FR3113649A1 - Système d’inertage et aéronef et méthode d’inertage associés - Google Patents

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Abstract

Système d’inertage et aérone f et méthode d’inertage associés Ce système (14) comprend un dispositif de séparation d’air (18), ayant une enveloppe (40), l’enveloppe (40) présentant au moins une entrée d’air (46) et une sortie (48) d’air appauvri en oxygène. Le dispositif de séparation d’air (18) est configuré pour générer, à partir d’un flux d’entrée d’air provenant de l’entrée d’air (46) de l’enveloppe (40), un flux de sortie d’air appauvri en oxygène et pour évacuer le flux de sortie d’air appauvri en oxygène par la sortie (48) d’air appauvri en oxygène, Le système d’inertage (14) comprend un système de réchauffage (20), extérieur à l’enveloppe (40), configuré pour chauffer au moins une région de l’enveloppe (40). Figure pour l'abrégé : Figure 1

Description

Système d’inertage et aéronef et méthode d’inertage associés
La présente invention concerne un système d’inertage pour réservoir à carburant d’aéronef comprenant un dispositif de séparation d’air,
le dispositif de séparation d’air comprenant une enveloppe, l’enveloppe présentant au moins une entrée d’air et une sortie d’air appauvri en oxygène, la sortie d’air appauvri en oxygène étant destinée à être raccordée au réservoir à carburant,
le dispositif de séparation d’air étant configuré pour générer, à partir d’un flux d’entrée d’air provenant de l’entrée d’air de l’enveloppe, un flux de sortie d’air appauvri en oxygène et pour évacuer le flux de sortie d’air appauvri en oxygène par la sortie d’air appauvri en oxygène.
Un tel système d’inertage a pour fonction de réduire le risque d’inflammation ou/et d’explosion du réservoir à carburant, en approvisionnant le réservoir en air appauvri en oxygène. Il comprend pour cela habituellement un dispositif de séparation d’air ayant pour fonction la génération d’air appauvri en oxygène à partir d’air en entrée.
Ce dispositif de séparation d’air comprend typiquement des membranes, par exemple perméables à l’oxygène mais pas à l’azote. Pour gagner en efficacité, les membranes ont besoin d’un air en entrée régulé en pression et en température. Il est en particulier nécessaire de faire fonctionner les membranes dans leur gamme de températures idéale de fonctionnement. En effet, un bon maintien en température de chaque membrane augmente sa perméabilité à l’oxygène, l’efficacité de filtration de chaque membrane étant liée à sa perméabilité à l’oxygène.
Cependant, le dispositif de séparation est sensible aux déperditions thermiques causées par l’environnement dans lequel il est installé et qui diminuent la température de l’air traversant les membranes.
Pour contrer ces déperditions, il est connu de réchauffer les membranes en augmentant le débit d’air en entrée, l’air étant régulé autour de la température de fonctionnement des membranes. Plus le débit traversant la membrane est élevé, meilleure est l’efficacité du réchauffage. En effet, l’augmentation de ce débit améliore la convection interne de la membrane et diminue l’impact des déperditions thermiques de celle-ci dues à l’environnement thermique externe.
Cependant, le débit d’air pouvant traverser ces membranes est limité, limitant ainsi la quantité d’oxygène pouvant être évacuée. Pour cette raison, l’augmentation du débit d’air traversant chaque membrane doit être suffisante pour assurer une bonne augmentation de la perméabilité de celle-ci, mais pas trop élevée pour garantir que la quantité d’air filtrée permettra d’obtenir une bonne pureté du flux d’air en sortie.
En outre, la température à l’entrée de chaque membrane ne peut pas être augmentée significativement pour contrer les effets de déperditions thermiques. Les fibres contenues dans la membrane sont typiquement en polymères et peuvent être dégradées si la température dépasse un seuil supérieur à 100°C.
L’air en entrée peut être prélevé depuis la cabine de l’aéronef.
Alternativement, il est plus courant que l’air en entrée provienne du moteur, l’air en entrée étant aussi alors appelé « bleed moteur ». Ce « bleed moteur » est de l’air déjà chauffé par le moteur, et sa température est régulée.
Quelle que soit l’origine de l’air en entrée, provenant du moteur ou de la cabine, il est nécessaire de réguler sa pression et sa température en amont du dispositif de séparation d’air, pour qu'il soit fourni au dispositif de séparation à la bonne température. Les problèmes soulevés ci-dessus s’appliquent alors.
De plus, dans le cas où l’air en entrée provient du moteur, des problèmes additionnels se posent. En effet, les architectures et technologies actuellement développées pour les systèmes d’inertage sont optimisées pour des débits particuliers de consommation « bleed moteur » qui ne sont pas adaptés à tous les aéronefs. En particulier, ils peuvent être trop élevés pour certains aéronefs. Enfin, le système d’inertage est limité en termes de prélèvement de débit d’air provenant du moteur pour ne pas pénaliser la poussée moteur.
L’invention a donc pour but de fournir un système d’inertage permettant d’améliorer l’appauvrissement en oxygène de l’air distribué dans le réservoir à carburant de manière simple et efficace.
En particulier, dans le cas où le flux d’air en entrée provient du moteur, l’invention a pour but en plus d’améliorer l’appauvrissement en oxygène de l’air distribué dans le réservoir à carburant, sans nécessité une consommation en « bleed moteur » importante.
A cet effet, l’invention a pour objet un système d’inertage du type précité caractérisé en ce que le système d’inertage comprend un système de réchauffage, extérieur à l’enveloppe, configuré pour chauffer au moins une région de l’enveloppe.
Le système d’inertage selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles :
-l’enveloppe s’étend suivant un axe longitudinal et contient des membranes, chaque membrane présentant une perméabilité à l’oxygène et une perméabilité à l’azote, la perméabilité à l’oxygène étant différente de la perméabilité à l’azote, au moins une partie d’une des membranes étant, en projection sur l’axe longitudinal, superposée à la région de l’enveloppe propre à être chauffée par le système de réchauffage ;
-chaque membrane est une membrane tubulaire s’étendant suivant l’axe longitudinal de l’enveloppe, et, en projection sur l’axe longitudinal, la région de l’enveloppe propre à être chauffée par le système de réchauffage se superpose sur au moins 30% de la longueur des membranes, de préférence au moins 50% de la longueur des membranes, avantageusement au moins 80% de la longueur des membranes ;
-l’enveloppe contient des membranes, chaque membrane présentant une perméabilité à l’oxygène et une perméabilité à l’azote, la perméabilité à l’oxygène étant différente de la perméabilité à l’azote, les membranes présentant une gamme de températures optimale de fonctionnement, le système d’inertage comprenant une unité de traitement configurée pour commander une température de chauffage du système de réchauffage pour que la température de chauffage soit comprise dans la gamme de températures optimale de fonctionnement ;
-la région de l’enveloppe propre à être chauffée par le système de réchauffage s’étend sur au moins une zone disposée en amont du milieu longitudinal de l’enveloppe ;
-la région de l’enveloppe propre à être chauffée par le système de réchauffage s’étend sur au moins 30% d’une circonférence de l’enveloppe, par exemple au moins 50% de la circonférence de l’enveloppe, de préférence au moins 80% de la circonférence de l’enveloppe, et avantageusement sur toute la circonférence de l’enveloppe ;
-le système de réchauffage est un système électrique et comprend un organe chauffant électrique recouvrant ladite région de l’enveloppe, la région de l’enveloppe propre à être chauffée par le système de réchauffage étant la région de l’enveloppe recouverte par l’organe chauffant électrique, l’organe chauffant électrique étant par exemple une couverture chauffante électrique ;.
-il comprend un capteur de température extérieure, propre à mesurer une température de l’air extérieur à l’enveloppe ou une température d’une surface extérieure de la couverture chauffante, le système d’inertage comprenant aussi une unité de traitement, l’unité de traitement étant configurée pour commander une température de chauffage et/ou une puissance électrique du système de réchauffage en fonction d’une mesure du capteur de température extérieure ;
-il comprend un capteur de débit d’entrée d’air, propre à mesurer un débit du flux d’entrée d’air, le système d’inertage comprenant aussi une unité de traitement, l’unité de traitement étant configurée pour commander une température de chauffage et/ou une puissance électrique du système de réchauffage en fonction du débit mesuré par le capteur de débit d’entrée d’air ;
-il comprend une vanne d’entrée d’air propre à couper ou autoriser le flux d’entrée d’air et/ou une vanne de sortie d’air propre à couper ou autoriser le flux de sortie d’air appauvri en oxygène, un capteur de température de sortie propre à mesurer une température du flux de sortie d’air appauvri en oxygène, et une unité de traitement,
l’unité de traitement étant configurée pour couper le flux d’entrée d’air, par l’intermédiaire de la vanne d’entrée d’air, et/ou pour couper le flux de sortie d’air appauvri en oxygène, par l’intermédiaire de la vanne de sortie d’air, si la température mesurée par le capteur de température de sortie est supérieure à une température maximale d’alerte prédéterminée et,
-il comprend un capteur de température de sortie propre à mesurer une température du flux de sortie d’air appauvri en oxygène, et une unité de traitement, l’unité de traitement étant configurée pour couper le chauffage de l’enveloppe par le système de réchauffage, si la température mesurée par le capteur de température de sortie est supérieure à une température maximale d’alerte prédéterminée.
-le système de réchauffage est un système électrique, le système d’inertage comprenant un dispositif d’alimentation en énergie électrique configuré pour ali
L’invention concerne également un aéronef comprenant un réservoir à carburant et un système d’inertage tel que défini plus haut, la sortie d’air appauvri en oxygène du système d’inertage étant raccordée au réservoir à carburant.
L’aéronef peut comprendre la caractéristique optionnelle suivante : un moteur, le flux d’entrée d’air provenant du moteur.
De plus, l’invention concerne aussi une méthode d’inertage comprenant les étapes suivantes :
- fourniture d’un système d’inertage tel que défini plus haut ;
- génération, à partir d’un flux d’entrée d’air provenant de l’entrée d’air de l’enveloppe, d’un flux de sortie d’air appauvri en oxygène ;
- chauffage d’au moins une région de l’enveloppe par le système de réchauffage, le chauffage étant mis en œuvre avant et/ou en même temps que l’étape de génération ; et
- évacuation du flux de sortie d’air appauvri en oxygène par la sortie d’air appauvri en oxygène.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
la est une vue schématique d’un schéma hydraulique d’un aéronef comprenant un système d’inertage selon l’invention ;
la est une vue schématique d’une coupe partielle longitudinale du dispositif de séparation d’air du système d’inertage de la ; et
la est un graphe d’un exemple de mission d’un aéronef comprenant le système d’inertage de la .
Un aéronef 10 selon l’invention est illustré sur la .
L’aéronef 10 comprend au moins un réservoir à carburant 12 et un système d’inertage 14 pour chaque réservoir à carburant 12.
L’aéronef 10 comprend aussi typiquement une cabine, non représentée, et au moins un moteur 16.
Chaque réservoir à carburant 12 contient du carburant destiné à alimenter le ou les moteur(s) 16.
Le carburant est par exemple du kérosène.
Le système d’inertage 14 comprend un dispositif de séparation d’air 18, le dispositif de séparation d’air 18 étant configuré pour générer, à partir d’un flux d’entrée d’air, un flux de sortie d’air appauvri en oxygène, et pour diriger le flux de sortie d’air appauvri en oxygène à destination du réservoir à carburant 12.
Selon l’invention, le système d’inertage 14 comprend aussi un système de réchauffage 20, comme décrit plus en détail par la suite.
Comme illustré sur la , le système d’inertage 14 comprend aussi une chaine d’approvisionnement 22 en flux d’entrée d’air au dispositif de séparation 18 et une chaine d’évacuation 24 du flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Le système d’inertage 14 comprend également une unité de traitement 26 propre à gérer le fonctionnement du système d’inertage 14.
De plus, le système d’inertage 14 comprend un dispositif d’alimentation 28 en énergie électrique configuré pour alimenter en énergie électrique ladite unité de traitement 26 et le système de réchauffage 20.
Le système d’inertage 14 sera décrit ci-dessous de l’amont vers l’aval.
Le flux d’entrée d’air contient de l’azote et de l’oxygène. Le flux d’entrée d’air contient aussi typiquement en plus des gaz rares, de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone, et des traces d’autres gaz. Il contient plus de 20% en moles d’oxygène.
Dans le mode de réalisation illustré sur la , le flux d’entrée d’air en entrée du dispositif de séparation 18 provient du moteur 16. Le flux d’entrée d’air est aussi appelé dans ce cas « bleed moteur ».
Plus précisément, le flux d’entrée d’air provient par exemple d’un étage de compression du moteur 16 en amont de la chambre de combustion.
La chaine d’approvisionnement 22 en flux d’entrée d’air au dispositif de séparation 18 raccorde ainsi le moteur 16 au dispositif de séparation 18.
Comme illustré sur la , la chaine d’approvisionnement 22 comprend par exemple de l’amont vers l’aval un système de préparation d’air 30, une vanne 32 d'entrée d'air, un capteur 34A de température d’entrée d’air, un filtre 36, un autre capteur 34B de température d’entrée d’air et un capteur 38 de débit d’entrée d’air.
En variante, les éléments 32, 34A, 34B, 36, 38 sont placés de l’amont vers l’aval dans n’importe quel autre ordre. De plus, chacun de ces éléments peut être omis.
Le système de préparation d’air 30 est configuré pour réguler la température et la pression du flux d’entrée d’air.
En particulier, le système de préparation d’air 30 est configuré pour imposer au flux d’entrée d’air une température prédéterminée et une pression prédéterminée.
Pour cela, le système de préparation d’air 30 est connecté au capteur 34B de température d’entrée d’air.
La vanne 32 d’entrée d’air est propre à couper ou autoriser le flux d’entrée d’air.
La vanne 32 d’entrée d’air est par exemple une vanne de type ON/OFF.
Chaque capteur 34A, 34B de température d’entrée d’air est configuré pour mesurer une température du flux d’entrée d’air en sortie du système de préparation d’air 30.
Le filtre 36 est de préférence un filtre à particules et à liquides.
Le filtre 36 est par exemple propre à mettre en œuvre une filtration ozone.
Le capteur 38 de débit d’entrée d’air est configuré pour mesurer un débit du flux d’entrée d’air.
Le dispositif de séparation d’air 18 est illustré plus en détail sur la .
Le dispositif de séparation d’air 18 comprend une enveloppe externe 40.
Le dispositif de séparation d’air 18 comprend aussi avantageusement des membranes 42 de séparation d’air, et de préférence une ou plusieurs brides 44 de fixation des membranes 42 à l’enveloppe 40.
De préférence, les brides 44 de fixation ferment de manière étanche l’intérieur de l’enveloppe 40 pour forcer le flux d’air à travers les membranes 42.
Les brides 44 de fixation sont par exemple réalisées en époxy.
L’enveloppe 40 s’étend suivant un axe longitudinal A. Elle définit un volume intérieur.
L’enveloppe 40 présente au moins une entrée d’air 46 et une sortie 48 d’air appauvri en oxygène.
L’entrée d’air 46 est disposée en amont de la sortie 48 d’air appauvri en oxygène.
En fonctionnement, le flux d’entrée d’air à partir duquel est généré le flux de sortie d’air appauvri passe par l’entrée d’air 46 de l’enveloppe 40.
De plus, en fonctionnement, le flux de sortie d’air appauvri en oxygène est évacué par la sortie 48 d’air appauvri en oxygène.
L’enveloppe 40 présente aussi une sortie 50 d’air enrichi en oxygène.
La sortie 50 d’air enrichi en oxygène est disposée, en projection sur l’axe longitudinal A, entre l’entrée d’air 46 et la sortie 48 d’air appauvri en oxygène.
La sortie 50 d’air enrichi en oxygène est par exemple disposée sur la circonférence de l’enveloppe 40.
La sortie 50 d’air enrichi en oxygène est raccordée à une canalisation d’évacuation, non représentée, débouchant par exemple à l’extérieur 52 de l’aéronef 10.
L’enveloppe 40 est par exemple en métal.
L’enveloppe 40 présente une section transversale, à l’axe longitudinal A, qui est par exemple circulaire.
L’enveloppe 40 contient les membranes 42 de séparation d’air et les brides de fixation 44.
En particulier, les membranes 42 et les brides de fixation 44 sont agencées dans le volume intérieur de l’enveloppe 40.
Chaque membrane 42 est propre à séparer le flux d’entrée d’air entre le flux de sortie d’air appauvri en oxygène et un flux de sortie d’air enrichi en oxygène.
Le flux de sortie d’air enrichi en oxygène est notamment évacué par la sortie 50 d’air enrichi en oxygène de l’enveloppe 40.
Dans un exemple de réalisation, chaque membrane 42 est une membrane tubulaire s’étendant suivant l’axe longitudinal A de l’enveloppe 40.
Par « s’étendant suivant l’axe longitudinal A de l’enveloppe », on entend que chaque membrane 42 s’étend suivant un axe d’extension, l’axe d’extension et l’axe longitudinal définissant entre eux un angle inférieur à 20°.
Chaque membrane 42 s’étend longitudinalement entre une extrémité amont 54 et une extrémité avale 56 opposée.
Ces extrémités amont 54 et aval 56 sont les limites longitudinales de la membrane 42.
Chaque membrane 42 est ouverte à ses deux extrémités amont 54 et aval 56.
Pour chaque membrane 42, l’extrémité amont 54 est disposée sensiblement en regard de l’entrée d’air 46 de l’enveloppe 40, l’extrémité avale 56 étant disposée sensiblement en regard de la sortie 48 d’air appauvri en oxygène de l’enveloppe 40.
L’entrée d’air 46 est disposée, le long de l’axe longitudinal A, en amont de l’extrémité amont 54 de chaque membrane 42.
La sortie 48 d’air appauvri en oxygène est disposée, le long de l’axe longitudinal A, en aval de l’extrémité avale de chaque membrane 42.
On entend par membranes un ensemble de capillaires, également appelés fibres.
Chaque membrane 42 définit un volume interne, reliant les deux extrémités amont 54 et aval 56, le volume interne étant propre à recevoir le flux d’entrée d’air depuis l’entrée d’air 46 de l’enveloppe 40.
Chaque membrane 42 présente une perméabilité à l’oxygène et une perméabilité à l’azote, la perméabilité à l’oxygène étant différente de la perméabilité à l’azote.
Dans ce mode de réalisation, la perméabilité à l’oxygène de chaque membrane 42 est supérieure à la perméabilité à l’azote.
Par exemple, la perméabilité à l’oxygène de chaque membrane 42 est deux fois supérieure à la perméabilité à l’azote, par exemple cinq fois supérieure à la perméabilité à l’azote, avantageusement dix fois supérieure à la perméabilité à l’azote.
Ainsi, une partie du flux d’entrée d’air entre par l’extrémité amont 54 de chaque membrane 42 et circule dans le volume interne. L’oxygène contenu dans le flux d’entrée d’air traverse alors la membrane 42. Le flux d’air sortant par l’extrémité avale 56 de chaque membrane 42 est donc appauvri en oxygène avant d’être évacué par la sortie 48 d’air appauvri en oxygène.
L’oxygène qui traverse la membrane 42 ne peut être évacué par la sortie 48. En particulier, l’extérieur de chaque membrane 42 n’est pas relié à la sortie 48.
Le flux de sortie d’air appauvri en oxygène comporte par exemple une teneur en oxygène inférieure à 12 % en moles.
Les membranes 42 présentent une gamme de températures optimale de fonctionnement. Il s’agit de préférence de la gamme de températures dans laquelle la perméabilité de chaque membrane 42 à l’oxygène est la plus élevée.
La gamme de températures optimale est par exemple entre 65°C et 100°C.
Selon l’invention, le système de réchauffage 20 est extérieur à l’enveloppe 40 et est configuré pour chauffer au moins une région 58 de l’enveloppe 40.
Avantageusement, le système de réchauffage 20 est un système électrique. On entend ainsi que, pour chauffer ladite région 58 de l’enveloppe 40, le système de réchauffage 20 fonctionne à l’électricité.
De préférence, le système de réchauffage 20 comprend au moins un organe chauffant électrique 60 recouvrant ladite région 58 de l’enveloppe 40.
Ainsi, par « la région de l’enveloppe propre à être chauffée par le système de réchauffage », on entend ici et par la suite la région 58 de l’enveloppe 40 recouverte par l’organe chauffant électrique 60. En particulier, il s’agit de la région 58 de l’enveloppe 40 au droit de l’organe chauffant électrique 60.
L’organe chauffant électrique 60 présente par exemple une puissance électrique comprise entre 100W et 7000W.
L’organe chauffant électrique 60 est solidaire de l’enveloppe 40.
De préférence, l’organe chauffant électrique 60 est en contact direct avec l’enveloppe 40.
Dans un exemple de réalisation, l’organe chauffant électrique 60 est une couverture chauffante électrique 62.
La couverture chauffante 62 comprend alors par exemple une pluralité de résistances chauffantes agencées entre deux bandes thermiquement conductrices.
Les résistances chauffantes sont par exemple alimentées par ledit dispositif d’alimentation 28 en énergie électrique.
Comme illustré sur la , la sortie 50 d’air enrichi en oxygène traverse la couverture chauffante 62.
Au moins une partie d’une des membranes 42, avantageusement de chaque membrane 42, est, en projection sur l’axe longitudinal A, superposée à la région 58 de l’enveloppe 40 propre à être chauffée par le système de réchauffage 20.
Ladite partie de la membrane 42 est ainsi propre à être chauffée par le système de réchauffage 20, par l’intermédiaire du chauffage de l’enveloppe 40.
Il est ainsi possible d’améliorer l’appauvrissement en oxygène de l’air du dispositif de séparation 18, car au moins une partie de chaque membrane 42 est chauffée et est donc moins soumise aux déperditions thermiques.
De plus, de préférence, la région 58 de l’enveloppe 40 propre à être chauffée par le système de réchauffage 20 s’étend sur au moins une zone 64 disposée en amont du milieu longitudinal de l’enveloppe 40.
Ceci permet d’améliorer l’appauvrissement en oxygène de l’air du dispositif de séparation 18 à faibles coûts.
En outre, en projection sur l’axe longitudinal A, la région 58 de l’enveloppe 40 propre à être chauffée par le système de réchauffage 20 se superpose sur au moins 30% de la longueur des membranes 42, de préférence au moins 50% de la longueur des membranes 42, avantageusement. Dans l’exemple illustré sur la , en projection sur l’axe longitudinal A, la région 58 de l’enveloppe 40 propre à être chauffée par le système de réchauffage 20 se superpose sur au moins 80% de la longueur des membranes 42.
De plus, avantageusement, la région 58 de l’enveloppe 40 propre à être chauffée par le système de réchauffage 20 s’étend sur au moins 30% d’une circonférence de l’enveloppe 40, par exemple au moins 50% de la circonférence de l’enveloppe 40, de préférence au moins 80% de la circonférence de l’enveloppe 40, et avantageusement sur toute la circonférence de l’enveloppe 40.
De cette manière, une majorité, voire la totalité, des membranes 42 peut être chauffée par le système de réchauffage 20.
Comme indiqué ci-dessus, à la suite du passage du flux d’entrée d’air dans les membranes 42, le flux de sortie d’air appauvri en oxygène est généré et évacué par la sortie 48 d’air appauvri en oxygène de l’enveloppe 40.
Comme illustré sur la , la sortie 48 d’air appauvri en oxygène est raccordée au réservoir à carburant 12. Par « raccordée au réservoir à carburant », on entend que le flux d’air de sortie d’air appauvri en oxygène est évacué dans le réservoir à carburant 12.
La chaine d’évacuation 24 du flux de sortie d’air appauvri en oxygène raccorde ainsi le dispositif de séparation 18 au réservoir à carburant 12.
Comme illustré sur la , la chaine d’évacuation 24 comprend par exemple de l’amont vers l’aval un capteur à oxygène 66, un capteur 68 de température de sortie d’air, un capteur 70 de pression de sortie d’air, une vanne 72 de régulation de débit de sortie d’air appauvri en oxygène, une vanne 73 de sortie d’air.
En variante, les éléments 66, 68, 70, 72, 73 sont placés de l’amont vers l’aval dans n’importe quel autre ordre. De plus, chacun de ces éléments peut être omis.
Le capteur à oxygène 66 est configuré pour mesurer la teneur en oxygène du flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Le capteur à oxygène 66 permet de vérifier le bon fonctionnement du dispositif de séparation 18.
Le capteur 68 de température de sortie est configuré pour mesurer une température du flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Il est destiné à détecter une surchauffe, afin de couper le système de réchauffage 20 et/ou de couper les débits d’entrée et de sortie de flux d’air.
Le capteur 70 de pression de sortie est configuré pour mesurer une pression du flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
La vanne 72 de régulation de débit de sortie d’air appauvri en oxygène est aussi propre à imposer un débit prédéterminé du flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Ce débit prédéterminé du flux de sortie d’air appauvri en oxygène dépend notamment de la phase de vol de l’aéronef.
La vanne 73 de sortie d’air est propre à couper ou autoriser le flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
La vanne 73 de sortie d’air est par exemple une vanne de type ON/OFF.
Enfin, le système d’inertage 14 comprend au moins un capteur 74A de température extérieure, propre à mesurer une température de l’air extérieur à l’enveloppe 40.
En variante ou en complément, le système d’inertage 14 comprend un autre capteur 74B de température extérieure, propre à mesurer une température d’une surface extérieure de la couverture chauffante 62.
L’unité de traitement 26 est connectée au système de réchauffage 20.
De plus, l’unité de traitement 26 est connectée à la vanne 32 d’entrée d’air, à au moins un des capteurs 34A de température d’entrée d’air, et au capteur 38 de débit d’entrée d’air.
En outre, l’unité de traitement 26 est connectée au capteur à oxygène 66, au capteur 68 de température de sortie d’air, au capteur 70 de pression de sortie d’air, à la vanne 72 de régulation de débit de sortie d’air appauvri en oxygène et à la vanne 73 de sortie d’air.
L’unité de traitement 26 comprend un processeur 76 et au moins une mémoire 78.
Le processeur 76 est adapté pour exécuter des modules contenus dans la mémoire 78.
La mémoire 78 comprend différentes zones de mémoire.
La mémoire 78 stocke un module de gestion 80 du fonctionnement du système d’inertage 14.
Dans l’exemple de réalisation de l’invention, le module de gestion 80 est réalisé sous forme d’un logiciel stocké dans la mémoire 78 et apte à être exécuté par le processeur 76. En variante, le module de gestion 80 est réalisé au moins partiellement sous forme de composants logiques programmables, ou encore sous forme de circuits intégrés dédiés, inclus dans le système d’inertage 14.
Dans encore une autre variante, le module de gestion 80 est propre à être exécuté par un autre processeur de l’aéronef.
Le module de gestion 80 est avantageusement configuré pour commander une température de chauffage et/ou une puissance électrique du système de réchauffage 20.
Avantageusement, le module de gestion 80 est configuré pour commander le système de réchauffage 20 de sorte que la température de chauffage soit comprise dans la gamme de températures optimale de fonctionnement des membranes 42.
De plus, le module de gestion 80 est configuré pour couper le flux d’entrée d’air, par l’intermédiaire de la vanne 32 d’entrée d’air, si la température mesurée par le capteur de température de sortie est supérieure à une température maximale d’alerte prédéterminée.
En complément ou en variante, le module de gestion 80 est configuré pour couper le flux de sortie d’air appauvri en oxygène, par l’intermédiaire de la vanne 73 de sortie d’air, si la température mesurée par le capteur de température de sortie 68 est supérieure à la température maximale d’alerte prédéterminée.
En complément ou en variante, le module de gestion 80 est configuré pour couper le chauffage de l’enveloppe 40 par le système de réchauffage 20, si la température mesurée par le capteur de température de sortie 68 est supérieure à la température maximale d’alerte prédéterminée.
Une auto-inflammation de vapeurs de carburant dans le réservoir 12 peut ainsi être évitée.
De préférence, le module de gestion 80 est configuré pour commander la température de chauffage et/ou la puissance électrique du système de réchauffage 20 en fonction d’une mesure d’un des capteurs 74A, 74B de température extérieure.
En variante, ou en complément, le module de gestion 80 est configuré pour commander la température de chauffage et/ou la puissance électrique du système de réchauffage 20 en fonction du débit mesuré par le capteur 38 de débit d’entrée d’air.
Un premier mode de réalisation d’une méthode d’inertage selon l’invention va maintenant être décrit, en référence à la .
La méthode d’inertage comprend la fourniture du système d’inertage 14 décrit ci-dessus.
L’entrée d’air 46 est par exemple raccordée au moteur 16 par la chaine d’approvisionnement 22.
La sortie 48 d’air appauvri en oxygène du système d’inertage 14 est raccordée au réservoir à carburant 12, par exemple par la chaine d’évacuation 24 décrite ci-dessus.
Dans un exemple de réalisation, la méthode d’inertage est mise en œuvre au cours d’une mission de l’aéronef 10, comme la mission illustrée sur la .
Une telle mission comprend typiquement les phases successives suivantes : une phase préliminaire au sol 100, une phase de montée 102, une phase de croisière 104, une phase de descente 106, une phase d’approche au sol 108 et une phase ultérieure au sol 110.
Sur la , l’abscisse représente le temps, en minutes, à partir du début de la phase préliminaire au sol 100 et l’ordonnée représente l’altitude de l’aéronef, en pieds.
L’altitude de l’aéronef 10 au cours des différentes phases et les durées des phases sont par exemple celles qui sont lisibles sur la . Cependant, l’homme du métier comprendra que ces altitudes et durées varient en fonction de la mission et ne sont pas limitantes dans le cadre de l’invention.
Pendant la phase préliminaire au sol 100, la méthode comprend le chauffage de ladite région 58 de l’enveloppe 40 par le système de réchauffage 20.
Ce chauffage est notamment mis en œuvre par le module de gestion 80.
Le module de gestion 80 commande ainsi une température de chauffage du système de réchauffage 20 pour que la température de chauffage soit avantageusement comprise dans la gamme de températures optimale de fonctionnement des membranes 42.
De préférence, aucun flux de sortie d’air appauvri en oxygène n’est injecté dans le réservoir, lors de la phase préliminaire au sol 100.
Pour cela, le module de gestion 80 commande la vanne 32 d’entrée d’air pour couper le flux d’entrée d’air, ou la vanne 73 de sortie d’air pour couper le flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Le chauffage est ainsi mis en œuvre avant toute étape de génération de flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Par conséquent, les membranes 42 peuvent être portées à une température comprise dans leur gamme de températures idéale de fonctionnement avant qu’un flux de sortie d’air appauvri en oxygène soit injecté dans le réservoir.
La phase préliminaire au sol 100 prend fin au décollage de l’aéronef 10.
Lors de la phase de montée 102, la méthode comprend la génération, à partir du flux d’entrée d’air provenant de l’entrée d’air 46 de l’enveloppe 40, du flux de sortie d’air appauvri en oxygène et son évacuation par la sortie 48 d’air appauvri en oxygène.
Le flux de sortie d’air appauvri en oxygène est ainsi injecté dans le réservoir à carburant 12.
Ce flux comporte généralement une teneur en oxygène inférieure à 12 % en moles.
Dans la mesure où moins d’oxygène est introduit dans le réservoir, les risques d’explosion liés au confinement du carburant sont diminués et l’inertage du réservoir à carburant 12 est ainsi assuré par le système d’inertage 14.
Simultanément, le flux de sortie d’air enrichi en oxygène généré par le dispositif de séparation est évacué, par la sortie 50 d’air enrichi en oxygène, notamment à l’extérieur de l’aéronef 10.
La méthode comprend avantageusement le chauffage de ladite région 58 de l’enveloppe 40 par le système de réchauffage 20 en même temps que l’étape de génération du flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Plus précisément, le module de gestion 80 commande la vanne 32 d’entrée d’air pour autoriser le flux d’entrée d’air, et la vanne 73 de sortie d’air pour autoriser le flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
De plus, le module de gestion 80 commande la vanne 72 de régulation de débit de sortie d’air appauvri en oxygène pour que le flux de sortie d’air appauvri en oxygène présente un débit de montée prédéterminé.
Le débit de montée est par exemple compris entre 1 kg/min et 2 kg/min.
Le chauffage garantit alors une bonne efficacité des membranes 42.
La phase de montée 102 au sol prend fin lorsque l’aéronef 10 atteint son altitude de croisière.
Lors de la phase de croisière 104, l’aéronef 10 est maintenu à une altitude de croisière prédéterminée.
La méthode comprend le chauffage de ladite région 58 de l’enveloppe 40 par le système de réchauffage 20.
Selon le type de réservoir et la configuration de l’aéronef, lors de cette phase de croisière 104, si la concentration en oxygène dans le réservoir reste constante, aucun flux de sortie d’air appauvri en oxygène n’est injecté dans le réservoir. Dans le cas contraire un flux de sortie d’air appauvri en oxygène continue d’être injecté dans le réservoir pour maintenir cette concentration constante pendant la phase de croisière.
En particulier, le module de gestion 80 commande la vanne 32 d’entrée d’air pour couper le flux d’entrée d’air, ou la vanne 73 de sortie d’air pour couper le flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Les membranes 42 sont ainsi maintenues à une température comprise dans leur gamme de températures idéale de fonctionnement, en prévision de la phase de descente 106.
La phase de croisière 104 prend fin lorsque l’aéronef 10 entame sa descente en vue de son atterrissage.
Lors de la phase de descente 106, la méthode comprend la génération, à partir du flux d’entrée d’air provenant de l’entrée d’air 46 de l’enveloppe 40, du flux de sortie d’air appauvri en oxygène et son évacuation par la sortie 48 d’air appauvri en oxygène.
Le flux de sortie d’air appauvri en oxygène est ainsi injecté dans le réservoir à carburant 12.
Simultanément, le flux de sortie d’air enrichi en oxygène est évacué, notamment à l’extérieur de l’aéronef 10.
La méthode comprend avantageusement le chauffage de ladite région 58 de l’enveloppe 40 par le système de réchauffage 20 en même temps que l’étape de génération du flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Plus précisément, le module de gestion 80 commande la vanne 32 d’entrée d’air pour autoriser le flux d’entrée d’air, et la vanne 73 de sortie d’air appauvri en oxygène pour autoriser le flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
De plus, le module de gestion 80 commande la vanne 72 de régulation de débit de sortie d’air appauvri en oxygène pour que le flux de sortie d’air appauvri en oxygène présente un débit de descente prédéterminé.
Avantageusement, le débit de descente prédéterminé est supérieur au débit de montée prédéterminé.
Le débit descente prédéterminé est par exemple compris entre 1,5 kg/min et 4 kg/min.
La phase de descente 106 prend fin lorsque l’aéronef 10 entame sa phase d’approche 108.
La phase d’approche 108 est typiquement normalisée et comprend notamment l’atterrissage de l’aéronef 10.
Le débit d’approche prédéterminé est par exemple compris entre 1 kg/min et 2 kg/min
Lors de la phase d’approche 108, la méthode comprend la génération, à partir du flux d’entrée d’air provenant de l’entrée d’air 46 de l’enveloppe 40, du flux de sortie d’air appauvri en oxygène et son évacuation par la sortie 48 d’air appauvri en oxygène.
Le flux de sortie d’air appauvri en oxygène est ainsi injecté dans le réservoir à carburant 12.
Simultanément, le flux de sortie d’air enrichi en oxygène est évacué, notamment à l’extérieur de l’aéronef 10.
La méthode comprend avantageusement le chauffage de ladite région 58 de l’enveloppe 40 par le système de réchauffage 20 en même temps que l’étape de génération du flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Le module de gestion 80 commande la vanne 72 de régulation de débit de sortie d’air appauvri en oxygène pour que le flux de sortie d’air appauvri en oxygène présente un débit d’approche prédéterminé.
Avantageusement, le débit d’approche prédéterminé est inférieur au débit de descente prédéterminé. Le débit d’approche prédéterminé est par exemple égal au débit de montée.
Le débit d’approche prédéterminé est par exemple compris entre 1 kg/min et 2 kg/min.
La phase d’approche 108 prend fin lorsque l’aéronef 10 est au sol.
Lors de la phase ultérieure au sol 110, le module de gestion 80 commande l’arrêt de l’injection du flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
La méthode comprend par exemple le chauffage de ladite région 58 de l’enveloppe 40 par le système de réchauffage 20. En variante, le module de gestion 80 commande l’arrêt du chauffage par le système de réchauffage 20.
Avantageusement, au moins une des étapes de chauffage de la méthode, et de préférence chaque étape de chauffage, comprend la mesure par un des capteurs 74A, 74B de température extérieure de la température de l’air extérieur à l’enveloppe 40 ou de la température de la surface extérieure de la couverture chauffante 62.
L’étape de chauffage comprend alors la modification de la température de chauffage et/ou de la puissance électrique du système électrique de réchauffage en fonction de la mesure du capteur 74A, 74B de température extérieure.
Les sous-étapes de mesure de la température de l’air extérieur et de modification sont mises en œuvre par le module de gestion 80.
De plus, en variante ou en complément, l’étape de chauffage comprend la mesure par le capteur 38 de débit d’entrée d’air du débit du flux d’entrée d’air.
L’étape de chauffage comprend la modification de la température de chauffage et/ou de la puissance électrique du système électrique de réchauffage en fonction de la mesure du capteur 38 de débit d’entrée d’air.
Les sous-étapes de mesure du débit du flux d’entrée d’air et de modification sont mises en œuvre par le module de gestion 80.
En outre, en variante ou en complément, lors de l’étape de chauffage, le système de réchauffage 20 est commandé à une température de chauffage et/ou à une puissance électrique prédéterminée(s).
Lors de l’évacuation du flux de sortie d’air enrichi en oxygène, la méthode comprend la mesure de la température du flux de sortie d’air appauvri en oxygène par le capteur de température de sortie 68.
Cette sous-étape de mesure de la température du flux de sortie d’air appauvri en oxygène est avantageusement mise en œuvre en continu, à intervalles de temps réguliers.
La méthode comprend alors la coupure du flux d’entrée d’air, par l’intermédiaire de la vanne 32 d’entrée d’air, si la température mesurée par le capteur de température de sortie 68 est supérieure à une température maximale d’alerte prédéterminée.
En complément ou en variante, la méthode comprend la coupure du flux de sortie d’air appauvri en oxygène, par l’intermédiaire de la vanne 73 de sortie d’air, si la température mesurée par le capteur de température de sortie 68 est supérieure à la température maximale d’alerte prédéterminée.
En complément ou en variante, la méthode comprend la coupure du chauffage de l’enveloppe 40 par le système de réchauffage 20, si la température mesurée par le capteur de température de sortie 68 est supérieure à la température maximale d’alerte prédéterminée.
Ces sous-étapes de mesure de la température du flux de sortie d’air appauvri en oxygène et de coupure sont mises en œuvre par le module de gestion 80.
Un deuxième mode de réalisation de la méthode va maintenant être décrit.
Seules les différences entre le premier mode de réalisation de méthode décrit ci-dessus et le deuxième mode de réalisation seront décrites ci-dessous.
Dans le deuxième mode de réalisation de la méthode, lors de la phase préliminaire au sol 100, le chauffage par le système de réchauffage 20 est mis en œuvre en même temps qu’une génération du flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Pour cela, le module de gestion 80 commande la vanne 32 d’entrée d’air pour autoriser le flux d’entrée d’air, et la vanne 73 de sortie d’air pour autoriser le flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Dans ce deuxième mode de réalisation, lors de la phase préliminaire au sol 100, un flux de sortie d’air appauvri en oxygène est ainsi injecté dans le réservoir.
En particulier, le module de gestion 80 commande la vanne 72 de régulation de débit de sortie d’air appauvri en oxygène pour que le flux de sortie d’air appauvri en oxygène présente un débit préliminaire au sol prédéterminé.
Le débit préliminaire au sol prédéterminé est par exemple inférieur au débit de montée et au débit d’approche.
Le débit préliminaire au sol est par exemple compris entre 0,5 kg/min et 1,5 kg/min.
Un troisième mode de réalisation de la méthode va maintenant être décrit.
Seules les différences entre les modes de réalisation de méthode décrits ci-dessus et le deuxième mode de réalisation seront décrites ci-dessous.
Dans le troisième mode de réalisation de la méthode, lors de la phase de croisière 104, le chauffage par le système de réchauffage 20 est mis en œuvre en même temps qu’une génération du flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
Pour cela, le module de gestion 80 commande la vanne 32 d’entrée d’air pour autoriser le flux d’entrée d’air, et la vanne 73 de sortie d’air pour autoriser le flux de sortie d’air appauvri en oxygène.
De plus, le module de gestion 80 commande la vanne 72 de régulation de débit de sortie d’air appauvri en oxygène pour que le flux de sortie d’air appauvri en oxygène présente un débit de croisière prédéterminé.
Le débit de croisière prédéterminée correspond avantageusement au débit de carburant consommé par le moteur 16, lors de la phase de croisière 104.
Le débit de croisière est par exemple égal au débit préliminaire au sol.
Le débit de croisière est par exemple compris entre 0,5 kg/min et 1,5 kg/min.
La présente invention s’applique à divers types de réservoirs et notamment à des réservoirs pressurisés ou non pressurisés.
En variante du système d’inertage 14 décrit ci-dessus, le flux d’entrée d’air provient de la cabine ou bien encore de l’extérieur de l’aéronef.
Le système d’inertage 14 comprend alors un compresseur propre à imposer une pression prédéterminée pour le flux d’entrée d’air en amont du dispositif de séparation 18, le compresseur étant par exemple compris dans le système de préparation d’air 30.
De plus, en variante, d’autres types de membranes 42 que celles décrites ci-dessus peuvent être utilisées.
Grâce aux caractéristiques précédemment décrites, il est donc possible d’améliorer l’appauvrissement en oxygène de l’air distribué dans le réservoir à carburant 12 de manière simple et efficace.
En effet, le système de réchauffage 20 permet de diminuer les déperditions thermiques d’au moins une partie de chaque membrane 42. La perméabilité à l’oxygène de cette partie de chaque membrane 42 est alors augmentée et la teneur en oxygène du flux de sortie d’air distribué dans le réservoir est diminuée.
Par conséquent, dans le cas où le flux d’air en entrée provient du moteur 16, une consommation en bleed moteur importante n’est pas nécessaire pour obtenir un bon appauvrissement en oxygène, dans la mesure où le maintien en température des membranes 42 n’est plus uniquement assuré par le débit du flux d’entrée d’air.
En outre, avantageusement, le système de réchauffage 20 garantit qu’au moins une partie de chaque membrane 42 présente une température de fonctionnement adéquate.

Claims (11)

  1. Système d’inertage (14) pour réservoir à carburant (12) d’aéronef (10) comprenant un dispositif de séparation d’air (18),
    le dispositif de séparation d’air (18) comprenant une enveloppe (40), l’enveloppe (40) présentant au moins une entrée d’air (46) et une sortie (48) d’air appauvri en oxygène, la sortie (48) d’air appauvri en oxygène étant destinée à être raccordée au réservoir à carburant (12),
    le dispositif de séparation d’air (18) étant configuré pour générer, à partir d’un flux d’entrée d’air provenant de l’entrée d’air (46) de l’enveloppe (40), un flux de sortie d’air appauvri en oxygène et pour évacuer le flux de sortie d’air appauvri en oxygène par la sortie (48) d’air appauvri en oxygène,
    caractérisé en ce que le système d’inertage (14) comprend un système de réchauffage (20), extérieur à l’enveloppe (40), configuré pour chauffer au moins une région (58) de l’enveloppe (40),
    et en ce que le système d’inertage (14) comprend un capteur (38) de débit d’entrée d’air, propre à mesurer un débit du flux d’entrée d’air,
    et/ou le système d’inertage (14) comprend un capteur (74A) de température d’air extérieur, propre à mesurer une température de l’air extérieur à l’enveloppe (40),
    et/ou le système de réchauffage (20) est un système électrique et comprend un organe chauffant électrique (60) recouvrant ladite région (58) de l’enveloppe (40), le système d’inertage (14) comprenant un capteur (74B) de température de surface extérieure, propre à mesurer une température d’une surface extérieure de la couverture chauffante (62),
    et en ce que le système d’inertage (14) comprend aussi une unité de traitement (26), l’unité de traitement (26) étant configurée pour commander une température de chauffage et/ou une puissance électrique du système de réchauffage (20) en fonction du débit mesuré par le capteur (38) de débit d’entrée d’air et/ou en fonction d’une mesure du capteur (74A) de température d’air extérieur et/ou en fonction d’une mesure du capteur (74B) de température de surface extérieure.
  2. Système d’inertage (14) selon la revendication 1, dans lequel l’enveloppe (40) s’étend suivant un axe longitudinal et contient des membranes (42), chaque membrane (42) présentant une perméabilité à l’oxygène et une perméabilité à l’azote, la perméabilité à l’oxygène étant différente de la perméabilité à l’azote, au moins une partie d’une des membranes (42) étant, en projection sur l’axe longitudinal, superposée à la région (58) de l’enveloppe (40) propre à être chauffée par le système de réchauffage (20).
  3. Système d’inertage (14) la revendication 2, dans lequel chaque membrane (42) est une membrane tubulaire s’étendant suivant l’axe longitudinal de l’enveloppe (40), et, en projection sur l’axe longitudinal, la région (58) de l’enveloppe (40) propre à être chauffée par le système de réchauffage (20) se superpose sur au moins 30% de la longueur des membranes (42), de préférence au moins 50% de la longueur des membranes (42), avantageusement au moins 80% de la longueur des membranes (42).
  4. Système d’inertage (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’enveloppe (40) contient des membranes (42), chaque membrane (42) présentant une perméabilité à l’oxygène et une perméabilité à l’azote, la perméabilité à l’oxygène étant différente de la perméabilité à l’azote, les membranes (42) présentant une gamme de températures optimale de fonctionnement, le système d’inertage (14) comprenant une unité de traitement (26) configurée pour commander une température de chauffage du système de réchauffage (20) pour que la température de chauffage soit comprise dans la gamme de températures optimale de fonctionnement.
  5. Système d’inertage (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la région (58) de l’enveloppe (40) propre à être chauffée par le système de réchauffage (20) s’étend sur au moins une zone (64) disposée en amont du milieu longitudinal de l’enveloppe (40).
  6. Système d’inertage (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la région (58) de l’enveloppe (40) propre à être chauffée par le système de réchauffage (20) s’étend sur au moins 30% d’une circonférence de l’enveloppe (40), par exemple au moins 50% de la circonférence de l’enveloppe (40), de préférence au moins 80% de la circonférence de l’enveloppe (40), et avantageusement sur toute la circonférence de l’enveloppe (40).
  7. Système d’inertage (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la région (58) de l’enveloppe (40) propre à être chauffée par le système de réchauffage (20) est la région (58) de l’enveloppe (40) recouverte par l’organe chauffant électrique (60), l’organe chauffant électrique (60) étant par exemple une couverture chauffante électrique (62).
  8. Système d’inertage (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant un capteur (68) de température de sortie propre à mesurer une température du flux de sortie d’air appauvri en oxygène, l’unité de traitement (26) étant configurée pour couper le chauffage de l’enveloppe (40) par le système de réchauffage (20), si la température mesurée par le capteur de température de sortie est supérieure à une température maximale d’alerte prédéterminée ;
    et/ou le système d’inertage comprend une vanne (32) d’entrée d’air propre à couper ou autoriser le flux d’entrée d’air et/ou une vanne (73) de sortie d’air propre à couper ou autoriser le flux de sortie d’air appauvri en oxygène, l’unité de traitement (26) étant configurée pour couper le flux d’entrée d’air, par l’intermédiaire de la vanne (32) d’entrée d’air, et/ou pour couper le flux de sortie d’air appauvri en oxygène, par l’intermédiaire de la vanne (73) de sortie d’air, si la température mesurée par le capteur de température de sortie est supérieure à une température maximale d’alerte prédéterminée.
  9. Système d’inertage (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le système de réchauffage (20) est un système électrique, le système d’inertage (14) comprenant un dispositif d’alimentation (28) en énergie électrique configuré pour alimenter en énergie électrique ladite unité de traitement (26) et le système de réchauffage (20).
  10. Aéronef (10) comprenant un réservoir à carburant (12) et un système d’inertage (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, la sortie (48) d’air appauvri en oxygène du système d’inertage (14) étant raccordée au réservoir à carburant (12), l’aéronef comprenant de préférence un moteur (16), le flux d’entrée d’air provenant du moteur (16).
  11. Méthode d’inertage comprenant les étapes suivantes :
    - fourniture d’un système d’inertage (14) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 ;
    - génération, à partir d’un flux d’entrée d’air provenant de l’entrée d’air (46) de l’enveloppe (40), d’un flux de sortie d’air appauvri en oxygène ;
    - chauffage d’au moins une région (58) de l’enveloppe (40) par le système de réchauffage (20), le chauffage étant mis en œuvre avant et/ou en même temps que l’étape de génération ; et
    - évacuation du flux de sortie d’air appauvri en oxygène par la sortie (48) d’air appauvri en oxygène.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112937883B (zh) * 2021-04-09 2022-09-16 重庆交通大学绿色航空技术研究院 一种机载燃油箱惰化系统及机载燃油箱惰化方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0588705A1 (fr) * 1992-09-14 1994-03-23 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et installation de séparation de gaz par perméation
EP2241503A2 (fr) * 2009-04-17 2010-10-20 Hamilton Sundstrand Corporation Couverture chauffée pour module de séparation
WO2011005946A1 (fr) * 2009-07-09 2011-01-13 Carleton Life Support Systems Inc. Conditionnement thermique pour modules de séparation d’air
US20160107116A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Parker-Hannifin Corporation Obiggs asm performance modulation via temperature control
US20170305576A1 (en) * 2016-04-20 2017-10-26 Carleton Life Support Systems Inc. On-board inert gas generating air separation module recovery apparatus and method

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2671324A (en) * 1949-01-26 1954-03-09 Kellogg M W Co Method of gas separation, including impurity removing steps
GB1137001A (en) * 1965-04-09 1968-12-18 Plessey Co Ltd Improvements in or relating to housing arrangements for cooling electrical equipment
US3507146A (en) * 1968-02-09 1970-04-21 Webb James E Method and system for respiration analysis
US3546086A (en) * 1968-10-30 1970-12-08 Westinghouse Electric Corp Device for oxygen measurement
US4230463A (en) * 1977-09-13 1980-10-28 Monsanto Company Multicomponent membranes for gas separations
US7204868B2 (en) * 2004-03-30 2007-04-17 The Boeing Company Method and apparatus for generating an inert gas on a vehicle
US7507274B2 (en) * 2005-03-02 2009-03-24 Velocys, Inc. Separation process using microchannel technology
US9718023B2 (en) * 2010-11-04 2017-08-01 Ube Industries, Ltd. Gas separation membrane module and gas separation method
US8978353B2 (en) * 2011-05-31 2015-03-17 Lockheed Martin Corporation Systems and methods for using an endothermic fuel with a high heat sink capacity for aircraft waste heat rejection
EP2990337B1 (fr) * 2014-08-28 2017-10-25 Airbus Operations GmbH Système d'alimentation pour fournir au moins de l'air appauvri en oxygène et de l'eau dans un véhicule et aéronef comprenant un tel système d'alimentation
US9930230B2 (en) * 2014-10-03 2018-03-27 Larry Costa Harsh environment vision camera system
US10137406B2 (en) * 2015-06-11 2018-11-27 Hamilton Sundstrand Corporation Temperature controlled nitrogen generation system
JP7056658B2 (ja) * 2017-06-15 2022-04-19 三菱ケミカル株式会社 アンモニアの分離方法およびゼオライト

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0588705A1 (fr) * 1992-09-14 1994-03-23 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et installation de séparation de gaz par perméation
EP2241503A2 (fr) * 2009-04-17 2010-10-20 Hamilton Sundstrand Corporation Couverture chauffée pour module de séparation
WO2011005946A1 (fr) * 2009-07-09 2011-01-13 Carleton Life Support Systems Inc. Conditionnement thermique pour modules de séparation d’air
US20160107116A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Parker-Hannifin Corporation Obiggs asm performance modulation via temperature control
US20170305576A1 (en) * 2016-04-20 2017-10-26 Carleton Life Support Systems Inc. On-board inert gas generating air separation module recovery apparatus and method

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