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FR3150507A1 - Fuel feeding system for a fuel circuit - Google Patents

Fuel feeding system for a fuel circuit Download PDF

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Publication number
FR3150507A1
FR3150507A1 FR2306843A FR2306843A FR3150507A1 FR 3150507 A1 FR3150507 A1 FR 3150507A1 FR 2306843 A FR2306843 A FR 2306843A FR 2306843 A FR2306843 A FR 2306843A FR 3150507 A1 FR3150507 A1 FR 3150507A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
enclosure
fuel
rotor
electric motor
feeding system
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
Application number
FR2306843A
Other languages
French (fr)
Inventor
Vincent MIGLIORERO
Thibaut Vozy
Patrick Epalle
Bruno Masson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aerosystems SAS
Original Assignee
Safran Aerosystems SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aerosystems SAS filed Critical Safran Aerosystems SAS
Priority to FR2306843A priority Critical patent/FR3150507A1/en
Priority to PCT/EP2024/066066 priority patent/WO2025002788A1/en
Publication of FR3150507A1 publication Critical patent/FR3150507A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, 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
    • F02C7/22Fuel supply systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/021Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
    • F04D13/024Units comprising pumps and their driving means containing a coupling a magnetic coupling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/021Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
    • F04D13/024Units comprising pumps and their driving means containing a coupling a magnetic coupling
    • F04D13/025Details of the can separating the pump and drive area
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

L’invention concerne un système de gavage de carburant (1) pour un circuit de carburant (C) comprenant : - un sous-ensemble hydraulique (2) comprenant une pièce rotative, apte à générer une circulation du carburant (C), montée dans une première enceinte (E1) ; - un moteur électrique (3), apte à entraîner le sous-ensemble hydraulique (2) ; - un rotor mené (4) couplé mécaniquement à la pièce rotative du sous-ensemble hydraulique (2) et monté dans la première enceinte (E1) et ; - un rotor menant (6) couplé mécaniquement à un rotor du moteur électrique (3) et monté dans une deuxième enceinte (E2), le rotor menant (6a) et le rotor mené (4a) étant couplés magnétiquement. Figure de l’abrégé : Figure 2 The invention relates to a fuel feeding system (1) for a fuel circuit (C) comprising: - a hydraulic subassembly (2) comprising a rotating part, capable of generating a circulation of the fuel (C), mounted in a first enclosure (E1); - an electric motor (3), capable of driving the hydraulic subassembly (2); - a driven rotor (4) mechanically coupled to the rotating part of the hydraulic subassembly (2) and mounted in the first enclosure (E1) and; - a driving rotor (6) mechanically coupled to a rotor of the electric motor (3) and mounted in a second enclosure (E2), the driving rotor (6a) and the driven rotor (4a) being magnetically coupled. Abstract figure: Figure 2

Description

Système de gavage de carburant pour un circuit de carburantFuel feeding system for a fuel circuit

La présente invention concerne le domaine des systèmes de gavage de carburant pour un circuit de carburant, notamment de turbomachine d’aéronef.The present invention relates to the field of fuel supply systems for a fuel circuit, in particular for an aircraft turbomachine.

De manière connue, un aéronef comprend une ou plusieurs turbomachines comprenant une chambre de combustion dans laquelle entrent de l’air et du carburant configurés pour réagir ensemble suivant une réaction de combustion, de manière à dégager l’énergie nécessaire à la poussée de l’aéronef. L’air provient de l’extérieur de la turbomachine et est guidé vers la chambre de combustion par une veine d’air. Le carburant provient d’un circuit de carburant débouchant dans la chambre de combustion.In a known manner, an aircraft comprises one or more turbomachines comprising a combustion chamber into which air and fuel enter, configured to react together following a combustion reaction, so as to release the energy necessary for the thrust of the aircraft. The air comes from outside the turbomachine and is guided towards the combustion chamber by an air stream. The fuel comes from a fuel circuit opening into the combustion chamber.

Le circuit de carburant peut comprendre traditionnellement, notamment suivant le sens de l’écoulement du carburant :

  • un ou plusieurs réservoirs de stockage du carburant,
  • une pompe de gavage,
  • un filtre de retenue des particules solides contenues dans le carburant,
  • une pompe mécanique,
  • une vanne de dosage d’un débit massique de carburant et
  • un ou plusieurs injecteurs pour pulvériser le débit massique dans la chambre de combustion.
The fuel circuit can traditionally include, in particular depending on the direction of fuel flow:
  • one or more fuel storage tanks,
  • a fuel pump,
  • a filter for retaining solid particles contained in the fuel,
  • a mechanical pump,
  • a metering valve for a mass flow of fuel and
  • one or more injectors to spray the mass flow into the combustion chamber.

En présence de plusieurs réservoirs de stockage du carburant, une ou plusieurs pompes de transfert permettent en outre de transférer le carburant entre les réservoirs de stockage du carburant.If there are multiple fuel storage tanks, one or more transfer pumps are additionally used to transfer fuel between the fuel storage tanks.

Il est notamment connu des pompes de gavage et de transfert, dites « à moteur immergé », dans lesquelles un moteur électrique d’entraînement est immergé dans le carburant, pour assurer le refroidissement du moteur électrique et la lubrification des paliers de guidage en rotation du rotor du moteur électrique.Particularly known are fuel and transfer pumps, known as "submersible motor" pumps, in which an electric drive motor is immersed in the fuel, to ensure cooling of the electric motor and lubrication of the rotating guide bearings of the rotor of the electric motor.

Le moteur électrique est dit « immergé » en ce que le carburant circule dans la cavité du moteur au contact du rotor et du stator.The electric motor is said to be "submerged" in that the fuel circulates in the cavity of the motor in contact with the rotor and the stator.

Le moteur électrique est typiquement un moteur asynchrone relié directement au réseau électrique alternatif de l’aéronef, de tension notamment égale à 115VAC, acronyme pour « Volts Alternating Current » en anglais, ou un moteur synchrone à aimants permanents piloté par une unité de commande électronique, également désignée par l’acronyme « ECU » pour « Electronic Command Unit (ECU) » en anglais, alimentée en tension continue typiquement de 270VDC , acronyme pour « Volts Direct Current » en anglais, ou en tension alternative de 115VAC.The electric motor is typically an asynchronous motor connected directly to the aircraft's AC electrical network, with a voltage of 115VAC, an acronym for "Volts Alternating Current" in English, or a permanent magnet synchronous motor controlled by an electronic control unit, also known as "ECU" for "Electronic Command Unit (ECU)" in English, supplied with a DC voltage typically of 270VDC, an acronym for "Volts Direct Current" in English, or an AC voltage of 115VAC.

Un des enjeux actuels pour réduire la consommation de carburant dans les aéronefs consiste à réduire la masse embarquée des aéronefs et notamment celle des câblages. Une des possibilités pour réduire la section des câblages tout en conservant la puissance électrique consiste à travailler avec de plus hautes tensions, typiquement une tension continue de 540VDC, ou plus, ou une tension alternative de 230VAC, ou plus.One of the current challenges for reducing fuel consumption in aircraft is to reduce the on-board mass of aircraft, particularly that of wiring. One possibility for reducing the cross-section of wiring while maintaining electrical power is to work with higher voltages, typically a direct voltage of 540VDC or more, or an alternating voltage of 230VAC or more.

De telles tensions associées aux méthodes de construction traditionnelles de moteurs bobinés présentent l’inconvénient de faire apparaître des décharges partielles, à savoir une apparition d’un court-circuit partiel au sein des cavités présentes dans les isolants entre deux conducteurs électriques dû à la présence d’un fort champ électrique local ionisant le gaz conducteur. De telles décharges partielles peuvent à long terme détériorer les isolants entre les conducteurs électriques et conduire à terme à des arcs électriques.Such voltages associated with traditional construction methods of wound motors have the disadvantage of causing partial discharges, namely the appearance of a partial short circuit within the cavities present in the insulators between two electrical conductors due to the presence of a strong local electric field ionizing the conductive gas. Such partial discharges can in the long term deteriorate the insulators between the electrical conductors and ultimately lead to electric arcs.

Dans les architectures de pompes à moteur immergé, de telles décharges partielles, en contact avec les vapeurs de carburant, sont susceptibles d’entraîner un risque d’inflammation et/ou d’explosion. Un tel risque est augmenté par le fait que les pompes à moteur immergé sont en zone non pressurisée, dont la pression peut varier d’environ 1013HPa au sol à environ 100HPa à 16km d’altitude en vol.In submersible pump designs, such partial discharges, in contact with fuel vapors, are likely to cause a risk of ignition and/or explosion. Such a risk is increased by the fact that submersible pumps are in a non-pressurized area, whose pressure can vary from approximately 1013HPa on the ground to approximately 100HPa at 16km altitude in flight.

Les faibles pressions sont plus susceptibles de voir apparaître des décharges partielles selon la loi de Paschen. En effet, une diminution de la pression baisse la tension d’apparition des décharges partielles.Low pressures are more likely to cause partial discharges according to Paschen's law. In fact, a decrease in pressure lowers the voltage at which partial discharges occur.

Pour s’en prémunir, selon la norme CS 25.981, il est connu d’ajouter un ensemble de barrières protectrices dans les architectures de pompes à moteur immergé pour rendre une présence des sources d’inflammation extrêmement improbables, notamment qu’elle ne résulte pas d’une panne simple. Le rotor et le stator sont, par exemple, recouverts d’une ou plusieurs couches de revêtement isolant électriquement, tels qu’un surmoulage et une résine d’imprégnation.To protect against this, according to the CS 25.981 standard, it is known to add a set of protective barriers in the architectures of submersible motor pumps to make the presence of ignition sources extremely unlikely, in particular that it does not result from a simple failure. The rotor and the stator are, for example, covered with one or more layers of electrically insulating coating, such as an overmolding and an impregnation resin.

Le corps dans lequel est monté le moteur est de plus antidéflagrant. Toutefois, de telles barrières sont susceptibles d’être insuffisantes pour démontrer que les risques d’inflammations restent extrêmement improbables dans le cadre d’alimentation par des hautes tensions, car celles-ci ne seraient pas indépendantes vis-à-vis de la dégradation liée aux décharges partielles.The body in which the motor is mounted is also explosion-proof. However, such barriers are likely to be insufficient to demonstrate that the risks of ignition remain extremely improbable in the context of high voltage power supply, because these would not be independent of the degradation linked to partial discharges.

Dans ce contexte, l’invention vise à conserver un niveau de sécurité conforme à la norme CS 25.981, lorsque le moteur de la pompe à moteur électrique d’aéronef est alimenté avec des tensions susceptibles de faire apparaitre des décharges partielles, notamment destinées à être alimentées par des hautes tensions.In this context, the invention aims to maintain a level of safety in accordance with standard CS 25.981, when the motor of the aircraft electric motor pump is supplied with voltages likely to cause partial discharges, in particular intended to be supplied by high voltages.

Un autre inconvénient des pompes de gavage de carburant et de transfert est lié à leur maintenance. Pour assurer leur maintenance sans devoir vidanger les réservoirs, il est connu, selon l’art antérieur tel que notamment représenté schématiquement en coupe longitudinale en , de monter une pompe de gavage de carburant 100, un moteur électrique 110, et dans certains cas une unité de commande électronique 120, dans une cartouche 140, configurée pour être installée dans un logement 150, également connu de l’homme du métier sous le terme de « canister », fixé au réservoir 130 de carburant C. Le logement 150 comprend une entrée et une sortie de carburant C équipées de vannes de fermeture. Une fois la cartouche 140 installée, le carburant C circule depuis l’entrée vers la sortie dans le logement 150 via la cartouche 140.Another disadvantage of fuel booster and transfer pumps is related to their maintenance. To ensure their maintenance without having to drain the tanks, it is known, according to the prior art as notably shown schematically in longitudinal section in , to mount a fuel booster pump 100, an electric motor 110, and in some cases an electronic control unit 120, in a cartridge 140, configured to be installed in a housing 150, also known to those skilled in the art as a “canister”, attached to the fuel tank 130 C. The housing 150 includes a fuel inlet and outlet C equipped with shut-off valves. Once the cartridge 140 is installed, the fuel C flows from the inlet to the outlet in the housing 150 via the cartridge 140.

Lors d’une opération de maintenance, les vannes de fermeture sont fermées et la cartouche 140 est désinstallée. En pratique, lors d’une telle opération de maintenance, des restes de carburant C situés entre la cartouche 140 et le logement 150 sont susceptibles d’être projetés sur les opérateurs, les équipements autour et sur le sol, ce qui n’est pas souhaité.During a maintenance operation, the shut-off valves are closed and the cartridge 140 is uninstalled. In practice, during such a maintenance operation, fuel C residues located between the cartridge 140 and the housing 150 are likely to be projected onto the operators, the surrounding equipment and onto the ground, which is not desired.

L’invention vise ainsi également à réduire le risque de projection de carburant lors d’une opération de maintenance d’une pompe de gavage de carburant à moteur électrique, notamment pour turbomachine d’aéronef.The invention thus also aims to reduce the risk of fuel projection during a maintenance operation on an electric motor fuel feed pump, in particular for an aircraft turbomachine.

PRESENTATION DE L’INVENTIONPRESENTATION OF THE INVENTION

L’invention concerne un système de gavage de carburant pour un circuit de carburant, notamment d’une turbomachine d’aéronef, comprenant :

  • un sous-ensemble hydraulique comprenant une pièce rotative, apte à générer une circulation du carburant, montée dans une première enceinte, en particulier comportant au moins une ouverture d’entrée et au moins une ouverture de sortie de circulation du carburant, et
  • un moteur électrique, apte à d’entraîner le sous-ensemble hydraulique.
The invention relates to a fuel feeding system for a fuel circuit, in particular of an aircraft turbomachine, comprising:
  • a hydraulic subassembly comprising a rotating part, capable of generating fuel circulation, mounted in a first enclosure, in particular comprising at least one inlet opening and at least one outlet opening for fuel circulation, and
  • an electric motor, capable of driving the hydraulic subassembly.

L’invention est remarquable en ce que le système de gavage de carburant comprend :

  • un rotor mené couplé mécaniquement à la pièce rotative du sous-ensemble hydraulique et monté dans la première enceinte, et
  • un rotor menant couplé mécaniquement à un rotor du moteur électrique et monté dans une deuxième enceinte,
  • le rotor menant et le rotor mené étant couplés magnétiquement.
The invention is remarkable in that the fuel feeding system comprises:
  • a driven rotor mechanically coupled to the rotating part of the hydraulic subassembly and mounted in the first enclosure, and
  • a driving rotor mechanically coupled to a rotor of the electric motor and mounted in a second enclosure,
  • the driving rotor and the driven rotor being magnetically coupled.

Un tel système de gavage de carburant assure une sécurité renforcée face au risque de décharge partielle, notamment en présence de hautes tensions d’alimentation électrique, telles qu’une tension continue de 540VDC ou une tension alternative de 230VAC.Such a fuel-feeding system ensures increased safety against the risk of partial discharge, particularly in the presence of high power supply voltages, such as a direct voltage of 540VDC or an alternating voltage of 230VAC.

Selon un aspect de l’invention, le système de gavage de carburant est tel que la deuxième enceinte est fermée de manière étanche au carburant, définissant notamment une cavité pressurisée.According to one aspect of the invention, the fuel feeding system is such that the second enclosure is sealed in a fuel-tight manner, defining in particular a pressurized cavity.

En complément, la deuxième enceinte est apte à loger au moins le rotor et un stator du moteur électrique.In addition, the second enclosure is capable of housing at least the rotor and one stator of the electric motor.

Enfin, la deuxième enceinte est susceptible d’être fixée contre la première enceinte.Finally, the second enclosure is likely to be fixed against the first enclosure.

Grâce à l’invention, le moteur électrique entraînant le sous-ensemble hydraulique s’étend dans une cavité pressurisée exempte de carburant. Le moteur électrique est ainsi protégé des faibles pressions en altitude, pour lesquelles le risque d’occurrence de décharge partielle est plus important, du fait de la diminution de la tension d’apparition des décharges partielles en altitude.By virtue of the invention, the electric motor driving the hydraulic subassembly extends into a pressurized cavity free of fuel. The electric motor is thus protected from low pressures at altitude, for which the risk of partial discharge occurring is greater, due to the reduction in the voltage at which partial discharges occur at altitude.

En outre, le moteur électrique est avantageusement confiné dans une zone sans carburant, ce qui réduit le risque d’inflammation des vapeurs de carburant par une étincelle.Additionally, the electric motor is conveniently confined in a fuel-free zone, reducing the risk of fuel vapors igniting from a spark.

Le système de gavage de carburant présente en outre l’avantage de faciliter la maintenance du moteur électrique. Il suffit de démonter la deuxième enceinte ce qui ne nécessite pas de vidanger le carburant de la première enceinte et évite tout risque de projection ou fuite lors d’une opération de maintenance.The fuel feeding system also has the advantage of facilitating maintenance of the electric motor. It is sufficient to dismantle the second enclosure, which does not require draining the fuel from the first enclosure and avoids any risk of projection or leakage during a maintenance operation.

Selon un aspect de l’invention, le système de gavage de carburant comprend une paroi interne étanche au carburant, intercalée entre le rotor menant et le rotor mené, en particulier commune à la première enceinte et à la deuxième enceinte. Une telle paroi interne forme l’entrefer entre le rotor mené et le rotor menant. La paroi interne est partagée entre la première enceinte et la deuxième enceinte pour réduire la masse embarquée.According to one aspect of the invention, the fuel feeding system comprises a fuel-tight inner wall, interposed between the driving rotor and the driven rotor, in particular common to the first enclosure and the second enclosure. Such an inner wall forms the air gap between the driven rotor and the driving rotor. The inner wall is shared between the first enclosure and the second enclosure to reduce the on-board mass.

Selon d’autres aspects de l’invention, considérés individuellement ou en combinaison :

  • le sous-ensemble hydraulique comprend un corps de pompe entourant la pièce rotative de pompe, la paroi interne étant fixée de manière étanche sur le corps de pompe de manière à former ensemble la première enceinte, et/ou
  • le moteur électrique comprend une paroi de moteur entourant le rotor et un stator du moteur électrique, la paroi de moteur étant fixée de manière étanche sur la première enceinte de manière à former la deuxième enceinte.
According to other aspects of the invention, considered individually or in combination:
  • the hydraulic subassembly comprises a pump body surrounding the rotating pump part, the inner wall being fixed in a sealed manner to the pump body so as to together form the first enclosure, and/or
  • the electric motor comprises a motor wall surrounding the rotor and a stator of the electric motor, the motor wall being sealingly attached to the first enclosure so as to form the second enclosure.

Une telle architecture sans logement ni cartouche réduit la masse embarquée. La fixation de la paroi interne et de la paroi de moteur sur le corps de pompe forme une cavité pressurisée exempte de carburant pour le rotor et le stator du moteur électrique.Such a housing- and cartridge-free architecture reduces the on-board mass. The attachment of the inner wall and the motor wall to the pump body forms a pressurized, fuel-free cavity for the rotor and stator of the electric motor.

Selon d’autres aspects de l’invention, considérés individuellement ou en combinaison, le système de gavage de carburant comprend :

  • le sous-ensemble hydraulique s’étend dans un logement, la paroi interne étant fixée de manière étanche sur le logement de manière à former ensemble la première enceinte, et/ou
  • le moteur électrique s’étend dans une cartouche, la cartouche étant fixée de manière étanche sur la première enceinte de manière à former la deuxième enceinte.
According to other aspects of the invention, considered individually or in combination, the fuel feeding system comprises:
  • the hydraulic subassembly extends into a housing, the internal wall being fixed in a sealed manner to the housing so as to together form the first enclosure, and/or
  • the electric motor extends into a cartridge, the cartridge being sealed to the first enclosure so as to form the second enclosure.

La fixation de la paroi interne et de la cartouche sur le logement forme une cavité pressurisée exempte de carburant pour le moteur électrique. L’utilisation d’une cartouche facilite le démontage lors d’une opération de maintenance. De plus, la cartouche est susceptible de former une barrière antidéflagrante supplémentaire, en sus de la paroi de moteur.The attachment of the inner wall and cartridge to the housing forms a pressurized, fuel-free cavity for the electric motor. The use of a cartridge facilitates disassembly during maintenance. In addition, the cartridge can form an additional explosion-proof barrier, in addition to the motor wall.

Selon un aspect de l’invention, le moteur électrique est alimenté électriquement en haute tension continue ou alternative, de préférence en une tension continue supérieure à 320VDC ou une tension alternative supérieure à 203VAC, préférentiellement en une tension continue supérieure à 530VDC ou une tension alternative supérieure à 220VAC.According to one aspect of the invention, the electric motor is electrically supplied with high direct or alternating voltage, preferably with a direct voltage greater than 320VDC or an alternating voltage greater than 203VAC, preferably with a direct voltage greater than 530VDC or an alternating voltage greater than 220VAC.

De telles hautes tensions électriques permettent avantageusement de réduire la masse embarquée du câblage électrique mais présentent l’inconvénient de faire apparaître des décharges partielles, ce qui justifie une architecture à moteur sec et le gain de masse lié à l’intégration d’un dispositif d’accouplement magnétique, selon l’invention.Such high electrical voltages advantageously make it possible to reduce the on-board mass of the electrical wiring but have the disadvantage of causing partial discharges, which justifies a dry motor architecture and the mass gain linked to the integration of a magnetic coupling device, according to the invention.

Selon un aspect de l’invention, la deuxième enceinte est antidéflagrante, pour répondre aux standards aéronautiques liés aux pompes d’aéronef à moteur électrique en termes de sécurité. La deuxième enceinte est en pratique hermétique, ce qui la rend antidéflagrante.According to one aspect of the invention, the second enclosure is explosion-proof, to meet aeronautical standards relating to electric motor aircraft pumps in terms of safety. The second enclosure is in practice hermetic, which makes it explosion-proof.

Selon un aspect de l’invention, la deuxième enceinte est fixée contre la première enceinte, notamment par des organes de fixation démontables, en particulier sous la forme de vis, pour assurer la maintenance du moteur électrique.According to one aspect of the invention, the second enclosure is fixed against the first enclosure, in particular by removable fixing members, in particular in the form of screws, to ensure maintenance of the electric motor.

Selon un aspect de l’invention, les organes de fixation démontables sont associés à au moins un joint d’étanchéité. Ceci permet d’obtenir une deuxième enceinte étanche et participe à former une cavité pressurisée.According to one aspect of the invention, the removable fixing members are associated with at least one sealing gasket. This makes it possible to obtain a second sealed enclosure and helps to form a pressurized cavity.

L’invention concerne également une turbomachine d’aéronef comprenant un circuit de carburant comprenant un système de gavage de carburant tel que décrit précédemment.The invention also relates to an aircraft turbomachine comprising a fuel circuit comprising a fuel supply system as described above.

L’invention concerne également un procédé d’utilisation en vol d’une turbomachine d’aéronef telle que décrite précédemment, dans lequel le rotor du moteur électrique du système de gavage de carburant entraîne, depuis la deuxième enceinte définissant une cavité pressurisée, la pièce rotative du sous-ensemble hydraulique via le rotor menant et le rotor mené couplés magnétiquement.The invention also relates to a method of using an aircraft turbomachine in flight as described above, in which the rotor of the electric motor of the fuel boosting system drives, from the second enclosure defining a pressurized cavity, the rotating part of the hydraulic subassembly via the driving rotor and the driven rotor magnetically coupled.

L’invention concerne également un procédé de maintenance du moteur électrique d’un système de gavage de carburant tel que décrit précédemment consistant à démonter la deuxième enceinte de la première enceinte.The invention also relates to a method of maintaining the electric motor of a fuel supply system as described above, consisting of dismantling the second enclosure from the first enclosure.

PRESENTATION DES FIGURESPRESENTATION OF FIGURES

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables, sur lesquelles :

  • La est une représentation schématique en coupe longitudinale d’une pompe de gavage de carburant dans une turbomachine selon l’art antérieur ;
  • La est une représentation schématique en coupe longitudinale d’un système de gavage de carburant selon une première forme de réalisation de l’invention ;
  • La est une représentation schématique en coupe longitudinale d’un système de gavage de carburant selon une deuxième forme de réalisation de l’invention ;
  • La est une représentation en perspective du système de gavage de carburant de la ; et
  • La , la et la sont des représentations en perspective éclatée d’un accouplement d‘une pièce rotative d’un sous-ensemble hydraulique au rotor d’un moteur électrique selon trois formes de réalisation de l’invention.
The invention will be better understood upon reading the description which follows, given by way of example, and referring to the following figures, given by way of non-limiting examples, in which identical references are given to similar objects, in which:
  • There is a schematic representation in longitudinal section of a fuel booster pump in a turbomachine according to the prior art;
  • There is a schematic representation in longitudinal section of a fuel feeding system according to a first embodiment of the invention;
  • There is a schematic representation in longitudinal section of a fuel feeding system according to a second embodiment of the invention;
  • There is a perspective representation of the fuel supply system of the ; And
  • There , there and the are exploded perspective representations of a coupling of a rotating part of a hydraulic subassembly to the rotor of an electric motor according to three embodiments of the invention.

Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, les figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.It should be noted that the figures set out the invention in detail to implement the invention, the figures can of course be used to better define the invention if necessary.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Tel décrit précédemment, une turbomachine d’aéronef comprend une chambre de combustion dans laquelle entrent de l’air et du carburant configurés pour réagir ensemble suivant une réaction de combustion, de manière à dégager l’énergie nécessaire à la poussée de l’aéronef. L’air provient de l’extérieur de la turbomachine et est guidé vers la chambre de combustion par une veine d’air. Le carburant provient d’un circuit de carburant débouchant dans la chambre de combustion.As previously described, an aircraft turbomachine comprises a combustion chamber into which air and fuel enter, configured to react together following a combustion reaction, so as to release the energy necessary for the thrust of the aircraft. The air comes from outside the turbomachine and is guided towards the combustion chamber by an air stream. The fuel comes from a fuel circuit opening into the combustion chamber.

Le circuit de carburant peut comprendre traditionnellement, notamment suivant le sens de l’écoulement du carburant :

  • un ou plusieurs réservoirs de stockage du carburant,
  • une pompe de gavage, configurée pour mettre en mouvement le carburant C du réservoir,
  • un filtre de retenue des particules solides contenues dans le carburant,
  • une pompe mécanique,
  • une vanne de dosage d’un débit massique de carburant et/ou
  • un ou plusieurs injecteurs pour pulvériser le débit massique dans la chambre de combustion.
The fuel circuit can traditionally include, in particular depending on the direction of fuel flow:
  • one or more fuel storage tanks,
  • a fuel pump, configured to set the fuel C in motion from the tank,
  • a filter for retaining solid particles contained in the fuel,
  • a mechanical pump,
  • a metering valve for a mass flow of fuel and/or
  • one or more injectors to spray the mass flow into the combustion chamber.

En présence de plusieurs réservoirs de stockage du carburant, une ou plusieurs pompes de transfert permettent en outre de transférer le carburant entre les réservoirs de stockage du carburant.If there are multiple fuel storage tanks, one or more transfer pumps are additionally used to transfer fuel between the fuel storage tanks.

Les figures 2 et 3 sont des représentations schématiques en coupe longitudinale d’un système de gavage de carburant selon une première forme et une deuxième forme de réalisation de l’invention.Figures 2 and 3 are schematic representations in longitudinal section of a fuel feeding system according to a first form and a second embodiment of the invention.

Plus particulièrement, en référence aux figures 2 et 3, un système de gavage de carburant 1 selon l’invention est configuré pour être monté dans un circuit de carburant, notamment destiné à alimenter une turbomachine d’aéronef. Le système de gavage de carburant 1 comprend un sous-ensemble hydraulique 2 et un moteur électrique 3, destiné à entraîner le sous-ensemble hydraulique 2.More particularly, with reference to FIGS. 2 and 3, a fuel booster system 1 according to the invention is configured to be mounted in a fuel circuit, in particular intended to supply an aircraft turbomachine. The fuel booster system 1 comprises a hydraulic subassembly 2 and an electric motor 3, intended to drive the hydraulic subassembly 2.

Le sous-ensemble hydraulique 2 du système de gavage carburant 1 comprend une pièce rotative 21, apte assurer un entraînement du carburant C, montée dans une première enceinte E1 comportant une ouverture d’entrée 12 et une ouverture de sortie 13, en particulier munies de clapets, aptes à permettre une circulation du carburant C.The hydraulic subassembly 2 of the fuel feeding system 1 comprises a rotating part 21, capable of ensuring a drive of the fuel C, mounted in a first enclosure E1 comprising an inlet opening 12 and an outlet opening 13, in particular provided with valves, capable of allowing a circulation of the fuel C.

Le système de gavage de carburant 1 selon l’invention désigne typiquement une pompe de gavage ou une pompe de transfert du circuit de carburant.The fuel booster system 1 according to the invention typically designates a booster pump or a fuel circuit transfer pump.

Selon l’invention, telle qu’illustré » sur les figures 2 et 3, le système de gavage de carburant 1 comprend également :

  • un rotor mené 4, apte à être couplé mécaniquement à la pièce rotative 21 du sous-ensemble hydraulique 2, monté dans la première enceinte E1, et
  • un rotor menant 6, apte à être couplé mécaniquement à un rotor 31 du moteur électrique 3, monté dans une deuxième enceinte E2,
  • le rotor menant 6 et le rotor mené 4 étant couplés magnétiquement.
According to the invention, as illustrated in Figures 2 and 3, the fuel feeding system 1 also comprises:
  • a driven rotor 4, capable of being mechanically coupled to the rotating part 21 of the hydraulic subassembly 2, mounted in the first enclosure E1, and
  • a driving rotor 6, capable of being mechanically coupled to a rotor 31 of the electric motor 3, mounted in a second enclosure E2,
  • the driving rotor 6 and the driven rotor 4 being magnetically coupled.

Selon un aspect de l’invention, la deuxième enceinte E2 est fermée de manière étanche au carburant C et définit notamment une cavité pressurisée, dans laquelle sont montés au moins le rotor 31 et un stator 32 du moteur électrique 3. Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, la deuxième enceinte E2 est fixée contre la première enceinte E1.According to one aspect of the invention, the second enclosure E2 is sealed against fuel C and defines in particular a pressurized cavity, in which are mounted at least the rotor 31 and a stator 32 of the electric motor 3. According to a particular embodiment of the invention, the second enclosure E2 is fixed against the first enclosure E1.

Le système de gavage de carburant 1 selon l’invention est une architecture de type à moteur sec contrairement aux architectures à moteur immergé de l’art antérieur.The fuel feeding system 1 according to the invention is a dry engine type architecture unlike the submerged engine architectures of the prior art.

Le moteur électrique 3 s’étend, de préférence, dans la cavité pressurisée exempte de carburant formée par la deuxième enceinte E2. Il est précisé qu’une cavité pressurisée désigne un espace fermé étanche dans lequel une valeur de la pression de l’espace fermé étanche est indépendante de la pression atmosphérique extérieure.The electric motor 3 preferably extends into the fuel-free pressurized cavity formed by the second enclosure E2. It is specified that a pressurized cavity designates a sealed closed space in which a value of the pressure of the sealed closed space is independent of the external atmospheric pressure.

Par ailleurs, la première enceinte E1 assure la circulation du carburant C dans le sous ensemble hydraulique 2 dont la pression absolue est dépendante, notamment, de la pression atmosphérique extérieure. Le moteur électrique 3 assure l’entraînement de la pièce rotative 21, en particulier d’une pompe, via un dispositif d’accouplement magnétique sans contact. A cet effet, le rotor menant 6 et le rotor mené 4 s’étendent respectivement dans la deuxième enceinte E2 et la première enceinte E1 qui en forment l’entrefer.Furthermore, the first enclosure E1 ensures the circulation of the fuel C in the hydraulic subassembly 2, the absolute pressure of which is dependent, in particular, on the external atmospheric pressure. The electric motor 3 ensures the driving of the rotating part 21, in particular a pump, via a contactless magnetic coupling device. For this purpose, the driving rotor 6 and the driven rotor 4 extend respectively in the second enclosure E2 and the first enclosure E1 which form the air gap.

Ainsi, selon l’invention, le carburant C est avantageusement isolé des tensions électriques élevées appliquées au moteur électrique 3.Thus, according to the invention, the fuel C is advantageously isolated from the high electrical voltages applied to the electric motor 3.

La est une représentation en perspective du système de gavage de carburant 1 de la .There is a perspective representation of the fuel supply system 1 of the .

Plus particulièrement, tel qu’illustré sur la , le sous-ensemble hydraulique 2 comprend la pièce rotative 21, s’étendant notamment selon un axe longitudinal X. La pièce rotative 21 peut être une roue à aubes.More particularly, as illustrated in the , the hydraulic subassembly 2 comprises the rotating part 21, extending in particular along a longitudinal axis X. The rotating part 21 may be a paddle wheel.

La pièce rotative 21 est montée dans un corps de pompe 20. Le corps de pompe 20 est fixe, pouvant correspondre à une paroi du sous-ensemble hydraulique 2 dans laquelle circule le carburant C. Le corps de pompe 20 comprend une ouverture d’entrée 12 et une ouverture de sortie 13 assurant respectivement une alimentation et un refoulement du carburant C.The rotating part 21 is mounted in a pump body 20. The pump body 20 is fixed, and may correspond to a wall of the hydraulic subassembly 2 in which the fuel C circulates. The pump body 20 comprises an inlet opening 12 and an outlet opening 13 respectively ensuring a supply and a discharge of the fuel C.

Le sous-ensemble hydraulique 2 se présente, à titre d’exemple non limitatif, sous la forme d’une roue centrifuge, notamment de type à flux radial, en particulier de type auto-amorçante. Le fonctionnement d’un tel sous-ensemble hydraulique 2 est connu et n’est pas détaillé davantage.The hydraulic subassembly 2 is, by way of non-limiting example, in the form of a centrifugal wheel, in particular of the radial flow type, in particular of the self-priming type. The operation of such a hydraulic subassembly 2 is known and is not detailed further.

Tel qu’illustré sur la , la pièce rotative 21 est couplée en rotation au rotor mené 4 via au moins un arbre 24, susceptible de s’étendre selon l’axe longitudinal X. Le rotor menant 6 est couplé en rotation au rotor 31 du moteur électrique 3, via un arbre 33, susceptible de s’étendre selon l’axe longitudinal X.As illustrated in the , the rotating part 21 is coupled in rotation to the driven rotor 4 via at least one shaft 24, capable of extending along the longitudinal axis X. The driving rotor 6 is coupled in rotation to the rotor 31 of the electric motor 3, via a shaft 33, capable of extending along the longitudinal axis X.

Dans l’exemple présenté, le rotor menant 6 est solidaire en rotation du rotor 31 du moteur électrique 3. Le rotor 31 du moteur électrique 3 entraîne, notamment depuis la cavité pressurisée, la pièce rotative 21 de la pompe de gavage via le rotor menant 6 et le rotor mené 4, en particulier couplés magnétiquement.In the example presented, the driving rotor 6 is rotationally integral with the rotor 31 of the electric motor 3. The rotor 31 of the electric motor 3 drives, in particular from the pressurized cavity, the rotating part 21 of the feed pump via the driving rotor 6 and the driven rotor 4, in particular magnetically coupled.

Tel qu’illustré sur la , le stator 32 du moteur électrique 3 s’étend radialement autour du rotor 31, selon l’axe longitudinal X. De plus, le moteur électrique 3 comprend une paroi de moteur 30 entourant le stator 32. La paroi de moteur 30 peut être antidéflagrante et peut comporter de l’aluminium.As illustrated in the , the stator 32 of the electric motor 3 extends radially around the rotor 31, along the longitudinal axis X. In addition, the electric motor 3 comprises a motor wall 30 surrounding the stator 32. The motor wall 30 may be explosion-proof and may comprise aluminum.

Le moteur électrique 3 du système de gavage de carburant 1 peut se présenter, dans l’exemple des figures 2 et 3, sous la forme d’un moteur synchrone à aimants permanents, également désigné par l’acronyme « PMSM » pour « Permanent Magnets Synchronous Motor » en anglais, apte à être raccordé au réseau électrique par l’intermédiaire d’un organe de commande électronique 9, également désigné par l’acronyme « ECU » pour « Electronic Command Unit » en anglais.The electric motor 3 of the fuel booster system 1 may be in the example of FIGS. 2 and 3 in the form of a permanent magnet synchronous motor, also designated by the acronym “PMSM” for “Permanent Magnets Synchronous Motor” in English, capable of being connected to the electrical network via an electronic control unit 9, also designated by the acronym “ECU” for “Electronic Command Unit” in English.

Alternativement, le moteur électrique 3 peut se présenter sous la forme d’un moteur asynchrone adapté pour être directement raccordé au réseau électrique.Alternatively, the electric motor 3 may be in the form of an asynchronous motor suitable for direct connection to the electrical network.

Le fonctionnement du moteur électrique 3 est connu et n’est pas détaillé davantage.The operation of the electric motor 3 is known and is not detailed further.

L’invention est particulièrement adaptée pour un moteur électrique 3 alimenté par des hautes tensions électriques continues ou alternatives. En effet, la cavité pressurisée réduit de manière importante le risque d’apparition de décharges partielles en vol. Plus spécifiquement, la deuxième enceinte E2 permet, au cours du vol, de maintenir la pression atmosphérique au sol dans la cavité pressurisée, à savoir environ 1013HPa.The invention is particularly suitable for an electric motor 3 powered by high DC or AC electrical voltages. Indeed, the pressurized cavity significantly reduces the risk of partial discharges occurring in flight. More specifically, the second enclosure E2 makes it possible, during the flight, to maintain the atmospheric pressure on the ground in the pressurized cavity, namely approximately 1013 HPa.

Le moteur électrique 3 est ainsi préservé des faibles pressions observées en altitude, pouvant atteindre environ 100HPa à 16km d’altitude. Or, le risque d’apparition de décharges partielles augmente lorsque la pression diminue puisque, selon la loi de Paschen, le seuil de tension d’apparition des décharges partielle diminue avec la pression.The electric motor 3 is thus protected from the low pressures observed at altitude, which can reach approximately 100 HPa at an altitude of 16 km. However, the risk of partial discharges occurring increases when the pressure decreases since, according to Paschen's law, the voltage threshold for the occurrence of partial discharges decreases with pressure.

Il est précisé qu’une décharge partielle désigne une apparition d’un court-circuit partiel au sein des cavités présentes dans des isolants entre deux conducteurs électriques dû à la présence d’un fort champ électrique local ionisant un gaz conducteur présent entre les deux conducteurs.It is specified that a partial discharge designates the appearance of a partial short circuit within the cavities present in insulators between two electrical conductors due to the presence of a strong local electric field ionizing a conductive gas present between the two conductors.

L’invention trouve une application particulière, dans le domaine aéronautique, pour une tension supérieure à 320VDC, notamment supérieure à 530VDC, en particulier égale à 540VDC.The invention finds a particular application, in the aeronautical field, for a voltage greater than 320VDC, in particular greater than 530VDC, in particular equal to 540VDC.

Pour une tension alternative triphasée, l’invention trouve une application particulière, dans le domaine aéronautique, pour une tension supérieure à 203VAC, notamment supérieure à 220VAC, en particulier égale à 230VAC.For a three-phase alternating voltage, the invention finds a particular application, in the aeronautical field, for a voltage greater than 203VAC, in particular greater than 220VAC, in particular equal to 230VAC.

L’utilisation de telles hautes tensions présente l’avantage de réduire la masse des câbles électriques embarqués dans un aéronef mais présente un risque d’apparition de décharges partielles, que l’invention permet d’éviter. L’invention permet ainsi d’augmenter la sécurité en préservant l’isolant des conducteurs électriques du moteur électrique 3 et en réduisant le risque d’arc électrique. De plus, l’invention permet de tenir le moteur électrique 3 hors d’atteinte des zones carburant.The use of such high voltages has the advantage of reducing the mass of the electrical cables on board an aircraft but presents a risk of the occurrence of partial discharges, which the invention makes it possible to avoid. The invention thus makes it possible to increase safety by preserving the insulation of the electrical conductors of the electric motor 3 and by reducing the risk of electric arcing. In addition, the invention makes it possible to keep the electric motor 3 out of reach of the fuel zones.

L’invention convient également pour des moteurs électriques 3 alimentés par des tensions standards, à savoir des tensions continues inférieures ou égale à 270VDC ou des tensions alternatives inférieures ou égales à 115VAC.The invention is also suitable for electric motors 3 supplied by standard voltages, namely direct voltages less than or equal to 270VDC or alternating voltages less than or equal to 115VAC.

Les figures 2 et 4 illustrent une première forme de réalisation de l’invention dans laquelle la paroi de moteur 30 est fixée sur le corps de pompe 20, dans l’exemple présenté selon l’axe longitudinal X.Figures 2 and 4 illustrate a first embodiment of the invention in which the motor wall 30 is fixed to the pump body 20, in the example presented along the longitudinal axis X.

Le système de gavage 1 comprend également une paroi interne 5, en particulier fixée sur le corps de pompe 20, en particulier selon l’axe longitudinal X. La paroi interne 5 s’étend dans un espace délimité par le corps de pompe 20 et par la paroi de moteur 30. Dans une telle configuration, le paroi interne 5 délimite, notamment de part et d’autre selon l’axe longitudinal X, la première enceinte E1 et la deuxième enceinte E2. La paroi interne 5 s’étend, dans l’exemple présenté, de manière radialement intérieure par rapport à la paroi de moteur 30.The feeding system 1 also comprises an internal wall 5, in particular fixed to the pump body 20, in particular along the longitudinal axis X. The internal wall 5 extends in a space delimited by the pump body 20 and by the motor wall 30. In such a configuration, the internal wall 5 delimits, in particular on either side along the longitudinal axis X, the first enclosure E1 and the second enclosure E2. The internal wall 5 extends, in the example presented, radially inwardly relative to the motor wall 30.

Dans la première forme de réalisation illustrée aux figures 2 et 4, la première enceinte E1 est formée par le corps de pompe 20 et la paroi interne 5. La première enceinte E1 loge la pièce rotative 21 de la pompe de gavage, le rotor mené 4 et l’arbre 24 reliant la pièce rotative 21 et le rotor mené 4. La deuxième enceinte E2 est formée par la paroi interne 5 et la paroi de moteur 30. La deuxième enceinte E2 loge le rotor 31 et le stator 32 du moteur électrique 3, le rotor menant 6 et l’arbre 33 reliant le rotor menant 6 et le rotor 31 du moteur électrique 3.In the first embodiment illustrated in Figures 2 and 4, the first enclosure E1 is formed by the pump body 20 and the inner wall 5. The first enclosure E1 houses the rotating part 21 of the feed pump, the driven rotor 4 and the shaft 24 connecting the rotating part 21 and the driven rotor 4. The second enclosure E2 is formed by the inner wall 5 and the motor wall 30. The second enclosure E2 houses the rotor 31 and the stator 32 of the electric motor 3, the driving rotor 6 and the shaft 33 connecting the driving rotor 6 and the rotor 31 of the electric motor 3.

La paroi interne 5 est ainsi commune, selon l’exemple particulier de relation présenté, à la première enceinte E1 et à la deuxième enceinte E2. Plus particulièrement, la paroi interne 5 s’étend entre le rotor menant 6 et le rotor mené 4a couplés magnétiquement.The inner wall 5 is thus common, according to the particular example of relationship presented, to the first enclosure E1 and to the second enclosure E2. More particularly, the inner wall 5 extends between the driving rotor 6 and the driven rotor 4a magnetically coupled.

Dans la première forme de réalisation illustrée aux figures 2 et 4, la paroi de moteur 30 et la paroi interne 5 sont respectivement fixées sur le corps de pompe 20 par des organes de fixation 7, 8 assurant un assemblage étanche. Une telle configuration participe à former la cavité pressurisée de la deuxième enceinte E2.In the first embodiment illustrated in FIGS. 2 and 4, the motor wall 30 and the internal wall 5 are respectively fixed to the pump body 20 by fixing members 7, 8 ensuring a sealed assembly. Such a configuration helps to form the pressurized cavity of the second enclosure E2.

De tels organes de fixation 7, 8 sont par exemple des vis, de préférence complétées par un joint d’étanchéité, par exemple en fluorosilicone. Les organes de fixation 7, 8 sont de plus démontables pour former un assemblage étanche et démontable, afin de permettre de démonter notamment la deuxième enceinte E2 lors d’une opération de maintenance du moteur électrique 3.Such fixing members 7, 8 are for example screws, preferably completed by a sealing gasket, for example made of fluorosilicone. The fixing members 7, 8 are also removable to form a sealed and removable assembly, in order to allow the second enclosure E2 to be dismantled in particular during a maintenance operation of the electric motor 3.

Selon l’invention, il n’y a pas besoin de vidanger le carburant C de la première enceinte E1 qui reste en place pendant l’opération de maintenance. Le risque de fuite et de projection carburant C, selon les pompes de gavage de l’art antérieur, n’existe plus grâce à une présence de la paroi interne 5.According to the invention, there is no need to drain the fuel C from the first enclosure E1 which remains in place during the maintenance operation. The risk of fuel C leakage and projection, according to the prior art fuel pumps, no longer exists thanks to the presence of the internal wall 5.

La illustre une deuxième forme de réalisation de l’invention dans laquelle le système de gavage de carburant 1 comprend en outre un logement 11, également désigné par le terme canister, et une cartouche 10.There illustrates a second embodiment of the invention in which the fuel supply system 1 further comprises a housing 11, also referred to as the canister, and a cartridge 10.

Le logement 11 est fixé sur un réservoir 40 de carburant C, notamment sur une paroi du réservoir 40 de carburant C. Le logement 11 délimite une cavité ouverte, en particulier en forme de cloche, dans laquelle est monté le sous-ensemble hydraulique 2, le rotor mené 4 et l’arbre 24 reliant le sous-ensemble hydraulique 2, notamment la pièce rotative 21, et le rotor mené 4.The housing 11 is fixed to a fuel tank 40 C, in particular to a wall of the fuel tank 40 C. The housing 11 delimits an open cavity, in particular bell-shaped, in which the hydraulic subassembly 2, the driven rotor 4 and the shaft 24 connecting the hydraulic subassembly 2, in particular the rotating part 21, and the driven rotor 4 are mounted.

Le logement 11 comprend une ouverture d’entrée 12 et une ouverture de sortie 13, en particulier munies de clapets, aptes à permettre une circulation du carburant C dans le sous-ensemble hydraulique 2.The housing 11 comprises an inlet opening 12 and an outlet opening 13, in particular provided with valves, capable of allowing circulation of the fuel C in the hydraulic subassembly 2.

La cartouche 10 loge le rotor menant 6, le moteur électrique 3 et l’arbre 33 reliant le rotor menant 6 et le moteur électrique 3, notamment le rotor 31 du moteur électrique 3. De plus, la cartouche 10 peut également loger l’organe de commande électronique 9, tel que présenté sur la .The cartridge 10 houses the driving rotor 6, the electric motor 3 and the shaft 33 connecting the driving rotor 6 and the electric motor 3, in particular the rotor 31 of the electric motor 3. In addition, the cartridge 10 can also house the electronic control member 9, as shown in the .

La cartouche 10 est fixée sur le logement 11, notamment comme présenté sur l’exemple de la , selon l’axe longitudinal X. La cartouche 10 peut comporter de l’aluminium.The cartridge 10 is fixed on the housing 11, in particular as shown in the example of the , along the longitudinal axis X. The cartridge 10 may comprise aluminum.

Dans la deuxième forme de réalisation illustrée à la , le système de gavage 1 comprend, de façon similaire à la première forme de réalisation, une paroi interne 5, en particulier fixée sur le logement 11, en particulier selon l’axe longitudinal X. La paroi interne 5 s’étend dans un espace délimité par le logement 11 et la cartouche 10. Dans une telle configuration, le paroi interne 5 délimite, notamment de part et d’autre selon l’axe longitudinal X, la première enceinte E1 et la deuxième enceinte E2. La paroi interne 5 s’étend, dans l’exemple présenté, de manière radialement intérieure par rapport au logement 11.In the second embodiment illustrated in , the feeding system 1 comprises, in a manner similar to the first embodiment, an internal wall 5, in particular fixed to the housing 11, in particular along the longitudinal axis X. The internal wall 5 extends in a space delimited by the housing 11 and the cartridge 10. In such a configuration, the internal wall 5 delimits, in particular on either side along the longitudinal axis X, the first enclosure E1 and the second enclosure E2. The internal wall 5 extends, in the example presented, in a radially inward manner relative to the housing 11.

Dans la deuxième forme de réalisation illustrée sur la , la première enceinte E1 est formée par le logement 11 et la paroi interne 5. La deuxième enceinte E2 est formée par la paroi interne 5 et la cartouche 10.In the second embodiment illustrated in the , the first enclosure E1 is formed by the housing 11 and the internal wall 5. The second enclosure E2 is formed by the internal wall 5 and the cartridge 10.

De façon similaire à la première forme de réalisation, la paroi interne 5 est commune à la première enceinte E1 et à la deuxième enceinte E2. Plus particulièrement, la paroi interne 5 s’étend entre le rotor menant 6 et le rotor mené 4 couplés magnétiquement.Similar to the first embodiment, the inner wall 5 is common to the first enclosure E1 and the second enclosure E2. More particularly, the inner wall 5 extends between the magnetically coupled driving rotor 6 and the driven rotor 4.

De même que pour la première forme de réalisation, la cartouche 10 et la paroi interne 5c sont respectivement fixées sur le logement 11 par des organes de fixation 7, 8 assurant un assemblage étanche. Une telle configuration participe à former la cavité pressurisée de la deuxième enceinte E2,As with the first embodiment, the cartridge 10 and the internal wall 5c are respectively fixed to the housing 11 by fixing members 7, 8 ensuring a sealed assembly. Such a configuration helps to form the pressurized cavity of the second enclosure E2,

De tels organes de fixation 7, 8 sont, par exemple, des vis, de préférence complétées par un joint d’étanchéité, par exemple en fluorosilicone. Les organes de fixation 7, 8 sont de plus démontables pour former un assemblage étanche et démontable, afin de permettre de démonter notamment la deuxième enceinte E2 lors d’une opération de maintenance du moteur électrique 3.Such fixing members 7, 8 are, for example, screws, preferably completed by a sealing gasket, for example made of fluorosilicone. The fixing members 7, 8 are also removable to form a sealed and removable assembly, in order to allow the second enclosure E2 to be dismantled in particular during a maintenance operation of the electric motor 3.

Selon un aspect de l’invention, le rotor mené 4 et le rotor menant 6 sont de type à aimants permanents. Alternativement, le rotor mené 4 et le rotor menant 6 comportent un matériau ferromagnétique à hystérésis. Le rotor mené 4 et le rotor menant 6 peuvent également comporter une structure en matériau magnétique tel que l’inox.According to one aspect of the invention, the driven rotor 4 and the driving rotor 6 are of the permanent magnet type. Alternatively, the driven rotor 4 and the driving rotor 6 comprise a ferromagnetic material with hysteresis. The driven rotor 4 and the driving rotor 6 may also comprise a structure made of a magnetic material such as stainless steel.

La paroi interne 5 peut comporter un matériau amagnétique, en particulier le polyétheréthercétone.The internal wall 5 may comprise a non-magnetic material, in particular polyetheretherketone.

Les figures 5, 6 et 7 sont des représentations en perspective éclatée d’un accouplement de la pièce rotative 21 du sous-ensemble hydraulique 2 au rotor 31 du moteur électrique 3 selon trois formes de réalisation de l’invention. Plus particulièrement, les figures 5, 6 et 7 illustrent trois configurations possibles pour le rotor mené 4, la paroi interne 5 et le rotor menant 6.Figures 5, 6 and 7 are exploded perspective views of a coupling of the rotating part 21 of the hydraulic subassembly 2 to the rotor 31 of the electric motor 3 according to three embodiments of the invention. More particularly, Figures 5, 6 and 7 illustrate three possible configurations for the driven rotor 4, the inner wall 5 and the driving rotor 6.

Dans la configuration de la , le rotor mené 4 s’étend de manière radialement intérieure par rapport au rotor menant 6 selon l’axe longitudinal X.In the configuration of the , the driven rotor 4 extends radially inwardly relative to the driving rotor 6 along the longitudinal axis X.

Dans la configuration de la , le rotor menant 6 s’étend de manière radialement intérieure par rapport au rotor mené 4 selon l’axe longitudinal X.In the configuration of the , the driving rotor 6 extends radially inwardly relative to the driven rotor 4 along the longitudinal axis X.

Pour les configurations des figures 5 et 6, l’accouplement magnétique est radial. La paroi interne 5 comprend, de préférence, une forme de cloche.For the configurations of Figures 5 and 6, the magnetic coupling is radial. The inner wall 5 preferably comprises a bell shape.

Dans la configuration de la , l’accouplement magnétique est axial selon l’axe longitudinal X, la paroi interne 5 ayant de préférence une forme de disque, tel que présenté sur la , ou de cloche, telle que présentée sur la .In the configuration of the , the magnetic coupling is axial along the longitudinal axis X, the internal wall 5 preferably having a disc shape, as shown in the , or bell, as shown on the .

Les configurations des figures 5, 6 et 7 sont compatibles chacune avec les deux formes de réalisation des figures 2 à 4.The configurations of Figures 5, 6 and 7 are each compatible with the two embodiments of Figures 2 to 4.

En référence à la , un procédé d’utilisation d’un système de gavage de carburant 1 selon l’une quelconque des formes de réalisation décrites comporte au moins :

  • une étape d’alimentation, au cours de laquelle le moteur électrique 3 est alimenté électriquement, notamment à partir d’une commande de débit de carburant C, notamment de l’organe de commande électronique 9 ;
  • une étape d’entraînement du moteur, au cours de laquelle le rotor 31 du moteur électrique 3 est entraîné magnétiquement en rotation ;
  • une étape d’entraînement du rotor menant, au cours de laquelle le rotor menant 6 est entraîné mécaniquement dans la deuxième enceinte E2 ; et
  • une étape d’entraînement du rotor mené, au cours de laquelle le rotor mené 4 est entraîné magnétiquement en rotation dans la première enceinte E1 à partir de la rotation du rotor menant 6 dans la deuxième enceinte E2.
In reference to the , a method of using a fuel booster system 1 according to any of the described embodiments comprises at least:
  • a power supply step, during which the electric motor 3 is electrically powered, in particular from a fuel flow control C, in particular from the electronic control member 9;
  • a motor drive step, during which the rotor 31 of the electric motor 3 is magnetically driven in rotation;
  • a driving rotor drive step, during which the driving rotor 6 is mechanically driven in the second enclosure E2; and
  • a driven rotor driving step, during which the driven rotor 4 is magnetically driven into rotation in the first enclosure E1 from the rotation of the driving rotor 6 in the second enclosure E2.

Par suite, le rotor mené 4 entraîne la pièce rotative 21 de la pompe de gavage pour faire circuler le carburant C de l’ouverture d’entrée 12 vers l’ouverture de sortie 13, afin d’obtenir un débit de carburant C commandé.As a result, the driven rotor 4 drives the rotating part 21 of the fuel pump to circulate the fuel C from the inlet opening 12 to the outlet opening 13, in order to obtain a controlled fuel flow rate C.

Claims (11)

Système de gavage de carburant (1) pour un circuit de carburant (C), notamment d’une turbomachine d’aéronef, comprenant :
  • un sous-ensemble hydraulique (2) comprenant une pièce rotative (21), apte à générer une circulation du carburant (C), montée dans une première enceinte (E1), et
  • un moteur électrique (3), apte à entraîner le sous-ensemble hydraulique (2),
  • le système de gavage de carburant (1) étantcaractérisé en ce qu’il comprend un rotor mené (4) couplé mécaniquement à la pièce rotative (21) du sous-ensemble hydraulique (2) et monté dans la première enceinte (E1), et un rotor menant (6) couplé mécaniquement à un rotor (31) du moteur électrique (3) et monté dans une deuxième enceinte (E2), le rotor menant (6) et le rotor mené (4) étant couplés magnétiquement.
Fuel feeding system (1) for a fuel circuit (C), in particular of an aircraft turbomachine, comprising:
  • a hydraulic subassembly (2) comprising a rotating part (21), capable of generating a circulation of the fuel (C), mounted in a first enclosure (E1), and
  • an electric motor (3), capable of driving the hydraulic subassembly (2),
  • the fuel feeding system (1) being characterized in that it comprises a driven rotor (4) mechanically coupled to the rotating part (21) of the hydraulic subassembly (2) and mounted in the first enclosure (E1), and a driving rotor (6) mechanically coupled to a rotor (31) of the electric motor (3) and mounted in a second enclosure (E2), the driving rotor (6) and the driven rotor (4) being magnetically coupled.
Système de gavage de carburant (1) selon la revendication 1, dans lequel la deuxième enceinte (E2) est fermée de manière étanche au carburant (C), définissant notamment une cavité pressurisée.Fuel feeding system (1) according to claim 1, in which the second enclosure (E2) is sealed against the fuel (C), in particular defining a pressurized cavity. Système de gavage de carburant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une paroi interne (5) étanche au carburant (C) est intercalée entre le rotor menant (6) et le rotor mené (4), en particulier commune à la première enceinte (E1) et à la deuxième enceinte (E2).Fuel feeding system (1) according to any one of the preceding claims, in which an internal wall (5) impervious to the fuel (C) is interposed between the driving rotor (6) and the driven rotor (4), in particular common to the first enclosure (E1) and to the second enclosure (E2). Système de gavage de carburant (1) selon la revendication 3, dans lequel :
  • le sous-ensemble hydraulique (2) comprend un corps de pompe (20) entourant la pièce rotative (21), la paroi interne (5) étant fixée de manière étanche sur le corps de pompe (20) de manière à former la première enceinte (E1), et/ou
  • le moteur électrique (3) comprend une paroi de moteur (30) entourant le rotor (31) et un stator (32) du moteur électrique (3), la paroi de moteur (30) étant fixée de manière étanche sur la première enceinte (E1) de manière à former la deuxième enceinte (E2).
Fuel feeding system (1) according to claim 3, wherein:
  • the hydraulic subassembly (2) comprises a pump body (20) surrounding the rotating part (21), the internal wall (5) being fixed in a sealed manner to the pump body (20) so as to form the first enclosure (E1), and/or
  • the electric motor (3) comprises a motor wall (30) surrounding the rotor (31) and a stator (32) of the electric motor (3), the motor wall (30) being fixed in a sealed manner to the first enclosure (E1) so as to form the second enclosure (E2).
Système de gavage de carburant (1) selon la revendication 3, dans lequel :
  • le sous-ensemble hydraulique (2) s’étend dans un logement (11), la paroi interne (5) étant fixée de manière étanche sur le logement (11) de manière à former la première enceinte (E1), et/ou
  • le moteur électrique (3) s’étend dans une cartouche (10), la cartouche (10) étant fixée de manière étanche sur la première enceinte (E1) de manière à former la deuxième enceinte (E2).
Fuel feeding system (1) according to claim 3, wherein:
  • the hydraulic subassembly (2) extends in a housing (11), the internal wall (5) being fixed in a sealed manner to the housing (11) so as to form the first enclosure (E1), and/or
  • the electric motor (3) extends into a cartridge (10), the cartridge (10) being fixed in a sealed manner to the first enclosure (E1) so as to form the second enclosure (E2).
Système de gavage de carburant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moteur électrique (3) est alimenté électriquement en haute tension continue ou alternative, de préférence en une tension continue supérieure à 320VDC ou une tension alternative supérieure à 203VAC.Fuel feeding system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the electric motor (3) is electrically supplied with high direct or alternating voltage, preferably with a direct voltage greater than 320VDC or an alternating voltage greater than 203VAC. Système de gavage de carburant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième enceinte (E2) est antidéflagrante.Fuel feeding system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the second enclosure (E2) is explosion-proof. Système de gavage de carburant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième enceinte (E2) est fixée contre la première enceinte (E1), notamment par des organes de fixation (7, 8) démontables.Fuel feeding system (1) according to any one of the preceding claims, in which the second enclosure (E2) is fixed against the first enclosure (E1), in particular by removable fixing members (7, 8). Système de gavage de carburant (1) selon la revendication 8, dans lequel les organes de fixation (8) sont associés à au moins un joint d’étanchéité.Fuel feeding system (1) according to claim 8, in which the fixing members (8) are associated with at least one seal. Turbomachine d’aéronef comprenant un circuit de carburant (C) comprenant un système de gavage de carburant (1) selon l’une des revendications précédentes.Aircraft turbomachine comprising a fuel circuit (C) comprising a fuel boosting system (1) according to one of the preceding claims. Procédé d’utilisation en vol d’une turbomachine d’aéronef selon la revendication 10, dans lequel le rotor (31) du moteur électrique (3) du système de gavage de carburant (1) entraîne, depuis la deuxième enceinte (E2) définissant une cavité pressurisée, la pièce rotative (21) du sous-ensemble hydraulique (2) via le rotor menant (6) et le rotor mené (4) couplés magnétiquement.Method of using an aircraft turbomachine in flight according to claim 10, in which the rotor (31) of the electric motor (3) of the fuel supply system (1) drives, from the second enclosure (E2) defining a pressurized cavity, the rotating part (21) of the hydraulic subassembly (2) via the driving rotor (6) and the driven rotor (4) magnetically coupled.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040109773A1 (en) * 2002-12-06 2004-06-10 Hitachi Unisia Automotive, Ltd. Fuel supply unit
US20150267704A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 Fuglesangs Subsea As Sealed magnetic drive for rotary machine
FR3066178A1 (en) * 2017-05-09 2018-11-16 Gulfstream Aerospace Corporation FUEL SYSTEM FOR AN AIRCRAFT
BE1028023A1 (en) * 2020-01-31 2021-08-24 Safran Aero Boosters Pumping set

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040109773A1 (en) * 2002-12-06 2004-06-10 Hitachi Unisia Automotive, Ltd. Fuel supply unit
US20150267704A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 Fuglesangs Subsea As Sealed magnetic drive for rotary machine
FR3066178A1 (en) * 2017-05-09 2018-11-16 Gulfstream Aerospace Corporation FUEL SYSTEM FOR AN AIRCRAFT
BE1028023A1 (en) * 2020-01-31 2021-08-24 Safran Aero Boosters Pumping set

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