Brevet FR2894226A1 — publié le 20070608

La présente invention se rapporte au domaine de l'aéronautique et plus particulièrement des avions à moteur à piston. Elle a plus précisément pour objet un dispositif de protection contre les incendies causés par des fuites de carburant et leur inflammation par les parties chaudes des moteurs. Il est connu que la plupart des incendies occasionnés dans les aéronefs à moteur résultent de fuites d'essence sur le circuit d'alimentation et leur inflammation au contact de parties chaudes du moteur et notamment les tuyaux et pots d'échappement. C'est la raison pour laquelle, faute de dispositifs permettant d'éliminer tout risque d'incendie, on sépare le compartiment moteur du cockpit et de l'habitacle au moyen d'une cloison rigide métallique et étanche dite "cloison pare-feu". Cette cloison est censée résister plusieurs minutes à la propagation d'un incendie d'essence dans le compartiment moteur. Malgré plus de cent ans de progrès dans l'aéronautique, le risque de feu à bord est bien réel, en particulier dans l'aviation légère, en raison de ce que la majorité des groupes propulseurs utilisent des moteurs à piston alimentés par des carburateurs. Schématiquement, le circuit du carburant à bord d'un aéronef commence au niveau d'un ou plusieurs réservoirs installés dans les ailes ou dans le cockpit. Un tuyau approprié amène généralement le carburant à une ou plusieurs pompes, qui peuvent être soit électriques, soit mécaniques et dans ce cas entrainée par le moteur de l'aéronef. Grâce à ces pompes, le carburant est amené au(x) carburateur(s) dont il remplit la cuve et de là est aspiré par le gicleur dans le circuit d'alimentation du moteur où il se mélange à l'air pour constituer le mélange détonant qui fournit l'énergie nécessaire au fonctionnement du moteur et à l'entraînement de l'hélice. Afin que le système fonctionne en continu, le débit de la pompe augmente avec le régime du moteur et il est en permanence supérieur au besoin en carburant du moteur. Toutefois, pour que le moteur ne reçoive que la juste quantité d'essence nécessaire, la cuve dans laquelle le gicleur d'alimentation puise le carburant est équipée d'un robinet. Ce robinet se présente généralement sous la forme d'une valve dont l'ouverture qui reçoit l'essence en provenance de la pompe peut être obturée par une tige, elle-même reliée à un flotteur, corps creux baignant dans le carburant. Lorsque la cuve se remplit d'essence, le flotteur, grâce à la poussée d'Archimède, monte avec le niveau de l'essence et la tige qui le surmonte vient obturer la valve d'alimentation de la cuve du carburateur. Lorsque la cuve se vide, le niveau d'essence descend et avec lui le flotteur et sa tige, ce qui permet de nouveau à la cuve de se remplir par le flux d'essence amené par la pompe. Ainsi, en permanence, la cuve se vide et se remplit, en fonction de la consommation du moteur. Il arrive qu'à force de fonctionner, la valve s'use et n'assure plus une fermeture efficace du robinet ; comme il peut arriver également que des impuretés présentes dans le circuit empêchent la fermeture totale de la valve. Dans ce cas, un excès d'essence afflue dans le carburateur, que le gicleur est souvent incapable d'évacuer en raison de son petit diamètre. L'essence reflue alors dans toutes les parties du carburateur et sort par les orifices et tuyaux de mise à l'air libre pour ruisseler dans le compartiment moteur. Le risque d'incendie provient de ce que très souvent, le système d'échappement du moteur se trouve dans le bas du compartiment moteur et est directement exposé au ruissellement de l'essence. Portée à plusieurs centaines de degrés par le système d'échappement, qui agit alors comme une allumette, l'essence s'enflamme et met le feu à l'aéronef. Pour éviter ce risque, on a cherché à améliorer l'étanchéité des carburateurs, mais sans toutefois y parvenir totalement car le carburateur est l'endroit ou se réalise le mélange essence - air, ce qui implique une communication avec l'air atmosphérique et donc des ouvertures. On a également cherché à empêcher l'essence d'arriver au contact des parties chaudes. On a cherché à éloigner le système d'échappement du carburateur, mais les tourbillons régnant dans le compartiment moteur du fait des remous engendrés par l'hélice créaient des projections d'essence qui atteignaient le système d'échappement. On a également pourvu les orifices de mise à l'air libre du carburateurs de tuyaux destinés à amener le trop-plein d'essence sous le moteur. Cependant, ces tuyaux se mettaient en dépression par effet venturi, ce qui nuisait au bon fonctionnement du carburateur. On a également installé des récipients sous les carburateurs pour recueillir l'essence. Ce procédé n'était pas satisfaisant car une fois remplis, les récipients dont la contenance n'atteint que quelques dizaines de ml, pouvaient déborder. On a voulu perfectionner ce système en équipant ces récipients de tuyaux destinés à évacuer l'essence directement sous le compartiment moteur, de manière que l'essence n'entre pas en contact avec l'échappement. Malheureusement, le faible débit de ces tuyaux, ne fonctionnant que par gravité, ne permettait pas d'évacuer l'essence suffisamment rapidement et les récipients se remplissant plus vite qu'ils ne se vidaient, l'essence débordait et risquait de prendre feu. La présente invention résout ce problème par un procédé nouveau. L'essence qui s'échappe du carburateur est récupérée par un récipient équipé en partie basse d'un tube rigide communicant avec l'extérieur. A ce tube est raccordé un tuyau d'évacuation. L'intérêt de l'invention réside dans le fait que le faible débit du tuyau lorsque l'essence y circule par gravité est considérablement augmenté par l'existence d'une dépression que l'on crée à l'extrémité du tuyau. Cette dépression est obtenue par mise en communication du tuyau avec l'orifice d'aspiration de l'air du carburateur. La dépression permanente entretenue par le fonctionnement du moteur aspire puissamment l'essence présente dans le tuyau et, par le jeu du fonctionnement normal du carburateur, cette essence est renvoyée dans le moteur. L'avantage du dispositif est que, d'une part, l'essence qui s'échappe du carburateur est aussitôt aspirée, sans risque de débordement, que d'autre part elle n'entre jamais en contact avec le système d'échappement et qu'enfin, elle est évacuée dans le moteur où elle est brûlée, éliminant ainsi tout risque de pollution extérieure. Le récipient récupérateur doit avoir une dimension supérieure à celle de la projection verticale du carburateur afin de recueillir la totalité des fuites. Les bords peuvent être inclinés de manière à augmenter la surface de recueil. Le récipient récupérateur sera constitué d'un matériau rigide résistant bien à la chaleur et aux projections de carburant. Il peut ainsi être constitué d'aluminium, de polyester, de fibre de carbone, cette liste n'étant pas limitative. Le récipient récupérateur sera positionné de manière à ce que son fond respecte l'horizontalité lorsque l'aéronef est en vol. Il pourra cependant, d'une manière préférée, être légèrement incliné de manière à diriger le flux d'essence vers le tube rigide. Afin que le récipient récupérateur soit toujours bien positionné sous le carburateur, il est commode de le fixer à l'une des structures métalliques de fixation du filtre à air. Le tuyau d'aspiration est prévu pour ne pas se collaber du fait de l'aspiration auquel il est soumis. Son diamètre sera généralement compris entre 4 et 8 mm, ce qui permet un débit suffisant, même en cas de fuite importante, grâce à l'aspiration créée par le moteur. Les aéronefs étant souvent équipés de plusieurs carburateurs, il est possible et recommandé d'équiper chacun d'entre eux du dispositif selon l'invention. Bien qu'il soit possible de raccorder le tuyau entre le carburateur et la pipe d'admission, afin de bénéficier du maximum d'aspiration, on est exposé à l'inconvénient de créer une prise d'air, éventuellement néfaste au bon fonctionnement du moteur. D'une manière préférée, on raccorde l'extrémité du tuyau dans le circuit d'alimentation en air soit sur le corps métallique du filtre en amont de la partie filtrante du filtre à air, soit en aval, c'est-à-dire, entre le filtre à air et le carburateur. En opérant en amont du filtre à air, l'essence aspirée passe par le filtre lui-même et ce qui évite toute pollution du moteur par d'éventuelles particules entraînées dans le flux. En opérant en aval du filtre à air, on bénéficie d'une meilleure aspiration. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente vu du dessus et du grand côté, le dispositif de l'invention. Les figures 2 et 3 représentent, de côté, des variantes de l'installation du dispositif. En référence à ces dessins, le dispositif comporte un récipient récupérateur comportant un fond (1), 2 rebords longs (2) et 2 rebords courts (3). Le fond (1) est équipé d'un orifice (4) sur lequel est raccordé un tuyau d'aspiration souple (5), lequel voit son autre extrémité (6) raccordée au circuit d'alimentation en air du moteur, entrée d'air (7), filtre à air (8), tuyau d'alimentation en air (9) du carburateur (12). Sont également indiqués l'arrivée de carburant (10) vers le carburateur et le départ du mélange explosif vers le moteur (11). Les 2 extrémités du tuyau d'aspiration peuvent être équipées de colliers de serrage afin de garantir la fixation et l'étanchéité. A titre d'exemple non limitatif, la base du récipient récupérateur sera généralement un rectangle de 10 à 15 cm du long côté par 5 à 10 cm du plus petit. Les bords relevés seront d'environ 1 à 2 cm de hauteur. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'évacuation des fuites de carburant au niveau du carburateur caractérisé en ce qu'il comporte un récipient récupérateur présentant un fond (1) et des bords relevés (2 et 3), ainsi qu'en partie basse un tube rigide (4) auquel est raccordé un tuyau souple (5) dont l'autre extrémité (6) est raccordée au circuit d'alimentation en air du moteur. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le récipient récupérateur placé sous le carburateur présente une dimension supérieure à la projection verticale du carburateur. 3. Dispositif selon les revendications 1 à 2 caractérisé en ce que le récipient récupérateur présente des bords inclinés pour augmenter la surface de recueil. 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le tuyau d'évacuation d'essence mesure de 4 à 8 mm de diamètre. 5. Dispositif selon les revendications 1 à 4 en ce que le tuyau d'évacuation d'essence est raccordé au circuit d'air du moteur soit en amont, soit en aval du filtre à air.