Brevet FR2526084A1 — publié le 19831104

i Certains réacteurs s'avèrent très sensibles aux coupures instantanées de leur alimentation en carbu- rant dues à une injection d'air dans les braleurs, lors de vols en facteur de charge ou g négatif qui ont pour effet de faire basculer vers le haut la masse liquide contenue dans le réservoir, découvrant ainsi l'orifice de pompage qui, situé au bas du réservoir, n'est alors plus immergé, de sorte que c'est de l'air qu'il aspire. La présente invention se propose de porter remède à un tel état de chose, en intercalant, dans la tuyauterie d'alimentation du moteur, une enceinte appelée dans la suite "bonbonne" constituant une petite réserve de carburant et agencée pour retenir, le cas échéant, l'air provenant du pompage et le'séparer de ladite réserve, le carburant continuant à être acheminé vers le moteur Lors du retour à la normale, c'est-à-dire lors de la reprise du pompage de carburant, l'air qui a été retenu dans la bonbonne et s'y est accumulé, en est alors progressivement évacué par induction dans le flux de carburant, par effet de trompe. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, labonbonne qui, raccordée à la tuyau- terie d'alimentation, se substitue à un tronçon de celle-ci, est rendue entièrement étanche vis-à-vis de l'extérieur afin d'avoir un comportement d'ensemble identique audit tronçon de tuyauterie qu'elle remplace. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue schématique d'ensemble montrant l'emplacement et le raccordement de la bonbonne faisant l'objet de la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe verticale à plus grande échelle d'un mode de réalisation de bonbonne conforme à la présente invention. Les figures 3 A, 3 B, 3 C, 3 D illustrent quatre phases successives de fonctionnement d'une telle bonbonne. On a représenté très schématiquement sur la figure 1 deux réservoirs de carburant distincts R équipés chacun dans le bas, comme à l'accoutumée, d'une pompe P appelée communément "booster" refoulant, par l'entre- mise d'un clapet de non-retour C, dans une tuyauterie d'alimentation T qui aboutit au système d'injection de carburant du moteur M Pour prévenir des défaillances, les deux circuits sont interconnectés par un conduit d'intercommunication I pourvu de vannes V qu'on ouvre en cas de panne de l'une des pompes P l'alimentation étant alors assurée par l'autre pompe puisant dans son réservoir R sans qu'il y ait pour autant transfert d'un réservoir à l'autre grâce au clapet de non-retour C. Conformément à la présente invention, on in- tercale sur chacune des tuyauteries d'alimentation T une bonbonne 1 qui, dans l'exemple illustré, est logée à l'intérieur du réservoir R tout en demeurant isoléedu contenu de celui-ci. Une telle bonbonne 1 est représentée en détail sur la figure 2 Elle est essentiellement constituée par une enceinte oblongue étanche 2 d'axe général plus ou moins vertical et de capacité réduite comparativement au réservoir correspondant R Elle se raccorde à la tuyauterie d'alimentation T, d'une part en bas, par une tubulure d'entrée 3 traversant le fond de l'enceinte 2 pour déboucher en son sein par une extrémité ouverte 4 et, d'autre part en haut, par une tubulure de sortie 5 traversant le sommet de l'enceinte 2 et plongeant jusqu'à environ mi-hauteur de celle-ci pour y déboucher par de larges orifices de capta- tion 6 abrités derrière un large écran horizontal débordant 7 faisant office de déflecteur Il est à noter que la tubu- lure d'entrée 3 communique avec la partie extrême inférieure de l'enceinte 2 par de larges orifices 8, tandis que de son c 8 té la tubulure de sortie 5 communique avec la partie extrême supérieure de l'enceinte 2 par de petits trous 9. Afin de tenir compte des efforts mécaniques qui peuvent être exercés sur les portions plongeuses des tubu- lures 3 et 5 par le ballotement du liquide contenu dans l'enceinte 2, celles-ci sont étayées par des bras ou des t 8 les ajourées 10 et 11. Chaque bonbonne 1 ainsi constituée et raccor- dée fonctionne de la façon suivante: 1 / En régime normal à g positif, la bonbonne est pleine de carburant (voir figure 3 A) et c'est donc ainsi qu'elle se trouvera à l'instant du passage soudain à g négatif, c'est-àdire au temps t = O de cette condition de vol en facteur de charge négatif, alors que le carbu- rant liquide du réservoir R bascule au sommet de celui-ci et que la pompe P commence à aspirer et donc à débiter de l'air. / Il se forme donc une bulle d'air qui pro- gresse le long de la tuyauterie T et pénètre par la tubu- lure d'entrée 3 dans le bas de l'enceinte 2 (voir figure 3 B) Les dimensions de celle-ci de même que la hauteur o se situent les orifices de captation 6 de la tubulure de sortie 5, sont déterminées, compte tenu du débit et de la durée prévisible du vol en facteur de charge négatif, par exemple t = 5 secondes, pour que la surface de sépara- tion S de l'air et du carburant n'atteigne pas les orifices de captation 6 qui sont toujours immergés dans le carbu- rant, à l'abri de l'air grâce à l'écran déflecteur 7 En d'autres termes, si comme on l'a dit les orifices de cap- tation 6 se trouvent à mi-hauteur de l'enceinte 2, le volume définitif occupé par l'air dans le bas de celle-ci sera inférieur à la moitié de sa capacité Ainsi, durant toute cette phase de vol en g négatif, le moteur continue à *tre alimenté en carburant, la bulle d'air se trouvant bloquée au bas de l'enceinte 2. / Aussit 8 t revenu en régime de vol normal à g positif, le volume d'air passe du bas en haut de l'en- ceinte 2 (voir figure 3 C), mais comme ce volume est infé- rieur à la moitié de la capacité de cette dernière et que les orifices de captation 6 se situent à mi-hauteur, ils demeureront toujours immergés dans le carburant que recom- mence alors à débiter la pompe P. / La masse d'air confinée dans le haut de l'enceinte 2 va alors se résorber progressivement, à partir de ce retour à la normale, s'évacuant lentement à travers les petits trous 9 par induction ou effet de trompe exercé par le flux de carburant dans la tubulure de sor- tie 5 (voir figure 3 D). La bonbonne 1 revient, par exemple à t 30 se- condes, à sa situation d'origine dans laquelle elle est remplie de carburant (voir figure 3 A) et elle est alors prête pour une nouvelle phase éventuelle de vol en g né- gatif. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'on pourrait le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention Ainsi notamment, à l'écran horizontal plat 7 de cet exemple pourrait avantageu- sement Otre substituée une coupelle à concavité orientée vers le haut, ce qui aurait pour effet de permettre une montée de la surface de séparation S-(figure 3 B) au- dessus du niveau des orifices de captation 6 sans pour autant que de l'air s'y introduise (il faudrait pour cela que la surface de séparation S atteigne le niveau du bord supérieur de la coupelle). D'ailleurs, on pourrait appliquer le dispositif décrit dans d'autres domaines o l'on désire séparer deux fluides de densités différentes en assurant leur réin- jection proportionnelle. REVENDICATIONS 1 Dispositif coupe-air ( 1) destiné à etre intercalé dans une tuyauterie (T) d'alimentation de li- quide au moyen de raccords d'entrée ( 3) et de sortie ( 5), caractérisé en ce qu'il est constitué d'une enceinte ( 2) dont la capacité est, en service, pleine dudit liquide parcourant ladite tuyauterie (T) et qui est agencée pour séparer de ce liquide une quantité d'air susceptible de se présenter audit raccord d'entrée ( 3) et pour maintenir cet air à l'écart dudit raccord de sortie ( 5), lequel continue alors de puiser dans la réserve liquide demeu- rant dans ladite enceinte ( 2). 2 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ladite enceinte ( 2) est conçue pour être montée de façon que son raccord d'entrée ( 3) soit situé vers le bas et son raccord de sortie ( 5) vers le haut. 3 Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que ladite enceinte ( 2) est de forme oblongue et d'axe plus ou moins vertical. 4 Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit raccord de sortie ( 5) comprend une tubulure plongeuse pénétrant dans ladite enceinte ( 2) et y débouchant sensiblement à mi-longueur de celle-ci par un ou plusieurs orifices de captation de liquide ( 6). 5 Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le ou lesdits orifices de captation de li- quide ( 6) sont situés à l'abri d'un écran déflecteur ( 7). 6 Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit raccord de sortie ( 5) à tubu- lure plongeuse présente un ou plusieurs petits trous ( 9) pratiqués au voisinage de l'extrémité de sortie de ladite enceinte ( 2) et permettant d'y exercer une aspiration sous l'effet de trompe du liquide circulant dans ladite tubulure plongeuse. 7 Dispositif selon la revendication 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite tubulure plongeuse du raccord de sortie ( 5) est étayée par une pièce adéquate ( 11) fixée à la paroi de ladite enceinte ( 2). 8 Application du dispositif coupe-air ( 1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, à l'alimentation en carburant de moteurs d'aéronautique et en particulier de réacteurs d'avions, caractérisée en ce qu'à la tuyauterie (T) d'alimentation en carburant du moteur (M) ou à chaque tuyauterie d'alimentation dans le cas de plusieurs moteurs est incorporée une en- ceinte ( 2) pouvant avantageusement être logée dans un réservoir de carburant (R) en série avec une pompe de carburant (P). 9 Application selon la revendication 8, dans le cas de plusieurs moteurs et de plusieurs tuyau- teries d'alimentation ayant chacune son dispositif coupe- air ( 1) en série avec une pompe de carburant (P), carac- térisée en ce qu'un clapet de non-retour (C) est monté sur le refoulement de chaque pompe (P) et les tuyauteries d'alimentation (T) sont interconnectées par un conduit d'intercommunication (I) équipé d'une ou plusieurs vannes (M).