Brevet FR2518169A1 — publié le 19830617

Système de dépoussiérage et de purge de surpression combiné pour un réacteur à double flux. La présente invention concerne les réacteurs à double flux et, plus particulièrement, un système de dépoussiérage et de purge de surpression combiné. Il est bien connu de prévoir des soupapes de purge de surpression qui, spécifiquement, sont ouver- tes au cours de la mise en marche et d'autres régimes opératoires du réacteur afin de décharger le compres- seur et de ne pas provoquer une surpression et/ou un blocage de ce dernier D'une manière générale, dans un réacteur à double flux, la soupape de purge est mon- tée sur la structure du carter situé-entre le conduit de ventilateur et la section de compression Dans une installation spécifique, l'air venant du compresseur pénètre dans une cavité ou une chambre de compression qui entoure le compresseur à proximité du point de jonction o le compresseur à basse pression et le com- presseur à haute pression sont en communication Lors- que les soupapes de purge s'ouvrent, l'air contenu dans la cavité est déchargé dans le courant de déchar- ge du ventilateur sous un angle perpendiculaire à l'écoulement ayant lieu dans ce dernier. La Demanderesse a constaté qu'en localisant les canalisations de purge à un endroit judicieux et en dirigeant l'écoulement de purge à décharger distinc- tement par rapport à l'écoulement de décharge du venti- lateur, on pouvait non seulement séparer les matières étrangères recueillies dans le courant d'air central du réacteur, mais également réduire au minimum l'inter- férence d'écoulement lors de la décharge dans le cou- rant du ventilateur. Un objet de la présente invention est de four- nir, pour un réacteur à double flux axial et-à deux ro- tors, une commande et une soupape de purge de surpres- sion perfectionnées servant également à éliminer les matières étrangères de l'air injecté dans la partie centrale du réacteur Une caractéristique de la pré- sente invention réside dans la localisation judicieuse du système de purge par rapport à la jonction entre les premier et second rotors de compresseur, l'air de purge étant acheminé à travers des organes en forme de conduits qui sont espacés circonférentiellement et qui dirigent l'air déchargé axialement dans le courant de décharge du ventilateur Chaque organe en forme de conduit comporte une soupape de purge située entre ses extrémités. D'autres caractéristiques et avantages appa- raitront à la lecture de la description et dés revendi- cations ci-après, ainsi qu'à l'examen des dessins an- nexés qui illustrent une forme de réalisation de l'in- vention; dans ces dessins: - la figure 1 est une vue partielle en partie en coupe et en partie en élévation illustrant la pré- sente invention d'une manière schématique; et la figure 2 est une vue partielle principale- ment en élévation prise suivant la ligne 2-2 de la fi- gure 1. Dans sa forme de réalisation préférée, la pré- sente invention est utilisée sur un réacteur à double flux axial et à deux rotors, par exemple, lé modèle "JT 9 D" fabriqué par le "Pratt & Whitney Aircraft Group of United Technologies Corporation" mentionné ici à titre de référence. Pour des raisons de commodité et de simplici- té, les détails du réacteur sont omis dans la présente spécification et, afin de comprendre la présente inven- tion, il suffit de mentionner que le compresseur à bas- se pression désigné d'une manière générale par le chif- fre de référence 2 est entraîné par la turbine à basse pression (non représentée), tandis que le compresseur à haute pression 4 est-entraîné par la turbine à haute pression (non représentée) Comme on peut le constater en figure 1, les aubes mobiles 6 du compresseur à hau- te pression sont disposées angulairement par rapport aux aubes mobiles 8 du compresseur à basse pression et, de la même manière, la paroi d'amont 10 définis- sant le carter pour le compresseur à basse pression est disposé angulairement (sous un angle relativement aigu) par rapport à la paroi d'aval 12 définissant le carter pour le compresseur à haute pression D'après la fi- gre 1, on comprendra également que les parois d'amont et d'aval sont espacées axialement l'une de l'autre afin de définir un conduit annulaire 14. 1 S Comme on peut le constater d'après ce qui pré- cède, le conduit 14 s'étend circonférentiellement en suivant le parcours défini par la configuration des pa- rois espacées 10 et 12 et il est en communication avec l'écoulement d'air central du réacteur Plusieurs pas- sages 16 espacés circonférentiellement (dont un est re- présenté) s'étendent vers l'extérieur depuis le conduit 14 jusqu'a l'ouverture en forme de fenêtre 18 définie dans l'organe de carter intérieur du conduit de venti-_ lateur 20 Dans leur forme de réalisation préférées, les ouvertures 18 sont situées à proximité des aubes fixes de sortie 22 du conduit de-ventilateur et elles sont localisées spécifiquement à proximité immédiate de l'intrados des aubes fixes 22 qui s'étend entre la paroi intérieure 24 et la paroi extérieure 25. Des aubes de turbulence angulaires 26 sont es- pacées circonférentiellement dans le conduit 14 à l'en- trée de ce dernier et elles sont inclinées par rapport à l'écoulement tourbillonnaire pénétrant dans ce con- duit à partir du dernier étage de compression du com- presseur à basse pression, de telle sorte que l'angle de cet écoulement tourbillonnaire soit égal à l'angle des déflecteurs 26 Des déflecteurs de turbulence 28 sont disposés à proximité des ouvertures 18 en vue de diriger l'air de purge déchargé dans le courant du ventilateur sous un angle prédéterminé. Une soupape appropriée du type fonctionnant par tout ou par rien désignée d'une manière générale par le chiffre de référence 30 sert à régler l'écoule- ment à travers le conduit 14 dans le but de purger le compresseur pour le mode opératoire empêchant un blo- cage de ce dernier Le mécanisme de mise en action illustré schématiquement est solidarisé à une comman- de du type fonctionnant par tout ou par rien Cnon re- présentée) qui peut être un commutateur déclenché par un opérateur ou un signal émis par la commande de car- burant et qui sert à positionner-l'élément annulaire 32 en vue de couper l'écoulement vers le passage 16 Evi- demment, chacun des passages 16 pourrait être contrôlé de la même manière. Au cours de la mise en service, dans la posi- tion illustrée en figure l, à l'enveloppe opératoire o l'on désire purger la partie centrale du réacteur, par exemple, dans des conditions d'inversion-de poussée, le mélange d'air et d'impuretés pénètre dans le par- cours d'écoulement du compresseur et il est centrifugé vers l'extérieur par l'écoulement tourbillonnaire à me- sure que l'air de la partie centrale du réacteur passe à travers les rangées d'aubes fixes et d'aubes mobiles. Etant donné que les impuretés sont plus lourdes que l'air, elles ont tendance à suivre la paroi extérieure et à pénétrer dans le conduit circonférentiel 14 Les impuretés traversent le conduit et pénètrent dans le passage 16 duquel elles s'écoulent dans le passage du ventilateur (en aval de ce dernier) en étant orientées, par rapport à l'écoulement de décharge du ventilateur, sous un angle choisi pour minimiser l'interférence lors d'un contact. En canalisant l'air de purge de cette manière, non seulement la fonction consistant à-empêcher une surpression est assurée, mais cette fonction est à pré- sent également combinée avec la fonction de dépoussié- rage En outre, la présente invention offre les au- tres avantages mentionnés ci-après. Les ouvertures 18 sont situées près de l'in- trados de chaque aube fixe 22, entraînant ainsi une perturbation aérodynamique minimum La soupape de purge est fortement inclinée dans le parcours d'écoule- ment à la jonction o la paroi d'aval 12 forme-un angle par rapport à la paroi d'amont 10, ce changement d'an- gle abrupt permettant de séparer les impuretés du par- cours d'écoulement La localisation de la sortie de purge 18 dans le passage défini entre les aubes fixes 22 nécessite l'utilisation d'un système qui rend aveu- gle chaque ouverture de décharge afin d'empêcher une recirculation qui, dans d'autres conditions, pourrait se produire suite à une déformation provoquée par un pylône (non représenté), le placement de l'élément an- nulaire de soupape 32 entre la décharge et l'entrée servant à isoler la sortie. Il est entendu que l'invention n'est pas limi- tée à la forme de réalisation particulière illustrée et décrite ici, mais que diverses modifications peuvent y être apportées sans se départir de l'esprit et du ca- dre de son nouveau concept tel qu'il est défini par les revendications ci-après. -6- REVENDICATIONS 1 Système combiné de dépoussiérage et de purge con- tre les surpressions pour la partie centrale d'un réacteur à double flux du type comprenant des compresseurs à flux axial et à deux rotors, un conduit annulaire ( 14) défini dans la paroi extérieure de la partie centrale du réacteur à proximité de la jonction o le rotor du compresseur à basse pression ( 2) se termine et o le rotor du compresseur à haute pression ( 4) commence afin d'acheminer l'air de compresseur de la partie centrale du réacteur dans plu- sieurs passages ( 16) s'étendant radialement et espacés circonférentiellement, le ventilateur comportant une paroi intérieure ( 24) et une paroi extérieure ( 25) définissant un conduit de décharge ( 20) de ventilateur, plusieurs aubes fixes ( 22) disposées circonférentiellement dans ce conduit de décharge ( 20) de ventilateur et s'étendant entre les parois intérieure et extérieure précitées ( 24,25), ainsi que plusieurs ouvertures ( 18) ménagées dans la paroi inté- rieure ( 24) à proximité de l'intrados des aubes fixes ( 22) et communiquant avec chacun des passages ( 16) espacés cir- conférentiellement en vue de décharger l'air de compresseur de la partie centrale du réacteur dans le courant de dé- charge du ventilateur à proximité de l'intrados des aubes fixes ( 22), un élément destiné à diriger l'air de compres seur de la partie centrale du réacteur à une vitesse et dans une direction qui n'entravent pas l'écoulement de 1 ' air de décharge du ventilateur, ainsi qu'une soupape ( 30) montée dans chacun des passages précités ( 16) pour permet- tre et empêcher l'écoulement à travers chacun de ces pas- sages. 2 Système combiné de dépoussiérage et de purge con- tre les surpressions suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce qu'il comprend des aubes de turbulence angulaires ( 26) montées dans le conduit annulaire ( 14) précité et- orientées dans une direction étudiée de telle sorte que leur angle soit égal à celui de l'écoulement tourbillonnaire pénétrant dans ce conduit ( 14). 3 Système combiné de dépoussiérage et de purge con- tre les surpressions suivant la revendication 2, caracté- 7 - risé en ce qu'il comprend des déflecteurs de turbulence ( 28) disposés à l'extrémité de sortie des passages précités ( 16) en vue de diriger l'écoulement de sortie dans une di- rection prédéterminée par rapport à l'écoulement de dé- charge du ventilateur.