arranged downstream of this enclosure. An air flow then passes through the pipe 22 to enter the chamber 20. Next, a leakage flow through the dynamic seals 24, to escape to the outside of the enclosure 20. For s' ensure that the leakage rate is exerted well from the inside to the outside of the enclosure, and therefore to avoid ingestion of hot gas in the aerodynamic bearing 12, the air pressure in this chamber 20 is rendered greater than the pressure of the surrounding cavities upstream 28 and downstream 30, thanks to the pressure of the air from the pipe 22. Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the invention which has just been described, by way of non-limiting examples only.
Claims (7)
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| FR0857472A FR2938013B1 (en) | 2008-11-04 | 2008-11-04 | TURBOMACHINE WITH MIXED TREE SUPPORT BEARINGS. |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP3236051A1 (en) * | 2016-04-18 | 2017-10-25 | General Electric Company | Oil-free gas turbine engine |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2938013B1 (en) | 2015-08-07 |
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