Brevet FR3050438A1 — publié le 20171027

- 1 - DISPOSITIF DE DISTRIBUTION ET D'INJECTION D'UN GAZ D'INERTAGE DANS UN RESERVOIR DE CARBURANT D'UN AERONEF DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine technique des systèmes d'inertage d'un réservoir de carburant d'un aéronef, tel qu'un avion, un hélicoptère ou analogue, pour des raisons de sécurité. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de distribution et d'injection d'un gaz, mis en oeuvre dans un tel système d'inertage, ainsi qu'un système d'inertage comprenant un tel dispositif de distribution et d'injection. ART ANTERIEUR Dans le domaine de l'aéronautique, il est connu des systèmes d'inertage pour générer un gaz d'inertage, tel que de l'azote, ou tout autre gaz neutre tel que le dioxyde de carbone par exemple, et pour introduire ledit gaz d'inertage dans les réservoirs de carburant pour des raisons de sécurité afin de réduire le risque d'explosion desdits réservoirs. Un système classique d'inertage de l'art antérieur comporte, d'une manière générale, un générateur de gaz d'inertage embarqué dit OBIGGS, selon l'acronyme anglo-saxon « On Board Inert Gas Generation Systems », alimenté en air, par exemple avec de l'air comprimé venant d'un étage de compression à partir de l'ouverture dite de pression intermédiaire et/ou de l'ouverture dite de haute pression en fonction de la situation de vol. Le système OBIGGS est couplé au réservoir de carburant de l'avion, et sépare l'oxygène de l'air. Le système OBIGGS comprend un ou plusieurs modules de séparation d'air contenant, par exemple, des membranes perméables, telles que des membranes de polymère, traversées par un flux d'air. En raison des différentes perméabilités de la membrane à l'azote et à l'oxygène, le système divise le flux d'air de telle sorte qu'un flux d'air à forte teneur en azote et un flux d'air à forte teneur en oxygène sont obtenus. La fraction d'air enrichi en azote, considérée comme le gaz d'inertage, est acheminée dans 3050438 - 2 - les réservoirs de carburant de telle sorte que le mélange d'air et de vapeur de kérosène présent dans cet emplacement est déplacé et évacué hors des réservoirs. Les dispositifs nécessaires à cette opération, tels que des compresseurs, des filtres, des modules de refroidissement à air ou à eaux, et analogues, sont intégrés dans l'installation de gaz 5 d'inertage. Lorsque le taux d'oxygène présent dans la partie vide du réservoir est inférieur à la limite d'inflammation définie conformément aux exigences de la FAA selon l'acronyme anglo-saxon « Federal Aviation Administration » détaillées dans le document AC25.981- 10 2A en date du 19 septembre 2008 et intitulé « FUEL TANK FLAMMABILITY REDUCTION MEANS » et ses annexes, aucune inflammation spontanée ne peut avoir lieu. De ce qui précède, rendre inerte un réservoir de carburant consiste à injecter du gaz d'inertage dans le réservoir pour maintenir le taux d'oxygène présent dans ledit réservoir sous un certain seuil, par exemple 12%. 15 Un système d'inertage de l'état de la technique comprend également un dispositif pour la distribution et l'injection du gaz d'inertage dans les réservoirs. Ce dispositif comprend au moins une conduite de distribution équipée d'un clapet anti-retour, et d'une buse d'injection. La buse d'injection est, par exemple, constituée d'une rondelle 20 métallique percée et fixée par des vis sur un support dans le réservoir. Un tube à trous, bien connu sous le nom de tube « piccolo », peut être utilisé en sortie de la buse. Un inconvénient de ce type de dispositif de distribution et d'injection de gaz d'inertage réside dans le fait que, outre le fait que la buse d'injection soit complexe à 25 intégrer dans le réservoir de carburant, des nuisances sonores très importantes, pouvant atteindre les 100 dB, sont générées lorsque la buse fait circuler des flux de gaz à haute vitesse. Un autre inconvénient réside dans le fait que le clapet anti-retour installé dans la 30 conduite de distribution ne peut assurer une parfaite étanchéité, et est généralement considéré en panne latente. EXPOSE DE L'INVENTION 3050438 - 3 - L'un des buts de l'invention est donc de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de distribution et d'injection de gaz d'inertage dans un réservoir de carburant qui permet de réduire considérablement les nuisances sonores liées à l'injection du gaz 5 d'inertage. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif qui permet une injection calibrée de gaz d'inertage, avec une protection optimale contre le retour de fuel liquide. 10 A cet effet, et pour résoudre les problèmes précités, il a été mis au point un dispositif de distribution et d'injection de gaz d'inertage dans un réservoir de carburant d'un aéronef, conforme à l'état de la technique en ce qu'il comprend au moins une conduite de distribution de gaz dont une première extrémité est destinée à être connectée 15 à un générateur de gaz d'inertage. Selon l'invention, la conduite de distribution comprend une deuxième extrémité connectée avec une pièce à porosité contrôlée destinée à être disposée à l'intérieur du réservoir de carburant pour la diffusion du gaz d'inertage au travers de ladite pièce et 20 jusque dans le réservoir. De cette manière, étant donné que l'injection du gaz d'inertage se fait au travers de ladite pièce à porosité contrôlée, les nuisances sonores sont considérablement diminuées, et l'injection peut être calibrée en fonction de la porosité de ladite pièce. 25 De plus, la pièce à porosité contrôlée constitue, en elle-même, un moyen permettant d'éviter les retours de fuel liquide, et permet donc de s'affranchir des clapets anti-retour dont l'efficacité est limitée. La pièce à porosité contrôlée est un composant passif ne comportant qu'une seule pièce non mobile, augmentant ainsi la fiabilité du dispositif 30 selon 1 ' invention. 3050438 - 4 - Enfin, le dispositif selon l'invention permet de s'affranchir des buses d'injection ce qui facilite très nettement sa mise en oeuvre. L'invention permet également un gain de place. 5 De préférence, la pièce à porosité contrôlée est constituée d'une pièce en métal fritté. Une pièce en métal fritté est, par définition, constituée d'une agglomération de particules métalliques dont la porosité peut être contrôlée. Ainsi, la pièce est facile à fabriquer, légère et compatible avec une utilisation dans un milieu en contact avec du carburant. 10 Selon des formes de réalisations particulières, la pièce en métal fritté peut être cylindrique, et peut être vissée à la deuxième extrémité de la conduite de distribution. La pièce en métal fritté est réalisée, par exemple, en bronze, en acier inoxydable, ou en aluminium. L'invention fournit également un système d'inertage d'au moins un réservoir de carburant d'un aéronef. Le système comprend au moins un générateur de gaz d'inertage alimenté avec de l'air comprimé, et des dispositifs de distribution et d'injection de gaz d'inertage dans le réservoir de carburant, reliés au générateur de gaz d'inertage. Selon l'invention, les dispositifs de distribution et d'injection sont conformes aux caractéristiques précitées. DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, du dispositif de distribution et d'injection de gaz d'inertage et du système d'inertage selon l'invention, à partir des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique illustrant un système d'inertage selon l'invention, mettant en oeuvre le dispositif de distribution et d'injection de gaz d'inertage selon l'invention ; 15 20 25 30 3050438 - 5 - - la figure 2 est une représentation schématique du dispositif de distribution et d'injection de gaz d'inertage selon l'invention, installé dans un réservoir de carburant. 5 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, l'invention concerne un dispositif de distribution et d'injection (1) de gaz d'inertage destiné à être mis en oeuvre dans un système d'inertage (2) des réservoirs de carburant (10) d'un aéronef (11). 10 Le système d'inertage (2) comprend un générateur de gaz d'inertage (3) comprenant une entrée d'air (4) alimentée, par l'intermédiaire d'un système de préparation d'air (5) avec de l'air comprimé. Le générateur de gaz d'inertage (3) comprend une sortie (6) de gaz d'inertage, et une sortie (7) de gaz enrichi en oxygène. 15 La sortie (6) de gaz d'inertage est connectée au dispositif de distribution et d'injection (1) du gaz d'inertage. Le dispositif de distribution et d'injection (1) comprend des conduites de distribution (8) de gaz d'inertage dont des premières extrémités sont connectées au générateur de gaz d'inertage (3), et dont des deuxièmes extrémités sont 20 connectées chacune avec une pièce (9) à porosité contrôlée, telle qu'une pièce (9) en métal fritté. Les pièces (9) en métal fritté sont disposées à l'intérieur des réservoirs de carburant (10). Les pièces (9) en métal fritté présentent chacune, par exemple, une forme cylindrique avec un diamètre de 10-15 mm et une longueur de 10-15 cm. Les pièces (9) en métal fritté sont, par exemple, vissées aux deuxièmes extrémités des conduites de 25 distribution (8), ce qui facilite leur mise en oeuvre. D'autres formes pour la pièce (9) peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention, telle qu'une forme conique par exemple, ainsi que d'autres dimensions. Le système d'inertage (2) permet de générer et d'introduire un gaz d'inertage dans 30 les réservoirs de carburant (10) de l'aéronef (11) pour des raisons de sécurité afin de réduire le risque d'explosion desdits réservoirs (10). Le gaz d'inertage injecté vise à rendre inerte le ou les réservoirs de carburant (10), c'est-à-dire qu'il permet de réduire le 3050438 - 6 - taux d'oxygène présent dans le ou lesdits réservoirs (10), et notamment de maintenir ce taux sous un certain seuil, de préférence inférieur à 12%. Selon l'invention, la distribution du gaz d'inertage se fait par l'intermédiaire des 5 conduites de distribution (8) au travers des pièces (9) en métal fritté qui assurent un rôle de buses, et jusque dans les réservoirs (10). Les pièces (9) en métal fritté sont obtenues par frittage d'un matériau métallique, tel que du bronze, de l'acier inoxydable, ou de l'aluminium, c'est-à-dire par exemple, par 10 chauffage d'une poudre métallique sans la mener jusqu'à la fusion. Sous l'effet de la chaleur, les grains de poudre se soudent entre eux, ce qui forme la cohésion de la pièce (9). Le frittage permet, en fonction de la granulométrie, de maîtriser la densité de la matière. Ainsi, les pièces (9) en métal fritté obtenues possèdent une porosité contrôlée. 15 Ainsi, étant donné que l'injection du gaz d'inertage se fait au travers des pièces (9) poreuse en métal fritté, les nuisances sonores sont considérablement diminuées, et l'injection peut être calibrée en fonction de la porosité contrôlée et des dimensions de ladite pièce. 20 Les pièces (9) en métal fritté permettent également d'assurer, d'une manière fiable et peu encombrante, une fonction anti retour du fuel liquide. De ce qui précède, l'utilisation de pièces (9) en métal fritté pour l'injection du gaz d'inertage dans les réservoirs de carburant (10) permet d'assurer de manière simple et 25 fiable, une injection calibrée, et/ou une réduction du bruit, et/ou une fonction anti-retour de fuel liquide. REVENDICATIONS1. Dispositif de distribution et d'injection (1) de gaz d'inertage dans un réservoir de carburant (10) d'un aéronef (11), ledit dispositif (1) comprenant au moins une conduite de distribution (8) de gaz d'inertage dont une première extrémité est destinée à être connectée à un générateur de gaz d'inertage (3), le dispositif (1) étant caractérisé en ce que la conduite de distribution (8) comprend une deuxième extrémité connectée avec une pièce (9) à porosité contrôlée destinée à être disposée à l'intérieur du réservoir de carburant (10) pour la diffusion du gaz d'inertage au travers de ladite pièce (9) et jusque dans le réservoir (10). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce (9) à porosité contrôlée est constituée d'une pièce en métal fritté. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce en métal fritté (9) est vissée à la deuxième extrémité de la conduite de distribution (8). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce en métal fritté (9) est cylindrique. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce en métal fritté (9) est réalisée en bronze. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce en métal fritté (9) est réalisée en acier inoxydable. 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce en métal fritté (9) est réalisée en aluminium. 8. Système d'inertage (2) d'au moins un réservoir de carburant (10) d'un aéronef (11), ledit système (2) comprenant au moins un générateur de gaz d'inertage (3) alimenté avec de l'air comprimé, et des dispositifs de distribution et d'injection (1) de gaz d'inertage dans le réservoir de carburant (10), reliés au générateur de gaz d'inertage (3), ledit 3050438 - 8 - système d'inertage (2) étant caractérisé en ce que les dispositifs de distribution et d'injection (1) sont conformes à l'une des revendications 1 à 7.