Brevet FR2962078A1 — publié le 20120106

DISPOSITIF A CONDUIT DE DERIVATION DANS UN CIRCUIT DE CARBURANT La présente invention concerne un dispositif à conduit de dérivation sur un équipement dans un circuit de carburant, ainsi qu'une turbomachine comprenant un tel dispositif. Une turbomachine comprend un circuit de carburant comportant des pompes alimentant en carburant sous pression des injecteurs débouchant dans une chambre de combustion, d'une manière bien connue de l'homme du métier. Des filtres sont montés dans le circuit en amont et en aval des pompes afin d'éliminer les impuretés présentes dans le carburant et ainsi éviter un endommagement des pompes, une obstruction partielle des injecteurs, etc. Un conduit est monté en dérivation sur chaque filtre entre l'entrée et la sortie du filtre et comprend un clapet de surpression. Lorsque le filtre est colmaté, la pression de carburant exercée sur le clapet devient supérieure à une valeur prédéterminée, le clapet s'ouvre et le carburant peut contourner le filtre en circulant dans le conduit de dérivation, ce qui garantit une alimentation permanente en carburant des injecteurs de la turbomachine et évite l'arrêt de la turbomachine. Dans certaines configurations, l'encombrement disponible est tel que la sortie du filtre est raccordée à une canalisation ascendante. A l'arrêt de la turbomachine, l'eau présente dans le carburant, c'est-à-dire l'eau à l'état libre et non dissous, qui est plus lourde que le carburant s'accumule par décantation au voisinage du clapet. Après un certain nombre de séquences de fonctionnement et d'arrêt de la turbomachine, la quantité d'eau présente au voisinage du clapet est suffisante pour bloquer le clapet en cas de gel et l'empêcher de remplir sa fonction. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, 30 efficace et économique à ce problème. A cet effet, elle propose un dispositif à conduit de dérivation monté sur un équipement, tel qu'un filtre ou un échangeur de chaleur par exemple, dans un circuit de carburant, cet équipement comportant une sortie reliée à une canalisation ascendante, le conduit étant raccordé au circuit de carburant en amont et en aval de l'équipement et comprenant un clapet de surpression ouvrant le conduit de dérivation quand la pression de carburant en amont de l'équipement devient supérieure à une valeur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de rétention d'eau aptes à prévenir l'accumulation d'eau au voisinage du clapet de surpression, résultant de la décantation de l'eau libre du carburant dans la canalisation ascendante précitée. Les moyens de rétention selon l'invention évitent que l'eau à l'état libre ne parvienne dans le conduit de dérivation et par suite s'accumule autour du clapet lorsque le circuit de carburant est stoppé. De cette manière, il est possible de garantir en permanence le bon fonctionnement du clapet de surpression. Lorsque la turbomachine est de nouveau mise en fonctionnement après arrêt, l'eau retenue par les moyens de rétention est entraînée par le flux de carburant sortant de l'équipement, ce qui évite tout risque de trop-plein des moyens de rétention. Avantageusement, les moyens de rétention sont agencés en aval de la jonction de l'extrémité aval du conduit de dérivation à la sortie de l'équipement précité. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de rétention sont agencés au voisinage de l'extrémité amont de la canalisation ascendante. Les moyens de rétention peuvent par exemple comprendre une gorge annulaire formée dans la surface interne d'un conduit de sortie de l'équipement. Ainsi, lorsque la canalisation de sortie est en position ascendante et inclinée, seule une moitié inférieure assure la rétention de l'eau produite par décantation, cette eau ruisselant sur la paroi interne de la canalisation et venant se loger dans la moitié inférieure de la gorge annulaire. Selon une réalisation particulière de l'invention, la gorge annulaire a un volume de l'ordre de 0,30 cm3. Dans une autre réalisation de l'invention, les moyens de rétention comprennent une demie gorge formée sur une moitié de la surface interne d'un conduit de sortie de l'équipement. Le dispositif selon l'invention est particulièrement bien adapté au cas où l'équipement est un filtre de carburant monté en amont ou en aval d'une pompe dans un circuit d'alimentation en carburant d'une turbomachine. Ainsi, il n'y aucun risque que le clapet de surpression soit bloqué, ce qui garantit une alimentation permanente en carburant des injecteurs par l'intermédiaire du conduit de dérivation, en cas de colmatage du filtre. L'invention concerne également une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un dispositif tel que décrit précédemment. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un filtre et d'un dispositif à conduit de dérivation selon la technique antérieure, en position inclinée de montage ; la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un filtre et d'un dispositif à conduit de dérivation selon l'invention, en position inclinée de montage ; la figure 3 représente une vue à plus grande échelle de la zone III délimitée en pointillés sur la figure 2. De manière connue, une turbomachine comprend un circuit d'alimentation en carburant des injecteurs de carburant équipant une chambre de combustion. Le carburant sous pression sert également à la commande d'équipements auxiliaires tels notamment que des vérins de commande d'aubes à calage variable dans un compresseur haute pression. La pression dans le circuit de carburant est fournie par des pompes 5 et des filtres 10 sont agencés en amont et/ou en aval de ces pompes pour retenir d'éventuelles impuretés. Un conduit de carburant équipé d'un filtre 10 dans la technique antérieure comprend une chambre 2 contenant le filtre qui est monté par une extrémité sur un tubulure de sortie 4 coaxiale à la chambre 2. Le 10 conduit de carburant comporte une partie amont 6 d'amenée de carburant, qui débouche dans la chambre 2 au niveau de la tubulure 4 et permet au carburant de contourner cette tubulure et de passer à travers le filtre comme indiqué par les flèches A. La tubulure 4 de sortie de la chambre 2 débouche dans une canalisation ascendante 8 inclinée par rapport à la 15 verticale 9. Un conduit 12 est monté en dérivation sur le filtre 10 entre le débouché de la partie amont 6 autour de la tubulure 4 et la canalisation 8 du circuit. De cette manière, le conduit relie l'entrée du filtre 10 à sa sortie 13. Un clapet de surpression 14 est monté à l'entrée du conduit de 20 dérivation 12 dans un orifice de ce conduit 12, et comprend un corps cylindrique 16 fixé sur le conduit de dérivation 12 et comportant un tube 18 dans lequel est guidé une tige mobile 20 comportant à son extrémité une tête 22 d'appui d'un ressort 24 monté autour du tube 18 entre cette extrémité et le corps 16. Le ressort 24 sollicite la tête 22 du clapet 14 dans 25 une position d'obturation de l'entrée du conduit de dérivation 12, de sorte que le carburant s'écoule uniquement à travers le filtre (flèches A). Le clapet 14 est prévu pour s'ouvrir lorsque le filtre 10 est colmaté. Dans cette situation, la pression à l'entrée du conduit de dérivation 12 exerce sur la tête 22 du clapet 14 une force supérieure à la force du ressort 30 24 qui maintient le clapet 14 en position fermée. Il s'ensuit une ouverture du clapet 14 et une circulation du carburant dans le conduit de dérivation 12 jusqu'à la canalisation 8 du circuit (flèches B). Ce type de conduit de dérivation 12 à clapet de surpression 14 est couramment utilisé dans l'industrie aéronautique pour éviter une interruption de l'alimentation des injecteurs de carburant lorsque le filtre 10 est obturé. Dans cette configuration, le circuit de carburant est agencé dans la turbomachine de sorte que la canalisation 8 de sortie du filtre 10 est en position ascendante inclinée par rapport à la verticale 9. Lorsque la turbomachine est à l'arrêt, le circuit de carburant est coupé et aucun flux de carburant ne circule à travers le filtre 10. Il s'ensuit que l'eau présente dans le carburant à l'état libre et qui est plus lourde que les autres constituants du carburant s'écoule sur la paroi interne de la canalisation 8 puis s'écoule dans le conduit de dérivation 12 jusqu'autour du clapet 14. La répétition de plusieurs cycles de fonctionnement et d'arrêt du circuit de carburant peut alors conduire à une accumulation d'eau autour du clapet 14, cette eau pouvant geler et empêcher l'ouverture du clapet 14. De plus, le carburant peut rejeter davantage d'eau libre quand il refroidit, ce qui peut conduire à une accumulation plus importante d'eau autour du clapet 14. L'invention permet de résoudre ce problème grâce à des moyens de retenue de l'eau du carburant de manière à éviter l'accumulation d'eau par décantation autour du clapet 14. Comme représenté aux figures 2 et 3, ces moyens de retenue comprennent une gorge annulaire 28 formée dans la surface interne de la sortie du filtre 10 en aval de l'extrémité aval du conduit de dérivation 12. La figure 3 représente la sortie du filtre 10 reliée à la canalisation 8. On note que dans cette configuration la canalisation 8 est ascendante et inclinée par rapport à la verticale 9. A l'arrêt de la turbomachine, lorsque l'écoulement de carburant à travers le filtre est stoppé, l'eau libre ou rejetée par le carburant s'écoule par décantation (flèches sur la figure 3) sur la surface interne 32 de la moitié inférieure 34 de la canalisation 8 et s'accumule dans la moitié inférieure 36 de la gorge annulaire 28, ce qui évite que cette eau libre passe dans le conduit 12 de dérivation et vienne s'accumuler au bout de plusieurs cycles de fonctionnement et d'arrêt au voisinage du clapet de surpression 14 pour le bloquer par givrage. Le volume utile de la gorge annulaire, c'est-à-dire celui permettant effectivement une rétention de l'eau par décantation, dépend du volume de carburant contenu dans la canalisation ascendante 8, de l'inclinaison de la canalisation 8, et de la concentration en eau dans le carburant. A titre d'exemple, l'eau dissoute et libre contenue dans le carburant est de l'ordre de 300 ppm dont environ 100 ppm représentent l'eau dissoute. Dans une réalisation particulière de l'invention, la gorge annulaire a un faible volume et par exemple de l'ordre de 0,30 cm3, la quantité d'eau présente dans le carburant contenu dans la canalisation 8 étant très faible. La gorge annulaire 28 peut avoir une section carrée ou rectangulaire comme représenté aux dessins. Toutefois, d'autres formes de gorges annulaires sont également possibles. Enfin, il serait également possible de réaliser un lamage à l'extrémité aval du conduit de sortie 13 du filtre 10, la canalisation 8 venant se brancher sur l'extrémité aval de ce conduit. En variante, la gorge annulaire 28 pourrait être formée à l'extrémité amont de la canalisation 8. Dans une autre variante de l'invention, il serait possible de réaliser une demie gorge s'étendant sur la moitié inférieure 34 de la canalisation 8. Dans ce cas, tout le volume de la demie gorge permet la rétention d'eau et est par exemple de l'ordre de 0,15 cm3. Bien que le dispositif à conduit de dérivation selon l'invention ait été décrit en relation avec un filtre à carburant, il est applicable à tous types d'équipements dans lesquels un conduit de dérivation est nécessaire, tels que par exemple un clapet de surpression protégeant une pompe à carburant montée en amont ou en aval d'un filtre à carburant décrit précédemment. REVENDICATIONS1. Dispositif à conduit de dérivation monté sur un équipement, tel qu'un filtre ou un échangeur de chaleur par exemple, dans un circuit de carburant, cet équipement (10) comportant une sortie reliée à une canalisation ascendante, le conduit (12) étant raccordé au circuit de carburant en amont et en aval de l'équipement et comprenant un clapet de surpression (14) ouvrant le conduit de dérivation quand la pression de carburant en amont de l'équipement (10) devient supérieure à une valeur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de rétention d'eau (28) aptes à prévenir l'accumulation d'eau au voisinage du clapet de surpression (14), résultant de la décantation de l'eau libre du carburant dans la canalisation ascendante (8) précitée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de rétention (28) sont agencés en aval de la jonction de l'extrémité aval du conduit de dérivation (12) à la sortie de l'équipement (10). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de rétention (28) sont agencés au voisinage de l'extrémité amont de la canalisation ascendante (8). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de rétention comprennent une gorge annulaire (28) formée dans la surface interne d'un conduit de sortie de l'équipement. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la gorge a un volume de l'ordre de 0,30 cm3. 6. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de rétention comprennent une demie gorge formée sur une moitié de la surface interne d'un conduit de sortie de l'équipement. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'équipement est un filtre de carburant (10) monté en amont ou en aval d'une pompe dans un circuit d'alimentation en carburant d'une turbomachine. 8. Turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7.