BE1024756B1 - Systeme electrique degivrant de turbomachine axiale - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un système dégivrant (32) de turbomachine axiale, notamment pour un bec de séparation (22) d'un compresseur basse pression (4). Le système comprend : un axe de rotation (14) ; une veine annulaire (34 ; 35) ; des éléments électriques chauffants (36) disposés dans la veine annulaire (34 ; 35). Les éléments chauffants (36) sont répartis en différents secteurs angulaires (38) définis autour de l'axe de rotation (14) de manière à dégivrer angulairement la veine annulaire (34 ; 35). Le système est configuré de sorte à alimenter les secteurs angulaires (38) d'éléments chauffants (36) de proche en proche.
Description
(73) Titulaire(s) :
SAFRAN AERO BOOSTERS S.A. 4041, HERSTAL (MILMORT) Belgique (72) Inventeur(s) :
PEREZ Rafael 4100 BONCELLES Belgique
DE VRIENDT Olivier 4690 BASSENGE Belgique (54) SYSTEME ELECTRIQUE DEGIVRANT DE TURBOMACHINE AXIALE (57) L'invention a pour objet un système dégivrant (32) de turbomachine axiale, notamment pour un bec de séparation (22) d'un compresseur basse pression (4). Le système comprend : un axe de rotation (14) ; une veine annulaire (34 ; 35) ; des éléments électriques chauffants (36) disposés dans la veine annulaire (34 ; 35). Les éléments chauffants (36) sont répartis en différents secteurs angulaires (38) définis autour de l'axe de rotation (14) de manière à dégivrer anguiairement la veine annulaire (34 ; 35). Le système est configuré de sorte à alimenter les secteurs angulaires (38) d'éléments chauffants (36) de proche en proche.
FIG. 7
/ A
38AV 38A(V
BREVET D'INVENTION BELGE
SPF Economie, PME, Classes Moyennes & Energie
Numéro de publication : 1024756 Numéro de dépôt : BE2016/5874
Office de la Propriété intellectuelle Classification Internationale : F01D 9/04 F01D 25/02 F02C 7/047 B64D 15/14
Date de délivrance : 27/06/2018
Le Ministre de l'Economie,
Vu la Convention de Paris du 20 mars 1883 pour la Protection de la propriété industrielle ;
Vu la loi du 28 mars 1984 sur les brevets d'invention, l'article 22, pour les demandes de brevet introduites avant le 22 septembre 2014 ;
Vu le Titre 1er “Brevets d’invention” du Livre XI du Code de droit économique, l'article XI.24, pour les demandes de brevet introduites à partir du 22 septembre 2014 ;
Vu l'arrêté royal du 2 décembre 1986 relatif à la demande, à la délivrance et au maintien en vigueur des brevets d'invention, l'article 28 ;
Vu la demande de brevet d'invention reçue par l'Office de la Propriété intellectuelle en date du 24/11/2016.
Considérant que pour les demandes de brevet tombant dans le champ d'application du Titre 1er, du Livre XI du Code de Droit économique (ci-après CDE), conformément à l'article XI. 19, §4, alinéa 2, du CDE, si la demande de brevet a fait l'objet d'un rapport de recherche mentionnant un défaut d'unité d'invention au sens du §ler de l'article XI.19 précité et dans le cas où le demandeur n'effectue ni une limitation de sa demande ni un dépôt d'une demande divisionnaire conformément aux résultats du rapport de recherche, le brevet délivré sera limité aux revendications pour lesquelles le rapport de recherche a été établi.
Arrête :
Article premier. - Il est délivré à
SAFRAN AERO BOOSTERS S.A., Route de Liers 121, 4041 HERSTAL (MILMORT) Belgique;
représenté par
LECOMTE Didier, PO. Box 1623, 1016, LUXEMBOURG;
un brevet d'invention belge d'une durée de 20 ans, sous réserve du paiement des taxes annuelles visées à l’article XI.48, §1 du Code de droit économique, pour : SYSTEME ELECTRIQUE DEGIVRANT DE
TURBOMACHINE AXIALE.
INVENTEUR(S) :
PEREZ Rafael, Rue Mozart 24, 4100, BONCELLES;
DE VRIENDT Olivier, Rue du Brouck 21, 4690, BASSENGE;
PRIORITE(S) :
DIVISION :
divisé de la demande de base : date de dépôt de la demande de base :
Article 2. - Ce brevet est délivré sans examen préalable de la brevetabilité de l'invention, sans garantie du mérite de l'invention ou de l'exactitude de la description de celle-ci et aux risques et périls du (des) demandeur(s).
Bruxelles, le 27/06/2018, Par délégation spéciale :
2016/5874
BE2016/5874
Description
SYSTEME ELECTRIQUE DEGIVRANT DE TURBOMACHINE AXIALE
Domaine technique
L’invention a trait à un système électrique dégivrant pour une turbomachine axiale. Elle est particulièrement adaptée à ia veine primaire d’un compresseur basse pression, et à son bec de séparation. L’invention concerne également une turbomachine axiale, notamment un turboréacteur d’avion ou un turbopropulseur d’aéronef.
Technique antérieure ίο Les turbomachines axiales sont utilisées en tant que moteurs d’aéronefs. Elles sont constituées notamment par une soufflante, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, et par une chambre de combustion. Le flux d’air entrant par la soufflante est séparé par un bec de séparation, situé à l’entrée du compresseur, en un flux d’air primaire qui pénètre par la veine annulaire primaire dans le compresseur basse pression, et un flux d’air secondaire qui passe dans une veine annulaire secondaire. Le flux d’air primaire va ensuite être redirigé dans le compresseur haute pression, puis dans ia chambre de combustion, afin de permettre le fonctionnement du moteur.
Du fait de l’utilisation des turbomachines dans les aéronefs, les entrées et les veines annulaires de leurs compresseurs basse pression sont soumises à de très basses températures. Ces faibles températures entraînent la formation de givre, qui, en s’accumulant, peut générer des plaques de glace au niveau du bec de séparation. Celles-ci conduisent à des changements dans ia géométrie du bec, perturbant ainsi l’écoulement d’air dans le compresseur. A plus long terme, des blocs de glace peuvent également se former, causant des dégâts sur ies aubes du compresseur quand ils se détachent du fait des fortes vibrations du turboréacteur. Non seulement cela diminue la durée de vie de la turbomachine, mais cela peut également entraîner des pannes.
C’est pourquoi il est intéressant d’avoir un dispositif anti givre à l’entrée du so compresseur, afin de limiter les dégâts occasionnés par ia glace et ainsi lui octroyer une plus grande durée de vie. Ce dispositif est le plus souvent
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BE2016/5874 chauffant et dégèle le bec afin d’éviter ia formation de glace ou permet de la faire fondre dans le cas où elle est déjà formée. La chaleur peut être produite électriquement directement dans le bec de séparation, ce qui simplifie l’amenée de l’énergie de dégivrage.
Le document de brevet publié US 2009/0242549 A1 décrit l’intégration dans les composants de la turbomachine d’éléments de chauffage. Le fonctionnement de ces éléments et leur efficacité pourraient varier selon la partie de ia turbomachine concernée. Elle implique un fonctionnement zonal du dispositif, pouvant être simultané ou cyclique. Elle concerne plus particulièrement des ίο structures situées aux entrées d’air dans la turbomachine, telles que les aubes.
En revanche, ces systèmes de chauffage doivent être incorporés lors de la fabrication de ia turbomachine. Cela reste donc un système complexe difficilement adaptable aux turbomachines déjà conçues, il ne permet pas non plus un ajustement précis de la température des zones dans différentes portions du système selon les besoins, ou selon des écarts de températures prédéfinis.
Résumé de l'invention
Problème technique
L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par i’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif de permettre un ajustement précis du système dégivrant en fonction de la température de ia veine annulaire. Ce système est facilement adaptable aux turbomachines existantes. L’invention a également pour objectif de proposer une solution
?.5 simple, résistante, légère, économique, fiable, facile à produire, commode d’entretien, d’inspection aisée, et améliorant ie rendement.
Solution technique
L’invention a pour objet un système dégivrant de turbomachine axiale, notamment pour un bec de séparation d’un compresseur, ie système comprenant : un axe de rotation ; une veine annulaire autour de l’axe de rotation ; des éléments électriques chauffants disposés dans la veine annulaire, lesdits éléments chauffants étant répartis en différents secteurs caractérisé en
BE2016/5874 ce que lesdits secteurs sont des secteurs angulaires définis autour de l’axe de rotation de manière à dégivrer angulairement la veine annulaire ; le système étant éventuellement configuré de sorte à alimenter ies éléments chauffants desdits secteurs angulaires de proche en proche.
Selon un mode avantageux de l’invention, au moins un ou chaque secteur angulaire comprend plusieurs éléments chauffants disposés côte à côte selon la direction circonférentielle autour de l’axe de rotation.
Selon un mode avantageux de l’invention, au moins un ou chaque élément chauffant présente une première dimension et une deuxième dimension qui est supérieure à ia première dimension et qui est agencée selon la direction angulaire et/ou selon ia direction circonférentielle autour de l’axe de rotation. En d’autres termes, ies éléments chauffants présentent un amincissement radiai. Préférentiellement, la première dimension correspond à l’épaisseur radiale de l’élément chauffant et ia deuxième dimension correspond à ia largeur circonférentielle de l’élément électrique chauffant.
Selon un mode avantageux de l’invention, chaque secteur angulaire forme une portion angulaire de la veine annulaire, notamment une veine primaire de turbomachine, dont un angle a est défini autour de l’axe de rotation d’un rotor de la turbomachine.
Selon un mode avantageux de l’invention, le secteur angulaire peut former une portion angulaire de ia veine secondaire.
Selon un mode avantageux de l’invention, les secteurs angulaires forment des secteurs homogènes et les pians de séparation forment des secteurs hétérogènes.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’ensemble des secteurs angulaires d’un système dégivrant selon l’invention a une mesure d’angle a identique.
Selon un mode avantageux de l’Invention, la surface de la veine annulaire est divisée en trois secteurs angulaires dont chaque angle mesure 120°.
Selon un mode avantageux de l’invention, la surface de la veine annulaire est divisée en quatre secteurs angulaires dont chaque angle mesure 90°.
Selon un mode avantageux de l’invention, ie système dégivrant comprend une rangée annulaire d’aubes dégivrées par les éléments chauffant, la largeur angulaire de chaque secteur angulaire étant supérieure à l’écart angulaire entre
BE2016/5874 deux aubes consécutives, chaque secteur angulaire comprenant éventuellement au moins trois ou au moins dix aubes successives.
Selon un mode avantageux de l’invention, les secteurs angulaires peuvent être prévus sur ies aubes du compresseur basse pression et/ou sur les aubes du compresseur haute pression.
Selon un mode avantageux de l’invention, les secteurs angulaires sont séparés par des pians de séparation quand le système dégivrant est positionné sur le bec de séparation du compresseur.
Selon un mode avantageux de l’invention, les éiéments électriques sont répartis en au moins deux, ou au moins trois, ou au moins quatre, ou au moins six, ou au moins huit secteur angulaires.
Selon un mode avantageux de l’Invention, l’ensemble des secteurs angulaires forme une boucle fermée autour de l’axe de rotation.
Selon un mode avantageux de l’invention, chaque élément électrique chauffant comprend un ruban électrique chauffant.
Selon un mode avantageux de l’invention, le ruban présente au moins un ou plusieurs tronçons axiaux, et/ou forme des demi-tours ; les demi-tours reliant éventuellement chaque tronçon axial.
Selon un mode avantageux de l'invention, le nombre n de demi-tours correspond au nombre de fois où le ruban recoupe le bord de séparation.
Selon un mode avantageux de l’invention, le tronçon axial des rubans chauffant électrique dans ies différents secteurs peut être orienté dans la direction angulaire des secteurs angulaires et/ou perpendiculairement à ladite direction angulaire.
Selon un mode avantageux de l’invention, le ou l’ensemble des rubans chauffant des différents secteurs sont alimentés tour à tour en fonction du secteur angulaire dont iis dépendent.
Préférentiellement, ie système dégivrant est composé de trois couches : deux couches de matériau diélectrique, et une couche contenant les éiéments électriques chauffant interposée entre les deux. Les éléments électriques sont composés de rubans électriques, eux-mêmes alimentés via des connecteurs par des bornes électriques. Les deux couches supérieure et inférieure sont constituées d’un matériau qui, en plus d’être un isolant électrique, est
BE2016/5874 également un isolant thermique. Ii est également possible de prévoir une strate supplémentaire permettant une protection du système électrique chauffant contre l’érosion. Cette protection du système dégivrant contre l’érosion peut également être prévue dans ia couche supérieure de matériau diélectrique. Selon un mode avantageux de l’invention, au moins deux secteurs angulaires voisins se chevauchent anguiairement ; ou chaque secteur angulaire chevauche anguiairement un secteur angulaire voisin.
Selon un mode avantageux de l'invention, l’alimentation des secteurs angulaires est réalisée par alternance, préférentiellement sur des secteurs angulaires diamétralement opposés les uns par rapport aux autres.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’alimentation des secteurs angulaires est réalisée de manière tournante.
Selon un mode avantageux de l’invention, qu’il est configuré de sorte que l’alimentation du secteur est activée lorsque ia température de ia veine primaire atteint une valeur seuil minimale.
Selon un mode avantageux de l’invention, l’alimentation du secteur est coupée lorsque la température de la veine primaire atteint une valeur seuil maximale. Selon un mode avantageux de l’invention, ie système est configuré de manière à ce que la température d’au moins un ou de chaque secteur reste supérieure ou égale à une valeur seuil prédéterminée.
Selon un mode avantageux de l’invention, les secteurs angulaires présentent un ordre de succession autour de l’axe de rotation, le système étant configuré de sorte à ce que les éléments chauffant soient alimentés selon ledit ordre de succession.
Selon un mode avantageux de l’invention, le contrôle exercé sur les éléments électriques chauffant pour maintenir la température de la veine annulaire entre ies valeurs seuils prédéfinies peut être évalué grâce à des détecteurs de température, tels que des capteurs.
Selon un mode avantageux de l’invention, les capteurs peuvent communiquer toute variation à un système de contrôle, par exemple un système FADEC (acronyme de « Full Authority Digital Engine Control »), qui va en retour activer ou désactiver l’alimentation des rubans chauffant.
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Selon un mode avantageux de réalisation de l’invention, le transfert d’informations peut se faire via des câbles électriques par exemple ou, afin de limiter le poids du système, il peut se faire via un système de communication sans fil, comme des ondes radios.
Selon un mode avantageux de l’invention, les secteurs angulaires sont homogènes et/ou identiques, et/ou continus.
Selon un mode avantageux de l’invention, au moins un ou chaque secteur angulaire s’étend autour de l’axe de rotation sur au moins : 5°, ou 10e, ou 15°, ou 20°, ou 25°, ou 30°, ou 45°, ou 60°, ou 90°, ou 120°, ou forme un demicercle.
Selon un mode avantageux de l’invention, le système comprend une rangée annulaire d’aubes, éventuellement d’au moins 50 ou au moins 80 ou au moins 100 aubes, l’épaisseur angulaire de chaque secteur angulaire étant supérieure à l’épaisseur de chaque aube.
Selon un mode avantageux de l'invention, les éléments électriques chauffants sont en contact thermique avec ia veine annulaire.
Selon un mode avantageux de l’invention, le système est configuré de sorte à alimenter ia majorité de ses secteurs angulaires tout en coupant l’alimentation d’au moins un ou de plusieurs secteurs de manière tournante.
L’invention a également pour objet un bec de séparation de turbomachine axiale, ledit bec de séparation comprenant un système dégivrant, remarquable en ce que le système dégivrant est conforme à l'invention.
L’invention a également pour objet un bec de séparation d’un compresseur d’une turbomachine axiale, le bec de séparation comprenant : une surface annulaire de séparation avec un bord de séparation permettant ia séparation d’un flux d’air entrant en un flux primaire et un flux secondaire, ladite surface étant divisée en au moins deux secteurs angulaires, un système électrique dégivrant comprenant au moins : deux couches de matériau diélectrique permettant également une isolation thermique, et une couche intermédiaire disposée à l’interface des deux autres couches et contenant au moins un ruban chauffant électrique caractérisé en ce que chaque secteur angulaire dudit bec de séparation contient au moins un ruban chauffant électrique.
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L’invention a également pour objet un compresseur de turbomachine axiale comprenant un bec de séparation, remarquable en ce que le bec de séparation est conforme à l’invention.
L’invention a également pour objet un compresseur basse pression de turbomachine axiale, comprenant un axe de rotation et un bec de séparation avec des éléments électriques chauffants aptes à dégivrer le bec de séparation ; remarquable en ce que ies éléments électriques chauffants forment des secteurs angulaires d’éléments électriques autour de l’axe de rotation, lesdits secteurs angulaires d’éléments électriques étant alimentés de manière indépendante.
L’invention a également pour objet une turbomachine axiale, notamment un turboréacteur, la turbomachine comprenant un système dégivrant et/ou un bec de séparation, caractérisée en ce que le bec de séparation est conforme à l’invention, et/ou ie système dégivrant est conforme à l’invention.
Selon un mode avantageux de réalisation, ia turbomachine comprend un compresseur basse pression avec une entrée ; le bec de séparation formant l’entrée dudit compresseur basse pression.
De manière générale, les modes avantageux de chaque objet de l’invention sont également applicables aux autres objets de l’invention. Chaque objet de l’invention est combinable aux autres objets, et les objets de l’invention sont également combinables aux modes de réalisation de ia description, qui en plus sont combinables entre eux, selon toutes les combinaisons techniques possibles.
Avantages apportés
Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce qu’elles permettent une régulation précise du système dégivrant par ia température de la veine annulaire. Il s’agit d’une méthode économique, peu encombrante et permettant de garder une efficacité optimale du bec de séparation. L’invention permet une économie d’énergie électrique grâce à l’alimentation discontinue des secteurs angulaires. Par ailleurs, l’intensité électrique maximale nécessaire diminue, et le circuit électrique d’alimentation se simplifie.
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Par ailleurs, l’alimentation tournante des secteurs offre un dégivrage renforcé là où les secteurs se touchent. En effet, soit leurs plans de séparation ; soit leurs interfaces ; soit leurs zones de chevauchement, bénéficient du réchauffement procuré par ies deux secteurs malgré l’extinction de l’un d’eux. Ceci fiabilise le dégivrage et évite un bouchage complet d’une veine. Ainsi, l’entrée du compresseur reste ouverte malgré la proximité entre ses aubes et/ou la finesse radiale de la veine primaire. La sécurité de vol est préservée car l’admission d’air est garantie.
Brève description des dessins io La figure 1 est une coupe longitudinale d’une turbomachine selon l'invention,
La figure 2 est un schéma d’un compresseur de turbomachine selon l’invention,
La figure 3 est une vue en perspective d’un bec de séparation avec son système dégivrant selon l’invention,
La figure 4 présente un élément chauffant selon l’invention,
La figure 5 est un schéma représentant une section transversale de l’entrée d’un compresseur d’une turbomachine fractionné en trois secteurs,
La figure 6 est un schéma représentant une section transversale de l’entrée d’un compresseur d’une turbomachine fractionné en quatre secteurs,
La figure 7 est un schéma représentant une section transversale de l’entrée d’un compresseur d’une turbomachine fractionné en huit secteurs.
Description des modes de réalisation
Dans la description qui va suivre, les termes interne et externe renvoient à un positionnement par rapport à l’axe de rotation d’une turbomachine axiale. La direction axiale correspond à la direction le long de l’axe de rotation de la turbomachine. La direction radiale est perpendiculaire à i’axe de rotation.
L’amont et l’aval sont en référence au sens d’écoulement principal du flux dans la turbomachine. La direction angulaire peut être entendue comme ia direction circonférentielle de la veine annulaire de ia turbomachine.
II est entendu dans la présente invention que l’aspect dégivrant convient tant à s’opposer à une accumulation de givre, qu’à faire fondre du givre déjà accumulé.
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La figure 1 représente de manière simplifiée une turbomachine axiale. Il s’agit dans ce cas précis d'un turboréacteur double-flux. Le turboréacteur 2 comprend un premier niveau de compression, dit compresseur basse-pression 4, un deuxième niveau de compression, dit compresseur haute-pression 6, une chambre de combustion 8 et un ou plusieurs niveaux de turbines 10. En fonctionnement, la puissance mécanique de la turbine 10 transmise via l’arbre central jusqu’au rotor 12 met en mouvement les deux compresseurs 4 et 6. Ces derniers comportent plusieurs rangées d’aubes de rotor 24 associées à des rangées d’aubes de stators 26 (représentées en figure 2). La rotation du rotor ίο 12 autour de son axe de rotation 14 permet ainsi de générer un débit d’air et de comprimer progressivement ce dernier jusqu’à l’entrée de ia chambre de combustion 8.
Un ventilateur d’entrée communément désigné fan ou soufflante 16 est couplé au rotor 12 et génère un flux d’air qui se divise en un flux primaire 18 traversant une veine annulaire primaire 34 et les différents niveaux sus mentionnés de la turbomachine, et un flux secondaire 20 traversant une veine annulaire secondaire 35 (partiellement représentée) le long de la machine pour ensuite rejoindre ie flux primaire 18 en sortie de turbine 10. Le flux secondaire 20 peut être accéléré de sorte à générer une réaction de poussée utile au vol d’un aéronef. Les flux primaire 18 et secondaire 20 sont des flux annulaires radialement concentriques.
La figure 2 est une vue en coupe d’un compresseur d’une turbomachine axiale telle que celle de la figure 1. Le compresseur peut être ie compresseur bassepression 4. On peut y observer une partie du fan 16 et le bec de séparation 22 du flux en flux primaire 18 et en flux secondaire 20. Le rotor 12 comprend plusieurs rangées d’aubes rotoriques 24, en l'occurrence trois.
Le compresseur basse pression 4 comprend plusieurs redresseurs, en l’occurrence quatre, qui contiennent chacun une rangée annulaire d’aubes statoriques 26 portées par une virole externe 28 ou ie carter du compresseur.
Le bec de séparation 22 peut être rendu dégivrant grâce à un système dégivrant électrique.
La figure 3 est une vue en perspective d’un bec de séparation avec ie système dégivrant 32 selon l’invention. Le bec de séparation 22 du compresseur basse
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BE2016/5874 pression précédemment décrit comprend un corps 22C qui se poursuit en amont par un bord de séparation 22B, Une paroi annulaire 22A du bec de séparation 22 forme une surface annulaire externe 30 qui recouvre le corps 22C dans sa partie supérieure et inférieure. Placé postérieurement au bec de séparation et dans sa partie inférieure se trouve la virole externe 28 supportant une rangée d’aubes statoriques (non représentée).
Le système dégivrant 32 comprend des éléments électriques chauffant 38, plutôt sous la forme d’un serpentin décrit par un ou plusieurs rubans. Le ruban forme une alternance de tronçons axiaux 38A et de des demi-tours 38B de ίο manière à décrire des boucles ou des créneaux. Les tronçons axiaux 38A ont un allongement principal qui s’étend dans la direction du flux d’air (18, 20) donc axiaiement. Les demi-tours 36B ont des formes coudées. Ils peuvent connecter les tronçons axiaux 38A. Ce ruban à la particularité de réaliser un nombre n définis de demi-tour 36B. Ce ruban peut ainsi être positionné uniquement au niveau de la veine primaire 34, et/ou au niveau de ia veine secondaire 35.
La figure 4 est un développé à plat d’un élément électrique chauffant 36. Le ruban dans ce cas est alimenté et positionné latéralement à celui-ci. Il ressort que les tronçons axiaux 38A du ruban chevauchent et/ou sont perpendiculaires au bord de séparation 22B du bec de séparation. L’élément chauffant 36 forme un circuit imprimé à plusieurs serpentins relié en parallèles via des connecteurs 40, et alimentés par des bornes électriques 42.
La figure 5 est une coupe transversale d'une turbomachine à l’entrée du compresseur dont les aubes ne sont pas représentées par souci de clarté. Au centre de cette figure est positionné le rotor 12 au milieu duquel se trouve l’axe de rotation 14. Le cercle matérialisant le rotor 12 peut également être représentatif d’une virole interne, ou d’une limite de la veine primaire 34. Le cercle externe représente ie bec de séparation 22 du compresseur, par exemple son bord de séparation amont ou une limite circulaire externe de la veine primaire 34. La turbomachine, par exemple sa veine primaire 34 et/ou sa veine secondaire et/ou le bec de séparation 22 esf/sont chacun et/ou individuellement divisé(s) en différents secteurs angulaires 38. Ces secteurs sont délimités anguîairement grâce à un angle a défini autour de l’axe de rotation 14 du rotor 12. Ces secteurs peuvent présenter des largeurs
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BE2016/5874 angulaires, c’est-à-dire selon la circonférence, qui sont égales. Dans le cas de ia figure 5, cet angle a est de 120°, délimitant autour de l'axe de rotation 14 trois secteurs angulaires 38AI, 38AII, et 38ASÎI (désignés de manière commune par le signe de référence 38) de la veine annulaire primaire 34 et/ou secondaire
35. Les secteurs angulaires 38 décrivent une boucle fermée et continue.
La séparation des différents secteurs se fait par des plans de séparations 38B qui sont au nombre de 3 dans ia figure 5. Chacun de ces secteurs 38 vont avoir une alimentation séparée et contiennent un ou plusieurs rubans.
L’activation de ces secteurs 38 peut être tournante ou continue. Cette ίο alimentation par secteurs présente l’avantage, en cas de panne d’une partie du système (suite à un dégât par exemple), de permettre aux systèmes situés dans des secteurs voisins de prendre le relais, et d’éviter ainsi une absence de dégivrage complète. L’alimentation peut être de proche en proche, en passant d’un voisin à l’autre. L’ordre peut être continu, en tournant de manière continue, et/ou homogène autour de l’axe de rotation 14. Lors du changement d’alimentation de secteur angulaire, un même pian de séparation 38B peut toucher ies secteurs angulaires subissant un changement d’état. Ainsi, ce Selon une variante de l’invention, les éléments chauffants sont répartis en deux secteurs angulaire d’un demi-anneau chacun.
Dans le cas de ia figure 8, ia division est faite en quatre secteurs angulaires 38 identiques, dont les angles a mesurent 90°. Dans ce cas, l’alimentation des secteurs peut se faire en alternance, c’est-à-dire deux à deux, ou tour à tour.
Ces secteurs angulaires 38 délimitent quatre portions angulaires : 38AI, 38AII,
38AIII et 38AIV délimités par ies pians de séparation 38B, au nombre de quatre dans cette configuration. L’alimentation peut s’effectuer dans l’ordre des indices I, II, III, IV des secteurs. Ainsi, l’alimentation peut passer d’un secteur à l'autre en tournant autour de l’axe de rotation 14 à une vitesse angulaire constante.
Dans le cas de la figure 7, la division est faite en huit secteurs. Les angles a ont une mesure identique de 45°, Dans ce cas, l’alimentation des secteurs peut se faire en alternance, c’est-à-dire deux à deux, ou tour à tour. Cela permet de délimiter huit portions angulaires : 38AI, 38AII, 38AIII, 38AIV 38AV, 38AVI,
38AVII et 38AVIII, délimités par les plans de séparation 38B, qui sont au nombre de huit dans cette configuration. Les indices l-VIII sont attribués de
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BE2016/5874 manière continue autour de Taxe de rotation, i’aiimentation pouvant s’effectuer de manière tournante en respectant l'ordre de ces indices. L’alimentation des secteurs peut s’effectuer en alimentant un secteur 38 à la fois, ou plusieurs secteurs 38 à la fois, par exemple pour des secteurs diamétralement opposés.
Les caractéristiques des différentes figures peuvent être appliquées aux enseignements des autres figures.
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Claims (20)
- Revendications1. Système dégivrant (32) de turbomachine axiale (2), notamment pour un bec de séparation (22) d’un compresseur (4, 6), le système comprenant :- un axe de rotation (14) ;- une veine annulaire (34 ; 35) autour de l’axe de rotation ;- des éléments électriques chauffants (36) disposés dans la veine annulaire (34 ; 35), lesdits éléments chauffants (36) étant répartis en différents secteurs ;caractérisé en ce que lesdits secteurs sont des secteurs angulaires (38) définis autour de l’axe de rotation (14) de manière à dégivrer angulairement la veine annulaire (34 ; 35);le système étant éventuellement configuré de sorte à alimenter de proche en proche les secteurs angulaires (38) d’éléments chauffants (36).
- 2. Système dégivrant (32) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins un ou chaque secteur angulaire (38) comprend plusieurs éléments chauffants (36) disposés côte à côte selon la direction circonférentielle autour de l’axe de rotation (14).
- 3. Système dégivrant (32) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’au moins un ou chaque élément chauffant (36) présente une première dimension et une deuxième dimension qui est supérieure à ia première dimension et qui est agencée selon la direction angulaire et/'ou selon la direction circonférentielle autour de i’axe de rotation (14).
- 4. Système dégivrant (32) selon l’une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que chaque secteur angulaire (38) forme une portion angulaire (38A) de la veine annulaire (34 ; 35), notamment une veine primaire (34) de turbomachine (2), dont un angle a est défini autour de i’axe de rotation (14) d’un rotor (12) de la turbomachine (2).
- 5. Système dégivrant (32) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend une rangée annulaire d’aubes (26) dégivrées par lesBE2016/5874 éléments chauffant (38), la largeur angulaire de chaque secteur angulaire (38) étant supérieure à l’écart angulaire entre deux aubes (26) consécutives, chaque secteur angulaire comprenant éventuellement au moins trois ou au moins dix aubes successives.
- 6. Système dégivrant (32) selon i’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les éléments électriques (36) sont répartis en au moins deux, ou au moins trois, ou au moins quatre, ou au moins six, ou au moins huit secteur angulaires (38).
- 7. Système dégivrant (32) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que i’ensembie des secteurs angulaires (38) forme une boucle fermée autour de l’axe de rotation (14).
- 8. Système dégivrant (38) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque élément électrique chauffant (38) comprend un ruban électrique chauffant.
- 9. Système dégivrant (32) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ruban présente au moins un ou plusieurs tronçons axiaux (36A), et/ou forme des demi-tours (36B) ; les demi-tours (36B) reliant éventuellement chaque tronçon axial (36A).
- 10.Système dégivrant (32) selon l’une des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que le ou l'ensemble des rubans chauffant des différents secteurs (38) sont alimentés tour à tour en fonction du secteur angulaire (38) dont ils dépendent.
- 11 .Système dégivrant (32) selon l’une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu’au moins deux secteurs angulaires (38) voisins se chevauchent angulairement ; ou chaque secteur angulaire (38) chevauche angulairement un secteur angulaire (38) voisin.
- 12.Système dégivrant (32) selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que i’aiimentation des secteurs angulaires (38) est réalisée parBE2016/5874 alternance, préférentiellement sur des secteurs angulaires (38) diamétralement opposés ies uns par rapport aux autres,
- 13.Système dégivrant (32) selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l’alimentation des secteurs angulaires (38) est réalisée de manière tournante.
- 14. Système dégivrant (32) selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu’il est configuré de sorte que l’alimentation du secteur (38) est activée lorsque la température de la veine primaire (34) atteint une valeur seuil minimale.
- 15.Système dégivrant (32) selon l’une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l’alimentation du secteur (38) est coupée lorsque ia température de la veine primaire (34) atteint une valeur seuil maximale.
- 16.Système dégivrant (32) selon l’une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ie système (32) est configuré de manière à ce que la température d’au moins un ou de chaque secteur (38) reste supérieure ou égale à une valeur seuil prédéterminée.
- 17.Système dégivrant (32) selon l’une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les secteurs angulaires (38) présentent un ordre de succession autour de l’axe de rotation (14), le système (32) étant configuré de sorte à ce que les éléments chauffant (36) soient alimentés selon ledit ordre de succession.
- 18. Bec de séparation (22) de turbomachine axiale (2), ledit bec de séparation (22) comprenant un système dégivrant (32), caractérisé en ce que le système dégivrant (32) est conforme à l’une des revendications 1 à 17.
- 19. Turbomachine axiale (2), notamment un turboréacteur, la turbomachine (2) comprenant un système dégivrant (32) et/ou un bec de séparation (22), caractérisée en ce que ie bec de séparation (22) est conforme à ia2016/587416 BE2016/5874 revendication 18 et/ou le système dégivrant (32) est conforme à l’une des revendications 1 à 17.
- 20.Turbomachine (2) selon la revendication 19, caractérisée en ce qu'elle comprend un compresseur basse pression (4) avec une entrée ; le bec de5 séparation (22) formant l’entrée dudit compresseur basse pression (4).BE2016/5874BE2016/5874
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