FR3104641A1 - Fuel supply circuit of a turbomachine, turbomachine and aircraft having the same - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un circuit (1) d’alimentation en carburant d’une turbomachine d’aéronef, comportant un dispositif (2) de refroidissement d’une machine électrique tournante (3) reliée mécaniquement à la turbomachine par circulation du carburant, le dispositif (2) de refroidissement comportant une troisième canalisation (20) de carburant, qui traverse la machine électrique tournante (3) pour être en échange thermique de refroidissement avec celle-ci et qui est reliée en aval de la pompe centrifuge (4) basse pression de carburant et en amont de la première canalisation (51) de carburant de l’échangeur thermique (5) huile-carburant. Figure pour l’abrégé : Figure 1The invention relates to a circuit (1) for supplying fuel to an aircraft turbomachine, comprising a device (2) for cooling a rotating electrical machine (3) mechanically connected to the turbomachine by circulating fuel, the cooling device (2) comprising a third fuel line (20) which passes through the rotating electrical machine (3) to be in cooling thermal exchange with the latter and which is connected downstream of the low centrifugal pump (4) fuel pressure and upstream of the first fuel line (51) of the oil-fuel heat exchanger (5). Figure for the abstract: Figure 1
Description
L'invention concerne un circuit d’alimentation pour alimenter en carburant une turbomachine d’aéronef, une turbomachine d’aéronef munie de ce circuit et un aéronef comportant au moins une telle turbomachine.The invention relates to a supply circuit for supplying fuel to an aircraft turbine engine, an aircraft turbine engine equipped with this circuit and an aircraft comprising at least one such turbine engine.
Le domaine de l’invention concerne les turbomachines d’aéronefs, notamment les turboréacteurs ou les turbopropulseurs.The field of the invention relates to aircraft turbomachines, in particular turbojets or turboprops.
Les circuits d’alimentation concernés sont ceux comportant un dispositif de refroidissement d’une machine électrique tournante, pouvant être par exemple un ou plusieurs générateurs d’électricité et/ou un ou plusieurs moteurs électriques.The power supply circuits concerned are those comprising a device for cooling a rotating electrical machine, which may for example be one or more electricity generators and/or one or more electric motors.
Etant donné que le besoin en énergie électrique des avions est de plus en plus important, une ou plusieurs machines électriques, telles que par exemple ou plusieurs générateurs électriques, sont embarquées sur l’avion pour pouvoir assurer l’alimentation en électricité de l’avion. L’intégration de ces générateurs sur la turbomachine devra se faire en minimisant les impacts sur ses performances et la consommation de carburant.Given that the need for electrical energy of aircraft is increasingly important, one or more electrical machines, such as for example or more electrical generators, are on board the aircraft to be able to ensure the power supply of the aircraft . The integration of these generators on the turbomachine must be done while minimizing the impact on its performance and fuel consumption.
Cependant l’intégration d’un tel générateur électrique pose des problèmes de refroidissement. Les générateurs de nouvelle génération sont plus petits et génèrent plus de réjections thermiques, ce qui entraîne une augmentation du besoin en dissipation de puissance thermique. Il faut en plus combiner cela avec la tendance à l’augmentation de la puissance rejetée par la turbomachine.However, the integration of such an electric generator poses cooling problems. Next-generation generators are smaller and generate more thermal rejections, resulting in an increased need for thermal power dissipation. This must also be combined with the tendency to increase the power rejected by the turbomachine.
Plusieurs solutions de refroidissement existent; on peut citer notamment le refroidissement à l’huile et le refroidissement à l’air qui sont les solutions les plus communément utilisées.Several cooling solutions exist; we can cite in particular oil cooling and air cooling which are the most commonly used solutions.
Le refroidissement à l’air n’est pas très efficace pour les parties chaudes qui se trouvent à l’intérieur du générateur, et le prélèvement qui est effectué réduit les performances du moteur, du fait qu’il engendre des pertes de charge dans le flux d’air et donc une augmentation de la consommation de carburant de la turbomachine.Air cooling is not very efficient for the hot parts inside the generator, and the withdrawal that is carried out reduces the performance of the engine, due to the fact that it generates pressure drops in the air flow and therefore an increase in the fuel consumption of the turbomachine.
Le refroidissement à l’huile est plus efficace et permet d’absorber une grande partie de l’énergie rejetée par le générateur. Les générateurs de nouvelle génération ont la particularité de fonctionner avec la technologie dite à cavité sèche (en anglais «dry cavity») qui permet d’avoir de l’huile pure en sortie du générateur, alors que la technologie actuelle dite à cavité humide (en anglais «wet cavity») entraîne l’apparition d’air dans l’huile.Oil cooling is more efficient and absorbs a large part of the energy rejected by the generator. The new generation generators have the particularity of operating with the so-called dry cavity technology which allows pure oil to be output from the generator, whereas the current so-called wet cavity technology ( in English "wet cavity") leads to the appearance of air in the oil.
Pour refroidir à l’huile, le générateur nécessite un système d’huile dédié, il faudra donc ajouter une pompe, un réservoir, et un échangeur.To cool with oil, the generator requires a dedicated oil system, it will therefore be necessary to add a pump, a tank, and an exchanger.
Le type d’échangeur utilisé dans ce cas peut être soit un échangeur air/huile, soit un échangeur huile/carburant. Aux vues des besoins en puissance à dissiper, l’échangeur sera volumineux, et dans le cas d’un échangeur air/huile, son installation dans la veine secondaire entraînera une dégradation des performances du moteur.The type of exchanger used in this case can be either an air/oil exchanger or an oil/fuel exchanger. In view of the power requirements to be dissipated, the exchanger will be bulky, and in the case of an air/oil exchanger, its installation in the secondary stream will lead to a deterioration in engine performance.
L’ajout de ces équipements ainsi que l’impact sur la trainée de l’échangeur air/huile dégrade la performance du moteur.The addition of this equipment as well as the impact on the drag of the air/oil exchanger degrades engine performance.
Le document WO 2010/092267 décrit un moteur aéronautique comprenant un dispositif de pompage de carburant comportant une pompe centrifuge alimentant en carburant une conduite basse pression, laquelle alimente en carburant d’une part une pompe haute pression menant à un circuit principal d'alimentation en carburant sous pression et d’autre part un échangeur carburant-huile, cet échangeur carburant-huile comprenant un circuit interne d’huile recevant l’huile d’un dispositif électrique de démarrage pour la refroidir et un circuit interne de carburant, qui a une entrée reliée à la sortie de la pompe centrifuge entraînée par un moteur électrique indépendamment de la pompe haute pression et une sortie reliée à un réservoir de carburant. Cet échangeur carburant-huile présente les inconvénients mentionnés ci-dessus.Document WO 2010/092267 describes an aero engine comprising a fuel pumping device comprising a centrifugal pump supplying fuel to a low-pressure line, which supplies fuel on the one hand to a high-pressure pump leading to a main fuel supply circuit. pressurized fuel and on the other hand a fuel-oil exchanger, this fuel-oil exchanger comprising an internal oil circuit receiving the oil from an electric starting device to cool it and an internal fuel circuit, which has a inlet connected to the outlet of the centrifugal pump driven by an electric motor independently of the high pressure pump and an outlet connected to a fuel tank. This fuel-oil exchanger has the disadvantages mentioned above.
Une variante dans ce document WO 2010/092267 envisage de réaliser directement le refroidissement du dispositif de démarrage par le carburant en faisant circuler le carburant dans le dispositif de démarrage. Mais cette variante implique qu’il peut rester peu de carburant disponible pour refroidir le dispositif de démarrage, lorsqu’une grande quantité de carburant est envoyée ou a déjà été envoyée par la pompe haute pression vers le circuit principal d'alimentation en carburant sous pression. Cela défavorise le refroidissement du dispositif de démarrage ou implique de surdimensionner le dispositif de refroidissement du dispositif de démarrage.A variant in this document WO 2010/092267 envisages direct cooling of the starting device by the fuel by circulating the fuel in the starting device. But this variant implies that there may remain little fuel available to cool the starting device, when a large quantity of fuel is sent or has already been sent by the high pressure pump to the main pressurized fuel supply circuit. . This disadvantages the cooling of the starting device or involves oversizing the cooling device of the starting device.
Le problème est donc de trouver un moyen de refroidir les générateurs d’électricité et plus généralement la ou les machine(s) électrique(s) tournante(s), en minimisant les impacts sur la turbomachine (masses, performances, coût..).The problem is therefore to find a way to cool the electricity generators and more generally the rotating electrical machine(s), while minimizing the impact on the turbomachine (mass, performance, cost, etc.) .
L’invention vise à obtenir un circuit d’alimentation en carburant d’une turbomachine d’aéronef, une turbomachine d’aéronef munie de ce circuit et un aéronef, qui pallient les inconvénients mentionnés ci-dessus et résolvent le problème mentionné ci-dessus.The aim of the invention is to obtain a fuel supply circuit for an aircraft turbine engine, an aircraft turbine engine equipped with this circuit and an aircraft, which overcome the drawbacks mentioned above and solve the problem mentioned above. .
A cet effet, un premier objet de l’invention est un circuit d’alimentation pour alimenter en carburant une turbomachine d’aéronef, le circuit d’alimentation comportant un dispositif de refroidissement d’une machine électrique tournante reliée mécaniquement à la turbomachine par circulation du carburant, le circuit d’alimentation comportant en outre de l’amont vers l’aval dans le sens de passage du carburant: une pompe centrifuge basse pression de carburant, au moins un échangeur thermique huile-carburant comportant au moins une première canalisation de carburant reliée au circuit d’alimentation et au moins une deuxième canalisation d’huile, qui est reliée à un autre circuit de circulation d’huile de lubrification de la turbomachine et qui se trouve en échange thermique avec la première canalisation de carburant pour que l’huile de la deuxième canalisation puisse chauffer le carburant de la première canalisation, et une pompe haute pression de carburant pour l’envoi de carburant sous pression à au moins une partie d’alimentation en carburant de la turbomachine,
caractérisé en ce que
le dispositif de refroidissement comporte une troisième canalisation de carburant, qui traverse la machine électrique tournante pour être en échange thermique de refroidissement avec celle-ci et qui est reliée au circuit d’alimentation en aval de la pompe centrifuge basse pression de carburant et en amont de la première canalisation de carburant de l’échangeur thermique huile-carburant.To this end, a first object of the invention is a supply circuit for supplying fuel to an aircraft turbine engine, the supply circuit comprising a device for cooling a rotating electrical machine mechanically connected to the turbine engine by circulation fuel, the supply circuit further comprising, from upstream to downstream in the direction of flow of the fuel: a low-pressure fuel centrifugal pump, at least one oil-fuel heat exchanger comprising at least one first fuel connected to the supply circuit and at least one second oil pipe, which is connected to another lubricating oil circulation circuit of the turbomachine and which is in heat exchange with the first fuel pipe so that the oil from the second line can heat the fuel from the first line, and a high pressure fuel pump for sending pressurized fuel to at least a fuel supply part of the turbomachine,
characterized in that
the cooling device comprises a third fuel line, which passes through the rotating electrical machine to be in cooling heat exchange with the latter and which is connected to the supply circuit downstream of the low fuel pressure centrifugal pump and upstream from the first fuel line of the oil-fuel heat exchanger.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, le circuit d’alimentation comporte en outre une quatrième canalisation de retour de carburant, laquelle part d’un doseur de carburant situé en aval de la pompe haute pression de carburant et en amont de la partie d’alimentation en carburant, la quatrième canalisation de retour de carburant étant reliée à un nœud situé entre l’aval de la pompe centrifuge basse pression de carburant et l’amont de la première canalisation de carburant de l’échangeur thermique huile-carburant.According to one embodiment of the invention, the supply circuit further comprises a fourth fuel return line, which starts from a fuel meter located downstream of the high pressure fuel pump and upstream of the part fuel supply, the fourth fuel return line being connected to a node located between the downstream of the low pressure fuel centrifugal pump and the upstream of the first fuel line of the oil-fuel heat exchanger.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la troisième canalisation de carburant est reliée au nœud en amont de celui-ci.According to one embodiment of the invention, the third fuel line is connected to the node upstream thereof.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la troisième canalisation de carburant est reliée au nœud en aval de celui-ci. Suivant un mode de réalisation de l’invention, le circuit d’alimentation comporte en outre une quatrième canalisation de retour de carburant, laquelle part d’un doseur de carburant situé en aval de la pompe haute pression de carburant et en amont de la partie d’alimentation en carburant, la quatrième canalisation de retour de carburant étant reliée à un nœud situé entre l’aval de la pompe centrifuge basse pression de carburant et l’amont de la première canalisation de carburant de l’échangeur thermique huile-carburant et, la troisième canalisation de carburant étant reliée d’une part en aval de la pompe centrifuge basse pression de carburant et d’autre part en amont du nœud.According to one embodiment of the invention, the third fuel line is connected to the node downstream of the latter. According to one embodiment of the invention, the supply circuit further comprises a fourth fuel return line, which starts from a fuel meter located downstream of the high pressure fuel pump and upstream of the part fuel supply line, the fourth fuel return line being connected to a node located between the downstream of the low pressure fuel centrifugal pump and the upstream of the first fuel line of the oil-fuel heat exchanger and , the third fuel line being connected on the one hand downstream of the low fuel pressure centrifugal pump and on the other hand upstream of the node.
Suivant un autre mode de réalisation de l’invention, le circuit d’alimentation comporte en outre une quatrième canalisation de retour de carburant, laquelle part d’un doseur de carburant situé en aval de la pompe haute pression de carburant et en amont de la partie d’alimentation en carburant, la troisième canalisation de carburant étant reliée en amont de la première canalisation de carburant de l’échangeur thermique huile-carburant et en aval d’un nœud, qui relie l’aval de la pompe centrifuge basse pression de carburant à la quatrième canalisation de retour de carburant et à la troisième canalisation de carburant.According to another embodiment of the invention, the supply circuit further comprises a fourth fuel return line, which leaves from a fuel meter located downstream of the high pressure fuel pump and upstream of the fuel supply part, the third fuel line being connected upstream of the first fuel line of the oil-fuel heat exchanger and downstream of a node, which connects the downstream of the low pressure centrifugal pump of fuel to the fourth fuel return line and the third fuel line.
Suivant un autre mode de réalisation de l’invention, le circuit d’alimentation comporte en outre une quatrième canalisation de retour de carburant, laquelle part d’un doseur de carburant situé en aval de la pompe haute pression de carburant et en amont de la partie d’alimentation en carburant et arrive dans au moins un réservoir de carburant situé en amont de la pompe centrifuge basse pressin de carburant.According to another embodiment of the invention, the supply circuit further comprises a fourth fuel return line, which leaves from a fuel meter located downstream of the high pressure fuel pump and upstream of the fuel supply part and arrives in at least one fuel tank located upstream of the fuel low pressure centrifugal pump.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la machine électrique tournante comporte un stator, un rotor mobile en rotation autour d’un arbre de rotation par rapport au stator, une entrée de carburant pour envoyer du carburant dans une partie intérieure de l’arbre de rotation et une sortie de carburant,
la troisième canalisation de carburant s’étendant de l’entrée de carburant à la sortie de carburant et comportant au moins une conduite de montée en pression du carburant par centrifugation, laquelle s’étend dans le rotor au moins dans une direction radiale par rapport à l’arbre de rotation entre une première extrémité intérieure de conduite communiquant avec l’entrée de carburant et une deuxième extrémité extérieure de conduite située à une distance radiale non nulle par rapport à la première extrémité intérieure de conduite, la deuxième extrémité extérieure de conduite communiquant avec la sortie de carburant.According to one embodiment of the invention, the rotating electrical machine comprises a stator, a rotor movable in rotation around a rotation shaft relative to the stator, a fuel inlet for sending fuel into an interior part of the rotating shaft and a fuel outlet,
the third fuel line extending from the fuel inlet to the fuel outlet and comprising at least one line for increasing fuel pressure by centrifugation, which extends in the rotor at least in a direction radial with respect to the rotating shaft between a first inner pipe end communicating with the fuel inlet and a second outer pipe end located at a non-zero radial distance relative to the first inner pipe end, the second outer pipe end communicating with the fuel outlet.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la machine électrique tournante comporte un stator, un rotor mobile en rotation autour d’un arbre de rotation par rapport au stator, une entrée de carburant pour envoyer du carburant dans une partie intérieure de l’arbre de rotation et une sortie de carburant,
la troisième canalisation de carburant s’étendant de l’entrée de carburant à la sortie de carburant et comportant au moins une conduite de montée en pression du carburant par centrifugation, laquelle s’étend dans le rotor au moins dans une direction radiale par rapport à l’arbre de rotation entre une première extrémité intérieure de conduite communiquant avec la partie intérieure de l’arbre de rotation et une deuxième extrémité extérieure de conduite située à une distance radiale non nulle par rapport à la première extrémité intérieure de conduite, la deuxième extrémité extérieure de conduite communiquant avec la sortie de carburant.According to one embodiment of the invention, the rotating electrical machine comprises a stator, a rotor movable in rotation around a rotation shaft relative to the stator, a fuel inlet for sending fuel into an interior part of the rotating shaft and a fuel outlet,
the third fuel line extending from the fuel inlet to the fuel outlet and comprising at least one line for increasing fuel pressure by centrifugation, which extends in the rotor at least in a direction radial with respect to the rotation shaft between a first inner pipe end communicating with the inner part of the rotation shaft and a second outer pipe end located at a non-zero radial distance from the first inner pipe end, the second end outer pipe communicating with the fuel outlet.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la machine électrique tournante est configurée pour provoquer une montée en pression de carburant sur la sortie de carburant par rapport à l’entrée de carburant, qui est comprise entre 20% et 40 % de la montée totale en pression de carburant provoquée conjointement par la machine électrique tournante et la pompe centrifuge basse pression de carburant.According to one embodiment of the invention, the rotating electrical machine is configured to cause a rise in fuel pressure on the fuel outlet relative to the fuel inlet, which is between 20% and 40% of the rise total fuel pressure caused jointly by the rotating electrical machine and the low fuel pressure centrifugal pump.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la machine électrique tournante est un générateur électrique, comportant un rotor apte à être entraîné mécaniquement en rotation par la turbomachine pour produire du courant électrique.According to one embodiment of the invention, the rotating electric machine is an electric generator, comprising a rotor capable of being mechanically driven in rotation by the turbine engine to produce electric current.
Suivant un autre mode de réalisation de l’invention, la machine électrique tournante est un moteur électrique, comportant un rotor apte à être entraîné en rotation par un courant électrique.According to another embodiment of the invention, the rotating electric machine is an electric motor, comprising a rotor capable of being driven in rotation by an electric current.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la pompe haute pression de carburant est volumétrique.According to one embodiment of the invention, the high pressure fuel pump is volumetric.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, le circuit d’alimentation comporte au moins une autre pompe centrifuge basse pression de carburant prévue en aval de la troisième canalisation de carburant et en amont de l’échangeur thermique huile-carburant.According to one embodiment of the invention, the supply circuit comprises at least one other low-pressure fuel centrifugal pump provided downstream of the third fuel line and upstream of the oil-fuel heat exchanger.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, le circuit d’alimentation comporte en outre au moins un autre échangeur thermique huile-carburant, comportant au moins une cinquième canalisation de carburant reliée d’une part en aval de la pompe haute pression de carburant et d’autre part à au moins un dispositif alimenté en carburant distinct de la partie d’alimentation, et au moins une sixième canalisation d’huile, qui est reliée à l’autre circuit de circulation d’huile de lubrification de la turbomachine et qui se trouve en échange thermique avec la cinquième canalisation de carburant pour que l’huile de la sixième canalisation d’huile puisse chauffer le carburant de la cinquième canalisation.According to one embodiment of the invention, the supply circuit further comprises at least one other oil-fuel heat exchanger, comprising at least one fifth fuel line connected on the one hand downstream of the high pressure fuel pump and on the other hand to at least one device supplied with fuel separate from the supply part, and at least one sixth oil pipe, which is connected to the other lubricating oil circulation circuit of the turbomachine and which is in heat exchange with the fifth fuel line so that the oil in the sixth oil line can heat the fuel in the fifth line.
Un deuxième objet de l’invention est une turbomachine alimentée en carburant par un circuit d’alimentation tel que décrit ci-dessus.A second object of the invention is a turbomachine supplied with fuel by a supply circuit as described above.
Un troisième objet de l’invention est un aéronef comportant au moins une turbomachine alimentée en carburant par un circuit d’alimentation tel que décrit ci-dessus.A third object of the invention is an aircraft comprising at least one turbomachine supplied with fuel by a supply circuit as described above.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif en référence aux figures ci-dessous des dessins annexés.The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of non-limiting example with reference to the figures below of the appended drawings.
Aux figures 1, 2 et 4 est représenté un circuit 1 d’alimentation pour alimenter en carburant une turbomachine d’aéronef suivant un mode de réalisation de l’invention. La turbomachine peut être un turboréacteur ou un turbopropulseur. L’aéronef, non représenté, peut être un avion ou un hélicoptère et peut comporter une ou plusieurs turbomachines.In Figures 1, 2 and 4 is shown a supply circuit 1 for supplying fuel to an aircraft turbine engine according to one embodiment of the invention. The turbomachine may be a turbojet or a turboprop. The aircraft, not shown, can be an airplane or a helicopter and can include one or more turbomachines.
Le circuit 1 d’alimentation comporte un dispositif 2 de refroidissement d’une machine électrique tournante 3. Le refroidissement de la machine électrique tournante 3 est effectué par circulation du carburant dans le circuit 1 d’alimentation. La machine électrique tournante 3 est reliée mécaniquement à la turbomachine. La machine électrique tournante 3 peut être un générateur électrique 3 ou un moteur électrique 3. Dans le cas du générateur électrique 3, le rotor du générateur électrique 3 est apte à être entraîné mécaniquement en rotation par le rotor de la turbomachine pour que le générateur électrique 3 produise du courant électrique. Le générateur électrique 3 peut être un générateur électrique de démarrage de la turbomachine à fréquence variable (en anglais «Variable Frequence Starter Generator»). Dans le cas du moteur électrique 3, le rotor du moteur électrique 3 est apte à être entraîné en rotation par un courant électrique et est relié mécaniquement par au moins un organe intermédiaire au rotor de la turbomachine pour entraîner ce dernier en rotation.The supply circuit 1 comprises a device 2 for cooling a rotating electrical machine 3. The cooling of the rotating electrical machine 3 is carried out by circulation of fuel in the supply circuit 1. The rotating electrical machine 3 is mechanically connected to the turbomachine. The rotating electric machine 3 can be an electric generator 3 or an electric motor 3. In the case of the electric generator 3, the rotor of the electric generator 3 is capable of being driven mechanically in rotation by the rotor of the turbomachine so that the electric generator 3 produces electric current. The electric generator 3 can be a variable frequency turbomachine starting electric generator (in English “Variable Frequency Starter Generator”). In the case of the electric motor 3, the rotor of the electric motor 3 is adapted to be driven in rotation by an electric current and is mechanically connected by at least one intermediate member to the rotor of the turbomachine to drive the latter in rotation.
Aux figures 1, 2 et 4, le circuit 1 d’alimentation en carburant comporte un (ou plusieurs) réservoir 15 de carburant de l’aéronef (pouvant par exemple être dans l’aile de l’avion). Le réservoir 15 de carburant est relié à une pompe centrifuge 4 basse pression de carburant. Dans ce qui suit, le sens allant de l’amont vers l’aval est le sens d’envoi du carburant dans le circuit d’alimentation 1. Le carburant venant du réservoir 15 est envoyé dans la pompe centrifuge 4 afin d’assurer le gavage de la pompe haute pression 7, et éviter d’avoir des phénomènes de cavitation.In Figures 1, 2 and 4, the fuel supply circuit 1 includes one (or more) fuel tank 15 of the aircraft (which can for example be in the wing of the aircraft). The fuel tank 15 is connected to a centrifugal pump 4 low fuel pressure. In what follows, the direction going from upstream to downstream is the direction in which the fuel is sent to the supply circuit 1. The fuel coming from the tank 15 is sent to the centrifugal pump 4 in order to ensure the boosting of the high pressure pump 7, and avoid having cavitation phenomena.
Cela permet avantageusement d’alimenter la machine électrique tournante 3 en carburant plus froid qu’en aval de l’échangeur thermique huile-carburant 5.This advantageously makes it possible to supply the rotating electrical machine 3 with fuel colder than downstream of the oil-fuel heat exchanger 5.
Dans certains cas, le générateur 3 est accompagné d’une électronique de puissance, il sera aussi envisageable de refroidir cette électronique de puissance par la troisième canalisation 20 de carburant, en les mettant soit en série, soit en parallèle suivant le comportement en termes de pertes de charges.In some cases, the generator 3 is accompanied by power electronics, it will also be possible to cool this power electronics through the third fuel line 20, by placing them either in series or in parallel depending on the behavior in terms of load losses.
Le générateur 3 d’électricité et plus généralement la machine électrique tournante 3 étant une source de chaleur, son ajout est favorable sur la thermique à froid. Cela s’explique par le fait qu’il est tiré profit des calories rejetées par la machine électrique tournante 3 pour réchauffer le carburant en conditions givrantes. Cela permet potentiellement de réduire les dimensions de l’échangeur thermique huile-carburant 5 (ainsi que de l’autre échangeur thermique huile-carburant 13 décrit ci-dessous).The electricity generator 3 and more generally the rotating electrical machine 3 being a source of heat, its addition is favorable on the cold thermal. This is explained by the fact that advantage is taken of the calories emitted by the rotating electrical machine 3 to heat the fuel in icing conditions. This potentially makes it possible to reduce the dimensions of the oil-fuel heat exchanger 5 (as well as of the other oil-fuel heat exchanger 13 described below).
L’invention permet avantageusement de se dispenser d’un autre échangeur air/huile dédié au circuit d’huile de la machine électrique tournante 3 ou de diminuer le nombre et/ou la taille de cet autre échangeur air/huile. L’invention permet ainsi avantageusement de prévoir une machine électrique tournante 3 intégrée au circuit 1 d’alimentation en carburant et d’avoir un seul échangeur thermique huile-carburant 5 qui prend en compte directement la machine électrique tournante 3.The invention advantageously makes it possible to dispense with another air/oil exchanger dedicated to the oil circuit of the rotating electrical machine 3 or to reduce the number and/or the size of this other air/oil exchanger. The invention thus advantageously makes it possible to provide a rotating electrical machine 3 integrated into the fuel supply circuit 1 and to have a single oil-fuel heat exchanger 5 which directly takes into account the rotating electrical machine 3.
Les réjections du générateur étant quasi-constantes suivant la phase de vol, l’autre échangeur air/huile du moteur pouvant être prévu en plus de la machine électrique tournante 3 intégré au circuit 1 de carburant suivant l’invention sera aussi dimensionné sur un point de fonctionnement en vol en phase de croisière haute altitude, et il sera possible d’utiliser la marge disponible sur le point de ralentiThe rejections of the generator being quasi-constant according to the phase of flight, the other air/oil exchanger of the engine which can be provided in addition to the rotary electric machine 3 integrated into the circuit 1 of fuel according to the invention will also be dimensioned on a point operating in flight in the high altitude cruise phase, and it will be possible to use the margin available on the idle point
L’invention permet donc une optimisation de la taille de l’autre échangeur air-huile, le gain estimé sur une application en vol étant d’environ 50% de surface de l’autre échangeur air-huile dans la veine secondaire (20% de surface d’échange utile + 30% de surface inutile comme les interfaces en plus).The invention therefore allows an optimization of the size of the other air-oil exchanger, the estimated gain on an in-flight application being approximately 50% of the surface of the other air-oil exchanger in the secondary stream (20% of useful exchange surface + 30% of useless surface such as additional interfaces).
Dans le mode de réalisation de l’invention représenté à la figure 1, une canalisation 16 d’entrée relie l’aval de la pompe centrifuge 4 basse pression de carburant à l’entrée 34 de carburant d’une troisième canalisation 20 de carburant traversant la machine électrique tournante 3 pour la refroidir. La troisième canalisation 20 de carburant possède sur la machine électrique tournante 3 une sortie 35 de carburant reliée à un nœud 10 de carburant (embranchement) situé entre les canalisations 51 et 9.In the embodiment of the invention represented in FIG. 1, an inlet pipe 16 connects the downstream of the low fuel pressure centrifugal pump 4 to the fuel inlet 34 of a third fuel pipe 20 passing through the rotating electric machine 3 to cool it. The third fuel line 20 has on the rotating electrical machine 3 a fuel outlet 35 connected to a fuel node 10 (branch) located between the lines 51 and 9.
Le nœud 10 relie la troisième canalisation 20 de carburant d’une part à l’amont d’une (ou plusieurs) première canalisation 51 de carburant d’au moins un premier échangeur thermique 5 huile-carburant (ou échangeur thermique 5 huile-carburant principal) et d’autre part à une quatrième canalisation 9 de retour de carburant vers la troisième canalisation 20 de carburant. L’échangeur thermique 5 huile-carburant comporte une (ou plusieurs) deuxième canalisation 52 d’huile, qui est reliée à un autre circuit 6 de circulation d’huile de lubrification de la turbomachine. La deuxième canalisation 52 d’huile et la première canalisation 51 de carburant sont configurées pour être en échange thermique l’une avec l’autre pour que l’huile de la deuxième canalisation 52 puisse chauffer le carburant de la première canalisation 51.The node 10 connects the third fuel line 20 on the one hand upstream of one (or more) first fuel line 51 of at least one first oil-fuel heat exchanger 5 (or oil-fuel heat exchanger 5 main) and on the other hand to a fourth line 9 of fuel return to the third line 20 of fuel. The oil-fuel heat exchanger 5 comprises one (or more) second oil pipe 52, which is connected to another circuit 6 for the circulation of lubricating oil of the turbomachine. The second oil line 52 and the first fuel line 51 are configured to be in heat exchange with each other so that the oil in the second line 52 can heat the fuel in the first line 51.
En aval de la première canalisation 51 de carburant du premier échangeur thermique 5 huile-carburant est reliée, éventuellement par l’intermédiaire d’un filtre 17 de carburant, une pompe haute pression 7 de carburant pour l’envoi de carburant sous pression (la pompe 7 augmentant la pression sur sa sortie 72 de carburant par rapport à son entrée 71 de carburant) à au moins une partie 8 d’alimentation en carburant de la turbomachine reliée en aval de la pompe haute pression 7. Cette partie 8 d’alimentation en carburant peut être ou comprendre un ou plusieurs injecteurs 80 de carburant présents dans une chambre de combustion du carburant dans la turbomachine. La sortie 72 de carburant de la pompe haute pression 7 est reliée à l’entrée 123 d’un doseur 12 de carburant permettant de répartir le carburant entre la partie 8 d’alimentation en carburant relié à une première sortie 121 de carburant du doseur 12 et la quatrième canalisation 9 de retour de carburant reliée à une deuxième sortie 122 de carburant du doseur 12. Suivant un mode de réalisation de l’invention, la première sortie 121 de carburant du doseur 12 de carburant est reliée à un clapet 18 de coupure de carburant, normalement ouvert pour permettre le passage de carburant et en aval à un débitmètre 19 de carburant puis à la partie 8 d’alimentation en carburant. La pompe haute pression 7 de carburant peut être par exemple une pompe volumétrique (dont le débit de sortie de carburant est proportionnel à sa vitesse de rotation et est donc imposé par la vitesse de rotation de la turbomachine) ou une autre pompe centrifuge.Downstream of the first fuel line 51 of the first oil-fuel heat exchanger 5 is connected, possibly via a fuel filter 17, a high pressure fuel pump 7 for sending fuel under pressure (the pump 7 increasing the pressure on its fuel outlet 72 relative to its fuel inlet 71) to at least one fuel supply part 8 of the turbomachine connected downstream of the high pressure pump 7. This supply part 8 in fuel may be or comprise one or more fuel injectors 80 present in a fuel combustion chamber in the turbomachine. The fuel outlet 72 of the high pressure pump 7 is connected to the inlet 123 of a fuel meter 12 making it possible to distribute the fuel between the fuel supply part 8 connected to a first fuel outlet 121 of the meter 12 and the fourth fuel return pipe 9 connected to a second fuel outlet 122 of the metering device 12. According to one embodiment of the invention, the first fuel outlet 121 of the metering device 12 of fuel is connected to a cut-off valve 18 fuel, normally open to allow the passage of fuel and downstream to a fuel flow meter 19 and then to the fuel supply part 8. The high-pressure fuel pump 7 may for example be a volumetric pump (whose fuel outlet flow rate is proportional to its speed of rotation and is therefore imposed by the speed of rotation of the turbomachine) or another centrifugal pump.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, la machine électrique tournante 3 se trouve en amont de la recirculation de carburant (i.e. du nœud 10 de retour du carburant recirculé par le bloc doseur 12, ce nœud étant situé ici en amont de l’échangeur thermique 5 huile-carburant, ce qui est avantageux la spécification de température de refroidissement, étant donné que le carburant circulant dans machine électrique tournante 3 est plus froid que dans la première canalisation 51 de carburant du premier échangeur thermique 5 huile-carburant.In the embodiment of FIG. 1, the rotating electrical machine 3 is located upstream of the fuel recirculation (i.e. of the node 10 for returning the fuel recirculated by the metering unit 12, this node being located here upstream of the heat exchanger 5 oil-fuel, which is advantageous cooling temperature specification, since the fuel circulating in rotating electrical machine 3 is colder than in the first fuel line 51 of the first heat exchanger 5 oil-fuel.
Dans les modes de réalisation des figures 1, 2 et 4, la troisième canalisation 20 de carburant de refroidissement de la machine électrique tournante 3 est reliée en aval de la pompe centrifuge 4 basse pression de carburant et en amont de la première canalisation 51 de carburant du premier échangeur thermique 5 huile-carburant.In the embodiments of FIGS. 1, 2 and 4, the third fuel line 20 for cooling the rotating electric machine 3 is connected downstream of the low pressure fuel centrifugal pump 4 and upstream of the first fuel line 51 of the first oil-fuel heat exchanger 5.
Dans le mode de réalisation de l’invention représenté à la figure 2, un nœud 11 relie l’aval de la pompe centrifuge 4 basse pression de carburant d’une part à l’entrée 34 de carburant d’une troisième canalisation 20 de carburant de refroidissement de la machine électrique tournante 3 et d’autre part à la quatrième canalisation 9 de retour de carburant. Une canalisation 16 d’entrée relie l’aval de la pompe centrifuge 4 basse pression de carburant au nœud 11 de carburant (embranchement) situé entre la quatrième canalisation 9 de retour de carburant et l’amont d’une première canalisation intermédiaire 21 de carburant. La première canalisation intermédiaire 21 de carburant est reliée en aval à l’entrée 34 de carburant de la troisième canalisation 20 de carburant traversant la machine électrique tournante 3 pour la refroidir. La troisième canalisation 20 de carburant possède sur la machine électrique tournante 3 une sortie 35 de carburant reliée par une deuxième canalisation intermédiaire 22 à une (ou plusieurs) première canalisation 51 de carburant d’au moins un premier échangeur thermique 5 huile-carburant. L’échangeur thermique 5 huile-carburant comporte une (ou plusieurs) deuxième canalisation 52 d’huile, qui est reliée à un autre circuit 6 de circulation d’huile de lubrification de la turbomachine. La deuxième canalisation 52 d’huile et la première canalisation 51 de carburant sont configurées pour être en échange thermique l’une avec l’autre pour que l’huile de la deuxième canalisation 52 puisse chauffer le carburant de la première canalisation 51. Les éléments 17, 7, 12, 18 et 19 menant de la première canalisation 51 de carburant du premier échangeur thermique 5 huile-carburant à la partie 8 d’alimentation en carburant de la turbomachine sont analogues à ceux décrits ci-dessus pour le premier mode de réalisation de la figure 1. Le mode de réalisation de la figure 2 présente l’avantage d’un relativement grand débit de carburant traversant la machine électrique tournante 3 par la troisième canalisation 20.In the embodiment of the invention shown in Figure 2, a node 11 connects the downstream of the low fuel pressure centrifugal pump 4 on the one hand to the fuel inlet 34 of a third fuel line 20 cooling of the rotating electrical machine 3 and on the other hand to the fourth line 9 of fuel return. An inlet line 16 connects the downstream of the low pressure fuel centrifugal pump 4 to the fuel node 11 (branch) located between the fourth fuel return line 9 and the upstream of a first intermediate fuel line 21 . The first intermediate fuel line 21 is connected downstream to the fuel inlet 34 of the third fuel line 20 passing through the rotating electrical machine 3 to cool it. The third fuel pipe 20 has on the rotating electrical machine 3 a fuel outlet 35 connected by a second intermediate pipe 22 to one (or more) first fuel pipe 51 of at least one first oil-fuel heat exchanger 5. The oil-fuel heat exchanger 5 comprises one (or more) second oil pipe 52, which is connected to another circuit 6 for the circulation of lubricating oil of the turbomachine. The second oil line 52 and the first fuel line 51 are configured to be in heat exchange with each other so that the oil in the second line 52 can heat the fuel in the first line 51. The elements 17, 7, 12, 18 and 19 leading from the first fuel line 51 of the first oil-fuel heat exchanger 5 to the fuel supply part 8 of the turbomachine are similar to those described above for the first mode of embodiment of Figure 1. The embodiment of Figure 2 has the advantage of a relatively large flow of fuel passing through the rotating electrical machine 3 by the third pipe 20.
Dans le mode de réalisation de l’invention représenté à la figure 4, une canalisation 16 d’entrée relie l’aval de la pompe centrifuge 4 basse pression de carburant à l’entrée 34 de carburant d’une troisième canalisation 20 de carburant traversant la machine électrique tournante 3 pour la refroidir. La troisième canalisation 20 de carburant possède sur la machine électrique tournante 3 une sortie 35 de carburant reliée à une (ou plusieurs) première canalisation 51 de carburant d’au moins un premier échangeur thermique 5 huile-carburant. L’échangeur thermique 5 huile-carburant comporte une (ou plusieurs) deuxième canalisation 52 d’huile, qui est reliée à un autre circuit 6 de circulation d’huile de lubrification de la turbomachine. La deuxième canalisation 52 d’huile et la première canalisation 51 de carburant sont configurées pour être en échange thermique l’une avec l’autre pour que l’huile de la deuxième canalisation 52 puisse chauffer le carburant de la première canalisation 51. Les éléments 17, 7, 12, 18 et 19 menant de la première canalisation 51 de carburant du premier échangeur thermique 5 huile-carburant à la partie 8 d’alimentation en carburant de la turbomachine sont analogues à ceux décrits ci-dessus pour le premier mode de réalisation de la figure 1. La quatrième canalisation 9 de retour de carburant part de la deuxième sortie 122 de carburant du doseur 12 de carburant situé en aval de la pompe haute pression 7 de carburant et en amont de la partie 8 d’alimentation en carburant et arrive dans le réservoir 15 de carburant et peut comporter une vanne 26 de retour de carburant, normalement ouverte pour permettre le passage de carburant dans la quatrième canalisation 9 de retour de carburant. Ce mode de réalisation est avantageusement efficace, car il permet d’augmenter le débit qui traverse la pompe centrifuge basse pression 4, et donc la capacité de refroidissement du carburant. Ce mode de réalisation est avantageux également en ce qu’il permet de renvoyer directement vers le réservoir 15 le carburant recirculé qui par ailleurs est relativement chaud.In the embodiment of the invention represented in FIG. 4, an inlet pipe 16 connects the downstream of the low fuel pressure centrifugal pump 4 to the fuel inlet 34 of a third fuel pipe 20 passing through the rotating electric machine 3 to cool it. The third fuel line 20 has on the rotating electrical machine 3 a fuel outlet 35 connected to one (or more) first fuel line 51 of at least one first oil-fuel heat exchanger 5. The oil-fuel heat exchanger 5 comprises one (or more) second oil pipe 52, which is connected to another circuit 6 for the circulation of lubricating oil of the turbomachine. The second oil line 52 and the first fuel line 51 are configured to be in heat exchange with each other so that the oil in the second line 52 can heat the fuel in the first line 51. The elements 17, 7, 12, 18 and 19 leading from the first fuel line 51 of the first oil-fuel heat exchanger 5 to the fuel supply part 8 of the turbomachine are similar to those described above for the first mode of embodiment of Figure 1. The fourth fuel return pipe 9 starts from the second fuel outlet 122 of the fuel meter 12 located downstream of the high pressure fuel pump 7 and upstream of the fuel supply part 8 and arrives in the fuel tank 15 and may comprise a fuel return valve 26, normally open to allow the passage of fuel into the fourth line 9 of fuel return. This embodiment is advantageously efficient, because it makes it possible to increase the flow which passes through the low-pressure centrifugal pump 4, and therefore the fuel cooling capacity. This embodiment is also advantageous in that it allows the recirculated fuel, which is otherwise relatively hot, to be returned directly to the tank 15.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3 concernant la partie du circuit 1 d’alimentation traversant la machine électrique tournante 3, pouvant être présent dans le mode de réalisation de la figure 1, dans le mode de réalisation de la figure 2 et dans le mode de réalisation de la figure 4, la machine électrique tournante 3 (générateur 3 d’électricité par exemple ou moteur électrique) est du type à cavité sèche (en anglais «dry cavity»), décrit ci-dessous. La machine électrique tournante 3 comporte un rotor 32 mobile en rotation autour d’un arbre 33 de rotation par rapport à son stator 31, une entrée 34 de carburant pour envoyer du carburant dans une partie intérieure de l’arbre 33 de rotation et une sortie 35 de carburant. La troisième canalisation 20 de carburant s’étend dans la machine électrique tournante 3, et ce de l’entrée 34 de carburant à la sortie 35 de carburant. Dans le rotor 31 de la machine électrique tournante 3 se trouve une (ou plusieurs) conduite 36 de passage de carburant permettant, par centrifugation du carburant, la montée en pression du carburant sur la sortie 35 par rapport à l’entrée 34. A cet effet, la conduite 36 de passage de carburant s’étend dans le rotor 31 au moins dans une direction radiale par rapport à l’arbre 33 de rotation. Une première extrémité intérieure 361 de la conduite 36 de passage de carburant du rotor 31 communique avec la partie intérieure de l’arbre 33 de rotation pour le passage de carburant. Une deuxième extrémité extérieure 362 de la conduite 36 de passage de carburant du rotor 31 est située à une distance radiale Dh non nulle par rapport à la première extrémité intérieure 361. La deuxième extrémité extérieure 362 de la conduite 36 de passage de carburant du rotor 31 communique avec la sortie 35 de carburant pour le passage de carburant. Cette machine électrique tournante 3 du type à cavité sèche permet d’avoir sur la sortie 35 du carburant pur, qui n’a pas été en contact avec les parties de la machine 3 générant des bulles d’air. La canalisation 20 de carburant permet par conduction thermique de refroidir les parties chaudes de la machine électrique tournante 3, telles que par exemple les enroulements de conducteurs électriques et est séparée par au moins une paroi par rapport à ces parties chaudes à refroidir. Le choix de la distance Dh plus ou moins grande ou petite permet respectivement d’augmenter ou de réduire l’effet de centrifugation du carburant dans le rotor 31 et donc la montée en pression de carburant sur la sortie 35 par rapport à l’entrée 34. Il est aussi possible de jouer sur cette augmentation de pression en optimisant les pertes de charges dans la canalisation 20. Pour assurer la non-dégradation du générateur 3, il est demandé de ne pas dépasser une température de 90°C du carburant à l’entrée 34 en conditions stabilisées.In the embodiment represented in FIG. 3 concerning the part of the supply circuit 1 passing through the rotating electrical machine 3, which may be present in the embodiment of FIG. 1, in the embodiment of FIG. 2 and in the embodiment of Figure 4, the rotating electrical machine 3 (electricity generator 3 for example or electric motor) is of the dry cavity type (in English "dry cavity"), described below. The rotating electric machine 3 comprises a rotor 32 movable in rotation around a shaft 33 of rotation with respect to its stator 31, a fuel inlet 34 for sending fuel into an inner part of the shaft 33 of rotation and an outlet 35 of fuel. The third fuel line 20 extends in the rotating electrical machine 3, from the fuel inlet 34 to the fuel outlet 35. In the rotor 31 of the rotating electrical machine 3 there is one (or more) conduit 36 for the passage of fuel allowing, by centrifugation of the fuel, the rise in pressure of the fuel on the outlet 35 with respect to the inlet 34. At this Indeed, the pipe 36 of the fuel passage extends in the rotor 31 at least in a radial direction with respect to the shaft 33 of rotation. A first inner end 361 of the fuel passage line 36 of the rotor 31 communicates with the inner part of the rotation shaft 33 for the fuel passage. A second outer end 362 of the fuel passage pipe 36 of the rotor 31 is located at a non-zero radial distance Dh with respect to the first inner end 361. The second outer end 362 of the fuel passage pipe 36 of the rotor 31 communicates with the fuel outlet 35 for the fuel passage. This rotating electric machine 3 of the dry cavity type makes it possible to have pure fuel on the outlet 35, which has not been in contact with the parts of the machine 3 generating air bubbles. The fuel line 20 allows by thermal conduction to cool the hot parts of the rotating electrical machine 3, such as for example the windings of electrical conductors and is separated by at least one wall from these hot parts to be cooled. The choice of the greater or lesser or smaller distance Dh respectively makes it possible to increase or reduce the centrifugation effect of the fuel in the rotor 31 and therefore the rise in fuel pressure on the outlet 35 with respect to the inlet 34 It is also possible to play on this increase in pressure by optimizing the pressure drops in the pipe 20. To ensure that the generator 3 does not deteriorate, it is requested not to exceed a temperature of 90° C. of the fuel at the entry 34 under stabilized conditions.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la machine électrique tournante 3 est configurée (par exemple par la valeur de la distance Dh) pour provoquer une montée en pression de carburant sur la sortie 35 de carburant par rapport à l’entrée 34 de carburant, qui est comprise entre 1% et 40 %, notamment entre 10 % et 40 %, ou entre 20 % et 40 %, ou entre 20 % et 30 %, de la montée totale en pression de carburant provoquée par la machine électrique tournante 3 et par la pompe centrifuge 4 basse pression de carburant. L’effet de centrifugation du carburant de la machine électrique tournante 3 peut permettre avantageusement d’engendrer une montée en pression de carburant sur la sortie 35 par rapport à l’entrée 34, qui correspond à près de 30% du besoin de différence de pression de la pompe centrifuge basse pression 4 de carburant. On obtient donc un gain non négligeable sur la différence de pression de carburant, qui permet de réduire la pression de carburant devant être engendrée sur la canalisation 16 d’entrée par la pompe centrifuge basse pression 4 de carburant et donc de réduire la taille de la pompe centrifuge basse pression 4 de carburant.According to one embodiment of the invention, the rotating electrical machine 3 is configured (for example by the value of the distance Dh) to cause a rise in fuel pressure on the fuel outlet 35 relative to the inlet 34 of fuel, which is between 1% and 40%, in particular between 10% and 40%, or between 20% and 40%, or between 20% and 30%, of the total rise in fuel pressure caused by the rotating electrical machine 3 and by the centrifugal pump 4 low fuel pressure. The centrifugation effect of the fuel of the rotating electrical machine 3 can advantageously make it possible to generate a rise in fuel pressure on the outlet 35 with respect to the inlet 34, which corresponds to almost 30% of the pressure difference requirement. fuel low pressure centrifugal pump 4. A significant gain is therefore obtained on the fuel pressure difference, which makes it possible to reduce the fuel pressure to be generated on the inlet pipe 16 by the low pressure centrifugal fuel pump 4 and therefore to reduce the size of the 4 fuel low pressure centrifugal pump.
Suivant un mode de réalisation, représenté aux figures 1, 2 et 4, le circuit 1 d’alimentation comporte un (ou plusieurs) autre échangeur thermique 13 huile-carburant, comportant une (ou plusieurs) cinquième canalisation 131 de carburant reliée à un nœud 23 de carburant situé en aval de la pompe haute pression 7 de carburant et en amont du doseur 12 de carburant. La cinquième canalisation 131 de carburant de l’autre échangeur thermique 13 huile-carburant est reliée en aval à un (ou plusieurs) dispositif 14 alimenté en carburant distinct de la partie 8 d’alimentation. L’autre échangeur thermique 13 huile-carburant comportant une (ou plusieurs) une sixième canalisation 132 d’huile, qui est reliée à l’autre circuit 6 de circulation d’huile de lubrification de la turbomachine. La sixième canalisation 132 d’huile et la cinquième canalisation 131 de carburant sont configurées pour être en échange thermique l’une avec l’autre pour que l’huile de la sixième canalisation 132 puisse chauffer le carburant de la cinquième canalisation 131. Le (ou les) dispositif 14 alimenté en carburant est un (ou plusieurs) équipements de la turbomachine, également appelés équipements de géométries variables, qui nécessite de prélever une puissance de flux de carburant pour fonctionner et qui peuvent être ou comprendre par exemple un (ou plusieurs) vérin, et/ou une (ou plusieurs) servovalve, et/ou une (ou plusieurs) servovalve de vérin(s), et/ou une (ou plusieurs) vanne de décharge ajustable de compresseur, et/ou une (ou plusieurs) vanne de décharge transitoire de compresseur, et/ou une (ou plusieurs) vanne de réglage de débit d'air pour un système de réglage de jeu au sommet d'aubes de rotor pour turbine basse pression ou turbine haute pression, et/ou autre. Le dispositif 14 alimenté en carburant est relié en aval à une deuxième canalisation 24 de retour de carburant reliée à un nœud 25 situé entre le filtre 17 et la pompe 7 haute pression. L’huile est envoyée dans le circuit 6 d’huile dans le sens allant de la sixième canalisation 132 d’huile de l’autre échangeur thermique 13 huile-carburant vers la deuxième canalisation 52 d’huile de l’échangeur thermique 5 huile-carburant, puis de cette deuxième canalisation 52 d’huile vers une entrée d’huile de la turbomachine.According to one embodiment, represented in FIGS. 1, 2 and 4, the supply circuit 1 comprises one (or more) other oil-fuel heat exchanger 13, comprising one (or more) fifth fuel line 131 connected to a node 23 of fuel located downstream of the high pressure fuel pump 7 and upstream of the metering device 12 of fuel. The fifth fuel line 131 of the other oil-fuel heat exchanger 13 is connected downstream to one (or more) device 14 supplied with fuel separate from the supply part 8. The other oil-fuel heat exchanger 13 comprising one (or more) a sixth oil line 132, which is connected to the other lubricating oil circulation circuit 6 of the turbomachine. The sixth oil line 132 and the fifth fuel line 131 are configured to be in heat exchange with each other so that the oil in the sixth line 132 can heat the fuel in the fifth line 131. The ( or the) device 14 supplied with fuel is one (or more) pieces of equipment of the turbomachine, also called pieces of equipment with variable geometries, which require taking power from the fuel flow in order to operate and which can be or comprise for example one (or more ) actuator, and/or one (or more) servo valve, and/or one (or more) actuator servo valve(s), and/or one (or more) adjustable compressor relief valve, and/or one (or more) ) compressor transient relief valve, and/or one (or more) air flow adjustment valve for a clearance adjustment system at the top of rotor blades for a low pressure turbine or a high pressure turbine, and/or other. The device 14 supplied with fuel is connected downstream to a second fuel return pipe 24 connected to a node 25 located between the filter 17 and the high pressure pump 7 . The oil is sent into the oil circuit 6 in the direction going from the sixth oil pipe 132 of the other oil-fuel heat exchanger 13 towards the second oil pipe 52 of the oil-fuel heat exchanger 5 fuel, then from this second oil line 52 to an oil inlet of the turbomachine.
Suivant un mode de réalisation, pouvant être prévu avec les modes de réalisation des figures 1, 2 et 4, une (ou plusieurs) autre pompe centrifuge basse pression de carburant est prévue en aval de la troisième canalisation 20 de carburant et en amont de l’échangeur thermique 5 huile-carburant, à savoir entre la sortie 35 de carburant et le nœud 10 à la figure 1, ou sur la canalisation intermédiaire 22 entre la sortie 35 de carburant et la première canalisation 51 à la figure 2, ou entre la sortie 35 de carburant et la première canalisation 51 à la figure 4.According to one embodiment, which can be provided with the embodiments of Figures 1, 2 and 4, one (or more) other low pressure fuel centrifugal pump is provided downstream of the third fuel line 20 and upstream of the oil-fuel heat exchanger 5, namely between the fuel outlet 35 and the node 10 in FIG. 1, or on the intermediate pipe 22 between the fuel outlet 35 and the first pipe 51 in FIG. fuel outlet 35 and the first line 51 in Figure 4.
Bien entendu, les modes de réalisation, caractéristiques, possibilités et exemples décrits ci-dessus peuvent être combinés l’un avec l’autre ou être sélectionnés indépendamment l’un de l’autre.Of course, the embodiments, characteristics, possibilities and examples described above can be combined with each other or selected independently of each other.
Claims (11)
caractérisé en ce que
le dispositif (2) de refroidissement comporte une troisième canalisation (20) de carburant, qui traverse la machine électrique tournante (3) pour être en échange thermique de refroidissement avec celle-ci et qui est reliée au circuit (1) d’alimentation en aval de la pompe centrifuge (4) basse pression de carburant et en amont de la première canalisation (51) de carburant de l’échangeur thermique (5) huile-carburant.Supply circuit (1) for supplying fuel to an aircraft turbine engine, the supply circuit (1) comprising a device (2) for cooling a rotating electrical machine (3) mechanically connected to the turbine engine by circulation of the fuel, the supply circuit (1) further comprising, from upstream to downstream in the direction of flow of the fuel: a centrifugal pump (4) low fuel pressure, at least one heat exchanger (5) oil- fuel comprising at least a first fuel pipe (51) connected to the supply circuit (1) and at least a second oil pipe (52), which is connected to another circuit (6) for circulation of lubrication of the turbomachine and which is in heat exchange with the first fuel line (51) so that the oil in the second line (52) can heat the fuel in the first line (51), and a high pressure pump ( 7) fuel for sending pressurized fuel to at least one fuel supply part (8) of the turbomachine,
characterized in that
the cooling device (2) comprises a third fuel line (20), which passes through the rotating electrical machine (3) to be in cooling heat exchange with the latter and which is connected to the fuel supply circuit (1) downstream of the low pressure fuel centrifugal pump (4) and upstream of the first fuel line (51) of the oil-fuel heat exchanger (5).
la troisième canalisation (20) de carburant s’étendant de l’entrée (34) de carburant à la sortie (35) de carburant et comportant au moins une conduite (36) de montée en pression du carburant par centrifugation, laquelle s’étend dans le rotor (31) au moins dans une direction radiale par rapport à l’arbre (33) de rotation entre une première extrémité intérieure (361) de conduite communiquant avec l’entrée (34) de carburant et une deuxième extrémité extérieure (362) de conduite située à une distance radiale (Dh) non nulle par rapport à la première extrémité intérieure (361) de conduite, la deuxième extrémité extérieure (362) de conduite communiquant avec la sortie (35) de carburant.Supply circuit (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the rotating electrical machine (3) comprises a stator (31), a rotor (32) rotatable around a shaft (33) of rotation with respect to the stator (31), a fuel inlet (34) for supplying fuel to an inner part of the rotation shaft (33) and a fuel outlet (35),
the third fuel line (20) extending from the fuel inlet (34) to the fuel outlet (35) and comprising at least one fuel pressure rise line (36) by centrifugation, which extends in the rotor (31) at least in a radial direction with respect to the shaft (33) of rotation between a first inner end (361) of conduit communicating with the fuel inlet (34) and a second outer end (362 ) pipe located at a non-zero radial distance (Dh) relative to the first inner end (361) of pipe, the second outer end (362) of pipe communicating with the outlet (35) of fuel.
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