Brevet FR2475627A1 — publié le 19810814

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 peuvent comporter des entrées d'air ap- propriées à séparer les matières particulaires de l'air qui pénètrera 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 pénètrera 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 lair 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, auront tendance à adhérer au corps central pour fi- nir par s'écouler dans l'entrée d'air moteur. Ce phénomène est très fâcheux s'il s'agit de goutte- lettes d'eau de mer dont la présence à l'intérieur du moteur entraîne fatalement une accélération de la corrosion des parties constitutives du moteur 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 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, coaxialement à elle et comportant au moins une partie de plus grand diamètre que cette manche, ladite partie au moins unique du corps cen- tral étant pourvue d'un organe de drainage communi- quant avec l'intérieur du corps central et placé sur ce dernier de façon qu'en cours de fonctionnement une partie au moins des gouttelettes liquides,venant éventuellement frapper la surface du corps central - pour s'écouler ensuite sur elle, passeront par ledit organe de drainage pour pénétrer à l'intérieur du corps central, ledit corps central étant luimême pourvu d'un organe drainant ce liquide de l'intérieur du corps central vers un point éloigné de 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'zir de moteur à turbine à gaz selon l'invention De préférence, l'organe de drainage s'étendra circon- férentiellement, au moins en partie. De préférence, l'organe de drainage s'étendra circon- férentiellement sur la plus grande partie de sa lon- gueur, la partie restante non circonférentielle joi- gnant les extrémités de la partie circonférentielle, les parties de l'organe de drainage s'étendant circon- férentiellement et non cironférentiellement étant pla- cées sur le corps central de façon qu'en cours de fonctionnement le liquide passant par cet organe de drainage pour pénétrer dans le corps central ne re- vienne pas à la surface du corps central par l'organe de drainage sous l'action de la pesanteur. De préférence, le corps central comportera une partie s 'étendant dans la manche définissant l'entrée d'air moteur de façon que cette dernière ait une forme es- sentiellement annulaire. De préférence, le corps central sera pourvu d'un or- gane approprié & diminuer la pression de l'air dans le corps central de façon à améliorer l'écoulement du liquide dans l'organe de drainage. Cet organe réducteur de la pression d'air dans le corps central pourra comporter une pluralité d'ouver- tures ménagées dans Ledit corps central et faisant communiquer l'entrée d'air annulaire avec l'intérieur du corps central. 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, l'organe drainant le liquide depuis l'intérieur du corps central comportera un conduit de drainage joignant l'intérieur du corps central à ce conduit annulaire de dérivation du moteur, ledit conduit de drainage étant placé de façon que ce li- quide s'écoule dans le conduit de dérivation du moteur sous l'action de la pesanteur. De préférence, le capot entourera en outre au moins la partie du corps central de plus grand diamètre de façon à définir entre eux un passage annulaire d'é- coulement. 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; et la figure 2 est une vue, dans le sens de la flèche A de la figure 1, du corps central de l'entrée d'air moteur de cette figure 1 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. Une partie 15 du corps centrai 12 est placée à l'in- ter;eur de la manche 13, en sorte que l'entrée d'air 14 a Lue forme annulaire. Le diamètre du corps cen- tral 12 augmente progressivement de droite à gauche (quand on regarde la figure 1) à mesure qu'il émerge de la manche 13, jusqu'à ce qu'il atteigne une valeur maximale en 16 o ce diamètre est plus grand que ce- lui de la manche 13. Puis ce diamètre du corps 12 décroît progressivement de façon à définir une face de forme générale convexe en calotte sphérique 17. La lèvre 18 de la manche 13 s'évase vers l'extérieur de façon à épouser la forme divergente du corps cen- tral 12 Le capot 11 comporte une zone 19 de plus grand dia- mètre pour s'adapter à la partie 16 de diamètre maxi- mal 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 20 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 16 du corps central 12, il s'écoule radialement vers l'intérieur en étant aspiré dans l'entrée d'air moteur 14. La foce 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 dé- rivation 21 défini entre le capot 1i et la manche 13 Ce conduit de dérivation 21 s'étend sur toute la lon- gueur du moteur à turbine à gaz (non représenté) avant 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. Si l'air pénétrant dans le capot 11 véhicule des gouttelettes d'eau, une partie de celles-ci viendra frapper la face 17 du corps central 12 et se frac- tionnera en un grand nombre de gouttelettes plus pe- tites. Du fait des forces de tension superficielle, ces gouttelettes plus petites tendent à adhérer à cette face 17 et à s'écouler vers la partie de plus grand diamètre 16 du corps central 12. Mais, immé- diatement en amont de cette partie de plus grand diamètre 16 du corps central 12, elles rencontrent un organe de drainage 22 dont la plus grande partie 22a occupe la circonférence de la zone supérieure du corps central 12 tandis que la partie restante 22b joint les extrémités de cette plus grande partie 22a. L'organe de drainage 22 conduit l'eau dans l'intérieur du corps central 12. Pour empocher l'eau de s'écouler de la zone inférieure du corps central 12 sous l'action de la pesanteur, la partie plus pe- tite 22b de l'organe de drainage ne suit pas la cir- conférence du corps central mais décrit un arc de cercle convexe sur la zone inférieure de la face 17 De l'intérieur du corps central 12, l'eau s'Ccoule sous l'action de la pesanteur par un conduit de drai- nage 24 fr nchissant l'entrée annulaire d'air moteur 14 de façon à faire communiquer l'intérieur du corps central 12 avec le conduit de dérivation 21. De cette façon, l'eau collectée à l'intérieur ducorps central 12 sera entraînée dans le conduit de dériva- tion 21 d'o elle sera chassée dans le flux d'échap- pement du moteur Pour assurer que la plus grande quantité d'eau pos- sible sera attirée à l'intérieur du corps central 12, on diminue la pression [e l'air à l'intérieur de ce dernier pour que l'eau se trouve aspirée par l'organe de drainage 22. Cette diminution de la pression d'air est produite par une série d'ouvertures 25 mé- nagées autour de la partie du corps central placée à l'intérieur de la manche 13. Lorsque le moteur fonctionne, le courant d'air passant par l'entrée annulaire d'air moteur 14 induit un courant d'air secondaire provenant de l'intérieur du corps central 12 et passant par les ouvertures 25 - REVENDICATIONS 1. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz, compor- tant un corps central et une manche(13)-définissant 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 man- che, coaxialement à elle et comportant au moins une partie de plus grand diamètre que cette manche, caractérisée en ce qu'une partie au moins du corps central (12) est pourvue d'un organe de drainage (22) communiquant avec l'intérieur du corps cen- tral (12) et placé sur ce dernier de façon qu'en cours de fonctionnement une partie au moins des gouttelettes liquides, venant éventuellement frap- per la surface du corps central (12) pour s'écouler ensuite sur cette surface, passeront par ledit or- gane de drainage (22) pour pénétrer à l'intérieur du corps central (12), ledit corps central (12) étant lui-même pourvu d'un organe (24) drainant ce liquide de l'intérieur du corps central (12) vers un point (21) éloigné de l'entrée d'air mo- teur (14) 2. Entrée dtair pour moteur à turbine à gaz selon la Revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de drainage (22) s'étend, au moins partiellement, circonférentiellement. 3. Entrée d'lir pour moteur à turbine à gaz selon la Revendication 2, caractérisée en ce que l'organe de drainage (22) s'étend circonférentiellement sur la plus grande partie (22a) de sa longueur, la par- tie restante (22b) s'étendant non circonférentiel- lement et joignant les extrémités de la partie cir- conférentielle (22a), les parties de l'organe de drainage s'étendant circonférentiellement et non circonférentiellement (22a et 22b) étant placées sur le corps central (12) de façon qu'en cours de fonctionnement le liquide passant par cet organe de drainage (22) pour pénétrer dans le corps cen- -ral (12) ne revienne pas à la surface du corps central (12) par l'organe de drainage (22) sous l'action de la pesanteur. 4. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon une quelconque des Revendications 1, 2 ou 3, caracté- risée en ce que le corps central (12) comporte une partie (15) s'étendant dans la manche (13) de fa- çon que l'entrée d'air moteur (14) ait une forme essentiellement annulaire. 5. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon une quelconque des Revendications 1, 2, 3 ou 4, carac- térisée en ce que le corps central (12) est pourvu d'un organe (25) approprié à diminuer la pression de l'air dans ledit corps central de façon à amé- liorer l'écoulement du liquide dans l'organe de drainage (22). ?475627 6. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon la Revendication 5, en tant que dépendant de la Reven- dication 4, caractérisée en ce que l'organe (25) réducteur de la pression d'air dans le corps cen- tral (12), comporte une pluralité d'ouvertures (25) ménagées dans ledit corps central (12) et faisant communiquer l'entrée d'air annulaire (14) avec l'intérieur du corps central (12) 7. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon une quelconque des Revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisée en ce que la manche (13) définissant l'entrée d'air moteur (14) est entourée d'un capot (11) avec lequel elle définit un conduit annulaire de dérivation (21) du moteur. 8. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon la Revendication 7, caractérisée en ce que l'organe (24) drainant le liquide depuis l'intérieur du corps central comporte un conduit de drainage (24) joignant l'intérieur du corps central (12) au conduit de dérivation (21) du moteur X 9. Entrée d'air pour moteur à turbine à gaz selon la Revendication 7, caractérisée en ce qu'en outre le capot (11) entoure au moins la partie du corps central (12) de plus grand diamètre de façon à dé- finir entre eux un passage annulaire d'écoulement