WO2025242590A1 - Degassing outlet for a bearing housing of an aircraft turbine engine, and method for using same - Google Patents

Degassing outlet for a bearing housing of an aircraft turbine engine, and method for using same

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WO2025242590A1
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WO
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cooling
degassing
lubricating fluid
degassing outlet
air
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Florian Steiner
Baptiste Paul BLEICHER
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Safran Aircraft Engines SAS
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Safran Aircraft Engines SAS
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    • F16N—LUBRICATING
    • F16N2210/00—Applications
    • F16N2210/02—Turbines

Definitions

  • the present invention relates to the field of aircraft turbomachinery and more specifically aims at a degassing outlet for an aircraft turbomachine bearing enclosure.
  • an aircraft turbomachine extends along a longitudinal axis and propels the aircraft by means of an airflow circulating back and forth within the turbomachine during a thrust phase.
  • the aircraft turbomachine comprises, from front to back, one or more compressors, a combustion chamber, and one or more turbines. Each turbine is rotationally connected to a compressor via a shaft extending along the longitudinal axis.
  • a twin-spool aircraft turbomachine typically includes a low-pressure shaft, connecting a low-pressure compressor and a low-pressure turbine, and a high-pressure shaft, surrounding the low-pressure shaft and connecting a high-pressure turbine and a high-pressure compressor.
  • the low-pressure and high-pressure shafts are supported at the front and rear by bearings, for example, ball or roller bearings, which must be lubricated and cooled. It is common practice to house the bearings in enclosures to contain the oil. The enclosure is typically filled with an oil mist resulting from the significant contact forces at the bearings.
  • each bearing housing comprises a stator wall extending around the rotating shaft and the bearing, as well as seals between the stator wall and the rotating shaft, for example, one at the front and one at the rear.
  • Oil is supplied via a feed line and discharged by gravity at the bottom of the housing.
  • the rotor-stator interfaces typically sealed with gaskets, are generally pressurized with compressed air, often drawn from the compressor, to confine the oil within the bearing housing.
  • the air laden with suspended oil droplets is discharged from the top of the housing through a degassing tube.
  • the oil drained by gravity from the bottom of the housing is reinjected into the supply line after passing through an oil separator to remove any air bubbles.
  • the aircraft turbomachine's oil consumption is thus primarily caused by oil droplets expelled through the vent tube.
  • an air separator is commonly mounted on the vent tube. This separator is driven by a shaft of the aircraft turbomachine to separate the oil droplets using centrifugal force.
  • the separator is typically mounted on the accessory gearbox (AGB) located in the nacelle surrounding the aircraft turbomachine.
  • AGB accessory gearbox
  • a turbomachine bearing lubrication chamber comprising a speed-dependent airflow control valve is known from patent application FR3075308A1.
  • An aircraft turbomachine oil reservoir and deaerator is known from US11248494B2.
  • An aircraft turbomachine bearing oil drain line leading to a vortex separator is known from US3722624A.
  • the invention thus aims to eliminate at least some of these drawbacks.
  • the degassing outlet according to the invention advantageously forms a stator-type air-oil separator suitable for passively de-oiling the air expelled from the bearing housing. Its positioning at the outlet of the bearing housing, i.e., at the inlet of the degassing circuit, reduces the amount of oil conveyed along the degassing circuit. This reduces pressure losses in the degassing circuit and thus improves the sealing of the bearing housing.
  • a stator-based oil separator advantageously requires no power transmission. This avoids drawing power from the aircraft turbomachine shaft and eliminates positioning constraints, allowing direct integration at the bearing housing outlet. Furthermore, such an oil separator without rotating parts can prove more robust with low maintenance costs.
  • the degassing outlet comprises a bottom wall configured to be externally fixed to the bearing housing.
  • the fluidic chamber thus extends radially outwards from the bearing housing to limit the space required at the shaft.
  • the intake duct passes through the back wall to limit its size.
  • the intake duct also passes through the wall of the enclosure.
  • the intake duct includes an angled portion extending in projection into the fluidic chamber to promote the entrainment of air in an upward vortex motion.
  • the degassing outlet includes a return conduit into which the receptacle opens and which is configured to guide the cooling and lubricating fluid into the bearing housing.
  • the collected oil is advantageously drained into the bearing housing by gravity in a simple and practical manner.
  • the direction of reinjection is cleverly positioned in the direction of oil flow within the housing, that is, the direction of rotation of the shaft within the housing (Venturi effect in the rotating oil ring).
  • the receptacle is in the form of a circumferential gutter facilitating the collection of oil all around the perimeter of the truncated conical wall.
  • the exhaust duct opens into the fluidic chamber centered along the vertical axis in continuity with the frustoconical wall to promote the evacuation of air.
  • the receptacle is inclined relative to a horizontal plane at an angle greater than 5° to guide the cooling and lubrication fluid by gravity towards the return conduit, the angle being preferably greater than 10° and preferably less than 45°.
  • the invention also relates to an assembly of a degassing outlet as described above and an aircraft turbomachine bearing enclosure containing air charged with a cooling and lubricating fluid discharged into the inlet duct of the degassing outlet.
  • the cooling and lubricating fluid circulates in the bearing housing along an external longitudinal wall, on which is fixed a bottom wall of the fluidic chamber, in a direction of flow determined by a direction of rotation of a shaft of the aircraft turbomachine guided by the bearing, the return conduit of the degassing outlet being adapted to guide the cooling and lubricating fluid in the bearing housing in the determined direction of flow.
  • the invention also relates to an aircraft turbomachine comprising a degassing outlet as described above and an aircraft turbomachine bearing enclosure containing air charged with a cooling and lubricating fluid discharged into the inlet duct of the degassing outlet.
  • the invention also relates to a degassing circuit for an aircraft turbomachine bearing enclosure containing air charged with a cooling and lubricating fluid, the degassing circuit comprising a degassing outlet as described above and a separation device supplied with air by the exhaust duct of the degassing outlet and adapted to extract by rotary drive a remainder of cooling and lubricating fluid in the air.
  • the invention also relates to an assembly of a degassing circuit as described above and an aircraft turbomachine bearing enclosure containing air charged with a cooling and lubricating fluid discharged into the inlet duct of the degassing outlet.
  • the invention also relates to an aircraft turbomachine comprising a degassing circuit as described above and an aircraft turbomachine bearing enclosure containing air charged with a cooling and lubricating fluid discharged into the inlet duct of the degassing outlet.
  • the invention also relates to a method of using a degassing outlet as described above to extract the cooling and lubricating fluid in the air from an aircraft turbomachine bearing enclosure, a method in which the air charged with cooling and lubricating fluid from the bearing enclosure is injected into the fluidic chamber and driven in an upward vortex motion by means of the inlet duct and the truncated conical wall, the cooling and lubricating fluid being projected against the truncated conical wall by centrifugation and then flowing by gravity into the receptacle, the air being evacuated into the discharge duct.
  • the method of use according to the invention advantageously allows for the passive de-oiling of the air evacuated from the bearing housing, without rotary drive, directly at the outlet of the bearing housing. This reduces pressure losses in the degassing circuit and thus helps to maintain better sealing within the bearing housing.
  • FIG. 1 There is a schematic longitudinal cross-sectional representation of an aircraft turbomachine comprising a bearing housing equipped with a degassing outlet according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 1 There is a schematic longitudinal cross-sectional representation of an aircraft turbomachine comprising a bearing housing equipped with a degassing outlet according to a second embodiment of the invention.
  • the invention relates to an aircraft turbomachine 30 comprising one or more bearing enclosures 10 provided with a degassing outlet 1 ensuring passive oil removal from the evacuated air.
  • the aircraft turbomachine 30 conventionally extends along a longitudinal axis X and propels the aircraft by means of an airflow circulating back and forth within the turbomachine 30 during a thrust phase.
  • the aircraft turbomachine 30 typically comprises, from front to back, one or more compressors 31, 32, a combustion chamber, and one or more turbines 33, 34.
  • Each turbine 33, 34 is rotationally coupled to a compressor 31, 32 via a shaft 39, 40 extending along the longitudinal axis X.
  • the aircraft turbomachine 30 comprises a low-pressure shaft 40, connecting a low-pressure compressor 31 and a low-pressure turbine 34, and a high-pressure shaft 39, surrounding the low-pressure shaft 40 and connecting a high-pressure turbine 33 and a high-pressure compressor 32.
  • the low-pressure shaft 40 and the high-pressure shaft 39 are supported at the front and rear by bearings 17, for example, of the ball or roller type.
  • the bearings 17 are housed in enclosures 10 inside which they are immersed in an oil mist to ensure their cooling and lubrication. Only one bearing enclosure 10 at the rear of the aircraft turbomachine 30 is shown in the , but a degassing outlet 1 according to the invention is preferably integrated on each bearing enclosure 10.
  • the bearing housing 10 extends statorically around the shaft 39, 40 of the aircraft turbomachine 30 and defines an internal volume V in which one or more bearings 17 are located.
  • the bearing housing 10 is conventionally supplied by a supply circuit 13 with cooling and lubricating fluid H, typically oil.
  • Seals 14 connect the bearing housing 10 and the shaft 39, 40, for example, one at the front and one at the rear as illustrated in the . Passages formed in the sealing joints 14 allow the admission of pressurized air A, notably taken from the compressor 31, 32, in order to confine the oil H in the bearing enclosure 10.
  • the oil H accumulated at the bottom of the bearing housing 10 is discharged by gravity into an oil outlet circuit 15.
  • This oil outlet circuit 15 typically includes a separator 16 adapted to remove the air A contained in the oil H, known to those skilled in the art as an “oil deaerator.”
  • the air A from the internal volume V is discharged into a degassing circuit 18, where it carries with it suspended oil H and is subsequently referred to as "oil-laden air AH.”
  • the vertical axis Y is defined as parallel to the axis of gravity G of the aircraft turbomachine 30 under nominal conditions and in the opposite direction to it.
  • the terms “down”, “up”, “horizontal” and “upward” are defined with respect to the orientation of the vertical axis Y.
  • the degassing outlet 1 advantageously forms an air-oil separator suitable for de-oiling the air A evacuated from the bearing enclosure 10. Its positioning at the outlet of the bearing enclosure 10, namely at the inlet of the degassing circuit 18, makes it possible to reduce the quantity of oil H conveyed along the degassing circuit 18. This reduces the pressure losses in the degassing circuit 18 and thus improves the sealing of the bearing enclosure 10.
  • the invention is remarkable in that the degassing outlet 1 forms a stator oil separator that does not require any power draw from the shaft 39, 40 of the aircraft turbomachine 30.
  • the separation of oil H and air A is implemented passively, without rotary drive.
  • the thrust performance of the aircraft turbomachine 30 is advantageously preserved. Furthermore, this reduces the positioning constraints of the oil separator, which does not need to be fixed to the shaft 39, 40 of the aircraft turbomachine 30 and can thus be positioned directly at the outlet of the bearing housing 10.
  • the degassing outlet 1 forms a first oil separator, of stator type, and the degassing circuit 18 includes a second oil separator 19, of rotor type.
  • the second oil separator 19 extends downstream of the degassing outlet 1 in the direction of air flow A, and is adapted to extract the remaining oil H from the air A guided in the discharge duct 8 from the degassing outlet 1.
  • the second oil separator 19 is mounted on the accessory gearbox 36 (“accessory gearbox AGB”) housed in the nacelle 35 surrounding the aircraft turbomachine 30 and is driven in rotation by the shaft 39, 40 of the aircraft turbomachine 30.
  • the use of two oil separators in series advantageously improves the recovery of H oil.
  • the oil separator formed by the degassing outlet 1 effectively extracts a spectrum of larger, more massive oil droplets from the air by centrifugation.
  • the smaller droplets are not projected onto the wall of the degassing outlet 1 and therefore remain in the outgoing air.
  • AGB accessory gearbox
  • the degassing circuit 18 includes a single oil separator formed by the degassing outlet 1.
  • the air A guided in the exhaust duct 8 is then discharged to the outside, in this example into the air stream 38, typically behind the low pressure turbine 34.
  • the degassing outlet 1 comprises a stator-shaped fluidic chamber 2, meaning it has no rotating parts.
  • the fluidic chamber 2 has a vertical frustoconical wall 3, defining an internal cross-section that decreases from bottom to top, in this circular example.
  • the fluidic chamber 2 is closed at its lower end 4 by a bottom wall 9 and opens at its upper end 5 into the discharge duct 8.
  • the fluidic chamber 2 is fixed vertically and externally to the bearing housing 10, which is itself stator-shaped. More precisely, the bottom wall 9 of the fluidic chamber 2 is fixed to the longitudinal outer wall 22 of the bearing housing 10. The fluidic chamber 2 thus extends radially outwards relative to the bearing housing 10 to limit the space required at the shaft 39, 40 with longitudinal axis X.
  • the bottom wall 9 has a peripheral fixing edge 23 extending outwards from the vertical axis Y, allowing for easy and effective fixing to the bearing housing 10, for example by screws, nails, or rivets.
  • the frustoconical geometry of the fluidic chamber 2 gives the bottom wall 9 a large surface area, facilitating its attachment to the bearing housing 10.
  • the degassing outlet 1 includes an inlet duct 6 opening into the lower part 4 of the fluidic chamber 2 and configured to inject pressurized oil-laden air AH from the internal volume V of the bearing housing 10.
  • the inlet duct 6 preferably passes through the bottom wall 9 of the fluidic chamber 2 and the longitudinal outer wall 22 of the bearing housing 10 to establish fluidic communication between the internal volume V and the fluidic chamber 2.
  • the inlet duct 6 extends outward into the internal volume V to limit the carrying of oil H, in particular oil H forming a film on the inner wall of the bearing housing 10.
  • the inlet duct 6 has an angled portion 11 projecting into the fluidic chamber 2, preferably outwards with respect to the vertical axis Y, allowing for tangential injection of the oil-laden air AH.
  • the angled portion 11 of the inlet duct 6 and the frustoconical geometry of the inlet chamber 2 together impart an upward swirling motion M to the oil-laden air AH, also known as a vortex, which promotes the projection of the oil H onto the frustoconical wall 3 by centrifugal force.
  • the inlet duct 6 has an orifice 12 with a restricted cross-section to increase the injection velocity of the oil-laden air H, thereby promoting centrifugation.
  • the frustoconical geometry of the fluidic chamber 2 also accelerates the oil-laden air AH to further promote centrifugation.
  • the inlet duct 6 is stator-type and free of valves or pumps.
  • the degassing outlet 1 includes a receptacle 7 in the lower part of the fluidic chamber 2 adapted to collect by gravity the oil H projected against the frustoconical wall 3.
  • the receptacle 7 is typically formed on the inner face 20 of the bottom wall 9 of the fluidic chamber 2.
  • the receptacle 7 is in the form of a circumferential gutter allowing the oil H to be collected over the entire circumference of the frustoconical wall 3 in a simple and practical manner.
  • the degassing outlet 1 also includes a return conduit 21 opening on one side into the receptacle 7 and on the other side into the bearing enclosure 10.
  • the return conduit 21 advantageously allows the oil H collected in the receptacle 7 to be drained by gravity into the bearing enclosure 10, in a simple and practical manner.
  • the return conduit 21 includes an end, such as a scoop, opening into the bearing housing 10 in a direction and sense corresponding to the flow of the oil film H in the bearing housing 10 along the outer longitudinal wall 22.
  • the flow of the oil film H in the bearing housing 10 is defined by the direction of rotation of the shaft 39, 40 guided by the bearing 17.
  • the direction of the oil H flow in the bearing housing 10 is typically circumferential, in a plane transverse to the longitudinal axis X. This promotes the return of the oil H by gravity and the Venturi effect into the bearing housing 10.
  • the receptacle 7 is inclined relative to a horizontal plane P at an angle ⁇ greater than 5° to guide the cooling and lubrication fluid by gravity towards the return duct 21 under all stabilized attitudes of the aircraft turbomachine 30.
  • the angle ⁇ is preferably greater than 10° and preferably less than 45° to allow efficient gravity drainage.
  • the degassing outlet 1 includes an exhaust conduit 8 in the upper part 5 of the fluidic chamber 2 adapted to evacuate the air A after centrifugation out of the fluidic chamber 2.
  • the exhaust conduit 8 opens into the fluidic chamber 2 centered along the vertical axis Y in line with the frustoconical wall 3 to promote the evacuation of the air A.
  • the exhaust conduit 8 is stator-based, free of valves or pumps.
  • the invention advantageously allows for the passive de-oiling of the air AH evacuated from the bearing housing 10, without rotary drive, directly at the outlet of the bearing housing 10. This reduces pressure losses in the degassing circuit 18 and thus contributes to maintaining a better seal in the bearing housing 10.
  • a stator-based oil separator requires no power transmission. This avoids drawing power from the shaft 39, 40 of the aircraft turbomachine and frees up positioning constraints, allowing it to be integrated directly at the outlet of the bearing housing 10. Furthermore, such an oil separator without rotating parts can prove to be more robust with low maintenance costs.

Landscapes

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  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Abstract

The invention relates to a degassing outlet (1) for a bearing housing (10) of an aircraft turbine engine (30) containing air laden with a cooling and lubricating fluid (AH), the degassing outlet (1) comprising: - a stator fluid chamber (2) comprising a frustoconical wall narrowing along a vertical axis (Y) oriented from bottom to top, - an intake duct (6) to admit the air laden with cooling and lubricating fluid (AH) in a lower part of the fluid chamber (2) with an upward swirling movement that projects the cooling and lubricating fluid (H) against the frustoconical wall by centrifugation, - a receptacle (7) configured to collect the cooling and lubricating fluid (H) flowing by gravity on the frustoconical wall, and - a duct (8) for discharging the air (A) in an upper part of the fluid chamber (2).

Description

Sortie de dégazage pour une enceinte de palier de turbomachine d’aéronef et son procédé d’utilisationDegassing outlet for an aircraft turbomachine bearing enclosure and its method of use

La présente invention concerne le domaine des turbomachines d’aéronef et vise plus précisément une sortie de dégazage pour une enceinte de palier de turbomachine d’aéronef.The present invention relates to the field of aircraft turbomachinery and more specifically aims at a degassing outlet for an aircraft turbomachine bearing enclosure.

De manière connue, une turbomachine d’aéronef s’étend selon un axe longitudinal et permet de déplacer l’aéronef à partir d’un flux d’air circulant d’avant en arrière dans la turbomachine lors d’une phase de poussée. La turbomachine d’aéronef comprend d’avant en arrière un ou plusieurs compresseurs, une chambre de combustion et une ou plusieurs turbines. Chaque turbine est solidaire en rotation d’un compresseur via un arbre s’étendant selon l’axe longitudinal. La turbomachine d’aéronef double-corps comprend typiquement un arbre basse pression, reliant un compresseur basse pression et une turbine basse pression, et un arbre haute pression, entourant l’arbre basse pression et reliant une turbine haute pression et un compresseur haute pression.As is well known, an aircraft turbomachine extends along a longitudinal axis and propels the aircraft by means of an airflow circulating back and forth within the turbomachine during a thrust phase. The aircraft turbomachine comprises, from front to back, one or more compressors, a combustion chamber, and one or more turbines. Each turbine is rotationally connected to a compressor via a shaft extending along the longitudinal axis. A twin-spool aircraft turbomachine typically includes a low-pressure shaft, connecting a low-pressure compressor and a low-pressure turbine, and a high-pressure shaft, surrounding the low-pressure shaft and connecting a high-pressure turbine and a high-pressure compressor.

En pratique, l’arbre basse pression et l’arbre haute pression sont supportés à l’avant et à l’arrière par des paliers, par exemple de type à roulement à billes ou à rouleaux, qui doivent être lubrifiés et refroidis. Il est classique de loger les paliers dans des enceintes afin d’y contenir l’huile. L’enceinte est communément remplie par un brouillard d’huile résultant des efforts de contact importants au niveau des roulements. In practice, the low-pressure and high-pressure shafts are supported at the front and rear by bearings, for example, ball or roller bearings, which must be lubricated and cooled. It is common practice to house the bearings in enclosures to contain the oil. The enclosure is typically filled with an oil mist resulting from the significant contact forces at the bearings.

De manière connue, chaque enceinte de palier comprend une paroi statorique s’étendant autour de l’arbre rotatif et du palier ainsi que des joints d’étanchéité entre la paroi statorique et l’arbre rotatif, par exemple un à l’avant et un à l’arrière. L’huile est fournie par une ligne d’alimentation et évacuée par gravité en bas de l’enceinte. Les interfaces rotor-stator, typiquement rendues étanches via des joints, sont généralement pressurisées via de l’air sous pression, notamment prélevé au niveau du compresseur, afin de confiner l’huile dans l’enceinte de palier. Pour une enceinte dite dégazée, l’air chargé en gouttelettes d’huile en suspension est évacué par le haut de l’enceinte dans un tube de dégazage.As is known, each bearing housing comprises a stator wall extending around the rotating shaft and the bearing, as well as seals between the stator wall and the rotating shaft, for example, one at the front and one at the rear. Oil is supplied via a feed line and discharged by gravity at the bottom of the housing. The rotor-stator interfaces, typically sealed with gaskets, are generally pressurized with compressed air, often drawn from the compressor, to confine the oil within the bearing housing. In a so-called degassed housing, the air laden with suspended oil droplets is discharged from the top of the housing through a degassing tube.

En pratique, l’huile évacuée par gravité en bas de l’enceinte est réinjectée dans la ligne d’alimentation après avoir traversé un désaérateur d’huile permettant de retirer les bulles d’air présentes. La consommation d’huile de la turbomachine d’aéronef est ainsi causée majoritairement par les gouttelettes d’huile rejetées vers l’extérieur par le tube de dégazage. Pour réduire la consommation d’huile et ainsi réduire la taille du réservoir d’huile, il est connu de monter un déshuileur d’air sur le tube de dégazage, qui est entraîné en rotation par un arbre de la turbomachine d’aéronef pour séparer les gouttelettes d’huile par effet centrifuge. Le déshuileur est typiquement monté sur le boîtier de relais d’accessoires (« accessory gearbox AGB ») situé dans la nacelle entourant la turbomachine d’aéronef. In practice, the oil drained by gravity from the bottom of the housing is reinjected into the supply line after passing through an oil separator to remove any air bubbles. The aircraft turbomachine's oil consumption is thus primarily caused by oil droplets expelled through the vent tube. To reduce oil consumption and therefore the size of the oil reservoir, an air separator is commonly mounted on the vent tube. This separator is driven by a shaft of the aircraft turbomachine to separate the oil droplets using centrifugal force. The separator is typically mounted on the accessory gearbox (AGB) located in the nacelle surrounding the aircraft turbomachine.

Un tel déshuileur d’air présente toutefois l’inconvénient de prélever une partie de la puissance de l’arbre de la turbomachine d’aéronef et d’augmenter la longueur de canalisation de tube de dégazage nécessaire. En outre, les gouttelettes d’huile acheminées vers le déshuileur génèrent des pertes de charge dans le tube de dégazage qui réduisent l’étanchéité de l’enceinte de palier de manière indésirable.However, such an air oil separator has the disadvantage of drawing some of the power from the aircraft turbomachine shaft and increasing the required length of venting tube. Furthermore, the oil droplets directed to the separator generate pressure drops in the venting tube, which undesirably reduce the bearing housing seal.

Il est connu par la demande de brevet FR3075308A1 une enceinte de lubrification de palier de turbomachine comprenant une vanne de réglage de débit d’air en fonction du régime. Il est connu par US11248494B2 un réservoir d’huile et un désaérateur de turbomachine d’aéronef. Il est connu par US3722624A une conduite de vidange d’huile de palier de turbomachine d’aéronef débouchant dans un séparateur de type vortex.A turbomachine bearing lubrication chamber comprising a speed-dependent airflow control valve is known from patent application FR3075308A1. An aircraft turbomachine oil reservoir and deaerator is known from US11248494B2. An aircraft turbomachine bearing oil drain line leading to a vortex separator is known from US3722624A.

L’invention vise ainsi à éliminer au moins certains de ces inconvénients.The invention thus aims to eliminate at least some of these drawbacks.

PRESENTATION DE L’INVENTIONPRESENTATION OF THE INVENTION

L’invention concerne une sortie de dégazage pour une enceinte de palier de turbomachine d’aéronef renfermant de l’air chargé en un fluide de refroidissement et de lubrification, la sortie de dégazage comprenant :

  • une chambre fluidique comprenant une paroi tronconique décroissante selon un axe vertical orienté de bas en haut selon un sens opposé à un axe de gravité de la turbomachine d’aéronef en conditions nominales de vol, la chambre fluidique étant statorique,
  • un conduit d’admission débouchant dans une partie basse de la chambre fluidique et configuré pour injecter l’air chargé en fluide de refroidissement et de lubrification selon un mouvement tourbillonnaire ascendant, de sorte à projeter le fluide de refroidissement et de lubrification contre la paroi tronconique par centrifugation,
  • un réceptacle dans la partie basse de la chambre fluidique configuré pour collecter le fluide de refroidissement et de lubrification s’écoulant par gravité sur la paroi tronconique, et
  • un conduit d’évacuation débouchant dans une partie haute de la chambre fluidique et configuré pour guider l’air hors de la chambre fluidique.
The invention relates to a degassing outlet for an aircraft turbomachine bearing housing containing air charged with a cooling and lubricating fluid, the degassing outlet comprising:
  • a fluidic chamber comprising a frustoconical wall decreasing along a vertical axis oriented from bottom to top in a direction opposite to an axis of gravity of the aircraft turbomachine under nominal flight conditions, the fluidic chamber being stator-like,
  • an intake duct opening into a lower part of the fluidic chamber and configured to inject air charged with cooling and lubricating fluid in an upward swirling motion, so as to project the cooling and lubricating fluid against the truncated conical wall by centrifugal force,
  • a receptacle in the lower part of the fluidic chamber configured to collect the cooling and lubricating fluid flowing by gravity down the truncated conical wall, and
  • an exhaust duct opening into an upper part of the fluidic chamber and configured to guide air out of the fluidic chamber.

La sortie de dégazage selon l’invention forme avantageusement un séparateur air-huile statorique adapté pour déshuiler de manière passive l’air évacué hors de l’enceinte de palier. Son positionnement en sortie de l’enceinte de palier, à savoir en entrée du circuit de dégazage, permet de réduire la quantité d’huile acheminée le long du circuit de dégazage. Ceci réduit les pertes de charge dans le circuit de dégazage et améliore ainsi l’étanchéité de l’enceinte de palier. The degassing outlet according to the invention advantageously forms a stator-type air-oil separator suitable for passively de-oiling the air expelled from the bearing housing. Its positioning at the outlet of the bearing housing, i.e., at the inlet of the degassing circuit, reduces the amount of oil conveyed along the degassing circuit. This reduces pressure losses in the degassing circuit and thus improves the sealing of the bearing housing.

Un tel déshuileur statorique ne nécessite avantageusement aucune transmission de puissance. Ceci permet d’éviter de prélever de la puissance sur l’arbre de la turbomachine d’aéronef et libère des contraintes de positionnement ce qui permet de l’intégrer directement en sortie de l’enceinte de palier. Un tel déshuileur sans partie tournante peut en outre s’avérer plus robuste avec peu de coût de maintenance.A stator-based oil separator advantageously requires no power transmission. This avoids drawing power from the aircraft turbomachine shaft and eliminates positioning constraints, allowing direct integration at the bearing housing outlet. Furthermore, such an oil separator without rotating parts can prove more robust with low maintenance costs.

Selon un aspect de l’invention, la sortie de dégazage comprend une paroi de fond configurée pour être fixée de manière externe sur l’enceinte de palier. La chambre fluidique s’étend ainsi de manière radialement externe par rapport à l’enceinte de palier pour limiter l’encombrement au niveau de l’arbre. According to one aspect of the invention, the degassing outlet comprises a bottom wall configured to be externally fixed to the bearing housing. The fluidic chamber thus extends radially outwards from the bearing housing to limit the space required at the shaft.

Selon un aspect de l’invention, le conduit d’admission traverse la paroi de fond pour limiter l’encombrement. Le conduit d’admission traverse également la paroi de l’enceinte.According to one aspect of the invention, the intake duct passes through the back wall to limit its size. The intake duct also passes through the wall of the enclosure.

Selon un aspect de l’invention, le conduit d’admission comporte une portion coudée s’étendant en saillie dans la chambre fluidique pour favoriser l’entraînement de l’air selon un mouvement tourbillonnaire ascendant.According to one aspect of the invention, the intake duct includes an angled portion extending in projection into the fluidic chamber to promote the entrainment of air in an upward vortex motion.

Selon un aspect de l’invention, la sortie de dégazage comprend un conduit de retour dans lequel débouche le réceptacle et configuré pour guider le fluide de refroidissement et de lubrification dans l’enceinte de palier. L’huile collectée est avantageusement drainée dans l’enceinte de palier par gravité de manière simple et pratique. La direction de la réinjection est astucieusement placée dans le sens de l’écoulement d’huile dans l’enceinte, c’est-à-dire le sens de rotation de l’arbre dans l‘enceinte (effet Venturi dans l’anneau d’huile en rotation).According to one aspect of the invention, the degassing outlet includes a return conduit into which the receptacle opens and which is configured to guide the cooling and lubricating fluid into the bearing housing. The collected oil is advantageously drained into the bearing housing by gravity in a simple and practical manner. The direction of reinjection is cleverly positioned in the direction of oil flow within the housing, that is, the direction of rotation of the shaft within the housing (Venturi effect in the rotating oil ring).

Selon un aspect de l’invention, le réceptacle se présente sous la forme d’une gouttière circonférentielle favorisant la collecte de l’huile sur tout le pourtour de la paroi tronconique.According to one aspect of the invention, the receptacle is in the form of a circumferential gutter facilitating the collection of oil all around the perimeter of the truncated conical wall.

Selon un aspect de l’invention, le conduit d’évacuation débouche dans la chambre fluidique centré selon l’axe vertical dans la continuité de la paroi tronconique pour favoriser l’évacuation de l’air.According to one aspect of the invention, the exhaust duct opens into the fluidic chamber centered along the vertical axis in continuity with the frustoconical wall to promote the evacuation of air.

Selon un aspect de l’invention, le réceptacle est incliné par rapport à un plan horizontal d’un angle supérieur à 5° pour guider le fluide de refroidissement et de lubrification par gravité vers le conduit de retour, l’angle étant de préférence supérieur à 10° et préférentiellement inférieur à 45°.According to one aspect of the invention, the receptacle is inclined relative to a horizontal plane at an angle greater than 5° to guide the cooling and lubrication fluid by gravity towards the return conduit, the angle being preferably greater than 10° and preferably less than 45°.

L’invention concerne également un ensemble d’une sortie de dégazage telle que décrite précédemment et d’une enceinte de palier de turbomachine d’aéronef renfermant de l’air chargé en un fluide de refroidissement et de lubrification évacué dans le conduit d’admission de la sortie de dégazage.The invention also relates to an assembly of a degassing outlet as described above and an aircraft turbomachine bearing enclosure containing air charged with a cooling and lubricating fluid discharged into the inlet duct of the degassing outlet.

Selon un aspect de l’invention, le fluide de refroidissement et de lubrification circule dans l’enceinte de palier le long d’une paroi externe longitudinale, sur laquelle est fixée une paroi de fond de la chambre fluidique, selon un sens d’écoulement déterminé par un sens de rotation d’un arbre de la turbomachine d’aéronef guidé par le palier, le conduit de retour de la sortie de dégazage étant adapté pour guider le fluide de refroidissement et de lubrification dans l’enceinte de palier selon le sens d’écoulement déterminé.According to one aspect of the invention, the cooling and lubricating fluid circulates in the bearing housing along an external longitudinal wall, on which is fixed a bottom wall of the fluidic chamber, in a direction of flow determined by a direction of rotation of a shaft of the aircraft turbomachine guided by the bearing, the return conduit of the degassing outlet being adapted to guide the cooling and lubricating fluid in the bearing housing in the determined direction of flow.

L’invention concerne également une turbomachine d’aéronef comprenant une sortie de dégazage telle que décrite précédemment et une enceinte de palier de turbomachine d’aéronef renfermant de l’air chargé en un fluide de refroidissement et de lubrification évacué dans le conduit d’admission de la sortie de dégazage.The invention also relates to an aircraft turbomachine comprising a degassing outlet as described above and an aircraft turbomachine bearing enclosure containing air charged with a cooling and lubricating fluid discharged into the inlet duct of the degassing outlet.

L’invention concerne également un circuit de dégazage pour une enceinte de palier de turbomachine d’aéronef renfermant de l’air chargé en un fluide de refroidissement et de lubrification, le circuit de dégazage comprenant une sortie de dégazage telle que décrite précédemment et un dispositif de séparation alimenté en air par le conduit d’évacuation de la sortie de dégazage et adapté pour extraire par entraînement rotatif un restant de fluide de refroidissement et de lubrification dans l’air.The invention also relates to a degassing circuit for an aircraft turbomachine bearing enclosure containing air charged with a cooling and lubricating fluid, the degassing circuit comprising a degassing outlet as described above and a separation device supplied with air by the exhaust duct of the degassing outlet and adapted to extract by rotary drive a remainder of cooling and lubricating fluid in the air.

L’invention concerne également un ensemble d’un circuit de dégazage tel que décrit précédemment et d’une enceinte de palier de turbomachine d’aéronef renfermant de l’air chargé en un fluide de refroidissement et de lubrification évacué dans le conduit d’admission de la sortie de dégazage.The invention also relates to an assembly of a degassing circuit as described above and an aircraft turbomachine bearing enclosure containing air charged with a cooling and lubricating fluid discharged into the inlet duct of the degassing outlet.

L’invention concerne également une turbomachine d’aéronef comprenant un circuit de dégazage telle que décrit précédemment et une enceinte de palier de turbomachine d’aéronef renfermant de l’air chargé en un fluide de refroidissement et de lubrification évacué dans le conduit d’admission de la sortie de dégazage.The invention also relates to an aircraft turbomachine comprising a degassing circuit as described above and an aircraft turbomachine bearing enclosure containing air charged with a cooling and lubricating fluid discharged into the inlet duct of the degassing outlet.

L’invention concerne également un procédé d’utilisation d’une sortie de dégazage telle que décrite précédemment pour extraire le fluide de refroidissement et de lubrification dans l’air provenant d’une enceinte de palier de turbomachine d’aéronef, procédé dans lequel l’air chargé en fluide de refroidissement et de lubrification provenant de l’enceinte de palier est injecté dans la chambre fluidique et entraîné selon un mouvement tourbillonnaire ascendant grâce au conduit d’admission et à la paroi tronconique, le fluide de refroidissement et de lubrification étant projeté contre la paroi tronconique par centrifugation puis s’écoulant par gravité dans le réceptacle, l’air étant évacué dans le conduit d’évacuation.The invention also relates to a method of using a degassing outlet as described above to extract the cooling and lubricating fluid in the air from an aircraft turbomachine bearing enclosure, a method in which the air charged with cooling and lubricating fluid from the bearing enclosure is injected into the fluidic chamber and driven in an upward vortex motion by means of the inlet duct and the truncated conical wall, the cooling and lubricating fluid being projected against the truncated conical wall by centrifugation and then flowing by gravity into the receptacle, the air being evacuated into the discharge duct.

Le procédé d’utilisation selon l’invention permet avantageusement de déshuiler l’air évacué de l’enceinte de palier de manière passive, sans entraînement rotatif, directement en sortie de l’enceinte de palier. Ceci réduit les pertes de charge dans le circuit de dégazage et contribue ainsi à maintenir une meilleure étanchéité dans l’enceinte de palier.The method of use according to the invention advantageously allows for the passive de-oiling of the air evacuated from the bearing housing, without rotary drive, directly at the outlet of the bearing housing. This reduces pressure losses in the degassing circuit and thus helps to maintain better sealing within the bearing housing.

PRESENTATION DES FIGURESPRESENTATION OF THE FIGURES

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.The invention will be better understood upon reading the following description, given by way of example, and referring to the following figures, given by way of non-limiting examples, in which identical references are given to similar objects.

La est une représentation schématique en coupe longitudinale d’une turbomachine d’aéronef comprenant une enceinte de palier équipée d’une sortie de dégazage selon une première forme de réalisation de l’invention.There is a schematic longitudinal cross-sectional representation of an aircraft turbomachine comprising a bearing housing equipped with a degassing outlet according to a first embodiment of the invention.

La est une représentation schématique en coupe longitudinale d’une turbomachine d’aéronef comprenant une enceinte de palier équipée d’une sortie de dégazage selon une deuxième forme de réalisation de l’invention.There is a schematic longitudinal cross-sectional representation of an aircraft turbomachine comprising a bearing housing equipped with a degassing outlet according to a second embodiment of the invention.

La est une représentation schématique en coupe longitudinale d’une l’enceinte de palier équipée d’une sortie de dégazage selon une forme de réalisation de l’invention.There is a schematic longitudinal cross-sectional representation of a bearing enclosure equipped with a degassing outlet according to one embodiment of the invention.

La est une représentation schématique en perspective tronquée de la sortie de dégazage selon une forme de réalisation de l’invention.There is a schematic representation in truncated perspective of the degassing outlet according to one embodiment of the invention.

La est une représentation schématique en perspective et en transparence de la sortie de dégazage de la .There is a schematic perspective and transparency representation of the degassing outlet of the .

La est une représentation schématique en vue de profil et en transparence de la sortie de dégazage de la .There is a schematic representation, in profile view and in transparency, of the degassing outlet of the .

La est une représentation schématique en vue de dessous et en transparence de la sortie de dégazage de la .There is a schematic representation, viewed from below and in transparency, of the degassing outlet of the .

Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.It should be noted that the figures explain the invention in detail for implementing the invention, and these figures can of course be used to better define the invention where appropriate.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

En référence à la , l’invention concerne une turbomachine d’aéronef 30 comprenant une ou plusieurs enceintes de palier 10 pourvues d’une sortie de dégazage 1 assurant un déshuilage passif de l’air évacué.With reference to the , the invention relates to an aircraft turbomachine 30 comprising one or more bearing enclosures 10 provided with a degassing outlet 1 ensuring passive oil removal from the evacuated air.

Comme illustré sur la , la turbomachine d’aéronef 30 s’étend classiquement selon un axe longitudinal X et permet de déplacer l’aéronef à partir d’un flux d’air circulant d’avant en arrière dans la turbomachine 30 lors d’une phase de poussée. La turbomachine d’aéronef 30 comprend typiquement d’avant en arrière un ou plusieurs compresseurs 31, 32, une chambre de combustion et une ou plusieurs turbines 33, 34. Chaque turbine 33, 34 est solidaire en rotation d’un compresseur 31, 32 via un arbre 39, 40 s’étendant selon l’axe longitudinal X. Dans cet exemple, la turbomachine d’aéronef 30 comprend un arbre basse pression 40, reliant un compresseur basse pression 31 et une turbine basse pression 34, et un arbre haute pression 39, entourant l’arbre basse pression 40 et reliant une turbine haute pression 33 et un compresseur haute pression 32. As illustrated on the The aircraft turbomachine 30 conventionally extends along a longitudinal axis X and propels the aircraft by means of an airflow circulating back and forth within the turbomachine 30 during a thrust phase. The aircraft turbomachine 30 typically comprises, from front to back, one or more compressors 31, 32, a combustion chamber, and one or more turbines 33, 34. Each turbine 33, 34 is rotationally coupled to a compressor 31, 32 via a shaft 39, 40 extending along the longitudinal axis X. In this example, the aircraft turbomachine 30 comprises a low-pressure shaft 40, connecting a low-pressure compressor 31 and a low-pressure turbine 34, and a high-pressure shaft 39, surrounding the low-pressure shaft 40 and connecting a high-pressure turbine 33 and a high-pressure compressor 32.

Comme illustré sur la , l’arbre basse pression 40 et l’arbre haute pression 39 sont supportés à l’avant et à l’arrière par des paliers 17 par exemple de type à roulement à billes ou à rouleaux. Les paliers 17 sont logés dans des enceintes 10 à l’intérieur desquelles ils sont baignés dans un brouillard d’huile pour assurer leur refroidissement et leur lubrification. Seule une enceinte de palier 10 à l’arrière de la turbomachine d’aéronef 30 est représentée sur la , mais une sortie de dégazage 1 selon l’invention est de préférence intégrée sur chaque enceinte de palier 10.As illustrated on the The low-pressure shaft 40 and the high-pressure shaft 39 are supported at the front and rear by bearings 17, for example, of the ball or roller type. The bearings 17 are housed in enclosures 10 inside which they are immersed in an oil mist to ensure their cooling and lubrication. Only one bearing enclosure 10 at the rear of the aircraft turbomachine 30 is shown in the , but a degassing outlet 1 according to the invention is preferably integrated on each bearing enclosure 10.

Comme illustré sur la , l’enceinte de palier 10 s’étend de manière statorique autour de l’arbre 39, 40 de la turbomachine d’aéronef 30 et délimite un volume interne V dans lequel s’étendent un ou plusieurs paliers 17. L’enceinte de palier 10 est classiquement alimentée par un circuit d’alimentation 13 en fluide de refroidissement et de lubrification H, typiquement de l’huile. Des joints d’étanchéité 14, relient l’enceinte de palier 10 et l’arbre 39, 40, par exemple un à l’avant et un à l’arrière comme illustré sur la . Des passages formés dans les joints d’étanchéité 14 permettent d’admettre de l’air A sous pression, notamment prélevé au niveau du compresseur 31, 32, afin de confiner l’huile H dans l’enceinte de palier 10.As illustrated on the The bearing housing 10 extends statorically around the shaft 39, 40 of the aircraft turbomachine 30 and defines an internal volume V in which one or more bearings 17 are located. The bearing housing 10 is conventionally supplied by a supply circuit 13 with cooling and lubricating fluid H, typically oil. Seals 14 connect the bearing housing 10 and the shaft 39, 40, for example, one at the front and one at the rear as illustrated in the . Passages formed in the sealing joints 14 allow the admission of pressurized air A, notably taken from the compressor 31, 32, in order to confine the oil H in the bearing enclosure 10.

Comme illustré sur la , l’huile H accumulée au fond de l’enceinte de palier 10 est évacuée par gravité l’huile H dans un circuit de sortie d’huile 15. Le circuit de sortie d’huile 15 comprend classiquement un séparateur 16 adapté pour retirer l’air A contenu dans l’huile H et connu de l’homme du métier sous le terme de « désaérateur d’huile ». L’air A du volume interne V est quant à lui évacué dans un circuit de dégazage 18, où il emporte avec lui de l’huile H en suspension et est qualifié par la suite « d’air chargé en huile AH ».As illustrated on the The oil H accumulated at the bottom of the bearing housing 10 is discharged by gravity into an oil outlet circuit 15. This oil outlet circuit 15 typically includes a separator 16 adapted to remove the air A contained in the oil H, known to those skilled in the art as an "oil deaerator." The air A from the internal volume V is discharged into a degassing circuit 18, where it carries with it suspended oil H and is subsequently referred to as "oil-laden air AH."

En référence aux figures 3 et 4, selon l’invention, le circuit de dégazage 18 comprend une sortie de dégazage 1 comprenant :

  • une chambre fluidique 2 de type statorique comprenant une paroi tronconique 3 décroissante selon un axe vertical Y orienté de bas en haut,
  • un conduit d’admission 6 débouchant dans une partie basse 4 de la chambre fluidique 2 et configuré pour injecter l’air chargé en huile AH selon un mouvement tourbillonnaire ascendant M, de sorte à projeter l’huile H contre la paroi tronconique 3 par centrifugation,
  • un réceptacle 7 dans la partie basse 4 de la chambre fluidique 2 configuré pour collecter l’huile H s’écoulant par gravité sur la paroi tronconique 3, et
  • un conduit d’évacuation 8 débouchant dans une partie haute 5 de la chambre fluidique 2 et configuré pour guider l’air A hors de la chambre fluidique 2.
With reference to Figures 3 and 4, according to the invention, the degassing circuit 18 comprises a degassing outlet 1 including:
  • a fluidic chamber 2 of stator type comprising a frustoconical wall 3 decreasing along a vertical axis Y oriented from bottom to top,
  • an intake duct 6 opening into a lower part 4 of the fluidic chamber 2 and configured to inject oil-laden air AH according to an upward swirling motion M, so as to project the oil H against the frustoconical wall 3 by centrifugation,
  • a receptacle 7 in the lower part 4 of the fluidic chamber 2 configured to collect the oil H flowing by gravity over the truncated conical wall 3, and
  • an exhaust duct 8 opening into an upper part 5 of the fluidic chamber 2 and configured to guide air A out of the fluidic chamber 2.

Il est précisé que l’axe vertical Y est défini comme parallèle à l’axe de gravité G de la turbomachine d’aéronef 30 en conditions nominales et de sens opposé à celui-ci. Les termes « bas », « haut », « horizontal » et « ascendant » sont définis par rapport à l’orientation de l’axe vertical Y.It is specified that the vertical axis Y is defined as parallel to the axis of gravity G of the aircraft turbomachine 30 under nominal conditions and in the opposite direction to it. The terms "down", "up", "horizontal" and "upward" are defined with respect to the orientation of the vertical axis Y.

La sortie de dégazage 1 selon l’invention forme avantageusement un séparateur air-huile adapté pour déshuiler l’air A évacué hors de l’enceinte de palier 10. Son positionnement en sortie de l’enceinte de palier 10, à savoir en entrée du circuit de dégazage 18, permet de réduire la quantité d’huile H acheminée le long du circuit de dégazage 18. Ceci réduit les pertes de charge dans le circuit de dégazage 18 et améliore ainsi l’étanchéité de l’enceinte de palier 10. The degassing outlet 1 according to the invention advantageously forms an air-oil separator suitable for de-oiling the air A evacuated from the bearing enclosure 10. Its positioning at the outlet of the bearing enclosure 10, namely at the inlet of the degassing circuit 18, makes it possible to reduce the quantity of oil H conveyed along the degassing circuit 18. This reduces the pressure losses in the degassing circuit 18 and thus improves the sealing of the bearing enclosure 10.

L’invention est remarquable en ce que la sortie de dégazage 1 forme un déshuileur statorique ne nécessitant aucun prélèvement de puissance sur l’arbre 39, 40 de la turbomachine d’aéronef 30. La séparation de l’huile H et de l’air A est mise en œuvre de manière passive, sans entraînement rotatif. Les performances en poussée de la turbomachine d’aéronef 30 sont avantageusement préservées. En outre, ceci réduit les contraintes de positionnement du déshuileur qui n’a pas besoin d’être solidaire de l’arbre 39, 40 de la turbomachine d’aéronef 30 et peut ainsi être positionné directement en sortie de l’enceinte de palier 10. The invention is remarkable in that the degassing outlet 1 forms a stator oil separator that does not require any power draw from the shaft 39, 40 of the aircraft turbomachine 30. The separation of oil H and air A is implemented passively, without rotary drive. The thrust performance of the aircraft turbomachine 30 is advantageously preserved. Furthermore, this reduces the positioning constraints of the oil separator, which does not need to be fixed to the shaft 39, 40 of the aircraft turbomachine 30 and can thus be positioned directly at the outlet of the bearing housing 10.

Selon une première forme de réalisation de l’invention illustrée sur la , la sortie de dégazage 1 forme un premier déshuileur, de type statorique, et le circuit de dégazage 18 comprend un deuxième déshuileur 19, de type rotorique. Le deuxième déshuileur 19 s’étend en aval de la sortie de dégazage 1 selon le sens de circulation de l’air A, et est adapté pour extraire l’huile H restante dans l’air A guidée dans le conduit d’évacuation 8 de la sortie de dégazage 1. Dans l’exemple de la , le deuxième déshuileur 19 est monté sur le boîtier de relais d’accessoires 36 (« accessory gearbox AGB ») logé dans la nacelle 35 entourant la turbomachine d’aéronef 30 et est entraîné en rotation par l’arbre 39, 40 de la turbomachine d’aéronef 30. L’utilisation de deux déshuileurs en série permet avantageusement d’améliorer la récupération de l’huile H. According to a first embodiment of the invention illustrated on the The degassing outlet 1 forms a first oil separator, of stator type, and the degassing circuit 18 includes a second oil separator 19, of rotor type. The second oil separator 19 extends downstream of the degassing outlet 1 in the direction of air flow A, and is adapted to extract the remaining oil H from the air A guided in the discharge duct 8 from the degassing outlet 1. In the example of the , the second oil separator 19 is mounted on the accessory gearbox 36 (“accessory gearbox AGB”) housed in the nacelle 35 surrounding the aircraft turbomachine 30 and is driven in rotation by the shaft 39, 40 of the aircraft turbomachine 30. The use of two oil separators in series advantageously improves the recovery of H oil.

Le déshuileur formé par la sortie de dégazage 1 permet en effet d’extraire de l’air par centrifugation un spectre de gouttelettes d’huile plus massives de plus grande taille et masse. Les gouttelettes les moins massives ne sont pas projetées sur la paroi de la sortie de dégazage 1 et restent donc présentes dans l’air en sortie. La présence d’un deuxième déshuileur actif monté sur le boîtier de relais d’accessoires (AGB), entraîné en rotation à vitesse élevée, permet de récupérer un spectre de gouttelettes moins massives, et au final de rejeter un air davantage déshuilé.The oil separator formed by the degassing outlet 1 effectively extracts a spectrum of larger, more massive oil droplets from the air by centrifugation. The smaller droplets are not projected onto the wall of the degassing outlet 1 and therefore remain in the outgoing air. The presence of a second active oil separator mounted on the accessory gearbox (AGB), driven by high-speed rotation, allows for the recovery of a spectrum of smaller droplets, ultimately resulting in a more oil-free exhaust air.

Selon une deuxième forme de réalisation de l’invention illustrée sur la , le circuit de dégazage 18 comprend un unique déshuileur formé par la sortie de dégazage 1. L’air A guidé dans le conduit d’évacuation 8 est ensuite rejeté vers l’extérieur, dans cet exemple dans la veine d’air 38, typiquement en arrière de la turbine basse pression 34. According to a second embodiment of the invention illustrated in the The degassing circuit 18 includes a single oil separator formed by the degassing outlet 1. The air A guided in the exhaust duct 8 is then discharged to the outside, in this example into the air stream 38, typically behind the low pressure turbine 34.

En référence aux figures 3 à 5 et comme décrit précédemment, la sortie de dégazage 1 comprend une chambre fluidique 2 statorique, à savoir exempte de partie tournante. La chambre fluidique 2 comporte une paroi tronconique 3 verticale, définissant une section interne décroissante de bas en haut, dans cet exemple circulaire. La chambre fluidique 2 est fermée en partie basse 4 par une paroi de fond 9 et débouche en partie haute 5 dans le conduit d’évacuation 8.With reference to Figures 3 to 5 and as described previously, the degassing outlet 1 comprises a stator-shaped fluidic chamber 2, meaning it has no rotating parts. The fluidic chamber 2 has a vertical frustoconical wall 3, defining an internal cross-section that decreases from bottom to top, in this circular example. The fluidic chamber 2 is closed at its lower end 4 by a bottom wall 9 and opens at its upper end 5 into the discharge duct 8.

Selon un aspect préféré illustré sur la , la chambre fluidique 2 est fixée verticalement de manière externe sur l’enceinte de palier 10, elle-même statorique. Plus précisément, la paroi de fond 9 de la chambre fluidique 2 est fixée sur la paroi externe longitudinale 22 de l’enceinte de palier 10. La chambre fluidique 2 s’étend ainsi de manière radialement externe par rapport à l’enceinte de palier 10 pour limiter l’encombrement au niveau de l’arbre 39, 40 d’axe longitudinal X. According to a preferred aspect illustrated on the The fluidic chamber 2 is fixed vertically and externally to the bearing housing 10, which is itself stator-shaped. More precisely, the bottom wall 9 of the fluidic chamber 2 is fixed to the longitudinal outer wall 22 of the bearing housing 10. The fluidic chamber 2 thus extends radially outwards relative to the bearing housing 10 to limit the space required at the shaft 39, 40 with longitudinal axis X.

De préférence, comme illustré sur la , la paroi de fond 9 comporte un bord de fixation périphérique 23 s’étendant en saillie vers l’extérieur par rapport à l’axe vertical Y permettant une fixation aisée et efficace sur l’enceinte de palier 10, par exemple par des vis, clous ou rivets. La géométrie tronconique de la chambre fluidique 2 confère à la paroi de fond 9 une surface étendue favorisant la tenue sur l’enceinte de palier 10.Preferably, as illustrated on the The bottom wall 9 has a peripheral fixing edge 23 extending outwards from the vertical axis Y, allowing for easy and effective fixing to the bearing housing 10, for example by screws, nails, or rivets. The frustoconical geometry of the fluidic chamber 2 gives the bottom wall 9 a large surface area, facilitating its attachment to the bearing housing 10.

En référence aux figures 3 à 6 et comme décrit précédemment, la sortie de dégazage 1 comprend un conduit d’admission 6 débouchant dans la partie basse 4 de la chambre fluidique 2 et configuré pour injecter l’air chargé en huile AH sous pression provenant du volume interne V de l’enceinte de palier 10. Comme illustré sur la , le conduit d’admission 6 traverse de préférence la paroi de fond 9 de la chambre fluidique 2 et la paroi externe longitudinale 22 de l’enceinte de palier 10 pour mettre en communication fluidique le volume interne V avec la chambre fluidique 2. De préférence également, le conduit d’admission 6 s’étend en saillie dans le volume interne V pour limiter l’emport d’huile H, notamment l’huile H formant un film sur la paroi interne de l’enceinte de palier 10.With reference to Figures 3 to 6 and as described previously, the degassing outlet 1 includes an inlet duct 6 opening into the lower part 4 of the fluidic chamber 2 and configured to inject pressurized oil-laden air AH from the internal volume V of the bearing housing 10. As illustrated in the The inlet duct 6 preferably passes through the bottom wall 9 of the fluidic chamber 2 and the longitudinal outer wall 22 of the bearing housing 10 to establish fluidic communication between the internal volume V and the fluidic chamber 2. Preferably also, the inlet duct 6 extends outward into the internal volume V to limit the carrying of oil H, in particular oil H forming a film on the inner wall of the bearing housing 10.

Selon un aspect préféré illustré sur la figures 4 à 6, le conduit d’admission 6 comporte une portion coudée 11 s’étendant en saillie dans la chambre fluidique 2, de préférence vers l’extérieur par rapport à l’axe vertical Y permettant une injection tangentielle de l’air chargé en huile AH. La portion coudée 11 du conduit d’admission 6 et la géométrie tronconique de la chambre d’admission 2 permettent ensemble de conférer à l’air chargé en huile AH un mouvement tourbillonnaire ascendant M, également connu sous le terme de vortex, qui favorise la projection de l’huile H sur la paroi tronconique 3 par effet centrifuge. According to a preferred design illustrated in Figures 4 to 6, the inlet duct 6 has an angled portion 11 projecting into the fluidic chamber 2, preferably outwards with respect to the vertical axis Y, allowing for tangential injection of the oil-laden air AH. The angled portion 11 of the inlet duct 6 and the frustoconical geometry of the inlet chamber 2 together impart an upward swirling motion M to the oil-laden air AH, also known as a vortex, which promotes the projection of the oil H onto the frustoconical wall 3 by centrifugal force.

Selon un autre aspect préféré illustré sur les figures 4 et 5, le conduit d’admission 6 comporte un orifice 12 présentant une restriction de section pour augmenter la vitesse d’injection de l’air chargé en huile H afin de favoriser la centrifugation. La géométrie tronconique de la chambre fluidique 2 permet également d’accélérer l’air chargé en huile AH pour favoriser la centrifugation. Le conduit d’admission 6 est statorique, exempt de vanne ou de pompe. According to another preferred design illustrated in Figures 4 and 5, the inlet duct 6 has an orifice 12 with a restricted cross-section to increase the injection velocity of the oil-laden air H, thereby promoting centrifugation. The frustoconical geometry of the fluidic chamber 2 also accelerates the oil-laden air AH to further promote centrifugation. The inlet duct 6 is stator-type and free of valves or pumps.

En référence aux figures 4 à 6 et comme décrit précédemment, la sortie de dégazage 1 comprend un réceptacle 7 en partie basse de la chambre fluidique 2 adapté pour collecter par gravité l’huile H projetée contre la paroi tronconique 3. Le réceptacle 7 est typiquement formé sur la face interne 20 de la paroi de fond 9 de la chambre fluidique 2. De préférence, le réceptacle 7 se présente sous la forme d’une gouttière circonférentielle permettant de collecter l’huile H sur toute la circonférence de la paroi tronconique 3 de manière simple et pratique. With reference to figures 4 to 6 and as described previously, the degassing outlet 1 includes a receptacle 7 in the lower part of the fluidic chamber 2 adapted to collect by gravity the oil H projected against the frustoconical wall 3. The receptacle 7 is typically formed on the inner face 20 of the bottom wall 9 of the fluidic chamber 2. Preferably, the receptacle 7 is in the form of a circumferential gutter allowing the oil H to be collected over the entire circumference of the frustoconical wall 3 in a simple and practical manner.

Selon un aspect préféré illustré sur les figures 4 à 6, la sortie de dégazage 1 comprend également un conduit de retour 21 débouchant d’une part dans le réceptacle 7 et d’autre part dans l’enceinte de palier 10. Le conduit de retour 21 permet avantageusement de drainer par gravité l’huile H collectée dans le réceptacle 7 vers l’enceinte de palier 10, de manière simple et pratique. According to a preferred aspect illustrated in figures 4 to 6, the degassing outlet 1 also includes a return conduit 21 opening on one side into the receptacle 7 and on the other side into the bearing enclosure 10. The return conduit 21 advantageously allows the oil H collected in the receptacle 7 to be drained by gravity into the bearing enclosure 10, in a simple and practical manner.

De préférence et en référence aux figures 6 et 7, le conduit de retour 21 comprend une extrémité, telle qu’une écope, débouchant dans l’enceinte de palier 10 selon une direction et un sens correspondant à ceux de l’écoulement du film d’huile H dans l’enceinte de palier 10 le long de la paroi externe longitudinale 22. L’écoulement du film d’huile H dans l’enceinte de palier 10 est défini par le sens de rotation de l’arbre 39, 40 guidé par le palier 17. La direction de l’écoulement d’huile H dans l’enceinte de palier 10 est typiquement circonférentielle, dans un plan transversal par rapport à l’axe longitudinal X. Ceci favorise le retour de l’huile H par gravité et effet Venturi dans l’enceinte de palier 10. Preferably, and with reference to Figures 6 and 7, the return conduit 21 includes an end, such as a scoop, opening into the bearing housing 10 in a direction and sense corresponding to the flow of the oil film H in the bearing housing 10 along the outer longitudinal wall 22. The flow of the oil film H in the bearing housing 10 is defined by the direction of rotation of the shaft 39, 40 guided by the bearing 17. The direction of the oil H flow in the bearing housing 10 is typically circumferential, in a plane transverse to the longitudinal axis X. This promotes the return of the oil H by gravity and the Venturi effect into the bearing housing 10.

Selon un aspect préféré illustré sur les figures 4 et 6, le réceptacle 7 est incliné par rapport à un plan horizontal P d’un angle a supérieur à 5° pour guider le fluide de refroidissement et de lubrification par gravité vers le conduit de retour 21 sous toutes les attitudes stabilisées de la turbomachine d’aéronef 30. L’angle a est de préférence supérieur à 10° et préférentiellement inférieur à 45° pour permettre un drainage gravitaire efficace.According to a preferred aspect illustrated in Figures 4 and 6, the receptacle 7 is inclined relative to a horizontal plane P at an angle α greater than 5° to guide the cooling and lubrication fluid by gravity towards the return duct 21 under all stabilized attitudes of the aircraft turbomachine 30. The angle α is preferably greater than 10° and preferably less than 45° to allow efficient gravity drainage.

En référence aux figures 4 à 6 et comme décrit précédemment, la sortie de dégazage 1 comprend un conduit d’évacuation 8 en partie haute 5 de la chambre fluidique 2 adapté pour évacuer l’air A après centrifugation hors de la chambre fluidique 2. De préférence, le conduit d’évacuation 8 débouche dans la chambre fluidique 2 centré selon l’axe vertical Y dans le prolongement de la paroi tronconique 3 pour favoriser l’évacuation de l’air A. Le conduit d’évacuation 8 est statorique, exempt de vanne ou de pompe. With reference to figures 4 to 6 and as described previously, the degassing outlet 1 includes an exhaust conduit 8 in the upper part 5 of the fluidic chamber 2 adapted to evacuate the air A after centrifugation out of the fluidic chamber 2. Preferably, the exhaust conduit 8 opens into the fluidic chamber 2 centered along the vertical axis Y in line with the frustoconical wall 3 to promote the evacuation of the air A. The exhaust conduit 8 is stator-based, free of valves or pumps.

En référence aux figures 3, 4 et 6, l’invention concerne également un procédé d’utilisation de la sortie de dégazage 1 pour déshuiler l’air AH provenant d’une enceinte de palier 10, procédé dans lequel :

  • l’air chargé en huile AH sous pression provenant de l’enceinte de palier 10 est injecté dans la chambre fluidique 2 grâce au conduit d’admission 6,
  • l’air chargé en huile AH est entraîné selon un mouvement tourbillonnaire ascendant M dans la chambre fluidique 2, grâce à la géométrie de la paroi tronconique 3 et à la portion coudée 11 du conduit d’admission 6,
  • l’huile H est projetée contre la paroi tronconique 3 par effet centrifuge puis s’écoule par gravité dans le réceptacle 7, l’air A étant quant à lui évacué dans le conduit d’évacuation 8.
With reference to Figures 3, 4 and 6, the invention also relates to a method of using the degassing outlet 1 to de-oil the air AH coming from a bearing enclosure 10, a method in which:
  • Oil-laden air AH under pressure from bearing chamber 10 is injected into fluidic chamber 2 through intake duct 6,
  • The oil-laden air AH is drawn in an upward vortex motion M into the fluidic chamber 2, thanks to the geometry of the frustoconical wall 3 and the angled portion 11 of the inlet duct 6,
  • Oil H is projected against the truncated conical wall 3 by centrifugal effect and then flows by gravity into the receptacle 7, while air A is evacuated into the evacuation duct 8.

L’invention permet avantageusement de déshuiler l’air AH évacué de l’enceinte de palier 10 de manière passive, sans entraînement rotatif, directement en sortie de l’enceinte de palier 10. Ceci réduit les pertes de charge dans le circuit de dégazage 18 et contribue ainsi à maintenir une meilleure étanchéité dans l’enceinte de palier 10. Un tel déshuileur statorique ne nécessite avantageusement aucune transmission de puissance. Ceci permet d’éviter de prélever de la puissance sur l’arbre 39, 40 de la turbomachine d’aéronef et libère des contraintes de positionnement ce qui permet de l’intégrer directement en sortie de l’enceinte de palier 10. Un tel déshuileur sans partie tournante peut en outre s’avérer plus robuste avec peu de coût de maintenance. The invention advantageously allows for the passive de-oiling of the air AH evacuated from the bearing housing 10, without rotary drive, directly at the outlet of the bearing housing 10. This reduces pressure losses in the degassing circuit 18 and thus contributes to maintaining a better seal in the bearing housing 10. Advantageously, such a stator-based oil separator requires no power transmission. This avoids drawing power from the shaft 39, 40 of the aircraft turbomachine and frees up positioning constraints, allowing it to be integrated directly at the outlet of the bearing housing 10. Furthermore, such an oil separator without rotating parts can prove to be more robust with low maintenance costs.

Claims (11)

Sortie de dégazage (1) pour une enceinte de palier (10) de turbomachine d’aéronef (30) renfermant de l’air chargé en un fluide de refroidissement et de lubrification (AH), la sortie de dégazage (1) comprenant :
  • une chambre fluidique (2) comprenant une paroi tronconique (3) décroissante selon un axe vertical (Y) orienté de bas en haut selon un sens opposé à un axe de gravité (G) de la turbomachine d’aéronef (30) en conditions nominales de vol, la chambre fluidique (2) étant statorique,
  • un conduit d’admission (6) débouchant dans une partie basse (4) de la chambre fluidique (2) et configuré pour injecter l’air chargé en fluide de refroidissement et de lubrification (AH) selon un mouvement tourbillonnaire ascendant (M), de sorte à projeter le fluide de refroidissement et de lubrification (H) contre la paroi tronconique (3) par centrifugation,
  • un réceptacle (7) dans la partie basse (4) de la chambre fluidique (2) configuré pour collecter le fluide de refroidissement et de lubrification (H) s’écoulant par gravité sur la paroi tronconique (3), et
  • un conduit d’évacuation (8) débouchant dans une partie haute (5) de la chambre fluidique (2) et configuré pour guider l’air (A) hors de la chambre fluidique (2).
Degassing outlet (1) for a bearing enclosure (10) of an aircraft turbomachine (30) containing air charged with a cooling and lubricating fluid (AH), the degassing outlet (1) comprising:
  • a fluidic chamber (2) comprising a frustoconical wall (3) decreasing along a vertical axis (Y) oriented from bottom to top in a direction opposite to an axis of gravity (G) of the aircraft turbomachine (30) under nominal flight conditions, the fluidic chamber (2) being stator-type,
  • an inlet duct (6) opening into a lower part (4) of the fluidic chamber (2) and configured to inject air charged with cooling and lubricating fluid (AH) according to an upward vortex motion (M), so as to project the cooling and lubricating fluid (H) against the frustoconical wall (3) by centrifugation,
  • a receptacle (7) in the lower part (4) of the fluidic chamber (2) configured to collect the cooling and lubricating fluid (H) flowing by gravity over the frustoconical wall (3), and
  • an exhaust duct (8) opening into an upper part (5) of the fluidic chamber (2) and configured to guide the air (A) out of the fluidic chamber (2).
Sortie de dégazage (1) selon la revendication 1, comprenant une paroi de fond (9) configurée pour être fixée de manière externe sur l’enceinte de palier (10).Degassing outlet (1) according to claim 1, comprising a bottom wall (9) configured to be externally fixed to the bearing enclosure (10). Sortie de dégazage (1) selon la revendication 2, dans laquelle le conduit d’admission (6) traverse la paroi de fond (9).Degassing outlet (1) according to claim 2, in which the inlet conduit (6) passes through the bottom wall (9). Sortie de dégazage (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle le conduit d’admission (6) comporte une portion coudée (11) s’étendant en saillie dans la chambre fluidique (2).Degassing outlet (1) according to any one of claims 1 to 3, wherein the inlet conduit (6) has an angled portion (11) extending projecting into the fluidic chamber (2). Sortie de dégazage (1) selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle le réceptacle (7) se présente sous la forme d’une gouttière circonférentielle.Degassing outlet (1) according to any one of claims 1 to 4, wherein the receptacle (7) is in the form of a circumferential gutter. Sortie de dégazage (1) selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant un conduit de retour (21) dans lequel débouche le réceptacle (7) et configuré pour guider le fluide de refroidissement et de lubrification (H) dans l’enceinte de palier (10).Degassing outlet (1) according to any one of claims 1 to 5, comprising a return conduit (21) into which the receptacle (7) opens and configured to guide the cooling and lubrication fluid (H) into the bearing housing (10). Sortie de dégazage (1) selon la revendication 6, dans laquelle le réceptacle (7) est incliné par rapport à un plan horizontal (P) d’un angle (a) supérieur à 5° pour guider le fluide de refroidissement et de lubrification (H) par gravité vers le conduit de retour (21), l’angle (a) étant de préférence supérieur à 10° et préférentiellement inférieur à 45°.Degassing outlet (1) according to claim 6, wherein the receptacle (7) is inclined with respect to a horizontal plane (P) at an angle (a) greater than 5° to guide the cooling and lubrication fluid (H) by gravity towards the return conduit (21), the angle (a) being preferably greater than 10° and preferably less than 45°. Sortie de dégazage (1) selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle le conduit d’évacuation (8) débouche dans la chambre fluidique (2) centré selon l’axe vertical (Y).Degassing outlet (1) according to any one of claims 1 to 7, wherein the evacuation conduit (8) opens into the fluidic chamber (2) centered along the vertical axis (Y). Circuit de dégazage (18) pour une enceinte de palier (10) de turbomachine d’aéronef (30) renfermant de l’air chargé en un fluide de refroidissement et de lubrification (AH), le circuit de dégazage (18) comprenant une sortie de dégazage (1) selon l’une des revendications 1 à 8 et un dispositif de séparation (19) alimenté en air (A) par le conduit d’évacuation (8) de la sortie de dégazage (1) et adapté pour extraire par entraînement rotatif un restant de fluide de refroidissement et de lubrification (H) dans l’air (A).Degassing circuit (18) for a bearing enclosure (10) of an aircraft turbomachine (30) containing air charged with a cooling and lubricating fluid (AH), the degassing circuit (18) comprising a degassing outlet (1) according to any one of claims 1 to 8 and a separation device (19) supplied with air (A) by the exhaust duct (8) of the degassing outlet (1) and adapted to extract by rotary drive a remainder of cooling and lubricating fluid (H) in the air (A). Ensemble d’une sortie de dégazage (1) selon la revendication 6 et d’une enceinte de palier (10) de turbomachine d’aéronef (30) renfermant de l’air chargé en un fluide de refroidissement et de lubrification (AH) évacué dans le conduit d’admission (6) de la sortie de dégazage (1), le fluide de refroidissement et de lubrification (AH) circulant dans l’enceinte de palier (10) le long d’une paroi externe longitudinale (22), sur laquelle est fixée une paroi de fond (9) de la chambre fluidique (2), selon un sens d’écoulement déterminé par un sens de rotation d’un arbre (39, 40) de la turbomachine d’aéronef (30) guidé par le palier (17), le conduit de retour (21) de la sortie de dégazage (1) étant adapté pour guider le fluide de refroidissement et de lubrification (H) dans l’enceinte de palier (10) selon le sens d’écoulement déterminé.Assembly of a degassing outlet (1) according to claim 6 and a bearing housing (10) of an aircraft turbomachine (30) containing air charged with a cooling and lubricating fluid (AH) discharged into the inlet duct (6) of the degassing outlet (1), the cooling and lubricating fluid (AH) circulating in the bearing housing (10) along an external longitudinal wall (22), on which is fixed a bottom wall (9) of the fluidic chamber (2), in a direction of flow determined by a direction of rotation of a shaft (39, 40) of the aircraft turbomachine (30) guided by the bearing (17), the return duct (21) of the degassing outlet (1) being adapted to guide the cooling and lubricating fluid (H) in the bearing housing (10) in the direction of flow determined. Procédé d’utilisation d’une sortie de dégazage (1) selon l’une des revendications 1 à 8 pour extraire le fluide de refroidissement et de lubrification (H) dans l’air (A) provenant d’une enceinte de palier (10) de turbomachine d’aéronef (30), procédé dans lequel l’air chargé en fluide de refroidissement et de lubrification (AH) provenant de l’enceinte de palier (10) est injecté dans la chambre fluidique (2) et entraîné selon un mouvement tourbillonnaire ascendant (M) grâce au conduit d’admission (6) et à la paroi tronconique (3), le fluide de refroidissement et de lubrification (H) étant projeté contre la paroi tronconique (3) par centrifugation puis s’écoulant par gravité dans le réceptacle (7), l’air (A) étant évacué dans le conduit d’évacuation (8).Method of using a degassing outlet (1) according to any one of claims 1 to 8 to extract the cooling and lubricating fluid (H) in the air (A) from a bearing enclosure (10) of an aircraft turbomachine (30), method in which the air charged with cooling and lubricating fluid (AH) from the bearing enclosure (10) is injected into the fluidic chamber (2) and driven in an upward vortex motion (M) by means of the inlet duct (6) and the frustoconical wall (3), the cooling and lubricating fluid (H) being projected against the frustoconical wall (3) by centrifugation and then flowing by gravity into the receptacle (7), the air (A) being discharged into the discharge duct (8).
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