Brevet FR3081624A1 — publié le 20191129

DISPOSITIF DE PROTECTION, NOTAMMENT POUR UNE TURBOMACHINE DOMAINE [1] La présente invention concerne un dispositif de protection, notamment pour une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion. CONTEXTE [2] Une turbomachine comporte classiquement au moins un calculateur et des équipements, tels que par exemple des capteurs ou des actionneurs (pompes, moteurs, vérins électriques ... ). Le calculateur et les équipements sont reliés entre eux par un ou plusieurs harnais électriques, chaque harnais étant constitué de plusieurs conducteurs ou câbles électriques. Chaque harnais est fixé au carter de la turbomachine par l'intermédiaire de colliers de fixation par exemple. [003] Les différents équipements sont prévus pour fonctionner à des températures maximales de l'ordre de 200°C par exemple. Lorsque les équipements sont soumis à des températures plus élevées, par exemple en cas de feu (par exemple 1100°C) ou lors d'expositions non souhaitées à des gaz chauds (par exemple 600°C), il existe un risque que les équipements renvoient des valeurs ou des signaux erronés au calculateur mais que ce dernier ne soit pas capable de détecter une telle erreur et les considère comme valables. Le traitement effectué par le calculateur est alors erroné et peut mener à des phénomènes non désirés, voire à des défaillances sur la turbomachine. [004] Afin d'éviter un tel phénomène, il est généralement prévu de placer une sonde thermique à proximité des différents équipements, la sonde thermique envoyant une information de température au calculateur. En cas 2 de température excessive, le calculateur ne prend alors pas en compte les signaux ou les informations issus des équipements concernés. Une telle solution technique est toutefois peu fiable et est complexe à mettre en oeuvre. 5 RESUME DE L'INVENTION [5] L'invention vise à remédier à ces inconvénients, de façon simple, fiable et économique. [6] A cet effet, l'invention propose un dispositif de protection, notamment pour une turbomachine, caractérisé en ce qu'il comporte une première partie 10 destinée à être reliée électriquement à un premier conducteur, une seconde partie destinée à être reliée électriquement à un second conducteur, un organe en matériau ferromagnétique élastiquement deformable entre une première position ou position de repos dans laquelle la première partie et la seconde partie sont reliées électriquement, et une seconde position, écartée 15 de la position de repos, dans laquelle la première partie et la seconde partie ne sont pas reliées électriquement, un aimant apte à déformer et maintenir ledit organe dans sa seconde position en dessous d'une température seuil, ledit organe étant rappelé vers sa première position au-delà de ladite température seuil. 20 [007] De cette manière, au-delà de la température seuil, c'est-à-dire en cas de feu ou de température anormalement élevée, l'organe et/ou l'aimant perdent leurs propriétés magnétiques. Ledit organe est alors rappelé vers sa position de repos de façon à court-circuiter le premier conducteur et le second conducteur. Un tel court-circuit peut notamment être détecté par un 25 calculateur afin d'éviter de traiter des données erronées issues par exemple d'un capteur défaillant. En fonctionnement normal, c'est-à-dire en dessous de la température seuil, ledit organe est attiré vers sa seconde position par l'aimant, à l'encontre de l'effort de rappel, de manière à empêcher tout court-circuit entre le premier conducteur et le second conducteur. La température 3 seuil correspond sensiblement à la température de Curie la plus faible parmi celle du matériau de l'organe et celle du matériau de l'aimant. [8] L'organe est par exemple formé par une lame élastique. [9] Le dispositif peut comporter une enveloppe en matériau réfractaire 5 dans laquelle sont logés ledit organe et l'aimant. [10] L'enveloppe permet ainsi de protéger l'organe et l'aimant de l'environnement extérieur. [11] L'enveloppe est par exemple réalisée en céramique. L'enveloppe peut être réalisée en deux demi-coquilles assemblées l'une à 10 l'autre. [12] La première partie et/ou la seconde partie peuvent être reliées électriquement à des connecteurs destinés à être connectés à des connecteurs complémentaires des conducteurs et/ou d'un élément d'une turbomachine tel que par exemple à un calculateur et/ou un capteur. 15 [013] Les connecteurs sont par exemple des connecteurs répondant à la norme EN 3155 et/ou EN 2997. De tels connecteurs sont étanches et possèdent une bonne tenue au feu et aux vibrations. De tels connecteurs comportent par exemple une ou plusieurs pattes ou broches de connexion noyées dans un support en matériau céramique. 20 [014] La première partie, la seconde partie et/ou ledit organe peuvent être réalisés en nickel ou en dioxyde de chrome. [15] La température de Curie du nickel est de 354°C et celle du dioxyde de chrome est de 113°C. On choisira les matériaux de la première partie, la seconde partie et/ou dudit organe en fonction de la température au-delà de 25 laquelle on souhaite court-circuiter le premier conducteur et le second conducteur. [16] L'aimant est par exemple réalisé en acier, alnico ou samarium cobalt. [17] Par ailleurs, la température de fusion de tels matériaux est relativement élevée, en particulier plus élevée que la température à laquelle ils peuvent être soumis en cas de feu, par exemple de l'ordre de 1100°C. 4 [18] L'invention concerne également une turbomachine, telle que par exemple un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comportant au moins un dispositif de protection du type précité. [19] La turbomachine peut comporter au moins un calculateur et au moins 5 un équipement reliés électriquement par un harnais, au moins un dispositif de protection étant situé sur le harnais ou au niveau de l'interface entre le harnais, d'une part, et le calculateur et/ou l'équipement, d'autre part. [20] L'équipement peut être un capteur ou un actionneur. [21] La turbomachine peut comporter des moyens de fixation du harnais 10 sur une partie fixe de la turbomachine, le dispositif de protection étant situé sur le harnais, à proximité des moyens de fixation. [22] On limite ainsi les vibrations au niveau du dispositif de protection. [23] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante 15 faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES - la figure 1 est une vue schématique de côté d'une partie d'une turbomachine ; - la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de protection, l'organe 20 étant dans sa seconde position ; - la figure 3 est une vue correspondant à la figure 2, l'organe étant dans sa première position ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un connecteur ; - la figure 5 est une vue schématique illustrant la liaison entre un 25 calculateur et un équipement dans un cas de fonctionnement normal ; - la figure 6 est une vue correspondant à la figure 5 dans laquelle le dispositif de protection est soumis à une température élevée. 5 DESCRIPTION DETAILLEE [24] La figure 1 illustre une turbomachine 1 comportant un carter fixe sur lequel sont montés un ou plusieurs calculateurs 2 et des équipements 3, tels que par exemple des capteurs ou des actionneurs (pompes, moteurs, vérins 5 électriques ...). Les calculateurs 2 et les équipements 3 sont reliés entre eux par des harnais électriques 4, chaque harnais 4 étant constitué de plusieurs conducteurs ou câbles électriques. Chaque harnais 4 est fixé au carter de la turbomachine 1 par l'intermédiaire de colliers de fixation 5 par exemple. [25] Les différents équipements 3 sont prévus pour fonctionner à des 10 températures maximales de l'ordre de 200°C par exemple. [26] L'une au moins des liaisons électriques entre les calculateurs 2 et les équipements 3 est équipé d'un dispositif de protection 6. Le dispositif 6 peut être situé au niveau d'un harnais 4, et/ou au niveau de la zone de connexion entre le harnais 4 d'une part et le calculateur 2 ou l'équipement concerné 3 15 d'autre part. [27] Un tel dispositif de protection 6 est illustré à la figure 2. Celui-ci comporte une enveloppe 7 en matériau réfractaire, par exemple en céramique. Cette enveloppe 7 peut être formée de deux demi-coquilles assemblées l'une à l'autre. L'enveloppe 7 loge des premier et second blocs 20 9, 10 de matériau ferromagnétique. Une lame 8 élastiquement deformable en matériau ferromagnétique est formée de matière avec le premier bloc 9. [28] Les blocs 9, 10 et la lame 8 sont par exemple réalisés en nickel ou en dioxyde de chrome. La température de Curie du nickel est de 354°C et celle du dioxyde de chrome est de 113°C. 25 [029] Un aimant permanent 11 est logé dans l'enveloppe 7 en regard de la lame deformable 8, ledit aimant 11 étant apte à attirer la lame 8 de façon à la déformer dans une position dite de déconnexion. Dans cette position, la lame 8 n'est pas en contact avec le second bloc 10. L'aimant 11 est réalisé par exemple en acier, alnico ou samarium cobalt. 6 [030] Chaque bloc 9, 10 est relié électriquement à une première 12, 13 et une seconde broche 14, 15 appartenant respectivement à un premier et un second connecteur 16, 17. Les broches 12, 13, 14, 15 de chaque connecteur 16, 17 sont noyées dans un support 18 en matériau céramique. Lesdits 5 premier et second connecteurs 16, 17 sont par exemple des connecteurs répondant à la norme EN 3155 et/ou EN 2997. Chaque connecteur 16, 17 du dispositif de protection 6 est apte à être connecté à un connecteur du harnais 4, à un connecteur de l'un des calculateurs 2 ou à un connecteur d'un équipement 3. 10 [031] En fonctionnement normal, lorsque le dispositif de protection 6 n'est pas soumis à une température excessive, l'aimant 11 attire la lame élastique 8 qui est alors déformée de façon à être écartée de sa position de repos. La lame élastique 8 n'assure alors pas la connexion électrique entre les premier et second blocs 9, 10, c'est-à-dire entre les premier et second conducteurs 15 19, 20, comme cela est illustré à la figure 5. [032] En cas d'échauffement anormal important du dispositif de protection 6, par exemple en cas de feu ou si le dispositif est soumis à des flux de gaz chaud, alors la lame élastique 8 est soumise à une température dépassant la température de Curie de ladite lame 8. Les propriétés magnétiques de 20 cette dernière sont alors affectées de sorte qu'elle perd son aimantation permanente et qu'elle n'est plus suffisamment attirée par l'aimant 11. La lame élastique 8 retrouve alors sa position de repos dans laquelle elle connecte électriquement les premier et second blocs 9, 10 (figure 3). En d'autres termes, la lame élastique 8 génère un court-circuit 21 entre les 25 premier et second conducteurs 19, 20, comme illustré à la figure 6. Un tel court-circuit 21 est alors détecté par le calculateur 2. Un tel événement peut être géré par le calculateur 2 et n'est pas confondu avec un fonctionnement normal et valide par le calculateur 2. On évite ainsi au calculateur 2 de recevoir des signaux ou informations erronés, qu'il pourrait tout de même 30 interpréter comme plausibles ou valides et qui seront ensuite pris en compte dans la commande des différents éléments de la turbomachine 1. 7 [033] On notera que la température de fusion des blocs 9, 10 et de la lame élastique 8 est supérieure aux températures auxquelles ces éléments sont susceptibles d'être soumis. Par ailleurs, la température de Curie de l'aimant 11 est, en général, REVENDICATIONS1. Dispositif de protection (6), notamment pour une turbomachine (1), caractérisé en ce qu'il comporte une première partie (9) destinée à être reliée électriquement à un premier conducteur (19), une seconde partie (10) destinée à être reliée électriquement à un second conducteur (20), un organe (8) en matériau ferromagnétique élastiquement deformable entre une première position ou position de repos dans laquelle la première partie (9) et la seconde partie (10) sont reliées électriquement, et une seconde position, écartée de la position de repos, dans laquelle la première partie (9) et la seconde partie (10) ne sont pas reliées électriquement, un aimant (11) apte à déformer et maintenir ledit organe (8) dans sa seconde position en dessous d'une température seuil, ledit organe (8) étant rappelé vers sa première position au-delà de ladite température seuil. 2. Dispositif de protection (6) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe (7) en matériau réfractaire dans laquelle sont logés ledit organe (8) et l'aimant (11). 3. Dispositif de protection (6) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première partie (9) et/ou la seconde partie (10) sont formées chacune d'un bloc en matériau ferromagnétique. 4. Dispositif de protection (6) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première partie (9) et/ou la seconde partie (10) sont reliées électriquement à des broches (12, 13, 14, 15) destinées à être connectés à des broches complémentaires des conducteurs (19, 20) et/ou d'un élément d'une turbomachine tel que par exemple un calculateur (2) et/ou un capteur. 5. Dispositif de protection (6) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première partie (9), la seconde partie (10) et/ou ledit organe (8) sont réalisés en nickel ou en dioxyde de chrome. 9 6. Dispositif de protection (6) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'aimant (11) est réalisé en acier, alnico ou samarium cobalt. 7. Turbomachine (1), telle par exemple qu'un turboréacteur ou un 5 turbopropulseur d'avion, comportant au moins un dispositif de protection (6) selon l'une des revendications 1 à 6. 8. Turbomachine (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un calculateur (2) et au moins un équipement (3) reliés électriquement par un harnais (4), au moins un dispositif de protection 10 (6) étant situé sur le harnais (4) ou au niveau de l'interface entre le harnais (4), d'une part, et le calculateur (2) et/ou l'équipement (3), d'autre part. 9. Turbomachine (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de fixation (5) du harnais (4) sur une partie fixe de la turbomachine, le dispositif de protection (6) étant situé sur le harnais 15 (4), à proximité des moyens de fixation (5).