FR3140350A1 - Injecteur pour dispositif de dégivrage d’une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef et procédé associé - Google Patents
Injecteur pour dispositif de dégivrage d’une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef et procédé associé Download PDFInfo
- Publication number
- FR3140350A1 FR3140350A1 FR2210126A FR2210126A FR3140350A1 FR 3140350 A1 FR3140350 A1 FR 3140350A1 FR 2210126 A FR2210126 A FR 2210126A FR 2210126 A FR2210126 A FR 2210126A FR 3140350 A1 FR3140350 A1 FR 3140350A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- air flow
- peripheral
- injector
- axis
- wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
- B64D15/02—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by ducted hot gas or liquid
- B64D15/04—Hot gas application
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
- F02C7/047—Heating to prevent icing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Un injecteur (3) pour dispositif de dégivrage d’une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef, l’injecteur (3) comprenant un organe périphérique (30) définissant intérieurement une veine de passage (6), l’organe périphérique (30) comprenant une embouchure périphérique (31) configurée pour injecter un flux d’air chaud (FAC) périphérique de manière à faire circuler un flux d’air frais dans la veine de passage (6) d’amont vers l’aval, l’organe périphérique (30) comportant une paroi intérieure de guidage (301) située en aval de l’embouchure périphérique (30), l’organe périphérique (30) comportant une pluralités d’organes de mise en rotation (4) du flux d’air chaud (FAC) lors de son injection.
Figure 8
Description
La présente invention concerne le domaine des turboréacteurs d’aéronef et vise plus particulièrement un injecteur pour un dispositif de dégivrage d’une entrée d’air d’une nacelle d’un turboréacteur d’aéronef.
De manière connue, un aéronef comporte un ou plusieurs turboréacteurs pour permettre sa propulsion par accélération d’un flux d’air qui circule d’avant en arrière dans le turboréacteur.
En référence à la , il est représenté un turboréacteur 100 s’étendant selon un axe de turboréacteur X et comportant une soufflante 101 montée rotative autour de l’axe de turboréacteur X dans une nacelle comportant une virole extérieure 102. Par la suite, les termes avant et arrière sont définis par rapport à la circulation du flux d’air F. Le turboréacteur 100 comporte à son extrémité avant une entrée d’air 200 comportant une cavité 204, s’étendant de manière annulaire autour de l’axe de turboréacteur X, qui comporte une paroi intérieure 201 tournée vers l’axe de turboréacteur X et une paroi extérieure 202 qui est opposée à la paroi intérieure 201, les parois 201, 202 sont reliées par un bord d’attaque 203 également appelé « lèvre de l’entrée d’air ». Ainsi, l’entrée d’air 200 permet de séparer le flux d’air entrant F en un flux d’air intérieur FINT guidé par la paroi intérieure 201 et un flux d’air extérieur FEXT guidé par la paroi extérieure 202. Par la suite, les termes intérieur et extérieur sont définis radialement par rapport à l’axe de turboréacteur X.
De manière connue, lors du vol d’un aéronef, du fait des conditions de température et de pression, du givre est susceptible de s’accumuler à proximité du bord d’attaque 203 et de la paroi intérieure 201 de l’entrée d’air 200 et de former des blocs de givre qui sont susceptibles d’être ingérés par le turboréacteur 100. De telles ingestions doivent être évitées afin d’améliorer la durée de vie du turboréacteur 100 et réduire les dysfonctionnements.
Pour éliminer l’accumulation de givre, toujours en référence à la , il est connu de faire circuler un flux d’air chaud FAC dans la cavité intérieure 204 afin de chauffer la paroi intérieure 201 par convection thermique et ainsi éviter l’accumulation de givre qui fond au fur et à mesure de son accumulation.
L’introduction du flux d’air chaud FAC dans la cavité intérieure 204 est réalisée par un injecteur 300 se présentant de manière traditionnelle sous la forme d’un tube de section cylindrique qui est orienté selon une direction perpendiculaire à l’axe de turboréacteur X comme illustré à la . Le flux d’air chaud FAC se déplace de manière circonférentielle dans la cavité intérieure 204 afin de chauffer la paroi intérieure 201.
En pratique, le rendement énergétique d’un tel chauffage est faible étant donné que le flux d’air chaud FAC ne se mélange pas de manière homogène avec le flux d’air frais déjà présent dans la cavité intérieure 204. Cela peut engendrer des points chauds dans l’entrée d’air 200 qui peuvent diminuer sa durée de vie.
Il a été proposé d’utiliser un injecteur comprenant un organe périphérique définissant intérieurement une veine de passage. L’organe périphérique comprend une embouchure périphérique configurée pour injecter un flux d’air chaud périphérique de manière à faire circuler un flux d’air frais dans la veine de passage. Les performances d’un tel injecteur sont élevées lorsque la section de la veine de passage est grande afin de permettre un mélange optimal entre le flux d’air frais et le flux d’air chaud.
La mise en place d’un injecteur ayant un organe périphérique de grandes dimensions est complexe étant donné que l’injecteur doit pouvoir être retiré via une ouverture de montage pour réaliser des opérations de maintenance. Aussi, les dimensions de l’organe périphérique doivent être réduites pour permettre le retrait via l’ouverture de montage dont les dimensions sont déterminées.
L’invention concerne un injecteur pour dispositif de dégivrage d’une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef, l’injecteur comprenant un organe périphérique définissant intérieurement une veine de passage, l’organe périphérique comprenant une embouchure périphérique configurée pour injecter un flux d’air chaud périphérique de manière à faire circuler un flux d’air frais dans la veine de passage d’amont vers l’aval, l’organe périphérique comportant une paroi intérieure de guidage située en aval de l’embouchure périphérique, l’organe périphérique comportant une pluralité d’organes de mise en rotation du flux d’air chaud lors de son injection.
Grâce à l’invention, le flux d’air frais et le flux d’air chaud circulent de manière concentrique, ce qui permet une accélération du flux d’air frais par le flux d’air chaud tout en favorisant leur mélange. La paroi intérieure de guidage permet de favoriser la création d’une zone de dépression à l’amont de la veine de passage afin d’accélérer le flux d’air frais de l’amont vers l’aval tout en guidant le flux d’air chaud plaqué contre la paroi intérieure de guidage.
L’utilisation d’organes de mise en rotation favorise également le mélange en formant des turbulences à l’interface entre le flux d’air chaud et le flux d’air frais. Un tel injecteur demeure avantageusement performant même pour un organe périphérique ayant un diamètre faible, de préférence, inférieur à la moitié de la distance définie entre la cloison et le bord d’attaque de l’entrée d’air, c’est à dire, son extrémité avant. De manière préférée, le diamètre de l’organe périphérique est inférieur à 150mm.
De manière avantageuse, la cavité intérieure de l’entrée d’air est chauffée avec un flux d’air mélangé de température optimale, limitant l’apparition de points chauds, avec un débit élevé de manière à permettre un transfert optimal de calories avec les parois. Les performances du dégivrage sont améliorées tout en réduisant l’encombrement.
Selon un aspect préféré, l’injecteur comprend un organe d’alimentation, relié à l’organe périphérique, comprenant un pied de montage configuré pour être fixé à l’entrée d’air afin d’être alimenté par le flux d’air chaud. Un tel injecteur est adapté pour être monté par son pied de montage à une ouverture traversante d’une cloison d’une entrée d’air traditionnelle.
De préférence, l’organe d’alimentation s’étendant selon un axe de montage, le pied de montage comprenant une section de passage, l’organe périphérique possède une section d’encombrement, définie en projection dans un plan orthogonal à l’axe de montage, qui est inférieure à celle de la section de passage du pied de montage. De manière avantageuse, si le pied de montage peut être déplacé via une ouverture traversante d’une cloison d’une entrée d’air traditionnelle, l’organe périphérique peut également être déplacé de manière analogue. Autrement dit, cela permet à l’injecteur d’être retiré via l’ouverture traversante en cas de maintenance, ce qui est avantageux. Grâce aux organes de mise en rotation, un organe périphérique de dimensions réduite peut être utilisé pour réaliser un mélange optimal tout en pouvant recevoir une étape de maintenance traditionnelle.
De préférence, l’organe périphérique comporte une paroi intérieure de guidage, la paroi intérieure de guidage étant située en aval de l’embouchure périphérique.
Selon un aspect, l’organe périphérique comportant une paroi intérieure de guidage, une pluralité d’organes de mise en rotation est positionnée sur la paroi intérieure de guidage. L’utilisation d’organes de mise en rotation sur la paroi intérieure de guidage permet de vriller le flux d’air chaud suite à son injection tout en tirant partie du fait que le flux d’air chaud se plaque sur la paroi intérieure de guidage. Le positionnement des organes de mise en rotation sur la paroi intérieure de guidage permet d’utiliser des organes de mise en rotation de grandes dimensions et ainsi réaliser une mise en rotation importante. De manière avantageuse, l’utilisation d’organes de mise en rotation sur la paroi intérieure de guidage permet de vriller le flux d’air frais qui circule dans la veine de passage, ce qui améliore aussi le mélange.
De préférence, les organes de mise en rotation possèdent une longueur au moins égale à 90% de la longueur de la paroi intérieure de guidage, ce qui améliore la mise en rotation. De manière préférée, la section d’un organe de mise en rotation, définie transversalement à l’axe d’injection, est croissante de l’aval vers l’amont de manière à permettre une mise en rotation progressive du flux d’air chaud tout en ayant un impact modéré sur le flux d’air frais.
Selon un autre aspect, une pluralité d’organes de mise en rotation est positionnée dans l’embouchure périphérique. Les organes de mise en rotation sont ainsi intégrés à l’embouchure, ce qui permet un plaquage optimal sur la paroi intérieure de guidage. De manière préférée, les organes de mise en rotation possèdent une longueur comprise entre 2 et 20 fois l’épaisseur de l’embouchure périphérique 31. De manière préférée, les organes de mise en rotation possèdent une longueur inférieure à 20mm.
De manière préférée, l’organe périphérique comportant une paroi intérieure de guidage, la paroi intérieure de guidage est lisse.
De préférence, l’organe périphérique est configuré pour accélérer le flux d’air frais par effet Coanda dans la veine de passage. Le flux d’air chaud épouse la surface extérieure du corps périphérique pour engendrer une dépression à l’amont de la veine de passage afin d’accélérer le flux d’air frais de l’amont vers l’aval. Ainsi, sans organe tournant, le débit d’air dans la cavité est accéléré. Cela permet d’améliorer le mélange des flux d’air chaud et flux d’air frais et favoriser la circulation des flux d’air dans la direction circonférentielle de la cavité.
De manière préférée, l’organe périphérique possède une embouchure périphérique orientée vers l’aval. Une telle embouchure périphérique permet avantageusement au flux d’air chaud de suivre la surface extérieure du corps périphérique pour accélérer le flux d’air frais. Le plaquage est optimal.
De manière préférée, la paroi intérieure de guidage comporte une extrémité aval s’étendant parallèlement à l’axe d’injection de manière à redresser le flux d’air chaud. Ainsi, le flux d’air chaud permet de guider le flux d’air frais et de se mélanger à ce dernier selon la direction d’injection.
De préférence, la paroi intérieure de guidage est évasée radialement vers l’aval.
De préférence, la paroi intérieure de guidage permet de favoriser la création d’une zone de dépression à l’amont de la veine de passage afin d’accélérer le flux d’air frais de l’amont vers l’aval tout en guidant le flux d’air chaud plaqué contre la paroi intérieure de guidage.
De préférence, l’organe périphérique comportant une cavité de chauffage alimentée en flux d’air chaud, la cavité de chauffage comportant un canal d’injection situé directement à proximité de l’embouchure périphérique, le canal d’injection est convergent de manière à accélérer le flux d’air chaud vers l’embouchure périphérique. Le canal convergent permet de minimiser les pertes de charge du flux d’air chaud. La vitesse élevée du flux d’air chaud en sortie d’injection permet d’augmenter le débit du flux d’air frais par effet d’entrainement.
De manière préférée, l’organe périphérique comporte une lèvre périphérique s’étendant en saillie dans la cavité de chauffage et délimitant en partie le canal d’injection. Cela permet de régler de manière pratique la vitesse d’injection pour obtenir l’effet de plaquage souhaité.
De préférence, la lèvre périphérique s’étend dans la continuité de la paroi intérieure de guidage. Cela permet de former un organe périphérique de manière pratique sans assemblage. De préférence, les parois de l’organe périphérique sont issues de matière.
Selon un aspect de l’invention, la paroi intérieure de guidage est inclinée par rapport à l’axe d’injection d’un angle d’inclinaison compris entre 5° et 45°, de préférence, compris entre 10° et 15°, de préférence encore, égal à 12°. Un tel angle d’inclinaison permet d’obtenir un effet Coanda optimal pour assurer une accélération et un mélange efficace.
Selon un aspect, chaque organe de mise en rotation comprend une portion amont et une portion aval qui sont décalées selon la direction circonférentielle de manière à mettre en rotation le flux d’air chaud.
L’invention concerne également un dispositif de dégivrage pour une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef s’étendant selon un axe de turboréacteur, l’entrée d’air comportant une cavité intérieure s’étendant de manière annulaire autour de l’axe de turboréacteur et qui comporte une paroi intérieure tournée vers l’axe de turboréacteur et une paroi extérieure qui est opposée à la paroi intérieure, les parois étant reliées par un bord d’attaque, le dispositif de dégivrage comportant au moins un injecteur tel que présenté précédemment d’un flux d'air chaud dans la cavité intérieure selon un axe d’injection orienté d’amont vers l’aval.
L’invention concerne également une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef s’étendant selon un axe, l’entrée d’air comportant une cavité intérieure, s’étendant de manière annulaire autour de l’axe, qui comporte une paroi intérieure tournée vers l’axe et une paroi extérieure qui est opposée à la paroi intérieure, les parois étant reliées par un bord d’attaque, l’entrée d’air comportant un dispositif de dégivrage tel que présenté précédemment.
L’invention concerne également un procédé d’utilisation d’un dispositif de dégivrage tel que présenté précédemment pour le dégivrage d’une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef s’étendant selon un axe, l’entrée d’air comportant une cavité intérieure, s’étendant de manière annulaire autour de l’axe, qui comporte une paroi intérieure tournée vers l’axe et une paroi extérieure qui est opposée à la paroi intérieure, les parois étant reliées par un bord d’attaque.
Le procédé comporte une étape d’injection d’un flux d'air chaud périphérique et vrillé de manière à faire circuler un flux d’air frais dans la veine de passage, le flux d’air frais circulant d’amont vers l’aval par rapport à un axe d’injection, le flux d’air frais circulant intérieurement au flux d’air chaud de forme périphérique afin de permettre un mélange entre le flux d’air chaud et le flux d’air frais.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels :
La est une représentation schématique d’une entrée d’air d’une nacelle selon l’art antérieur.
La est une représentation schématique en coupe transversale de la circulation d’un flux d’air chaud dans l’entrée d’air selon l’art antérieur.
La est une représentation schématique d’une entrée d’air d’une nacelle selon l’invention.
La est une représentation schématique depuis l’aval d’un injecteur selon une forme de réalisation de l’invention.
La est une représentation schématique en coupe de côté de l’injecteur.
La est une représentation schématique en coupe angulaire de l’organe périphérique de l’injecteur.
La est une représentation schématique d’un injecteur selon une première forme de réalisation.
La est une représentation en coupe d’un injecteur selon la première forme de réalisation.
La est une autre représentation schématique d’un injecteur selon la première forme de réalisation.
La est une représentation schématique partielle d’un injecteur selon une deuxième forme de réalisation.
La est une représentation en coupe rapprochée d’un injecteur selon la deuxième forme de réalisation.
La est une représentation schématique en coupe de côté de l’organe périphérique de l’injecteur avec la circulation du flux d’air chaud dans l’organe périphérique et sa mise en rotation.
La est une représentation schématique en coupe transversale de la circulation d’un flux d’air chaud dans l’entrée d’air selon l’invention.
Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.
En référence à la , il est représenté un turboréacteur 1 s’étendant selon un axe de turboréacteur X et comportant une soufflante 10 montée rotative autour de l’axe de turboréacteur X dans une nacelle comportant une virole extérieure 12. Par la suite, les termes avant et arrière sont définis par rapport à la circulation du flux d’air F. Le turboréacteur 1 comporte à son extrémité avant une entrée d’air 2 qui comporte une cavité intérieure 20, s’étendant de manière annulaire autour de l’axe de turboréacteur X, qui comporte une paroi intérieure 21 tournée vers l’axe de turboréacteur X et une paroi extérieure 22 qui est opposée à la paroi intérieure 21. Les parois 21, 22 sont reliées par un bord d’attaque 23 également appelé « lèvre de l’entrée d’air ». Ainsi, l’entrée d’air 2 permet de séparer le flux d’air entrant F en un flux d’air intérieur FINT guidé par la paroi intérieure 21 et un flux d’air extérieur FEXT guidé par la paroi extérieure 22. Par la suite, les termes intérieur et extérieur sont définis radialement par rapport à l’axe de turboréacteur X. La cavité intérieure 20 est délimitée en avant par la paroi intérieure 21 et la paroi extérieure 22 reliées par le bord d’attaque 23. Dans cet exemple, la cavité intérieure 20 est délimitée en arrière par une cloison de séparation 24.
La cavité intérieure 20 est remplie d’un flux d’air frais FAF, par exemple, un flux d’air stagnant ou un flux d’air chaud qui a été injecté précédemment et qui s’est refroidi.
Le turboréacteur 1 comporte un dispositif de dégivrage pour éliminer l’accumulation de givre sur l’entrée d’air 2. De manière connue, le dispositif de dégivrage comporte un injecteur 3 d’un flux d'air chaud FAC dans la cavité intérieure 20. La circulation d’un flux d’air chaud FAC permet, par convection thermique, d’éviter l’accumulation de givre qui fond au fur et à mesure de son accumulation. De manière préférée, le flux d'air chaud FAC est prélevé dans le turboréacteur 1.
Comme illustré à la , l’injecteur 3 comprend un organe périphérique 30 définissant intérieurement une veine de passage 6. La veine de passage 6 est traversante. Dans cet exemple, l’organe périphérique 30 possède une forme circulaire mais il va de soi qu’il pourrait posséder une autre forme périphérique, par exemple, une forme allongée, en particulier, oblongue. En référence à la , la veine de passage 6 possède une section en forme de disque mais il va de soi que d’autres formes pourraient convenir.
Comme illustré à la , l’organe périphérique 30 est orienté selon un axe d’injection X3 selon laquelle la veine de passage 6 s’étend. L’axe d’injection X3 est orienté de l’amont vers l’aval sur la . Dans cet exemple, en référence à la , l’axe d’injection X3 s’étend sensiblement tangentiellement/perpendiculairement par rapport à l’axe de turboréacteur X.
Comme illustré aux figures 4 et 6, l’organe périphérique 30 comprend une embouchure périphérique 31 configurée pour injecter un flux d’air chaud FAC d’amont vers l’aval selon l’axe d’injection X3. L’embouchure périphérique 31 possède une forme analogue à l’organe périphérique 30. Dans cet exemple, l’embouchure périphérique 31 est de forme circulaire et est orientée vers l’aval.
En référence à la , l’organe périphérique 30 comporte une cavité de chauffage 33 et un organe d’alimentation 32 configuré pour alimenter la cavité de chauffage 33 en flux d’air chaud FAC. L’organe d’alimentation 32 se présente de manière préférée sous la forme d’une enveloppe creuse. Dans cet exemple, l’organe d’alimentation 32 comprend un pied de montage 39 configuré pour être fixé à l’entrée d’air 2, en particulier, à la cloison de séparation 24. Comme illustré à la , l’organe d’alimentation 32 s’étend selon un axe de montage XM qui est de préférence, sensiblement parallèle à l’axe de turboréacteur X (voir ) mais il va de soi que cela pourrait être différent.
Comme illustré à la , le pied de montage 39 définit une section de passage S1 par rapport audit axe de montage XM. Dans cet exemple, le pied de montage 39 possède une forme de disque et la section de passage correspond à la surface dudit disque. Il va de soi que la forme du pied de montage 39 pourrait être différente. En pratique, le pied de montage 39 est monté dans une ouverture traversante OM formée dans la cloison de séparation 24 dont la section est sensiblement analogue à celle du pied de montage 39. Lors d’une opération de maintenance, l’injecteur 3 est déplacé selon l’axe de montage XM à travers l’ouverture traversante OM.
L’organe périphérique 30 possède, en projection dans un plan orthogonal à l’axe de montage XM, une section d’encombrement S2 qui est inférieure à celle de la section de passage S1 afin de permettre de retirer l’injecteur 3 via l’ouverture OM. Cette contrainte dimensionnelle impose à l’injecteur 3 de permettre un mélange optimal du flux d’air chaud FAC avec le flux d’air frais FAF.
En référence à la , l’embouchure périphérique 31 est configurée pour injecter, depuis la cavité de chauffage 33, un flux d’air chaud FAC de forme périphérique de manière à faire circuler un flux d’air frais FAF dans la veine de passage 6. Le flux d’air frais FAF circule d’amont vers l’aval par rapport à l’axe d’injection X3, le flux d’air frais FAF circulant intérieurement au flux d’air chaud FAC de forme périphérique afin de permettre un mélange entre le flux d’air chaud FAC et le flux d’air frais FAF. Comme cela sera présenté par la suite, le flux d’air chaud FAC possède un mouvement de vrille lorsqu’il est injecté tout en possédant une forme périphérique.
Comme illustré à la , le flux d’air chaud FAC possède une forme périphérique, ici une section annulaire, et le flux d’air frais FAF est guidé axialement selon l’axe d’injection X3 intérieurement au flux d’air chaud FAC. Autrement dit, le flux d’air chaud FAC et le flux d’air frais FAF sont concentriques. Comme cela va être présenté par la suite, l’organe périphérique 30 est configuré pour accélérer le flux d’air frais FAF par effet Coanda dans la veine de passage 6 comme illustré à la .
En référence à la , le flux d’air chaud FAC est guidé par la surface de l’organe périphérique 30 de manière à permettre une injection à haute vitesse. Cela permet de générer, en aval de l’embouchure périphérique 31, une zone de dépression qui permet d’aspirer le flux d’air frais FAF situé en amont de l’embouchure périphérique 31. Autrement dit, du fait de l’injection du flux d’air chaud FAC, le flux d’air frais FAF est entrainé vers l’aval selon l’axe d’injection X3, ce qui augmente sa vitesse à la manière d’un ventilateur sans pales.
De manière avantageuse, en référence à la , la dépression générée en aval permet également d’aspirer des flux d’air frais FAF ayant contourné la veine de passage 6, ce qui engendre des turbulences T en aval de l’organe périphérique 30. De telles turbulences T sont avantageuses étant donné qu’elles permettent de favoriser un mélange entre le flux d’air chaud FAC et le flux d’air frais FAF évitant ainsi l’apparition de points chauds dans la cavité intérieure 20.
En référence à la , il est représenté de manière générale l’organe périphérique 30 vu en coupe longitudinale selon l’axe d’injection X3. L’organe périphérique 30 comporte une section comportant une paroi intérieure de guidage 301, une paroi extérieure 302, une paroi amont 303 et une paroi aval 304. Ces parois délimitent intérieurement la cavité de chauffage 33. De préférence, les parois 301-304 de l’organe périphérique 30 sont issues de matière.
En référence à la , la paroi amont 303 est de préférence convexe et carénée de manière à permettre une circulation sans turbulence du flux d’air frais FAF. La paroi amont 303 permet de guider des flux d’air frais FAF dans la veine de passage 6 afin qu’ils soient accélérés et des flux d’air frais FAF extérieurement à l’organe périphérique 30 pour générer des turbulences T en aval. La paroi extérieure 302 est ici cylindrique de manière à guider axialement le flux d’air frais FAF qui contourne la veine de passage 6.
Dans cet exemple, la paroi intérieure de guidage 301 est divergente d’amont vers l’aval, c’est-à-dire, évasée radialement de l’amont vers l’aval. Autrement dit, la veine de passage 6 possède une section croissante. La paroi intérieure de guidage 301 est située en aval de l’embouchure périphérique 31 de manière à guider le flux d’air chaud FAC en sortie de l’embouchure périphérique 31 afin d’obtenir l’effet Coanda. Comme cela sera présenté par la suite, le flux d’air chaud FAC circule au contact de la paroi intérieure de guidage 301, ce qui permet d’aspirer le flux d’air frais FAF pour l’accélérer. En référence à la , la paroi intérieure de guidage 301 est inclinée par rapport à l’axe d’injection X3 d’un angle d’inclinaison θ compris entre 5° et 45° afin d’obtenir un effet Coanda optimal. De manière préférée, l’angle d’inclinaison θ est compris entre 10° et 15°, de préférence, égal 12°. De manière avantageuse, l’embouchure périphérique 31 est orientée de manière à permettre une injection le long de paroi intérieure de guidage 301. Le flux d’air chaud FAC est ainsi plaqué à la paroi intérieure de guidage 31.
Dans cet exemple, la paroi intérieure de guidage 301 comporte une extrémité aval 301a s’étendant selon l’axe d’injection X3. L’extrémité aval 301a permet de redresser le flux d’air chaud FAC pour permettre un guidage du flux d’air frais FAF selon l’axe d’injection X3.
En référence à la , la paroi aval 304 est configurée pour amplifier les turbulences T et possède, dans cet exemple, une forme tronquée non carénée. Afin de permettre une injection à très haute vitesse via l’embouchure périphérique 31, la cavité de chauffage 33 comporte un canal d’injection 34 situé directement à proximité de l’embouchure périphérique 31. De manière préférée, le canal d’injection 34 est convergent de manière à accélérer le flux d’air chaud FAC lors de son injection par l’embouchure périphérique 31. De manière préférée, comme illustré à la , l’organe périphérique 30 comporte une lèvre périphérique 35 s’étendant en saillie dans la cavité de chauffage 33 et délimitant en partie le canal d’injection 34. Une telle lèvre périphérique 35 permet de définir de manière précise la forme du canal d’injection 34 et, par voie de conséquence, la compression désirée. De préférence, la lèvre périphérique 35 s’étend dans la continuité de la paroi intérieure de guidage 301 de manière à définir l’embouchure périphérique 31 entre la paroi intérieure de guidage 301 et la paroi amont 303 de l’organe périphérique 30.
Selon l’invention, l’organe périphérique 30 comporte une pluralité d’organes de mise en rotation du flux d’air chaud FAC lors de son injection dans la cavité intérieure 20 de l’entrée d’air 2. Comme cela sera présenté en détails par la suite, de tels organes de mise en rotation permettent de générer une vrille sur le flux d’air chaud FAC tout en le maintenant plaqué sur la paroi intérieure de guidage 301 pour permettre une aspiration optimale du flux d’air frais FAF. Une telle vrille permet d’améliorer le mélange du flux d’air chaud FAC avec le flux d’air frais FAF tout en conservant un injecteur 3 de dimensions réduites.
De manière préférée, l’angle d’inclinaison des organes de mise en rotation par rapport à l’axe d’injection est compris entre 20° et 40° pour obtenir l’effet de vrille désiré. De manière préférée, comme illustré à la , chaque organe de mise en rotation 4 comprend une portion amont 4A et une portion aval 4B qui sont décalées selon la direction circonférentielle de manière à mettre en rotation le flux d’air chaud FAC. De préférence, le rapport entre la longueur d’un organe de mise en rotation et la distance entre deux organes de mise en rotation est comprise entre 1 et 1,4 pour assurer un compromis entre le nombre d’organes de mise en rotation et la capacité de déviation.
Selon une première forme de réalisation, en référence aux figures 7 à 9, une pluralité d’organes de mise en rotation 4 est positionnée sur la paroi intérieure de guidage 301. Chaque organe de mise en rotation 4 s’étend en saillie vers l’axe d’injection X3 afin de former un relief sur la paroi intérieure de guidage 301. De préférence, un organe de mise en rotation 4 se présente sous la forme d’une bosse formée entre deux creux.
De manière préférée, le nombre, la forme et la longueur des organes de mise en rotation 4 sont adaptés afin d’obtenir l’effet de vrille désiré. De manière préférée, les organes de mise en rotation 4 possèdent une longueur au moins égale à 90% de la longueur de la paroi intérieure de guidage 301. De manière préférée, la section d’un organe de mise en rotation 4, définie transversalement à l’axe d’injection X3, est croissante de l’aval vers l’amont de manière à permettre une mise en rotation progressive du flux d’air chaud FAC mais également du flux d’air frais FAF via les organes de mise en rotation 4.
De préférence, les organes de mise en rotation 4 sont répartis de manière uniforme à la périphérie de la paroi intérieure de guidage 301 afin d’obtenir un effet de vrille homogène. Dans cet exemple, les organes de mise en rotation 4 sont issus de matière de la paroi intérieure de guidage 301.
Ainsi, lors de l’injection d’un flux d’air chaud FAC via l’embouchure 31, le flux d’air chaud FAC est plaqué contre la paroi intérieure de guidage 301 qui l’entraine en rotation à haute vitesse. Cela permet, d’une part, de créer une aspiration du flux d’air frais FAF et, d’autre part, de générer des turbulences du fait de la rotation qui améliore le mélange entre le flux d’air chaud FAC et le flux d’air frais FAF.
Selon une deuxième forme de réalisation, en référence aux figures 10 à 11, une pluralité organes de mise en rotation 5 est positionnée dans l’embouchure périphérique 31. De manière préférée, le nombre, la forme et la longueur des organes de mise en rotation 5 est adaptée afin d’obtenir l’effet de vrille désiré. De manière préférée, la longueur des organes de mise en rotation 5 est comprise entre 2 et 20 fois l’épaisseur de l’embouchure périphérique 31 afin de permettre une mise en rotation tout en conservant un encombrement réduit dans l’embouchure périphérique 31. De manière préférée, les organes de mise en rotation 5 possèdent une longueur inférieure à 20mm.
De préférence, les organes de mise en rotation 5 sont réparties de manière uniforme à la périphérie de l’embouchure 31 afin d’obtenir un effet de vrille homogène. Dans cet exemple, les organes de mise en rotation 5 sont issues de matière de l’organe périphérique 30. De manière préférée, la paroi intérieure de guidage 301 demeure lisse afin de pas perturber l’aspiration du flux d’air frais FAF. De préférence, chaque organe de mise en rotation 5 se présente sous la forme d’une ailette.
Ainsi, lors de l’injection d’un flux d’air chaud FAC via l’embouchure 31, le flux d’air chaud FAC est vrillé puis plaqué contre la paroi intérieure de guidage 301. Cela permet, d’une part, de créer une aspiration du flux d’air frais FAF et, d’autre part, de générer des turbulences du fait de la rotation qui améliore le mélange entre le flux d’air chaud FAC et le flux d’air frais FAF. Dans cette forme de réalisation, le flux d’air frais FAF n’est pas mis en rotation par les organes de mise en rotation 5.
Il va de soi que les formes de réalisation sont compatibles et qu’un injecteur 3 pourrait comprendre des organes de mise en rotation dans l’embouchure périphérique 31 et sur la paroi intérieure de guidage 301.
Dans les deux formes de réalisations présentées précédemment, l’organe périphérique 30 possède, en projection dans un plan orthogonal à l’axe de montage XM, une section d’encombrement S2 qui est inférieure à celle de la section de passage S1 du pied de montage 39 comme illustré à la . La maintenance peut être réalisée de manière pratique. De préférence, la section de passage S1, définissant un passage de maintenance, possède un diamètre compris entre 40mm et 150mm afin de pouvoir s’adapter à un dispositif de dégivrage existant. De manière préférée, l’organe périphérique 30 possède un diamètre compris entre 35mm et 140mm. De manière préférée, on définit un jeu entre le diamètre de la section de passage S1 et le diamètre de la section d’encombrement S2 qui est compris entre 5mm et 10mm.
De préférence, l’organe périphérique 30 possède un diamètre faible, de préférence, inférieur à la moitié de la distance d ( ) définie entre la cloison 24 et le bord d’attaque de l’entrée d’air 2, c’est à dire, son extrémité avant. De manière préférée, le diamètre de l’organe périphérique 30 est inférieur à 140mm.
Un exemple de mise en œuvre d’un procédé d’utilisation d’un dispositif de dégivrage selon l’invention va être dorénavant présenté. Le procédé comporte une étape consistant à injecter un flux d'air chaud FAC de forme périphérique dans la cavité intérieure 20 de manière à faire circuler un flux d’air frais FAF dans la veine de passage 6. Le flux d’air frais FAF circule d’amont vers l’aval par rapport à l’axe d’injection X3 intérieurement au flux d’air chaud FAC de forme périphérique et vrillée comme illustré aux figures 12 et 13.
Lors de son injection, le flux d’air chaud FAC est mis en rotation par les organes de mise en rotation 4, 5 de l’organe périphérique 30, ce qui augmente les turbulences et améliore le mélange avec le flux d’air frais FAF tout en conservant un encombrement limité.
Le flux d’air chaud FAC est injecté à très haute vitesse du fait de sa compression optimale par le canal d’injection 34 dans la cavité de chauffage 33. Lors de son injection, le flux d’air chaud FAC épouse la paroi intérieure de guidage 301 qui engendre une dépression dans la veine de passage 6 aspirant le flux d’air frais FAF situé en amont. Il en résulte que le flux d’air frais FAF est accéléré lors de l’injection du flux d’air chaud FAC, ce qui augmente le débit d’air dans la cavité intérieure 20 de l’entrée d’air 2. Les échanges thermiques avec les parois 21, 22, 23 de l’entrée d’air 2 sont favorisés, ce qui évite toute accumulation de givre.
Comme illustré à la , lorsque le flux d’air frais FAF circule intérieurement au flux d’air chaud FAC de forme périphérique et vrillée, ces derniers se mélangent en sortie de l’injecteur 3 afin de former un flux d’air mélangé FAM de température optimale. Autrement dit, le risque de former un point chaud dans l’entrée d’air 2 est réduit. La durée de vie de l’entrée d’air 2 est augmentée. Un tel injecteur 3 peut être monté dans une entrée d’air 2 existante par une ouverture traversante OM formée dans la cloison interne 24 de l’entrée d’air 2.
En outre, du fait des caractéristiques de l’organe périphérique 30, des turbulences T apparaissent en aval de l’organe périphérique 30 qui permettent d’homogénéiser le mélange entre le flux d’air frais FAF et le flux d’air chaud FAC. Le flux d’air mélangé FAM permet ainsi un chauffage homogène des parois 21, 22, 23 de l’entrée d’air 2.
Grâce à l’invention, un flux d’air mélangé FAM de température optimale et de débit élevé circule dans la cavité intérieure 20 pour dégivrer les parois 21, 22, 23 de l’entrée d’air 2.
Claims (11)
- Injecteur (3) pour dispositif de dégivrage d’une entrée d'air (2) d'une nacelle de turboréacteur (1) d'aéronef, l’injecteur (3) comprenant un organe périphérique (30) définissant intérieurement une veine de passage (6), l’organe périphérique (30) comprenant une embouchure périphérique (31) configurée pour injecter un flux d’air chaud (FAC) périphérique de manière à faire circuler un flux d’air frais (FAF) dans la veine de passage (6) d’amont vers l’aval, l’organe périphérique (30) comportant une paroi intérieure de guidage (301) située en aval de l’embouchure périphérique (30), l’organe périphérique (30) comportant une pluralité d’organes de mise en rotation (4, 5) du flux d’air chaud (FAC) lors de son injection.
- Injecteur (3) selon la revendication 1, dans lequel l’injecteur (3) comprend un organe d’alimentation (32), relié à l’organe périphérique (30), comprenant un pied de montage (39) configuré pour être fixé à l’entrée d’air (2) afin d’être alimenté par le flux d’air chaud (FAC).
- Injecteur (3) selon la revendication 2, dans lequel, l’organe d’alimentation (32) s’étendant selon un axe de montage (XM), le pied de montage (39) comprenant une section de passage (S1), l’organe périphérique (30) possède une section d’encombrement (S2), définie en projection dans un plan orthogonal à l’axe de montage (XM), qui est inférieure à celle de la section de passage (S1) du pied de montage (39).
- Injecteur (3) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel, l’organe périphérique (30) comportant une paroi intérieure de guidage (301), la paroi intérieure de guidage (301) est située en aval de l’embouchure périphérique (31).
- Injecteur (3) selon la revendication 4, dans lequel, la paroi intérieure de guidage (301) est évasée radialement vers l’aval, une pluralité d’organes de mise en rotation (4) est positionnée sur la paroi intérieure de guidage (301).
- Injecteur (3) selon la revendication 4, dans lequel, la paroi intérieure de guidage (301) est lisse.
- Injecteur (3) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel une pluralité d’organes de mise en rotation (5) est positionnée dans l’embouchure périphérique (31).
- Injecteur (3) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel chaque organe de mise en rotation (4) comprend une portion amont (4A) et une portion aval (4B) qui sont décalées selon la direction circonférentielle de manière à mettre en rotation le flux d’air chaud (FAC).
- Dispositif de dégivrage pour une entrée d'air (2) d'une nacelle de turboréacteur (1) d'aéronef s’étendant selon un axe de turboréacteur (X), l’entrée d’air (2) comportant une cavité intérieure (20) s’étendant de manière annulaire autour de l’axe de turboréacteur (X) et qui comporte une paroi intérieure (21) tournée vers l’axe de turboréacteur (X) et une paroi extérieure (22) qui est opposée à la paroi intérieure (21), les parois (21, 22) étant reliées par un bord d’attaque (23), le dispositif de dégivrage comportant au moins un injecteur (3) selon l’une des revendications 1 à 8 d’un flux d'air chaud (FAC) dans la cavité intérieure (20) selon un axe d’injection (X3) orienté d’amont vers l’aval.
- Entrée d'air (2) d'une nacelle de turboréacteur (1) d'aéronef s’étendant selon un axe de turboréacteur (X), l’entrée d’air (2) comportant une cavité intérieure (20), s’étendant de manière annulaire autour de l’axe de turboréacteur (X), qui comporte une paroi intérieure (21) tournée vers l’axe de turboréacteur (X) et une paroi extérieure (22) qui est opposée à la paroi intérieure (21), les parois (21, 22) étant reliées par un bord d’attaque (23), l’entrée d’air (2) comportant un dispositif de dégivrage selon la revendication 9.
- Procédé d’utilisation d’un dispositif de dégivrage selon la revendication 9 pour le dégivrage d’une entrée d'air (2) d'une nacelle de turboréacteur (1) d'aéronef s’étendant selon un axe de turboréacteur (X), l’entrée d’air (2) comportant une cavité intérieure (20), s’étendant de manière annulaire autour de l’axe de turboréacteur (X) et qui comporte une paroi intérieure (21) tournée vers l’axe de turboréacteur (X) et une paroi extérieure (22) qui est opposée à la paroi intérieure (21), les parois (21, 22) étant reliées par un bord d’attaque (23), le procédé comportant une étape d’injection d’un flux d'air chaud (FAC) périphérique et vrillé de manière à faire circuler un flux d’air frais (FAF) dans la veine de passage (6), le flux d’air frais (FAF) circulant d’amont vers l’aval par rapport à un axe d’injection (X3), le flux d’air frais (FAF) circulant intérieurement au flux d’air chaud (FAC) de forme périphérique afin de permettre un mélange entre le flux d’air chaud (FAC) et le flux d’air frais (FAF).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2210126A FR3140350A1 (fr) | 2022-10-04 | 2022-10-04 | Injecteur pour dispositif de dégivrage d’une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef et procédé associé |
| PCT/EP2023/077226 WO2024074448A1 (fr) | 2022-10-04 | 2023-10-02 | Injecteur pour dispositif de dégivrage d'une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef et procédé associé |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2210126 | 2022-10-04 | ||
| FR2210126A FR3140350A1 (fr) | 2022-10-04 | 2022-10-04 | Injecteur pour dispositif de dégivrage d’une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef et procédé associé |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3140350A1 true FR3140350A1 (fr) | 2024-04-05 |
Family
ID=84820437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2210126A Pending FR3140350A1 (fr) | 2022-10-04 | 2022-10-04 | Injecteur pour dispositif de dégivrage d’une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef et procédé associé |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3140350A1 (fr) |
| WO (1) | WO2024074448A1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090217669A1 (en) * | 2003-02-05 | 2009-09-03 | Young Kenneth J | Fuel nozzles |
| FR2953254A1 (fr) * | 2009-12-01 | 2011-06-03 | Airbus Operations Sas | Capot d'entree d'air pour moteur a reaction et melangeur d'air chaud pour un tel capot |
| US20170058772A1 (en) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | Rohr, Inc | Injector nozzle configuration for swirl anti-icing system |
| EP3199458A1 (fr) * | 2016-01-27 | 2017-08-02 | General Electric Company | Système de buse et de soupape pour antigivrage de nacelle |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10167086B2 (en) * | 2013-10-25 | 2019-01-01 | Short Brothers Plc | Anti-icing system for an aircraft |
-
2022
- 2022-10-04 FR FR2210126A patent/FR3140350A1/fr active Pending
-
2023
- 2023-10-02 WO PCT/EP2023/077226 patent/WO2024074448A1/fr unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090217669A1 (en) * | 2003-02-05 | 2009-09-03 | Young Kenneth J | Fuel nozzles |
| FR2953254A1 (fr) * | 2009-12-01 | 2011-06-03 | Airbus Operations Sas | Capot d'entree d'air pour moteur a reaction et melangeur d'air chaud pour un tel capot |
| US20170058772A1 (en) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | Rohr, Inc | Injector nozzle configuration for swirl anti-icing system |
| EP3199458A1 (fr) * | 2016-01-27 | 2017-08-02 | General Electric Company | Système de buse et de soupape pour antigivrage de nacelle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024074448A1 (fr) | 2024-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2512927B1 (fr) | Entree d'air d'une nacelle d'aeronef integrant des moyens d'injection en air chaud pour le traitement du givre optimises | |
| CA2638793C (fr) | Turbomachine avec diffuseur | |
| EP1881182B1 (fr) | Système de refroidissement d'une cavité aval de rouet de compresseur centrifuge | |
| CA2594139C (fr) | Ventilation d'une cavite aval de rouet de compresseur centrifuge | |
| CA2715209A1 (fr) | Ventilation d'une roue de turbine dans une turbomachine | |
| EP1882815A1 (fr) | Turbomachine comprenant un système de refroidissement de la face aval d'un rouet de compresseur centrifuge | |
| FR2946687A1 (fr) | Turbomachine comprenant des moyens ameliores de reglage du debit d'un flux d'air de refroidissement preleve en sortie de compresseur haute pression | |
| EP3111077A1 (fr) | Rotor de soufflante pour une turbomachine telle qu'un turboréacteur multiflux entraîné par réducteur | |
| CA2594259A1 (fr) | Systeme de refroidissement du rouet d'un compresseur centrifuge | |
| WO2013164282A1 (fr) | Enceinte de vulcanisation de la partie interieure d'un pneumatique contenant un ventilateur | |
| EP4226029B1 (fr) | Atténuateur de vitesse supersonique d'une entrée d'air d'un ensemble propulsif d'aéronef comprenant un dispositif de dégivrage et procédé de dégivrage | |
| FR2953254A1 (fr) | Capot d'entree d'air pour moteur a reaction et melangeur d'air chaud pour un tel capot | |
| EP3649326A1 (fr) | Dispositif de lubrification et de refroidissement d'un roulement pour turbomachine | |
| WO2024074448A1 (fr) | Injecteur pour dispositif de dégivrage d'une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef et procédé associé | |
| FR3111666A1 (fr) | Turbomachine d’aeronef a cycle recupere | |
| EP3447271B1 (fr) | Système de chauffage pour tuyère secondaire convergente-divergente | |
| WO2023232828A1 (fr) | Dispositif de dégivrage pour une entrée d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef et procédé associé | |
| WO2019229382A1 (fr) | Turbine pour ventilateur tangentiel destiné à équiper un véhicule automobile, ventilateur tangentiel, dispositif de ventilation et module d'échange de chaleur pour véhicule automobile | |
| EP3931083A1 (fr) | Dispositif de degivrage pour une entree d'air d'une nacelle de turboreacteur d'aeronef | |
| EP3891372B1 (fr) | Entrée d'air et procédé de dégivrage d'une entrée d'air d'une nacelle d'un turboréacteur d'aéronef | |
| EP4065829B1 (fr) | Entrée d'air et procédé de dégivrage d'une entrée d'air d'une nacelle d'un turboréacteur d'aéronef | |
| FR3115562A1 (fr) | Injecteur d’air de refroidissement pour turbine de turbomachine | |
| FR3138830A1 (fr) | Turbomachine d’aeronef a cycle recupere | |
| FR3101915A1 (fr) | Anneau de turbine de turbomachine comprenant des conduites internes de refroidissement | |
| FR2970512A1 (fr) | Piece annulaire de guidage d'air autour d'une chambre de combustion dans une turbomachine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20240405 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |