BE1024759B1 - Systeme de degivrage de bec de separation de turbomachine axiale - Google Patents
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Abstract
L'invention propose un système de dégivrage (32) de bec de séparation (22) de turbomachine, notamment en entrée de compresseur basse pression de turboréacteur double flux. Le système (32) comprend un bec de séparation (22) avec un bord d'attaque circulaire (48), une rangée annulaire d'aubes statoriques (26), et une rangée d'orifices d'injection (38) de fluide dégivrant (42) disposés en amont des aubes statoriques (26). Le système (32) comprend en outre un réservoir d'alimentation (34) en fluide dégivrant qui communique avec les orifices d'injection (38). Le fluide dégivrant (42) peut être une solution liquide avec de l'alcool. L'invention a également trait à un procédé de dégivrage d'un bec de séparation.
Description
(73) Titulaire(s) :
SAFRAN AERO BOOSTERS S.A. 4041, HERSTAL (MILMORT) Belgique (72) Inventeur(s) :
DE VRIENDT Olivier 4690 BASSENGE Belgique
RAIMARCKERS Nicolas 4263 TOURINNE (BRAIVES) Belgique (54) SYSTEME DE DEGIVRAGE DE BEC DE SEPARATION DE TURBOMACHINE AXIALE (57) L'invention propose un système de dégivrage (32) de bec de séparation (22) de turbomachine, notamment en entrée de compresseur basse pression de turboréacteur double flux. Le système (32) comprend un bec de séparation (22) avec un bord d'attaque circulaire (48), une rangée annulaire d'aubes statoriques (26), et une rangée d'orifices d'injection (38) de fluide dégivrant (42) disposés en amont des aubes statoriques (26). Le système (32) comprend en outre un réservoir d'alimentation (34) en fluide dégivrant qui communique avec les orifices d'injection (38). Le fluide dégivrant (42) peut être une solution liquide avec de l'alcool. L'invention a également trait à un procédé de dégivrage d'un bec de séparation.
FIG. 3
BREVET D'INVENTION BELGE
SPF Economie, PME, Classes Moyennes & Energie
Numéro de publication : 1024759 Numéro de dépôt : BE2016/5892
Office de la Propriété intellectuelle Classification Internationale : F01D 25/02 F02C 7/047 B64D 33/02 Date de délivrance : 28/06/2018
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 30/11/2016.
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, P.O. 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 DE DEGIVRAGE DE BEC DE SEPARATION DE TURBOMACHINE AXIALE.
INVENTEUR(S) :
DE VRIENDT Olivier, Rue du Brouck 21, 4690, BASSENGE;
RAIMARCKERS Nicolas, Passage du Jardinier 4, 4263, TOURINNE (BRAIVES);
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 28/06/2018, Par délégation spéciale :
BE2016/5892
Description
SYSTEME DE DEGIVRAGE DE BEC DE SEPARATION DE TURBOMACHINE
AXIALE
Domaine technique
L’invention concerne le dégivrage d’un bec de séparation de turbomachine. Plus précisément, l’invention traite d’un bec de séparation de turbomachine axiale dégivré par l’injection d’un fluide. L’invention se rapporte également à un compresseur de turbomachine avec un bec dégivrant, et à une turbomachine axiale, notamment un turboréacteur d’avion ou un turbopropulseur d’aéronef. L’invention propose encore un procédé de dégivrage d’un bec de séparation. Technique antérieure
Une circulation d’un fluide dégivrant permet de s’opposer à la formation de glace dans un turboréacteur, notamment au niveau de son bec de séparation. Par exemple, de l’air chaud prélevé dans un compresseur haute pression peut être envoyé en amont du redresseur en entrée du compresseur basse pression afin d’éliminer une couche de glace, ou afin de s’opposer à l’apparition de givre.
Le document US 6 561 760 B2 divulgue un turboréacteur double flux dont les flux annulaires sont séparés par un bec de séparation monté sur le compresseur basse pression. Ce même bec de séparation supporte une virole externe à laquelle est suspendue une rangée annulaire d’aubes de redresseur. Des passages en formes de lunules sont taillés dans le crochet annulaire du bec de séparation permettant le maintien amont de la virole externe. Ces passages permettent une circulation de gaz chaud assurant la fonction de dégivrage des aubes puisque les lunules sont prévues en amont des aubes. Ainsi, une protection contre le givre est offerte lorsque du fluide dégivrant s’écoule selon une trajectoire rencontrant les aubes. Toutefois, l’efficacité de ce système de dégivrage reste limitée. En particulier, l’ensemble du circuit acheminant le gaz chaud est encombrant. Le volume du plenum et la taille des
BE2016/5892 tuyaux d’adduction d’air alourdissent le turboréacteur. Aussi, le prélèvement d’air du compresseur haute pression limite le rendement moteur.
Résumé de l'invention
Problème technique
L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif d’améliorer le dégivrage d’un bec de séparation. L’invention a également pour objectif de proposer une solution simple, résistante, légère, économique, fiable, facile à produire, commode d’entretien, d’inspection aisée, et améliorant le rendement.
Solution technique
L’invention a pour objet un système de dégivrage de bec de séparation de turbomachine, notamment pour un compresseur basse pression de turbomachine axiale, le système de dégivrage comprenant : un bec de séparation avec un bord d’attaque circulaire, une rangée annulaire d’aubes statoriques et une rangée d’orifices d’injection de fluide dégivrant disposés au niveau des aubes statoriques, remarquable en ce qu’il comprend en outre un réservoir d’alimentation en fluide dégivrant qui communique avec les orifices d’injection de manière à les alimenter en fluide dégivrant afin de dégivrer le bec de séparation.
Selon un mode avantageux de l’invention, chaque orifice d’injection comprend un gicleur adapté pour projeter le fluide dégivrant contre les aubes statoriques. Selon un mode avantageux de l’invention, chaque orifice d’injection est formé par un passage monobloc.
Selon un mode avantageux de l’invention, le système comprend au moins une pompe adaptée pour aspirer le fluide dégivrant du réservoir d’alimentation et pour refouler le fluide dégivrant vers les orifices d’injection.
Selon un mode avantageux de l’invention, la pompe est une pompe à déplacement positif, telle une pompe à engrenage ou une pompe à palettes ou une pompe à pistons.
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Selon un mode avantageux de l’invention, la rangée annulaire d’aubes statoriques est une première rangée d’aubes, notamment une rangée d’aubes amont, et la rangée d’orifices d’injection est une première rangée d’orifices, notamment une rangée d’orifices amont, associée à la première rangée d’aubes ; le système de dégivrage comprenant en outre une deuxième rangée annulaire d’aubes statoriques, notamment une rangée d’aubes statoriques aval ; et une deuxième rangée annulaire d’orifices, notamment une rangée aval d’orifices, associée à la deuxième rangée d’aubes statoriques.
Selon un mode avantageux de l’invention, le système comprend au moins une vanne adaptée pour couper une circulation de fluide dégivrant entre le réservoir et les orifices d’injection.
Selon un mode avantageux de l’invention, le réservoir comprend une sortie communiquant avec les orifices d’injection qui est située au fond dudit réservoir. Selon un mode avantageux de l’invention, le bec de séparation comprend une virole externe supportant la rangée annulaire d’aubes statoriques, les orifices d’injection étant formés dans ladite virole externe.
Selon un mode avantageux de l’invention, le fluide dégivrant est un fluide chimiquement dégivrant.
Selon un mode avantageux de l’invention, le ou chaque gicleur forme une réduction de section de l’orifice correspondant.
Selon un mode avantageux de l’invention, le réservoir est adapté de sorte que le fluide dégivrant soit un liquide.
Selon un mode avantageux de l’invention, le réservoir communique uniquement avec les orifices d’injection.
Selon un mode avantageux de l’invention, les orifices d’injection sont disposés axialement entre le bord d’attaque et les aubes statoriques.
Selon un mode avantageux de l’invention, le ou chaque orifice comprend un contour fermé et/ou est entouré par une portion monobloc du bec de séparation.
Selon un mode avantageux de l’invention, chaque passage monobloc traverse une cloison annulaire du bec de séparation.
Selon un mode avantageux de l’invention, le système comprend au moins un mélangeur de fluides dégivrant ou de précurseurs d’un fluide dégivrant.
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Selon un mode avantageux de l’invention, les orifices sont disposés axialement et/ou radiaiement au niveau des aubes statoriques.
L’invention a également pour objet un compresseur basse pression de turboréacteur, le compresseur comprenant une entrée et un système de dégivrage, remarquable en ce que le système de dégivrage est conforme à l’invention, le bec de séparation du système de dégivrage formant éventuellement l’entrée dudit compresseur.
Selon un mode avantageux de l’invention, la rangée d’aubes statoriques du bec de séparation forme la rangée en amont du compresseur.
Selon un mode avantageux de l’invention, le système est configuré de sorte que la pression d’injection du fluide dégivrant via les orifices d’injection est supérieure à la pression en sortie du compresseur, éventuellement au moins deux ou au moins cinq ou au moins dix fois supérieure.
L’invention a également pour objet une turbomachine, notamment un turboréacteur, comprenant un système de dégivrage et/ou un compresseur, remarquable en ce que le système de dégivrage est conforme à l’invention et/ou le compresseur est conforme à l’invention.
Selon un mode avantageux de l’invention, la turbomachine comprend un carénage externe, telle une nacelle, le réservoir étant disposé dans ledit carénage.
L’invention a également pour objet un procédé de dégivrage d’un bec de séparation de turbomachine, notamment de compresseur de turboréacteur, le procédé comprenant une étape (a) fourniture d’un système de dégivrage comprenant un bec de séparation avec un bord d’attaque circulaire, une rangée annulaire d’aubes statoriques et une rangée d’orifices d’injection de fluide dégivrant disposés au niveau des aubes statoriques, remarquable en ce que le système de dégivrage comprend un réservoir d’alimentation contenant un liquide dégivrant, et en ce que le procédé de dégivrage comprend en outre une étape (c) injection du liquide dégivrant dans bec de séparation de sorte à le dégivrer, le système de dégivrage étant éventuellement conforme à l’invention.
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Selon un mode avantageux de l’invention, lors de l’étape (c) injection, le liquide dégivrant est injecté en phase liquide ou en phase gazeuse, ou le liquide est pulvérisé en un nuage de gouttelettes.
Selon un mode avantageux de l’invention, le liquide dégivrant comprend un alcool.
Selon un mode avantageux de l’invention, le liquide dégivrant comprend de I’ éthanol.
Selon un mode avantageux de l’invention, le liquide dégivrant comprend du glycol.
Selon un mode avantageux de l’invention, le liquide dégivrant comprend du méthanol.
Selon un mode avantageux de l’invention, le liquide dégivrant est ou comprend du kérosène.
Selon un mode avantageux de l’invention, chaque aube statorique comprend une surface intrados et une surface extrados, lors de l’étape (c) injection le liquide dégivrant atteint les surfaces intrados et éventuellement les surfaces extrados.
Selon un mode avantageux de l’invention, les aubes statoriques sont reliées circulairement par au moins une virole, notamment une virole externe et/ou une virole interne, lors de l’étape (c) injection le liquide dégivrant atteint la au moins une virole, notamment entre les aubes statoriques.
Selon un mode avantageux de l’invention, le procédé comprend une étape (b) détection de givre dans le bec de séparation préalablement à l’étape (c) injection.
Selon un mode avantageux de l’invention, à l’étape (c) injection, la majorité d’une surface intrados d’aube est atteinte pas le liquide de dégivrage.
Selon un mode avantageux de l’invention, le liquide dégivrant comprend une solution salée.
La présence du réservoir n’est pas un aspect indispensable de l’invention. L’invention a également pour objet un procédé de dégivrage d’un bec de séparation de turbomachine, notamment de compresseur basse pression de turboréacteur, le procédé comprenant une étape (a) fourniture d’un système
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BE2016/5892 dégivrant comprenant un bec de séparation avec un bord d’attaque circulaire, une rangée annulaire d’aubes statoriques et une rangée d’orifices d’injection disposés en amont des aubes statoriques, et une étape (c) injection d’un liquide dégivrant dans bec de séparation via les orifices de sorte à le dégivrer.
De manière générale, les modes avantageux de chaque objet de l’invention sont également applicables aux autres objets de l’invention. Dans la mesure du possible, chaque objet de l’invention est combinable aux autres objets. Les objets de l’invention sont également combinables aux modes de réalisation de la description, qui en plus sont combinables entre eux.
îo Avantages apportés
L’invention permet de mieux dégivrer le bec de séparation en employant un fluide dédié à cette fonction. Le fluide est projeté contre les surfaces à traiter en réponse à une formation de givre, ou encore en prévision d’un risque de formation d’une couche de givre.
L’emploi d’un fluide dégivrant, notamment sous forme liquide, permet d’employer des conduites plus fines puisque les propriétés intrinsèques de ce moyen de dégivrage combattent le risque lié au givre. Le volume de fluide dégivrant nécessaire à l’obtention d’un résultat donné diminue. Les débits volumiques et les pressions nécessaires diminuent également, autorisant par là une simplification du circuit d’alimentation qui devient plus compact et plus léger. Par ailleurs, les étanchéités requises deviennent plus simples à atteindre malgré le contexte thermique et les vibrations d’une turbomachine ou d’un turboréacteur.
Brève description des dessins
La figure 1 représente une turbomachine axiale selon l’invention.
La figure 2 est un schéma d’un compresseur de turbomachine selon l’invention.
La figure 3 illustre un système de dégivrage selon l’invention.
La figure 4 est un diagramme du procédé de dégivrage d’un bec de séparation par un système de dégivrage selon l’invention.
Description des modes de réalisation
2016/5892
BE2016/5892 7
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 l’axe de rotation.
L’amont et l’aval sont en référence au sens d’écoulement principal du flux dans la turbomachine.
La figure 1 représente de manière simplifiée une turbomachine axiale. II 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 îo 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 associées à des rangées d’aubes de stators. La rotation du rotor 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 la 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 les différents niveaux sus mentionnés de la turbomachine, et un flux secondaire 20 traversant un conduit annulaire (partiellement représenté) le long de la machine pour ensuite rejoindre le flux primaire 18 en sortie de turbine 10. Les flux primaire 18 et secondaire 20 sont des flux annulaires coaxiaux et emmanchés l’un dans l’autre. Le flux secondaire 20 peut être accéléré de sorte à générer une réaction de poussée utile au vol d’un aéronef.
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 un compresseur bassepression 4. On peut y observer une partie du fan 16 et le bec de séparation 22 du flux primaire 18 et du 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 d’aubes statoriques 26.
Les redresseurs sont associés au fan 16 ou à une rangée d’aubes rotoriques
BE2016/5892 pour redresser le flux d’air, de sorte à convertir la vitesse du flux en pression statique. Au sein d’une même rangée, les aubes statoriques 26 sont régulièrement espacés les unes des autres, et présentent une même orientation angulaire dans le flux.
En entrée du compresseur 4, c’est-à-dire au niveau du bec de séparation 22, les aubes statoriques 26 s’étendent radialement depuis une virole externe 28 qui forme une paroi annulaire supportant ces aubes statoriques 26. Cette virole externe 28 peut également être liée à une paroi externe 30 du bec de séparation 22. Selon une option, la virole externe 28 peut être fixée à la paroi externe 30 au moyen d’un crochet annulaire amont. En variante, cette virole externe et la paroi externe forment une même pièce monobloc. Afin de s’opposer à la présence de givre dans le bec de séparation 22, un système de dégivrage 32 y est associé. Un tel système de dégivrage 32 peut empêcher un début de nouvelle formation de givre, tout comme il peut éliminer une accumulation de givre préexistante.
Le présent enseignement est également applicable dans une architecture de turbomachine où le bec de séparation est formé dans un carter intermédiaire ou dans un carter amont de la turbomachine. De tels carters sont placés en amont du compresseur basse pression qu’ils supportent. Le système de dégivrage est alors intégré dans de tels carters. Selon une certaine approche, le carter externe du compresseur qui supporte les aubes statoriques 26 peut être considéré comme faisant partie du bec de séparation.
La figure 3 est un schéma du système de dégivrage 32 évoqué en figure 2. Une couche annulaire de matériau abradable 33 formant un joint d’étanchéité pour des aubes rotoriques 24 peut être présente en aval des aubes statoriques 26, et peut éventuellement être atteinte par le système de dégivrage 32. Le flux secondaire 20 est représenté.
Le système de dégivrage 32 comprend un réservoir 34 contenant un fluide dégivrant, tel un liquide dégivrant. Ce liquide peut présenter des propriétés chimiques permettant de faire fondre de la glace. Une conduite 36 permet d’acheminer ce fluide dégivrant 42 jusqu’à un orifice d’injection 38. La section et les changements de direction de la conduite 36 peuvent être adaptés au fluide en vue de rationaliser les pertes de charges. Bien qu’un seul orifice d’injection
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BE2016/5892 9 et qu’une seule aube statorique 26 ne soient représentés, il est également envisageable de prévoir une rangée orifices d’injection 38 permettant de traiter l’ensemble des aubes statoriques 26 de la rangée présente dans le bec de séparation 22. Selon l’invention, il est possible d’ajouter plusieurs rangées circulaires d’orifices d’injection 38. Par exemple, chacune de ces rangées est associée à une rangée d’aubes (24 ; 26) compresseur, et/ou à chaque redresseur du compresseur 4. Les rangées peuvent être réparties le long du compresseur. Ainsi, le système de dégivrage 32 parvient à dégivrer des étages du compresseur qui sont en aval de la rangée amont d’aubes statoriques 26 du îo compresseur. Plusieurs étages statoriques peuvent être dégivrés grâce à leurs propres rangées d’orifices d’injection 38.
Le réservoir 34 peut être commun à tous les orifices d’injection 38, ou à un sous-ensemble d’orifices si bien qu’un réservoir similaire est ajouté. Selon une possibilité de l’invention, le réservoir 34 peut être commun à plusieurs turboréacteurs, éventuellement à tous les turboréacteurs d’un même aéronef.
Chaque orifice d’injection 38 peut être un perçage traversant radialement la virole externe 28 qui guide le flux primaire 18. Chaque orifice d’injection 38 peut montrer une réduction de section au niveau de la surface interne 39 de la virole externe 28, par exemple de manière à former un gicleur. La virole externe 28 comme la virole interne 40 peuvent également être aspergées par un jet de fluide dégivrant 42.
Le fluide dégivrant 42 peut être injecté sous la forme de gouttelettes formant un nuage pulvérisé dans le bec de séparation 22. Optionneliement, un orifice 38 est associé à chaque aube 26. Suite à l’injection, le fluide dégivrant 42 rejoint le flux primaire 18 qui l’entraine vers l’aval.
La sortie au fond du réservoir 34 peut communiquer avec une pompe 44 aspirant et pressurisant le fluide dégivrant 42. Cette pompe 44 prélève du fluide du réservoir 34 et le pousse vers l’orifice 38 via la conduite 36. La pompe 44 peut être une pompe à déplacement positif. Son actionnement peut offrir une pression élevée ; par exemple de sorte à déboucher l’orifice 38 en cas de colmatage par du givre. En particulier, la pompe 44 peut générer un pic de pression fracturant ou poussant un éventuel bouchon de givre bloquant
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BE2016/5892 l’écoulement du jet de fluide dégivrant 42. Le fluide dégivrant 42 offre alors une énergie mécanique.
Lorsque la pompe 44 est à l’arrêt, une vanne 46 peut couper la circulation vers l’orifice d’injection 38 via la conduite 36. Une vanne 46 peut être associée à chaque orifice 38, ou à un groupe d’orifices 38. La vanne 46 permet de fermer le réservoir 34 afin d’éviter qu’il ne perde son contenu lorsque le jet n’est plus nécessaire. Les positions respectives de la vanne 46 et de la pompe 44 le long de la conduite 36 peuvent être interverties. Par ailleurs, elles peuvent être placées à l’intérieur du bec de séparation 22 comme à l’extérieur. Par exemple, îo la vanne 46 peut être rapprochée de l’orifice d’injection 38. Ce dernier peut d’ailleurs être rapproché axialement du bord d’attaque 48 du bec de séparation 22. Le bord d’attaque 48 peut former une ligne circulaire en amont du bec 22.
La jonction de la paroi externe 30 et de la virole externe 28 peut être renforcée pour résister aux ingestions. Cette jonction formant le bord d’attaque 48 peut être plus épaisse que la virole externe 28 et que la paroi externe 30, éventuellement au moins 25%, ou au moins 50%, ou au moins 100% plus épaisse.
En complément, le système de dégivrage 32 peut comprendre des moyens de détection 50 de givre. Ces moyens de détection 50 peuvent être placés dans le bec de séparation 22. Ils peuvent être associés à la virole externe 28, éventuellement en amont des aubes statoriques 26, et/ou en aval des orifices d’injection 38 du fluide dégivrant 42. Il peut s’agir de moyens électriques, tels des capteurs optiques.
La figure 4 représente un diagramme du procédé de dégivrage d’un bec de séparation avec un système de dégivrage. Le système peut correspondre à celui présenté en relation avec les figures précédentes.
Le procédé peut comprendre les étapes suivantes, éventuellement réalisée dans l’ordre présenté ci-dessous :
(a) fourniture 100 d’un système de dégivrage comprenant un réservoir d’alimentation en fluide dégivrant et un bec de séparation avec une rangée annulaire d’aubes statoriques reliant deux viroles coaxiales, le bec présentant en outre une série d’orifices d’injection du fluide dégivrant disponible dans le réservoir d’alimentation ;
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BE2016/5892 (b) détection 102 de givre dans le bec de séparation par des moyens de détection ;
(c) injection 104 du liquide dégivrant dans bec de séparation de sorte à le dégivrer, notamment pour dégivrer les aubes statoriques ;
(d) interruption 106 de l’alimentation en fluide dégivrant.
A l’étape (a) fourniture, le fluide dégivrant peut être un liquide dégivrant. Il peut s’agir d’une solution alcoolisée. Le fluide dégivrant peut comprendre de l’éthanol, du glycol, du méthanol, du kérosène, ou un mélange de ces liquides.
L’emploi d’une solution salée est envisageable, éventuellement localement. Ce io même fluide est celui qui asperge le bec de séparation pendant l’étape (c) injection 104 en réponse à une détection de givre lors de l’étape (b) détection 102. Ce fluide d’alimentation peut également provenir d’un circuit d’alimentation propre à l’aéronef, ou résulter d’un mélange de produits.
Selon une autre approche, il est envisageable d’effectuer l’étape (c) injection
104 de manière préventive. Ce choix peut être opéré en fonction d’une humidité, d’une température et d’une pression de l’air entrant dans la turbomachine et en fonction d’une altitude.
L’étape (d) interruption 106 coupe la circulation de fluide dégivrant dans le bec séparation. L’alimentation est interrompue, malgré un reste de fluide dégivrant dans le réservoir. Ce résultat peut être atteint en coupant la vanne, et/ou en arrêtant la pompe.
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Claims (5)
1. Système de dégivrage (32) de bec de séparation (22) de turbomachine (2), notamment pour un compresseur basse pression (4) de turbomachine axiale, le système de dégivrage (32) comprenant :
un bec de séparation (22) avec un bord d’attaque (48) circulaire, une rangée annulaire d’aubes statoriques (26) et une rangée d’orifices d’injection (38) de fluide dégivrant (42) disposés au niveau des aubes statoriques (26), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un réservoir d’alimentation (34) en fluide dégivrant (42) qui communique avec les orifices d’injection (38) de manière à les alimenter en fluide dégivrant (42) afin de dégivrer le bec de séparation (22).
2. Système de dégivrage (32) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque orifice d’injection (38) comprend un gicleur adapté pour projeter le fluide dégivrant (42) contre les aubes statoriques (26).
3. Système de dégivrage (32) selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que chaque orifice d’injection (38) est formé par un passage monobloc.
4. Système de dégivrage (32) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une pompe (44), éventuellement à déplacement positif, adaptée pour aspirer le fluide dégivrant (42) du réservoir d’alimentation (34) et pour refouler le fluide dégivrant (42) vers les orifices d’injection (38).
5. Système de dégivrage (32) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la rangée annulaire d’aubes statoriques (26) est une première rangée d’aubes, notamment une rangée d’aubes amont, et la rangée d’orifices d’injection (38) est une première rangée d’orifices, notamment une rangée d’orifices amont, associée à la première rangée d’aubes ; le système de dégivrage (38) comprenant en outre une deuxième rangée annulaire d’aubes statoriques, notamment une rangée d’aubes statoriques
BE2016/5892 aval ; et une deuxième rangée annulaire d’orifices, notamment une rangée aval d’orifices, associée à la deuxième rangée d’aubes statoriques.
6. Système de dégivrage (32) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une vanne (46) adaptée pour couper une circulation de fluide dégivrant (42) entre le réservoir d’alimentation (34) et les orifices d’injection (38).
7. Système de dégivrage (32) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le réservoir d’alimentation (34) comprend une sortie communiquant avec les orifices d’injection (38) qui est située au fond dudit réservoir d’alimentation (34).
8. Système de dégivrage (32) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le bec de séparation (22) comprend une virole externe (28) supportant la rangée annulaire d’aubes statoriques (26), les orifices d’injection (38) étant formés dans ladite virole externe (28).
9. Compresseur basse pression (4) de turboréacteur, le compresseur comprenant une entrée et un système de dégivrage (32), caractérisé en ce que le système de dégivrage (32) est conforme à l’une des revendications 1 à 8, le bec de séparation (22) du système de dégivrage formant éventuellement l’entrée dudit compresseur (4).
10. Turbomachine (2), notamment un turboréacteur, comprenant un système de dégivrage (32) et/ou un compresseur (4), caractérisée en ce que le système de dégivrage (32) est conforme à l’une des revendications 1 à 8 et/ou le compresseur (4) est conforme à la revendication 9.
11. Procédé de dégivrage d’un bec de séparation (22) de turbomachine (2), notamment de compresseur de turboréacteur, le procédé comprenant une étape (a) fourniture (100) d’un système de dégivrage (32) comprenant un bec de séparation (22) avec un bord d’attaque (48) circulaire, une rangée annulaire
BE2016/5892 d’aubes statoriques (26) et une rangée d’orifices d’injection (38) de fluide dégivrant (42) disposés au niveau des aubes statoriques (26), caractérisé en ce que le système de dégivrage (32) comprend un réservoir d’alimentation (34) contenant un liquide dégivrant (42), et en ce que le procédé de dégivrage comprend en outre une étape (c) injection (104) du liquide dégivrant dans bec de séparation (22) de sorte à le dégivrer, le système de dégivrage (32) étant éventuellement conforme à l’une des revendications 1 à 8.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque lors de l’étape (c) injection (104), le liquide dégivrant est injecté en phase liquide ou en phase gazeuse, ou le liquide est pulvérisé en un nuage de gouttelettes.
13. Procédé selon l’une des revendications 11 à 12, caractérisé en ce que le liquide dégivrant comprend un alcool.
14. Procédé selon l’une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le liquide dégivrant comprend de l’éthanol.
15. Procédé selon l’une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que le liquide dégivrant comprend du glycol.
16. Procédé selon l’une des revendications 11 liquide dégivrant comprend du méthanol.
à 15, caractérisé en ce que le
Procédé selon l’une des revendications 11 à 16, liquide dégivrant est ou comprend du kérosène.
caractérisé en ce que le
18. Procédé selon l’une des revendications 11 à 17, caractérisé en ce que chaque aube statorique (26) comprend une surface intrados et une surface extrados, lors de l’étape (c) injection (104) le liquide dégivrant atteint les surfaces intrados et éventuellement les surfaces extrados.
19. Procédé selon l’une des revendications 11 à 18, caractérisé en ce que les aubes statoriques (26) sont reliées circulairement par au moins une virole, notamment une virole externe (28) et/ou une virole interne (40), lors de
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BE2016/5892 15 l’étape (c) injection (104) le liquide dégivrant atteint la au moins une virole, notamment entre les aubes statoriques (26).
20. Procédé selon l’une des revendications 11 à 19, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (b) détection (102) de givre dans le bec de séparation
5 (22) préalablement à l’étape (c) injection (104).
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106
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Abrégé
SYSTEME DE DEGIVRAGE DE BEC DE SEPARATION DE TURBOMACHINE
AXIALE
L’invention propose un système de dégivrage (32) de bec de séparation (22) de 5 turbomachine, notamment en entrée de compresseur basse pression de turboréacteur double flux. Le système (32) comprend un bec de séparation (22) avec un bord d’attaque circulaire (48), une rangée annulaire d’aubes statoriques (26), et une rangée d’orifices d’injection (38) de fluide dégivrant (42) disposés en amont des aubes statoriques (26). Le système (32) comprend en îo outre un réservoir d’alimentation (34) en fluide dégivrant qui communique avec les orifices d’injection (38). Le fluide dégivrant (42) peut être une solution liquide avec de l’alcool. L’invention a également trait à un procédé de dégivrage d’un bec de séparation.
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| BE20165892A BE1024759B1 (fr) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | Systeme de degivrage de bec de separation de turbomachine axiale |
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| BE20165892A BE1024759B1 (fr) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | Systeme de degivrage de bec de separation de turbomachine axiale |
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