Brevet FR3031730A1 — publié le 20160722

SEPARATEUR DE GLACE POUR CIRCUIT DE CARBURANT Contexte Les circuits de carburant sur un avion sont bien connus pour accumuler de la glace à l'intérieur du réservoir de carburant et à l'intérieur des conduites de carburant qui alimentent l'équipement, tels que les moteurs principaux et/ou un groupe auxiliaire de puissance. Un groupe auxiliaire de puissance est généralement une petite turbine à gaz qui fournit l'énergie à l'avion. L'énergie est utilisée avant le démarrage des moteurs principaux, par exemple. Une source d'eau qui forme la glace peut être de l'eau déjà dans un carburant saturé, ou de l'eau en excès qui peut se produire à cause de la condensation. Il y a des cas où l'accumulation de glace dans les conduites de carburant est soudainement libérée en raison des variations de flux, des vibrations provenant de la turbulence, etc. Ceci peut se traduire par une quantité sensible de particules et/ou de gros morceaux de glace qui descendent dans les conduites de carburant vers l'équipement. Cette quantité limitée de glace peut être assez importante pour l'obstruer l'entrée de l'équipement. Les exemples d'équipement peuvent être un échangeur de chaleur carburant/huile, pompes à chaleur, etc. Résumé Un exemple de dispositif de séparateur de glace comprend un séparateur de glace qui retire des particules de glace d'un flux de carburant se déplaçant à travers le séparateur de glace. Le séparateur de glace peut être à base d'inertie et amener le flux 30 de carburant à tourbillonner autour d'un axe pour séparer les particules de glace du flux en raison de la force centrifuge. De préférence, le flux de carburant se déplace à partir du séparateur de glace le long de Faxe. De préférence, le dispositif de séparateur de glace comprend un montant s'étendant le long de Faxe. De préférence, le flux de carburant entrant dans le séparateur de glace provoque le tourbillonnement du flux autour de Faxe. De préférence le flux pénètre 5 dans le séparateur de glace de manière tangentielle par rapport à Faxe. Le séparateur de glace peut comprendre un écran en forme de cône. De préférence, un nez de l'écran en forme de cône est positionné en amont par rapport à une direction du flux de carburant à travers le séparateur de glace. 10 Le séparateur de glace peut comprendre un réservoir de décantation ayant une entrée de carburant et une décharge de carburant qui sont toutes deux sur une extrémité verticalement supérieure du réservoir de décantation. Un exemple de système de distribution de carburant pour un 15 avion comprend un réservoir de carburant, et une conduite de carburant faisant communiquer le carburant du réservoir de carburant avec un équipement en aval. Un séparateur de glace est positionné en amont de l'équipement pour retirer des particules de glace qui peuvent s'écouler avec le carburant dans la conduite de carburant avant que les 20 particules de glace n'atteignent l'équipement. De préférence, l'équipement en aval est un groupe auxiliaire de puissance. Un exemple de procédé pour séparer les particules de glace du carburant comprend l'étape consistant à utiliser le mouvement du flux 25 de carburant pour séparer les particules de glace du flux délivré par une alimentation en carburant à l'équipement. Le procédé peut comprendre l'étape consistant à séparer les particules de glace en utilisant la force centrifuge. Le procédé peut comprendre l'étape consistant à séparer les particules de glace en 30 utilisant un filtre en forme de cône. Le procédé peut comprendre l'étape consistant à retirer les particules de glace en utilisant un réservoir de décantation ayant une entrée de carburant et une décharge de carburant qui sont toutes deux sur une extrémité verticalement supérieure du réservoir de décantation. 35 Description des figures Les différents caractéristiques et avantages des exemples décrits ressortiront plus clairement pour l'homme du métier à partir de la description détaillée. Les figures qui accompagnent la description détaillée peuvent être brièvement décrites comme suit : La figure 1 représente un exemple de dispositif de séparateur de glace. La figure 2 représente une vue en coupe du dispositif de la figure 1. La figure 3 représente un autre exemple de dispositif de 10 séparateur de glace. La figure 4 représente encore un autre exemple de dispositif de séparateur de glace. La figure 5 représente une vue schématique d'un exemple de système de distribution de carburant. 15 Description détaillée Comme représenté sur les figures 1 à 4, un nombre quelconque de dispositifs relativement simples peuvent être placés en amont de 20 l'équipement et utilisent le flux du carburant pour garantir que les gros morceaux/particules de glace libéré(e)s n'atteignent pas l'entrée de l'équipement du circuit de carburant, tel qu'une pompe à carburant, des échangeurs de chaleur carburant/huile, ou même un plus petit conduit de raccordement en aval d'un plus grand conduit. Ainsi, 25 l'équipement continue à fonctionner correctement pendant le vol. En référence à la figure 1, un flux 10 de carburant provenant d'une alimentation en carburant 12 se déplace à travers un dispositif de séparateur de particules à base d'inertie 16. Une pompe (non représentée) déplace le carburant dans un exemple. A l'intérieur du 30 dispositif 16, les particules de glace 18 transportées par le flux 10 se séparent en raison de la force centrifuge et tombent au fond du dispositif de séparateur 16. La taille du dispositif de séparateur de particules à inertie 16 dépend du volume attendu de particules de glace 18 qui doivent être séparées du flux 10. 35 En référence à la figure 2, le dispositif 16 a une section transversale circulaire. Le flux 10 pénètre dans le dispositif 16 de manière tangentielle par rapport au dispositif 16, comme cela est représenté. Le flux 10 pénétrant dans le dispositif et la géométrie du dispositif 16, incitent le flux 10 à l'intérieur du dispositif 16 à se déplacer le long d'une trajectoire en spirale à l'intérieur du dispositif 16. Dans cet exemple, le flux 10 tourbillonne autour d'un axe A (figure 1). Le flux 10 communique du dispositif de séparateur 16 à l'équipement 20 le long du même axe A. Le flux 10 communiquant de l'équipement 20 au dispositif de séparateur 16 a moins de particules de glace 18 que le flux 10 communiquant du dispositif de séparateur 16 à l'alimentation en carburant 12. Dans un autre exemple, un montant ou une autre structure (non représentée) peut s'étendre le long de l'axe A du dispositif 16 sur une certaine distance. Dans l'exemple du montant, le flux 10 à l'intérieur du dispositif 16 fait une spirale autour du montant. En référence à la figure 3, un autre exemple de dispositif de séparateur 30 comprend un écran 32 positionné dans le flux 10 de la trajectoire d'écoulement de carburant. La taille de ce dispositif de séparateur 30 (et celle des autres dispositifs décrits) dépend du volume attendu de particules de glace qui doivent être séparées du flux 10. L'écran 32 est en forme de cône ou n'importe quelle autre forme qui peut maximiser la surface de l'écran. Un nez 34 de l'écran 32 est en amont des autres parties de l'écran 32. La forme de l'écran 32 et son positionnement par rapport au flux 10 incitent les particules de glace 18 à se déplacer sur l'écran 32 (et à s'éloigner du nez 34). Ce mouvement aide à empêcher l'obstruction des zones de l'écran 32 par les particules de glace 18, en particulier les zones situées à proximité du nez 34. Il faut noter que l'écran 32 a des trous. Dans un exemple, les zones de l'écran 32 les plus éloignées du nez 34 ne comprennent pas de trous. Les particules de glace ne peuvent pas boucher cette zone car il n'y a pas de trous qui peuvent se boucher. La forme de cône de l'écran 32 et son positionnement par rapport au flux 10 incitent les particules de glace 18 à se déplacer sur l'écran 32 jusqu'aux zones dépourvues de trous. La taille des trous dans l'écran 32 dépend en partie de l'ouverture 35 de passage dans l'équipement en aval, tels que des passages à l'intérieur de l'échangeur de chaleur carburant/huile. Dans un exemple spécifique, l'écran 32 a environ 33 pour cent de zone ouverte, et les trous sont circulaires et ont un diamètre d'environ 0,060 pouces (1,52 millimètres). En référence à la figure 4, encore un autre exemple de dispositif de séparateur 50 comprend un réservoir de décantation 52. Dans cet 5 exemple de dispositif 50, une entrée de carburant 54 et une décharge de carburant 56 sont toutes deux sur une extrémité verticalement supérieure du réservoir 52. Les particules de glace 18 se déposent à proximité de la surface d'extrémité verticalement inférieure du réservoir 52 en raison de la gravité. Le réservoir de décantation 52 est 10 dimensionné pour garantir une vitesse lente de sorte que les particules de glace les plus lourdes se déposent au fond du réservoir. En plus des exemples des figures 1 à 4, on peut utiliser n'importe quel nombre d'autres façons de prévoir une séparation de glace entre un réservoir de carburant et une pièce d'équipement. 15 Dans ces techniques, la glace collectée fond avec le temps en raison des températures plus chaudes du carburant, ou bien chaque dispositif peut être conçu avec un orifice de contrôle et en prévoyant une évacuation de glace après de longs vols froids avec du carburant saturé ou super saturé. 20 La figure 5 représente schématiquement un exemple de système de distribution de carburant ayant des réservoirs de carburant 100, des conduites de carburant 102 et des pièces d'équipement en aval, tel qu'un APU 104a et des moteurs de propulsion 104b. Des robinets basse pression 108 commandent le mouvement du carburant dans les 25 conduites de carburant 102. Comme représenté, les dispositifs de séparateur 110 sont positionnés en amont de l'équipement 104a et 104b. Les dispositifs de séparateur 110 empêchent les particules de glace d'entrer dans l'équipement 104a et 104b. L'un quelconque des exemple de dispositifs de séparateur 110 sur les figures 1 à 4, peut être 30 approprié pour être utilisé en tant que dispositif de séparateur 110. Bien que des modes de réalisation aient été décrits, l'homme du métier reconnaîtra que de nombreuses modifications peuvent se trouver dans la portée de la présente invention. Ainsi, il faut examiner les revendications suivantes. REVENDICATIONS1. Dispositif de séparateur de glace comprenant : un séparateur de glace (30 ; 110) qui est agencé pour retirer des 5 particules de glace d'un flux de carburant (10) se déplaçant dans le séparateur de glace (30 ; 110), dans lequel le séparateur de glace (30) comprend un écran en forme de cône (32). 2. Dispositif de séparateur de glace selon la revendication 1, dans lequel un nez (34) de l'écran en forme de cône (32) est positionné en 10 amont par rapport à une direction du flux de carburant (10) dans le séparateur de glace (30). 3. Système de distribution de carburant pour un avion comprenant : un réservoir de carburant (100), 15 une conduite de carburant (102) faisant communiquer le carburant du réservoir de carburant (100) à l'équipement en aval (104a, 104b) ; et le dispositif de séparateur de glace (30, 110) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, positionné en amont de 20 l'équipement (104a, 104b) agencé pour retirer les particules de glace qui peuvent s'écouler avec le carburant dans la conduite de carburant (102) avant que les particules de glace n'atteignent l'équipement (104a, 104b). 4. Système de distribution de carburant selon la revendication 3, dans lequel l'équipement en aval (104a, 104b) est un groupe auxiliaire 25 de puissance (104a). 5. Procédé pour séparer des particules de glace du carburant, comprenant l'étape consistant à: utiliser le mouvement d'un flux de carburant (10) pour séparer les particules de glace du flux de carburant (10) délivré d'une alimentation 30 en carburant à l'équipement en séparant les particules de glace en utilisant un filtre en forme de cône (32).