Brevet FR3045237A1 — publié le 20170616

GENERATEUR ELECTRIQUE D'AERONEF COMPRENANT UN DISPOSITIF D'AERATION A OUVERTURE CONTROLEE La présente demande se rapporte à un générateur électrique d'aéronef comprenant un dispositif d'aération à ouverture contrôlée. Un générateur électrique d'aéronef est accouplé à un moteur d'aéronef pour produire de l'électricité. Selon un mode de réalisation, le générateur électrique est à fréquence variable. Un tel générateur électrique comprend entre autre : - un boitier étanche afin de maintenir une pression proche de la pression atmosphérique à l'intérieur du boitier, - un arbre tournant qui pénètre à l'intérieur du boitier via une ouverture, - un joint d'étanchéité entre l'arbre tournant et le boitier, - une vanne de dépressurisation qui est configurée pour faire communiquer l'intérieur du boitier avec l'extérieur du boitier si la pression à l'intérieur du boitier dépasse une valeur donnée. En fonctionnement, l'arbre tournant à une vitesse de rotation très élevée (entre 12000 et 24000 tours par minute, une vitesse de rotation moyenne de 16000 tours par minute en phase de croisière). Le joint d'étanchéité utilise un effet de décollement qui tend à l'écarter légèrement de l'arbre tournant. Selon ce mode de réalisation, on constate une augmentation de la pression à l'intérieur du boitier vol après vol. Après un certain nombre de vols, la vanne de dépressurisation s'ouvre et un écoulement d'huile apparait. Aussi, la présente invention vise à remédier à cet inconvénient de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet un générateur électrique d'aéronef comprenant un boitier étanche et un arbre tournant et qui se caractérise en ce qu'il comprend un dispositif d'aération qui comporte : - Au moins un orifice configuré pour faire communiquer une chambre positionnée à l'intérieur de l'arbre tournant avec l'extérieur du boitier étanche, 3045237 2 - Pour au moins un orifice, un système d'obturation à inertie configuré pour occuper un état passant, lorsque la vitesse de rotation de l'arbre tournant est inférieure à un seuil donné, dans lequel le système d'obturation est écarté de l'orifice et un état fermé, lorsque la vitesse de rotation de l'arbre tournant est supérieure au seuil 5 donné, dans lequel le système d'obturation obture l'orifice. L'arbre tournant ayant une vitesse de rotation supérieure au seuil donné durant les phases de vol, le boitier est parfaitement étanche durant ces phases de vol. Lorsque le moteur d'aéronef accouplé au générateur d'électricité est à l'arrêt, l'arbre tournant à une vitesse de rotation nulle, inférieure au seuil donné, si bien que l'intérieur de l'arbre tournant 10 communique avec l'extérieur du boitier étanche de sorte à équilibrer les pressions entre l'intérieur et l'extérieur du boitier étanche. Ainsi, la pression à l'intérieur du boitier étanche n'augmente plus vol après vol. Selon une autre caractéristique, chaque système d'obturation comprend une lame dont une première extrémité est reliée à l'arbre tournant et dont une seconde extrémité est 15 positionnée de manière à coopérer avec l'orifice, la lame ayant une géométrie et/ou une élasticité telles que la seconde extrémité de la lame est écartée d'une surface intérieure de l'arbre tournant à l'état passant et que la seconde extrémité de la lame est plaquée contre la surface intérieure de l'arbre tournant à l'état fermé. Selon une autre caractéristique, la première extrémité de la lame est décalée par rapport à 20 la seconde extrémité de la lame selon le sens de rotation de l'arbre tournant. Avantageusement, la lame comprend une première face orientée vers la surface intérieure de l'arbre tournant, une seconde face opposée à la première face et une masselotte fixée sur la seconde face de la lame, à proximité de la seconde extrémité de la lame. De préférence, la lame comprend une première face orientée vers la surface intérieure de 25 l'arbre tournant et un revêtement en élastomère au niveau de la première face, au moins sur une zone qui coopère avec l'orifice. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un générateur électrique d'aéronef selon un mode de réalisation, 3045237 3 - La figure 2 est une coupe longitudinale d'une partie du générateur électrique visible sur la figure 1, - Les figures 3A et 3B sont des coupes transversales d'un arbre tournant équipé d'un dispositif d'aération qui illustrent un mode de réalisation de l'invention, 5 respectivement à l'état passant et à l'état fermé, - La figure 4 est une vue en perspective d'une partie d'un système d'obturation qui illustre un mode de réalisation de l'invention, - La figure 5 est une coupe longitudinale d'une partie de l'arbre tournant et d'un dispositif d'aération à l'état passant qui illustre un mode de réalisation de l'invention. 10 Sur les figures 1 et 2, on a représenté un générateur électrique 10 d'aéronef relié à un moteur d'aéronef pour produire de l'électricité. Ce générateur électrique 10 comprend un boitier étanche 12 et un arbre tournant 14 qui pénètre à l'intérieur du boitier étanche 12 via une ouverture 16. Pour la suite de la description, l'axe A14 de l'arbre tournant 14 correspond à la direction 15 longitudinale. Un plan longitudinal contient l'axe A14 et un plan transversal est un plan perpendiculaire à l'axe A14. Une direction radiale est perpendiculaire à l'axe A14. L'arbre tournant 14 comprend une surface extérieure 18 positionnée à l'extérieur du boitier étanche 12. Le générateur électrique 10 comprend un joint d'étanchéité 20 intercalé entre l'arbre 20 tournant 14 et le boitier étanche 12. Selon une caractéristique de l'invention, le générateur électrique 10 comprend un dispositif d'aération 22 qui comporte : - Au moins un orifice 24 configuré pour faire communiquer l'intérieur de l'arbre tournant 14 avec l'extérieur du boitier étanche 12 du générateur électrique 10, 25 - Pour au moins un orifice 24, un système d'obturation 26 à inertie configuré pour occuper un état passant, visible sur la figure 3A, lorsque la vitesse de rotation de l'arbre tournant 14 est inférieure à un seuil donné, dans lequel le système d'obturation 26 est écarté de l'orifice 24 et laisse un fluide s'écouler à travers l'orifice 24 et un état fermé, visible sur la figure 3B, lorsque la vitesse de rotation de l'arbre 30 tournant 14 est supérieure au seuil donné, dans lequel le système d'obturation 26 obture l'orifice 24. 3045237 4 L'arbre tournant 14 ayant une vitesse de rotation supérieure au seuil donné durant les phases de fonctionnement du moteur de l'aéronef, le boitier 12 est maintenu à une pression supérieure ou égale à la pression extérieure durant les phases de vol. Lorsque le moteur de l'aéronef est à l'arrêt, l'arbre tournant 14 est à l'arrêt et a donc une vitesse de rotation 5 inférieure au seuil donné si bien que l'intérieur de l'arbre tournant 14 communique avec l'extérieur du boitier étanche 12 de sorte à équilibrer les pressions entre l'intérieur et l'extérieur du boitier étanche 12. Ainsi, la pression à l'intérieur du boitier étanche 12 n'augmente plus vol après vol. Selon un mode de réalisation, l'arbre tournant 14 comprend une chambre 28 positionnée à 10 l'intérieur de l'arbre tournant 14 qui communique avec l'intérieur du boitier étanche 12. Au moins un orifice 24 relie la chambre 28 et la surface extérieure 18 de l'arbre tournant 14. Chaque orifice 24 est positionné de sorte à déboucher à l'extérieur du boitier étanche 12. De préférence, le dispositif d'aération 22 comprend autant de systèmes d'obturation 26 que d'orifices 24. 15 Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 3A et 3B, le dispositif d'aération 22 comprend deux orifices 24, 24' diamétralement opposés dont les axes sont perpendiculaires à la direction longitudinale. La chambre 28 est délimitée par une surface intérieure 30 cylindrique avec un axe coaxial à l'axe A14 de l'arbre tournant 14 qui s'étend entre au moins deux plans transversaux P1 et P2 20 (visibles sur la figure 5) disposés de part et d'autre du ou des orifices 24, 24'. La chambre 28 a un diamètre supérieur aux diamètres des orifices 24, 24'. Pour donner un ordre de grandeur, le diamètre de la chambre 28 est au moins cinq fois supérieur à celui des orifices 24, 24'. Chaque orifice 24 comprend un pourtour sous la forme d'une portion de cylindre. Ce 25 pourtour est appelé siège 32 pour la suite de la description. Selon un mode de réalisation, chaque système d'obturation 26 comprend, dans la chambre 28, une lame 34 déformable de manière élastique dont une première extrémité 36 est reliée à l'arbre tournant 14, plus particulièrement à la surface intérieure 30 de l'arbre tournant 14 et dont une seconde extrémité 38 est positionnée de manière à coopérer avec le siège 32 de 30 l'orifice 24 à l'état fermé pour l'obturer. 3045237 5 La lame 34 a une géométrie et/ou une élasticité telles que la seconde extrémité 38 est écartée de la surface intérieure 30 de l'arbre tournant 14 à l'état passant et elle est plaquée contre la surface intérieure 30 de l'arbre tournant 14 à l'état fermé. Selon un mode de réalisation, la lame 34 est en acier ressort. 5 Selon une autre caractéristique, la première extrémité 36 de la lame 34 est décalée par rapport à la seconde extrémité 38 de la lame 34 selon le sens de rotation de l'arbre tournant 14. La lame 34 comprend une première face 40 orientée vers la surface intérieure 30 de l'arbre tournant 14 et une seconde face 42, opposée à la première face 40, orientée vers le centre 10 de la chambre 28. L'épaisseur de la lame 34 correspond à la dimension de la lame 34 prise selon la direction radiale qui correspond également à la distance séparant les première et seconde faces 40 et 42. La largeur de la lame 34 correspond à la dimension de la lame 34 prise selon la direction longitudinale et la longueur de la lame 34 correspond à la dimension de la lame 34 prise 15 selon la circonférence de l'arbre tournant 14. La lame 34 a un ratio largeur/épaisseur supérieur à 5. La lame 34 a une longueur nettement supérieure à sa largeur. De préférence, la lame 34 comprend une masselotte 44 fixée sur la seconde face 42 de la lame 34, à proximité de la seconde extrémité 38 de la lame 34, pour accroitre l'effort de 20 pression de la lame 34 sur le siège 32 et ainsi améliorer l'étanchéité. Avantageusement, la lame 34 comprend un revêtement 46 en élastomère au niveau de la première face 40, au moins sur une zone qui coopère avec le siège 32 de l'orifice 24, pour améliorer l'étanchéité. REVENDICATIONS1. Générateur électrique (10) d'aéronef comprenant un boitier étanche (12), un arbre tournant (14), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'aération (22) qui comporte : - Au moins un orifice (24) configuré pour faire communiquer une chambre (28) positionnée à l'intérieur de l'arbre tournant (14) avec l'extérieur du boitier étanche (12), - Pour au moins un orifice (24), un système d'obturation (26) à inertie configuré pour occuper un état passant, lorsque la vitesse de rotation de l'arbre tournant (14) est inférieure à un seuil donné, dans lequel le système d'obturation (26) est écarté de l'orifice (24) et un état fermé, lorsque la vitesse de rotation de l'arbre tournant (14) est supérieure au seuil donné, dans lequel le système d'obturation (26) obture l'orifice (24). 2. Générateur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque système d'obturation (26) comprend une lame (34) dont une première extrémité (36) est reliée à l'arbre tournant (14) et dont une seconde extrémité (38) est positionnée de manière à coopérer avec l'orifice (24), la lame (34) ayant une géométrie et/ou une élasticité telles que la seconde extrémité (38) de la lame (34) est écartée d'une surface intérieure (30) de l'arbre tournant (14) à l'état passant et que la seconde extrémité (38) de la lame (34) est plaquée contre la surface intérieure (30) de l'arbre tournant (14) à l'état fermé. 3. Générateur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première extrémité (36) de la lame (34) est décalée par rapport à la seconde extrémité (38) de la lame (34) selon le sens de rotation de l'arbre tournant (14). 4. Générateur électrique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la lame (34) comprend une première face (40) orientée vers la surface intérieure (30) de l'arbre tournant (14), une seconde face (42) opposée à la première face (40) et une masselotte (44) fixée sur la seconde face (42) de la lame (34), à proximité de la seconde extrémité (38) de la lame (34). 5. Générateur électrique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la lame (34) comprend une première face (40) orientée vers la surface intérieure (30) de l'arbre tournant (14) et un revêtement (46) en élastomère au niveau de la première face (40), au moins sur une zone qui coopère avec l'orifice (24).