FR3125087A1 - Rotor pour une turbomachine d’aéronef comportant un dispositif de détection passive d’incendie - Google Patents
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Abstract
Le rotor (3) pour une turbomachine d’aéronef ayant un axe de rotation (X-X) et comportant un corps (8), comporte en outre un dispositif de détection passive (13) d’incendie, lequel comporte au moins un élément de réaction thermique (14) porté par ledit corps (8), ledit élément de réaction thermique (14) étant configuré pour se consommer lorsqu’il est soumis à une température prédéterminée correspondant à un incendie de sorte à générer un balourd dudit corps (8), et au moins un élément de détection configuré pour détecter l’apparition dudit balourd . Figure pour l'abrégé : Figure 3
Description
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un rotor pour une turbomachine d’aéronef, ce rotor comportant un dispositif de détection passive d’incendie. La présente invention concerne également une turbomachine d’aéronef comportant un tel rotor.
Arrière-plan technique
De manière générale, une turbomachine d’aéronef, qu’il s’agisse d’un avion de transport civil ou militaire, d’un hélicoptère, … comprend, d’amont en aval par rapport à la direction générale d’écoulement des gaz, une pluralité de compresseurs formés d’une succession de rotors et de stators qui compriment l’air entrant dans une nacelle. L’air qui peut préalablement avoir été accéléré par une soufflante située en amont des compresseurs, est ensuite introduit dans une chambre de combustion où il est mélangé à un carburant et brûlé. Les gaz de combustion traversent une ou plusieurs turbines formés de rotors et de stators qui, à leur tour, entraînent le ou les compresseurs. Enfin, les gaz sont rejetés soit dans une tuyère pour produire une force de propulsion soit sur une turbine libre pour produire de la puissance qui est récupérée sur un arbre de transmission.
Les pièces tournantes, telles que les arbres, les rotors du ou des compresseurs et de la ou des turbines sont portées par des pièces structurales au moyen de paliers et de roulements qui sont enfermés dans des enceintes pour leur lubrification formant des systèmes de lubrification. Généralement, les turbomachines comprennent une enceinte de lubrification en amont qui renferme les paliers positionnés du côté des compresseurs et une enceinte en aval qui renferme les paliers positionnés du côté des turbines.
L’huile utilisée pour la lubrification des paliers et des roulements passant au plus près des pièces chaudes de la turbomachine, elle est également utilisée pour participer au refroidissement de ces pièces par un système d’air (secondaire). Ainsi, les systèmes de lubrification et d’air secondaire cohabitent dans les mêmes zones de la turbomachine. Bien que cela permette à ces systèmes d’être plus compact, en cas de fuite, la température, la pression, la vitesse d’écoulement et le niveau de turbulence de l’huile s’échappant d’un système de lubrification augmente significativement les risques d’incendie.
Ce risque d’incendie, s’il est avéré, peut mener à de fortes dégradations des pièces tournantes telles que les arbres et les rotors des compresseurs et des turbines, voire à leur libération en cours de fonctionnement.
Il est possible pour détecter les incendies de placer à certains endroits des sondes de température ou tout autre moyen de mesure de la température ou de la présence de gaz. Cependant, l’installation de ces moyens de mesure est généralement invasive et ne permet pas d’être au plus près des zones à haut risque d’incendie. Par ailleurs, comme tout moyen de protection électronique, celui-ci peut rencontrer des défaillances.
La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient en permettant une détection passive d’incendie à proximité des pièces tournantes d’une turbomachine.
À cet effet, l'invention concerne un rotor pour une turbomachine d’aéronef, ce rotor ayant un axe de rotation et comportant un corps.
Selon l’invention, le rotor comporte en outre un dispositif de détection passive d’incendie comportant :
- au moins un élément de réaction thermique porté par ledit corps, ledit élément de réaction thermique étant configuré pour se consommer lorsqu’il est soumis à une température prédéterminé correspondant à un incendie de sorte à générer un balourd dudit corps, et
- au moins un élément de détection configuré pour détecter l’apparition dudit balourd.
- au moins un élément de réaction thermique porté par ledit corps, ledit élément de réaction thermique étant configuré pour se consommer lorsqu’il est soumis à une température prédéterminé correspondant à un incendie de sorte à générer un balourd dudit corps, et
- au moins un élément de détection configuré pour détecter l’apparition dudit balourd.
Ainsi, grâce à l’invention, la présence d’incendie est détectée de manière passive et à proximité immédiate des pièces tournantes. En effet, l’élément de réaction thermique est directement agencé sur le rotor de façon non invasive. De plus, la consommation de l’élément de réaction thermique permet la détection d’un incendie en générant simplement un balourd du corps du rotor en rotation. Ce balourd est alors détecté par des éléments de détection qui peuvent être déjà présent dans la turbomachine pour d’autres fonctions.
Le rotor pour turbomachine d’aéronef peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison les unes avec les autres :
- le corps du rotor comprend un disque et des aubes situées à la périphérie externe du disque, l’élément de réaction thermique étant situé à la périphérie interne du disque,
- l’élément de réaction thermique est fixé ou formé sur une face annulaire dudit disque,
- ladite face annuaire dudit disque forme un bras le long dudit axe de rotation comportant une face périphérique interne, l’élément de réaction thermique étant agencé contre ladite face périphérique du bras,
- des orifices, orientés par exemple radialement par rapport audit axe de rotation, sont formés dans le disque et débouchent sur ladite face annulaire pour permettre l’évacuation de résidus issus de la consommation de l’élément de réaction thermique,
- l’élément de réaction thermique comporte un matériau fusible et/ou un matériau combustible,
- le matériau combustible comprend du magnésium et/ou le matériau fusible comprend du cuivre,
- l’élément de réaction thermique a une forme annulaire ou se présente sous la forme d’un ou plusieurs secteur(s) angulaire(s) disposé(s) autour dudit axe de rotation,
- l’élément de réaction thermique présente une masse comprise entre 1 et 100 grammes, de préférence entre 1 et 10 grammes, et plus préférentiellement entre 1 grammes et 3 grammes,
-- l’élément de détection est un accéléromètre,
-- l’élément de détection est configuré pour détecter la présence du balourd à partir d’une valeur seuil prédéterminée de vibrations mécaniques du corps ;
-- l’élément de réaction thermique est fixé sur le corps par soudure ou par fabrication additive,
-- l’élément de réaction thermique est pincé sur le disque.
- le corps du rotor comprend un disque et des aubes situées à la périphérie externe du disque, l’élément de réaction thermique étant situé à la périphérie interne du disque,
- l’élément de réaction thermique est fixé ou formé sur une face annulaire dudit disque,
- ladite face annuaire dudit disque forme un bras le long dudit axe de rotation comportant une face périphérique interne, l’élément de réaction thermique étant agencé contre ladite face périphérique du bras,
- des orifices, orientés par exemple radialement par rapport audit axe de rotation, sont formés dans le disque et débouchent sur ladite face annulaire pour permettre l’évacuation de résidus issus de la consommation de l’élément de réaction thermique,
- l’élément de réaction thermique comporte un matériau fusible et/ou un matériau combustible,
- le matériau combustible comprend du magnésium et/ou le matériau fusible comprend du cuivre,
- l’élément de réaction thermique a une forme annulaire ou se présente sous la forme d’un ou plusieurs secteur(s) angulaire(s) disposé(s) autour dudit axe de rotation,
- l’élément de réaction thermique présente une masse comprise entre 1 et 100 grammes, de préférence entre 1 et 10 grammes, et plus préférentiellement entre 1 grammes et 3 grammes,
-- l’élément de détection est un accéléromètre,
-- l’élément de détection est configuré pour détecter la présence du balourd à partir d’une valeur seuil prédéterminée de vibrations mécaniques du corps ;
-- l’élément de réaction thermique est fixé sur le corps par soudure ou par fabrication additive,
-- l’élément de réaction thermique est pincé sur le disque.
L’invention concerne, en outre, une turbomachine comportant au moins un rotor selon l’une des caractéristiques précédentes.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
Claims (10)
- Rotor pour une turbomachine d’aéronef, ce rotor (3) ayant un axe de rotation (X-X) et comportant un corps (8),
caractérisé en ce qu’il comporte en outre un dispositif de détection passive (13) d’incendie comportant :
- au moins un élément de réaction thermique (14) porté par ledit corps (8), ledit élément de réaction thermique (14) étant configuré pour se consommer lorsqu’il est soumis à une température prédéterminée correspondant à un incendie de sorte à générer un balourd dudit corps (8), et
- au moins un élément de détection configuré pour détecter l’apparition dudit balourd. - Rotor (3) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le corps (8) du rotor (3) comprend un disque (9) et des aubes (12) situées à la périphérie externe (11A) du disque (9), l’élément de réaction thermique (14) étant situé à la périphérie interne (11B) du disque (9).
- Rotor (3) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’élément de réaction thermique (14) est fixé ou formé sur une face annulaire (9A) dudit disque (9).
- Rotor (3) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite face annuaire (9A) dudit disque (9) forme un bras (17) le long dudit axe de rotation comportant une face périphérique interne, l’élément de réaction thermique (14) étant agencé contre ladite face périphérique du bras (17).
- Rotor (3) selon l’une quelconque des revendications 3 et 4 caractérisé en ce que des orifices (15), orientés par exemple radialement par rapport audit axe de rotation (X-X), sont formés dans le disque (9) et débouchent sur ladite face annulaire (9A) pour permettre l’évacuation de résidus issus de la consommation de l’élément de réaction thermique (14).
- Rotor (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément de réaction thermique (14) présente une masse comprise entre 1 et 100 grammes, de préférence entre 1 et 10 grammes, et plus préférentiellement entre 1 grammes et 3 grammes.
- Rotor (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément de réaction thermique (14) comporte un matériau fusible et/ou un matériau combustible.
- Rotor (3) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le matériau combustible comprend du magnésium et/ou le matériau fusible comprend du cuivre.
- Rotor (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément de réaction thermique (14) a une forme annulaire ou se présente sous la forme d’un ou plusieurs secteur(s) angulaire(s) disposé(s) autour dudit axe de rotation (X-X).
- Turbomachine d’aéronef comportant au moins un rotor (3) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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| US20200248626A1 (en) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Acoustic structure for gas turbine engine |
| WO2020229056A1 (fr) * | 2019-05-10 | 2020-11-19 | Safran Aircraft Engines | Dispositif de ventilation d'urgence de turbine de turbomachine, déclenché par fusion d'un moyen de verrouillage |
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2021
- 2021-07-12 FR FR2107532A patent/FR3125087B1/fr active Active
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