Brevet FR2475628A1 — publié le 19810814

1. La présente invention concerne les entrées d'air des moteurs à turbine à gaz. Les moteurs à turbine à gaz destinés à propulser les hélicoptères comportent en général des entrées d'air appropriées à séparer les matières particulaires de l'air qui pénétrera ensuite dans le moteur. Une forme usuelle d'entrée d'air permettant d'atteindre ce but comporte une manche ou conduit définissant l'entrée d'air moteur et un corps central placé en amont de cette manche. Ce corps central comporte une face convexe en forme de calotte dirigée vers l'amont et de plus grand diamètre que l'entrée d'air moteur. L'air qui pénétrera dans l'entrée d'air moteur doit d'abord suivre un itinéraire sinueux autour du corps central. La force vive des matières particulaires éventuellement entraînées par l'air tend à les chas- ser loin de l'entrée d'air moteur au lieu de suivre le même itinéraire sinueux que l'air. Si l'air aspiré par le moteur véhicule en outre des gouttelettes d'eau, une partie de ces gouttelettes sera chassée loin de l'entrée d'air moteur comme les matières particulaires, mais le reste de ces goutte- lettes viendra frapper le corps central et se frac- tionnera en une multitude de gouttelettes plus fines qui, du fait des forces de tension superficielle, au- ront tendance à adhérer au corps central pour finir par s 'couler dans l'entrée d'air moteur. Ce phéno- mène est très fâcheux s'il s'agit de gouttelettes d'eau de mer dont la présence à l'intérieur du moteur entraIne fatalement une accélération de la corrosion des parties constitutives du moteur o 2. La présente invention a donc pour objet de réaliser une entrée d'air pour moteur à turbine à gaz plus efficace à chasser les gouttelettes d'eau loin de l'entrée d'air moteur L'entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon la présente invention comporte un corps central et une manche définissant une entrée d'air moteur, tous deux de section transversale circulaire, une partie au moins dudit corps central étant placée en amont de ladite manche et coaxialement à elle, ladite partie au moins unique du corps central ayant un diamètre supérieur à celui de la manche et étant pourvue d'or- ganes appropriés, pendant le fonctionnement du moteur, à réunir en gouttelettes tout liquide venant frapper la surface du corps central pour s'écouler ensuite sur elle puis à projeter les gouttelettes ainsi formées depuis le corps central jusque dans le courant d'air passant sur ce dernier pendant le fonctionnement du moteur, lesdits organes de réunion et de projection de liquide étant appropriés à réunir le liquide en gouttelettes d'une masse telle que chaque gouttelette projetée suivra une trajectoire évitant l'entrée d'air moteur Dans la présente description, les termes "amont" et "aval" s'entendent par rapport à l'écoulement d'air franchissant, pendant le fonctionnement, l'entrée d'air de moteur à turbine à gaz selon l'invention De préférence, les organes appropriés à réunir le liquide en gouttelettes et à projeter ces gouttelet- tes liquides ainsi formées comporteront un élément 3. circonférentiel perforé stétendant radialement vers l'extérieur denuis la partie de plus grand diamètre du corps central, et un élément formant gradin circon- férentiel immédiatement en aval de l'élément perforé, ledit élément perforé et ledit élément en gradin étant respectivement appropriés, pendant le fonctionnement du moteur, le premier à réunir le liquide en goutte- lettes d'une masse requise, et le second à projeter loin du corps central les gouttelettes ainsi formées De préférence, les ouvertures de l'élément perforé comporteront une pluralité de fentes s'étendant'cha- cune perpendiculairement à l'axe du corps central. De préférence, l'élément perforé comportera une plu- ralité d'organes saillants équidistants, chaque fente de l'élément étant définie par deux organes contigus Ces organes saillants pourront Otre conformés de façon que les parties d'organes contigus dirigées vers l'a- mont définissent des parcours convergeant vers la fente correspondante De préférence, la manche définissant l'entrée d'air moteur sera entourée d'un capot avec lequel elle dé- finira un conduit annulaire de dérivation du moteur De préférence, ce conduit de dérivation du moteur se- ra placé de façon que les gouttelettes liquides for- mées, projetées loin du corps central pendant le fonctionnement du moteur, pénétreront dans ledit con- duit de dérivation. 4. De préférence, le capot entourera en outre au moins une partie de plus grand diamètre du corps central de façon à définir entre eux un passage annulaire d'écoulement d'air ,L'invention est décrite ci-après en détail en se ré- férant à un exemple préféré, non limitatif, de réali- sation représenté sur les dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est une vue de c8té, partiellement en coupe, d'une entrée d'air de moteur à turbine à gaz selon la présente invention; - la figure 2 est une vue, à plus grande échelle, d'une partie du corps central de l'entrée d'air de moteur à turbine à gaz de la figure 1; et' - la figure 3 est une coupe transversale selon la ligne A-A de la figure 2 L'entrée d'air 10 de moteur à turbine à gaz, repré- sentée à la figure 1, comporte un capot extérieur 11 renfermant un corps central 12 et une manche 13 dé- finissant l'entrée d'air moteur 14. le capot 11, le corps central 12 et la manche 13 ont tous les trois une section transversale de forme circulaire Le corps central 12 est placé coaxialement à l'inté- rieur de la manche 13 et son diamètre augmente pro- gressivement de droite à gauche (quand on regarde la figure 1) à mesure qu'il émerge de la manche 13, jus- qu'à ce qu'il atteigne une valeur maximale en 15 o ce diamètre est plus grand que celui de la manche 13 o 5. Puis ce diamètre du corps 12 décroft progressivement de façon à définir une face de forme générale con- vexe en calotte sphérique 16. La lèvre 17 de la manche 13 s'évase vers l'extérieur de façon à épouser la forme divergente du corps central 12. Le capot 11 comporte une zone 18 de plus grand dia- mètre pour s'adapter à la partie 15 de diamètre ma- ximal du corps central 12. De cette façon, lorsque le moteur fonctionne, l'air pénétrant dans le capot 11 dans le sens indiqué par la flèche B doit d'abord suivre un itinéraire sinueux autour du corps central 12 avant de pénétrer dans l'entrée d'air moteur 14. Lorsque cet air franchit la partie de diamètre maxi- mal 15 du corps central 12, il s'écoule radialement vers l'intérieur en étant asriré dans l'entrée d'air moteur 14. La force vive des matières particulaires éventuellement véhiculées par cet air tend à dévier ces particules de l'itinéraire d'écoulement de l'air et à leur faire suivre une trajectoire évitant l'en- trée d'air moteur 14. En fait, la trajectoire des matières particulaires les mène à un conduit de déri- vation 19 défini entre le capot 11 et la manche 13. Ce conduit de dérivation 19 s'étend sur toute la lon- gueur du moteur à turbine à gaz (non représenté) a- vant de déboucher dans le flux d'échappement du mo- teur. De cette façon, toute matière particulaire véhiculée par l'air pénétrant dans le capot 11 est séparée de ce courant d'air et transférée dans le flux d'échappement du moteur 6. Si l'air pénétrant dans le capot 11 véhicule des gouttelettes d'eau, une partie de celles-ci viendra frapper la face 16 du corps central 12 et se frac- tionnera en un grand nombre de gouttelettes plus petites. Du fait des forces de tension superficielle, ces gouttelettes plus petites tendent à adhérer à cette face 16 et à s'écouler vers la partie de plus grand diamètre 15 du corps central 12. Mais en 15 elles rencontrent une paroi s'étendant radialement 20 constituée par une pluralité d'organes saillants équi- distants 21. Chacun de ces éléments 21, plus apparents sur la fi- gure 2, ont une section de forme générale en V dont le sommet est dirigé vers l'amont. Ils sont répartis autour du corps central 12 de façon que leurs faces tournées vers l'amont 22 définissent des parcours convergents 23 pour l'écoulement de gouttelettes d'eau provenant de la face 16 du corps central Ils sont en outre espacés les uns des autres de façon que deux éléments 21 contigus définissent entre eux une fente 24 au point de convergence de chaque par- cours 23. Les parcours convergents 23 coopèrent avec les fentes 24 pour rassembler les petites gout- telettes d'eau en gouttes de plus grandes dimensions qui sortiront des fentes 24 vers l'aval, comme le montre la figure 2 Pour faciliter l'immixion de ces grosses gouttes dans le courant d'air franchissant le corps central 12, ce dernier présente un gradin circulaire 25 immédia- tement en aval de la paroi 20 (figure 3). 7. Ce gradin 25 sert à projeter les grosses gouttes du corps central 12 dans le courant d'air. Les dimen- sions des fentes 24 sont établies de façon que les grosses gouttes aient une masse telle que, lorsqu'el- les sont projetées du corps central 12, elles suivent une trajectoire semblable à celle des matières parti- culaires les conduisant dans le conduit de dérivation 19 en évitant l'entrée d'air moteur 14. Bien que la présente invention ait été décrite en se basant sur une paroi 20 comportant des fentes, il est évident qu'elle s'appli-ue également à des éléments ajourés d'une autre forme pour le rassemblement des gouttelettes d'eau et qu'en outre d'autres organes qu'un élément en gradin pourront être utilisés pour la projection, loin du corps central 12, des gouttes de grandes dimensions. 8. REVENDICATIONS 1. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz, compor- tant un corps central (12) et une manche (13) dé- finissant une-entrée d'air moteur (14), tous deux de section transversale circulaire, une partie au moins dudit corps central étant placée en amont de ladite manche et coaxialement à elle, ladite par- tie au moins unique du corps central ayant un dia- mètre supérieur à celui de la manche, caractérisée en ce que ledit corps central (12) est pourvu d'or- ganes (20, 25) appropriés, pendant le fonctionne- ment du moteur, à réunir en gouttelettes tout li- quide venant frapper la surface du corps central (12) pour s'écouler ensuite sur ladite surface, puis à projeter les gouttelettes ainsi formées depuis le corps central (12) jusque dans le courant d'air passant sur ledit corps central (12) pendant le fonctionnement du moteur, lesdits organes de réunion (20) et de projection (25) de liquide étant appropriés à réunir le liquide en gouttelettes d'une masse telle que chaque gouttelette projetée suivra une trajectoire évitant l'entrée d'air mo- teur (14) 2. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon la. Revendication 1, caractérisée en ce que les organes (20, 25) appropriés à réunir le liquide en goutte- lettes et à projeter ces gouttelettes liquides ain- si formées comprennent un élément circonférentiel perforé (20) s'étendant radialement vers-l'exté- rieur depuis la partie de plus grand diamètre (15) du corps central (12), et un élément formant gradin 9.- circonférentiel (25) immédiatement en aval de l'é- lément perforé (20), ledit é61ément perforé (20) et ledit élément en gradin (25)étant respectivement appropriés, pendant le fonctionnement du moteur, le premier (20) à réunir le liquide en gouttelettes d'une masse requise, et le second (25) à projeter loin du corps central (12) les gouttelettes ainsi formées. 3. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon la Revendication 2, caractérisée en ce que l'élément perforé (20) comporte une pluralité de fentes (24) s'étendant chacune perpendiculairement à l'axe du corps central (12). 4. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon la Revendication 3, caractérisée en ce que l'élément perforé \20) comporte une pluralité d'organes sail- lants équidistants (21), chaque fente (24) de l'é- lément (20) étant définie par deux organes (21) contigus. 5. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon la Revendication 4, caractérisée en ce que les organes saillants (21) sont conformés de façon que les par- ties (22) d'organes (21) contigus dirigées vers l'amont définissent des parcours (23) convergeant vers la fente (24) correspondante. 10. 6. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon une quelconque des Revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce que la manche (13) définissant l'entrée d'air moteur (14) est entourée d'un capot (11) avec lequel elle définira un conduit annulaire de dérivation du moteur (19) 7. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon la Revendication 6, caractérisée en ce que le conduit de dérivation du moteur (19) est placé de façon que les gouttelettes liquides formées, projetées loin du corps central (12.) pendant le fonctionne- ment du moteur, pénètrent dans ledit conduit de dérivation (19) 8. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon une quelconque des Revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que le capot (11) entoure en outre ladite partie au moins unique de plus grand diamètre du corps central (12) de façon à définir entre eux un passage annulaire d'écoulement d'air.