Brevet FR2508551A1 — publié le 19821231

La présente invention a pour objet un dispositif méca nique permettant de faire varier le taux de dilution des réacteurs. Le secteur teennique de l'invention est celui des réac teari d'aviation. A titre d'exemple, on a représente sur la figure A, la coupe longitudinale schématique d'un réacteur double flux qui comprend une entre d'air (1), un compresseur basse pression (BP,2), destiné à assumer une première compression de l'air entrant, dont une partie qat envoyée dans le compresseur haute pression (HP,3), et l'autre partie vers l'arrière du réacteur sous forme d'un flux basse pression (BP,7). L'air compressé par le compresseur 3, est envoyé sous forme d'un flux haute pression (HP,8) vers la-chambre de combustion annulaire 4. Les gaz brûlés passent ensuite par une turbine 5. Un dispositif de post-combustion 6, brûle l'oxygène encore existant dans le mélange gazeux. Pour apprécier la portée de la présente invention, il iaut savoir que l'on appelle taux de dilution, le rapport entre de débit d'air du flux BP 7 et du flux HP 8. Lorsque ce rapport est faible, les performances du réac teur et de l'avion qu'il propulse sont moins bonnes à basse altitude qu'd haute altitude. Lorsque ce rapport est élevé, les performances sont moins bonnes a haute altitude, qu'à faible altitude. En conséquence pour obtenir les meilleures performances quelle que soit l'altitude, 1' idéal, serait de faire varier le taux de dilution. O'?$t ce que permet le présent dispositif, qui est illustres par la fifre B. antre les flux BP 7 et HP 8, qui sont bien évidemment séparés par une enveloppe annulaire étanche 10, on crée un flux intermédiaire 9, séparé du ,lux HP 8 par l'enveloppe existante 10, et i lux BP 7 par une nouvelle enveloppe annulaire 11, qui est fermée vers l'avant du réacteu., et ouverte vers l'arrière du réacteur. Une ou plusieurs ouvertures annulaires (12) sont créés dans l'enveloppe 10 entre la partie avant du compresseur HP 3, et l'arrivée du flux 8 à la chambre de combustion 4. Sur la figure B on n'a représenté qu'une seule ouverture (12) pour la clarté du dessin. Par cette ouverture 1i, une partie de l'air absorbé par le compresseur 3 et constituant le flux HP 8 est dérivé de sa direction vers la chambre de combustion 4, pour former le flux intermédiaire 9. Un, ou des, clapets annulaires 13 se déplaçant dans i'axe longitudinal du réacteur, comme ilne bague glissant sur un doigt, règlent les dimensions de l'ouverture permettant la création du flux 9 et par consécuent le débit de ce dernier. Sur la figure B n'est reprt;sertd qu'un seul clapet pour la clarté du dessin. Les deux shémas représentent dehaut-en-bas les positions du clapet 13 telles que l'ouverture 12 soit ouverte au maximum ou nulle. Il est évident que le clapet 13 peut avoir n'importe quelle position entre ces deux extrêmes. Le clapet annulaire 13, pourrait éventuellement être remplacé par un système de soupapes, mais cela présenterait au moins les inconvénients suivants : mécanisme de commande compliqué et probablement fragile ; réglage difficile ; poids supérieur ; maintenance malaisée ; nécessité de faire face à des poussées importantes.Par contre le dispositif prévoit de monter éventuellement le clapet annulaire sur un pas de vis dont l'axe serait celui du réacteur, et larcirconférence celle de la paroi 10 de manière à obtenir une démultiplication importante des mouvements, donc un réglage précis et une bonne stabilité du clapet quelque soit sa position, ou les corLtraintes auxquelles il paisse être soumis tant par le fiux d'air que par le déplacement de l'avion. Il est par ailleurs bien évident que l'un des paramètres de coiim-lnde de ce clapet sewa l'altitude de 1 'avion. La conséquence de la mise en place de ce dispositif est la suivante : le flux intermédiaire 9, soustrait de l'air du flux HP, qui se détend indépendamment du flux BP 7 et qui, par conséquent ne crée pas de contre pression dans l'écoulement du flux BP 7. Les calculs ci-après montrent comment grâce au dispositi: selon l'invention, le taux de dilution d'un réacteur peut varier. Supposons un réacteur absorbant 1 kilo dtair, dont 0,25 kg sont pris dans le flux BP 7 et 0,75kg dans le flux HP 8. Son taux de dilution est de : 25 = 0,333 0,75 Supposons que grâce au dispositif selon l'invention, 0,20 kg d'air soient pris dans le flux intermédiaire 9, le clapet 13 n'obstruant pas l'ouverture 12, le tauX de dilution devient : 0,25 + 0,20 = 0,818 0,75 - 0,20 On note aussi que l'énergie fournie par le compresseur HP 3, pour compresser l'air pris par le flux 9, n'est pas perdue puisqu'elle est récupérée sous forme d'énergie de détente. REVENDICAflONS - 1 - Dispositif permettant la variation du taux de dilution d'un réacteur caractérisé en ce qu'il comporte la création d'un flux intermédiaire 9 entre le flux BP 7 et le flux HP 8, qui est prélevé sur le flux HP 8, issu du coapresseur HP 3. - 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte la création d'une enveloppe 11 étanche séparant le flux intermédiaire 9 du flux BP 7, et en ce que cette enveloppe est fermée vers l'avant et ouverte vers l'arrière. - 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 ci-dessus caractérisé en ce que l'enveloppe 10 du flux HP 8 est percée d'une ou plusieurs ouvertures 12 placées entre l'avant du compresseur HP 3 et l'arrivée à la chambre de combustion 4. - 4 - Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, ol-dessus caractérisé en ce qu'un ou plusieurs clapets 13 peuvent fermer partiellement ou totalement la, ou les, ouvertures 12; Ces clapets peuvent avoir soit une forme annulaire, et se déplacer dans l'axe longitudinal du réacteur, soit la forme de soupapes. - 5 - Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé en ce que l'un des paramètres de commande d'ouvertura des clapets 13 sera l'altitude de l'avion.