Brevet FR3060533A1 — publié le 20180622

ACCUMULATEUR SUR UNE LIGNE DE CARBURANT D'AERONEF DESCRIPTION Le sujet de l'invention est un accumulateur sur une ligne de carburant d'aéronef. En cas de détections d'une survitesse du moteur de l'aéronef, le système de régulation coupe rapidement le débit de carburant injecté. Il peut alors se produire un coup de bélier hydraulique, susceptible d'endommager le circuit d'alimentation de carburant en amont du moteur. C'est pourquoi il est souvent disposé un accumulateur hydraulique sur la canalisation, afin de filtrer le pic de pression associé à ce coup de bélier. La figure 1 représente schématiquement une configuration existante dans laquelle un accumulateur 1 est raccordé à une canalisation 2 entre un réservoir 3 de carburant à l'amont et une portion aval du circuit de carburant, menant à des injecteurs 4 appartenant au moteur et comprenant notamment une unité de pompage 5 immédiatement en aval de l'accumulateur 1, une unité de dosage 6 en aval de la précédente, et une unité de régulation de débit 7 associée à l'unité de pompage 5. Comme la figure 2 le représente plus précisément, l'accumulateur 1 est habituellement relié à un piquage transversal 8 de la canalisation 2 par une canalisation d'embranchement 9 perpendiculaire à la canalisation 2 d'écoulement du carburant, et l'accumulateur 1 est donc situé à quelque distance de cette dernière. Il comporte typiquement une paroi extérieure 10 dans laquelle une structure étanche à soufflet 11 et piston sépare un volume gazeux 12 d'un volume liquide 13, ce dernier communiquant à l'écoulement de carburant par un orifice 14 de la paroi extérieure 10 et la canalisation d'embranchement 9. Lorsqu'un coup de bélier se produit et qu'une onde de pression apparaît dans le carburant, le soufflet 11 se contracte et le volume liquide 13 augmente pour absorber l'élévation de pression. De tels agencements d'accumulateur présentent divers inconvénients. Lorsqu'un démontage du circuit d'alimentation est fait, l'accumulateur 1 se vide complètement du liquide et doit ensuite être remis en service, en actionnant un 3060533 2 dispositif de purge 15 qui évacue l'air occupant alors le volume liquide 13 ainsi que la canalisation d'alimentation 9. Un autre inconvénient est que l'accumulateur 1 est dans une zone morte de l'écoulement, où l'eau peut donc s'accumuler et éventuellement geler avec divers dommages possibles (perturbation de l'écoulement, corrosion ou prolifération de 5 bactéries). L'accumulateur 1 doit être en général fixé à des structures adjacentes de l'aéronef par des supports 16 qui compliquent donc son installation. En cas d'incendie, le contenu liquide statique de l'accumulateur 1 est exposé directement à la température des flammes et est donc susceptible de s'échauffer excessivement et de se vaporiser, en rompant la continuité de l'écoulement. Enfin, l'absorption des pics de pression produite 10 par les coups de bélier n'est pas idéale, puisqu'elle s'effectue par une détente du fluide à travers la canalisation d'embranchement 9 perpendiculaire à la canalisation 2 principale, et qui implique donc des pertes de charge importantes. L'objet de l'invention présente est donc de parvenir à un aménagement amélioré d'un accumulateur hydraulique sur un circuit d'alimentation en carburant d'un 15 moteur d'aéronef. Un aspect général de l'invention est alors un circuit de carburant d'aéronef, comprenant une canalisation s'étendant entre un réservoir de carburant et un moteur, et un accumulateur hydraulique débouchant dans la canalisation, caractérisé en ce que l'accumulateur est entouré par la canalisation. 20 En disposant l'accumulateur dans la canalisation, on évite des accumulations d'air et d'eau, qui sont dissipées quand l'écoulement de carburant reprend ; l'exposition de l'accumulateur aux températures élevées accidentelles est fortement diminuée, puisqu'il est baigné par du carburant, en principe frais, originaire du réservoir 3 et qui se renouvelle grâce à l'écoulement ; et il devient aussi facile d'aménager 25 l'accumulateur de manière à produire une meilleure absorption des pics de pression des coups de bélier. Ces différents avantages et surtout le dernier sont plus présents avec une orientation favorable de l'accumulateur, d'après laquelle celui-ci comporte une paroi extérieure, disposée coaxialement à la canalisation, et un orifice de la paroi extérieure, par lequel l'accumulateur communique avec l'intérieur de la canalisation, est dirigé vers le 3060533 3 moteur : les pics de pression remontant dans la canalisation sont alors envoyés directement dans l'accumulateur, sans imposer de changement de direction, ni donc de perte de charge importante à l'onde. Un bon écoulement est obtenu si l'accumulateur s'étend à une position 5 centrale de la canalisation, et est soutenu par la canalisation au moyen d'un support qui les relie : l'écoulement se répartit alors régulièrement autour de l'accumulateur. Une perte de charge plus modérée dans l'écoulement peut être espérée si le support est alors une cloison cylindrique ajourée, coaxiale à la paroi et à la canalisation. Dans une configuration typique, l'accumulateur est situé dans un 10 élargissement de la canalisation, relié à un tronçon amont et un tronçon aval de plus petite section, l'élargissement, le tronçon amont et le tronçon aval étant coaxiaux et en prolongement (curvilignes ou en ligne droite). Dans une réalisation préférée, une chambre de liquide présente dans l'accumulateur communique au volume extérieur, siège de l'écoulement, par une paroi 15 extérieure filtrante de l'accumulateur et par une ouverture garnie d'un filtre, pour empêcher l'irruption d'impuretés solides ou la permanence de bulles de gaz. Ces aspects, caractéristiques et avantages de l'invention, ainsi que d'autres, seront maintenant décrits au moyen des figures suivantes, annexées à titre purement illustratif, qui en représentent une réalisation détaillée : 20 - la figure 1, déjà décrite, est une représentation schématique d'un circuit de carburant d'aéronef ; - la figure 2 illustre une configuration typique et connue d'accumulateur ; - et la figure 3 illustre une configuration modifiée selon l'invention. On passe au commentaire de la figure 3. 25 La canalisation 2 comprend désormais un élargissement 20 de section entre un tronçon amont 21 et un tronçon aval 22, qui ont la section normale, plus petite, de la canalisation 2. L'élargissement 20, le tronçon amont 21 et le tronçon aval 22 sont en prolongement et coaxiaux sur une même ligne droite. L'accumulateur 23 de l'invention est placé au même endroit que l'accumulateur 1 connu sur la canalisation 2 ; il est semblable 30 par certains aspects à l'accumulateur 1 connu, et comporte notamment une paroi 3060533 4 extérieure 24 filtrante cylindrique, un soufflet 25 à piston séparant un volume gazeux 26 d'un volume liquide 27 et un orifice 28 faisant communiquer le volume liquide 27 avec l'extérieur de l'accumulateur 23. L'accumulateur 23 peut être dépourvu de dispositif de purge, l'orifice 28 est couvert par un filtre tel qu'une crépine 29, et surtout l'orientation et 5 la disposition de l'accumulateur 23 sont différentes, puisque l'accumulateur 23 est disposé à l'intérieur et au centre de l'élargissement 20 de la canalisation 2, avec la paroi extérieure 24 cylindrique qui est coaxiale à la canalisation 2 et à l'élargissement 20, en laissant donc subsister un jeu annulaire 30 avec lui. Un support 31 relie l'accumulateur 23 à la paroi de l'élargissement 20 et consiste en une cloison cylindrique et ajourée entourant l'orifice 28 10 coaxiale à la paroi extérieure 24 et à la canalisation 2. Le soufflet 25 est un mécanisme fiable. La crépine 29 de filtration arrête les impuretés qui pourraient entrer dans l'accumulateur 23, mais est perméable aux fluides, sans perte de charge importante. L'écoulement de carburant originaire du tronçon amont 21 contourne 15 l'accumulateur 23 par le jeu annulaire 30 avant de rejoindre le tronçon aval 22. On escompte qu'une perte de charge modérée pourra être obtenue, les inflexions de l'écoulement étant assez peu importantes. Il n'y a pas de zones stagnantes où l'humidité et l'air seraient susceptibles de s'accumuler. Dans le cas d'une vidange de la canalisation 2 suivie d'une reprise de l'alimentation, le carburant renouvelé remplit de lui-même le 20 volume liquide 27, en en chassant l'air. La paroi extérieure 24, filtrante auto-lavable, permet de faire entrer ou d'évacuer le fluide compris entre le soufflet et la paroi extérieure 24. Elle assure avec la crépine 29 qu'aucune pollution ne puisse venir se bloquer entre les tronçons du soufflet 25, ce qui entraînerait un risque de perçage du soufflet 25. 25 Et quand un coup de bélier se produit, l'onde de pression originaire du tronçon aval 22 se projette immédiatement à l'intérieur de l'accumulateur 23, l'orifice 28 étant devant le tronçon aval 22, ce qui garantit une bonne absorption de la surpression. Aucune perte de charge importante n'est en effet produite, d'après l'invention, sur le trajet de cette onde de pression menant à l'accumulateur 23. 3060533 5 La paroi extérieure 24 est avantageusement de type auto-lavable, afin de balayer le volume liquide 27. Les surfaces de la canalisation 2 et de l'accumulateur 23 pourront être modifiées pour réduire si nécessaire la perte de charge en atténuant la brusquerie des 5 variations de section et de direction d'écoulement. Si de l'humidité s'accumulait malgré tout dans l'élargissement 20 et gelait à une température qui l'imposerait, l'orifice 28 devrait rester tout de même dégagé, puisque l'écoulement passe devant lui avant de s'éloigner, ce qui maintient une circulation du carburant devant lui. 10 L'invention peut être conçue avec d'autres genres d'accumulateurs hydrauliques que des accumulateurs hydropneumatiques à soufflet et piston. REVENDICATIONS1) Circuit de carburant d'aéronef, comprenant une canalisation (2) s'étendant entre un réservoir (3) de carburant et un moteur (4), et un accumulateur (23) hydraulique débouchant dans la canalisation, caractérisé en ce que l'accumulateur est entouré par la canalisation. 2) Circuit de carburant d'aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur (23) comporte une paroi extérieure (24) cylindrique, la paroi extérieure et la canalisation sont coaxiales, et un orifice de l'accumulateur est dirigé vers le moteur (4). 3) Circuit de carburant d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'accumulateur s'étend à une position centrale de la canalisation, et est soutenu par la canalisation au moyen d'un support (31) qui les relie. 4) Circuit de carburant d'aéronef selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le support (31) est une cloison cylindrique ajourée coaxiale à la paroi et à la canalisation. 5) Circuit de carburant d'aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'accumulateur est situé dans un élargissement (20) de la canalisation, relié à un tronçon amont (21) et un tronçon aval (22) de plus petite section, l'élargissement, le tronçon amont et le tronçon aval étant coaxiaux et en prolongement. 6) Circuit de carburant d'aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une chambre de liquide (27) présente dans l'accumulateur est séparée d'un volume extérieur de l'accumulateur par un filtre (29) et une paroi filtrante (24) de l'accumulateur. 7) Circuit de carburant d'aéronef selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'accumulateur est un accumulateur hydropneumatique. 3060533 7 8) Circuit de carburant d'aéronef selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'accumulateur hydropneumatique est à soufflet (25).