Brevet FR3092880A1 — publié le 20200821

Description Titre de l'invention : Trompe à jet comportant une buse interne Domaine technique [0001] L'invention concerne une trompe àjet destinée à équiper un moteur de type turbo- réacteur, une telle trompe permettant l'entrainement d'un fluide ou d'un liquide de ce moteur grâce à la détente d'un fluide de propulsion pour le transporter dans une canalisation afin de le distribuer. Technique antérieure [0002] Une telle trompe à jet, encore appelée éjecteur, permet par exemple de prélever de l'air au niveau du moteur grâce à de l'air issu d'un compresseur de ce moteur, pour le distribuer vers la cabine de l'aéronef afin d'en renouveler l'air. Dc telles trompes àjet sont utilisées pour de multiples applications, comme par exemple pour prélever de l'huile d'un palier afin de l'envoyer vers un autre composant. [0003] De manière plus générale, une telle trompe àjet est un équipement statique permettant d'aspirer, comprimer ou mélanger des gaz, des vapeur ou des liquides grâce à la détente d'un fluide ou un liquide de propulsion pouvant être subsonique, supersonique, en régime incompressible, et qui apporte l'énergie nécessaire à l'entrainement du fluide prélevé. [0004] Comme visible sur la figure 1, une telle trompe 1 comporte un corps principal 2 rectiligne, qui est une pièce de révolution creuse s'étendant selon un axe longitudinal AX. H comporte une extrémité délimitant une ouverture d'admission 3 du fluide prélevé et une l'extrémité opposée délimitant une ouverture de refoulement 4 par laquelle est expulsé le mélange du fluide prélevé avec le fluide de propulsion. [0005] Lc corps 2 comporte une portion d'entrée, dite collecteur 5, dont le diamètre correspond à celui dc l'ouverture d'admission 3, et qui se restreint pour être prolongée par une portion généralement cylindrique qui s'évase au niveau dc l'ouverture de refoulement 4 dont le diamètre est proche de celui de l'ouverture d'admission 3. [0006] Cette trompe 1 comporte au niveau de son collecteur 5 un conduit 6 d'alimentation en fluide de propulsion qui est un tube traversant radialement la paroi du corps 2. Ce conduit 6 comporte une extrémité externe 7 ayant une ouverture de connexion à une ctuialisation d'alimentation en fluide de propulsion, et une extrémité interne 8 centrée sur l'axe du corps 2 en étant orientée vers son ouverture de refoulement 4. Cette extrémité interne 8 comporte une ouverture de distribution 9, encore appelée buse, par laquelle le fluide de propulsion est injecté dans le corps 2, pour le mélanger au fluide prélevé et le propulser. [0007] En fonctionnement, le fluide de propulsion entraîne le fluide prélevé par effet Venturi 2 en aval de l'ouverture de distribution 9, de sorte que la détente de ce fluide de propulsion apporte au fluide prélevé l'énergie nécessaire à son entraînement pour le propulser. La forme générale du corps 2 assure à la fois que le fluide prélevé est valablement entraîné par le fluide de propulsion, et que ces deux fluides sont mélangés de façon homogène lorsqu'ils atteignent l'ouverture de refoulement. [0008] Comme représenté sur les figures 2 et 3, une telle trompe à jet 1 est connectée à un ensemble de canalisations 11 montées en face externe d'un carter de moteur 12. Cc carter 12 qui a une forme générale de révolution est lui-même entouré par un capotage de moteur 13 ayant lui aussi une forme de révolution, en ayant un plus grand diamètre que le carter 12, de sorte que l'espace dans lequel sont logées les canalisations 11 et la trompe 1 est un espace annulaire délimité intérieurement par le carter 12 et extérieurement par le capotage 13. [0009] Il est ainsi nécessaire que la trompe à jet 1 ait un diamètre inférieur à la demi- différence des diamètres du capotage 13 et du carter 12, et que sa longueur soit la plus faible possible pour permettre et simplifier l'intégration de l'ensemble formé par la trompe 1 et les canalisations 11 dans l'espace annulaire restreint que délimitent le carter 12 et le capotage 13. [0010] Le but de l'invention est d'apporter une solution pour faciliter l'intégration d'une telle trompe à jet à un moteur. Exposé de l'invention [0011] A cet effet, l'invention a pour objet un collecteur de trompe à jet comportant un conduit convergent s'étendant selon un axe longitudinal et comprenant une ouverture d'admission d'un fluide à prélever, ce conduit convergent ayant une forme de restriction terminée par une extrémité réduite de plus faible section que son ouverture d'admission, ce conduit convergent étant équipé d'un tube comportant une partie externe s'étendant hors du conduit convergent en étant terminée par une ouverture d'admission d'un fluide de propulsion, et une partie interne s'étendant dans le conduit convergent cette partie interne étant orientée perpendiculairement à l'axe longitudinal et comportant plusieurs ouvertures de distribution du fluide de propulsion qui sont orientées vers l'extrémité réduite. [0012] Grâce à la multiplication des ouvertures de distribution, la section de passage du fluide de propulsion peut être augmentée, mais sans devoir accroître la section du collecteur, ce qui permet de former un collecteur et une trompe plus compacts que ceux de l'état de la technique. [0013] L'invention concerne également un collecteur ainsi défini, dans lequel la partie interne du tube a une forme rectiligne. [0014] L'invention concerne également un collecteur ainsi défini, dans lequel la partie 3 interne du tube présente une section transversale effilée définissant un bord d'attaque effilé orienté vers l'ouverture d'admission. [0015] L'invention concerne également un collecteur ainsi défini, dans lequel la partie interne du tube présente une section transversale en forme de goutte. [0016] L'invention concerne également un collecteur ainsi défini, dans lequel la partie interne du tube comporte deux ouvertures de distribution. [0017] L'invention concerne également un collecteur ainsi défini, dans lequel le conduit convergent présente une forme conique. [0018] L'invention concerne également un collecteur ainsi défini, dans lequel l'extrémité réduite présente en section une aire valant la moitié de l'aire de la section de l'ouverture d'admission. [0019] L'invention a également pour objet une trompe à jet, comportant un collecteur ainsi défini, et dans laquelle l'extrémité réduite du conduit convergent est prolongée par une portion cylindrique qui est elle-même prolongée par un évasement terminé par une ouverture de refoulement. Brève description des dessins [0020] [fig.1] déjà décrite est une vue en perspective d'une trompe àjet connue ; [0021] [fig.2] déjà décrite est une vue d'ensemble montrant l'intégration d'une trompe à jct et ses canalisations en face externe d'un carter de moteur ; [0022] [fig.3] déjà décrite est une vue en coupe d'un moteur montrant l'espace disponible ra- dialement pour l'intégration d'une trompe à jet ; [0023] [fig.4[ est une vue en perspective d'un tube de trompe àjet selon l'invention ; [0024] [fig.5] est une vue en perspective d'un corps de trompe àjet selon l'invention ; [0025] [fig.6] est une vue en perspective d'une trompe àjet selon l'invention dans son ensemble. Description des modes de réalisation 100261 L'idée à la hase de l'invention est de prévoir un tube comprenant non pas une unique ouverture de distribution d'une section donnée, mais plusieurs ouvertures dont la somme des sections est supérieure ou égale à celle de l'ouverture de distribution d'un tube à simple ouverture de distribution selon l'Etat de la technique. 100271 Sur les figures, une trompe à jet 14 selon l'invention comporte un corps 16 équipé d'un tube 17 non coudé d'alimentation en fluide de propulsion comportant plusieurs ouvertures de distribution 18 et 19, ici deux ouvertures. [0028] Le corps 16 est une pièce rectiligne creuse, ici de révolution, s'étendant selon son axe longitudinal AX, comportant à l'une de ses extrémités une portion dite collecteur 21 délimitant une ouverture d'admission 22, et à son autre extrémité une ouverture de refoulement 23 par laquelle est expulsé le mélange du fluide prélevé avec le fluide de propulsion. [0029] Le collecteur 21 comporte un conduit convergent 20 formant restriction, ici essen- tiellement conique, s'étendant de l'ouverture d'admission 22 jusqu'à son extrémité réduite 24 dont le diamètre est significativement inférieur au diamètre de l'ouverture 22. Ce conduit convergent 20 est prolongé au niveau de son extrémité 24 par une portion cylindrique 26, cette portion cylindrique étant elle-même prolongée par un évasement 27 terminé par l'ouverture de refoulement 23 de la trompe. [0030] Le diamètre de la portion cylindrique 26 qui correspond au diamètre de l'extrémité réduite 24 du conduit 20 est significativement inférieur aux diamètres des ouvertures d'admission et de refoulement qui sont sensiblement identiques. Dans l'exemple des figures 5 et 6, le diamètre de la portion cylindrique vaut la moitié du diamètre des ouvertures 22 et 23. [0031] Le tube 17 qui assure l'alimentation en fluide de propulsion est un conduit non coudé, ici rectiligne, s'étendant selon un axe AR. Ce tube 17 s'étend entre une extrémité externe 28 évasée ayant une ouverture circulaire 31 de connexion à une canalisation d'alimentation en fluide de propulsion, et une extrémité interne 32 terminale. Il équipe le conduit 20 du collecteur 21 dont il traverse la paroi en étant positionné de telle sorte que son axe AR s'étend radialement par rapport à l'axe AX central du conduit 20. Ce tube 17 comporte ainsi une partie externe 17a située hors du conduit 20 et une partie interne 17b située dans ce conduit en ayant son extrémité 32 contre la face interne de ce dernier. [0032] L'extrémité interne 32 a une forme biseautée apparaissant sur la figure 4, selon un angle de biseau correspondant au demi-angle au sommet du cône délimité par la paroi conique formant le collecteur 21. L'extrémité interne 32 est ainsi en appui jointif sur la face interne du conduit 20 lorsque l'ensemble est monté pour former le collecteur 21. [0033] Comme visible sur la figure 4, les ouvertures de distribution 18 et 19 de ce tube 17 traversent chacune la paroi de le tube en ayant chacune un contour approximativement circulaire. Ces deux ouvertures 18 et 19 ont approximativement la même section, et elles sont orientées vers l'ouverture de refoulement 23 de la trompe lorsque le tube est monté. Ces ouvertures sont voisines l'une de l'autre le long de l'axe AR de le tube, en étant situées de part et d'autre de l'axe longitudinal AX du conduit 20 lorsque le tube celui-ci. [0034] La partie interne 17b du tube 17 présente lorsque vue en section transversale par rapport à l'axe AR une forme effilée approximativement en goutte d'eau, délimitant un bord d'attaque effilé 33 orienté vers l'ouverture d'admission 22, les ouvertures 18 et 19 étant situées à l'opposé du bord d'attaque 33 par rapport à l'axe AR. [0035] Grâce à cette section transversale effilée, le tube 17 minimise les pertes de charge qu'introduit sa présence dans le conduit 20, vis-à-vis du fluide prélevé qui traverse cc conduit du collecteur, et qui peut ainsi le contourner sans perturbation significative de son écoulement. [0036] D'une manière générale, le choix d'un tube dont la partie interne est droite et présente une section effilée pourvue de plusieurs ouvertures de distribution permet d'obtenir un collecteur de plus faibles dimensions, par comparaison avec les collecteurs de l'Etat de la technique comportant un tube coudé terminé par une unique ouverture de distribution qui conditionne le diamètre de l'ensemble de la trompe. Autrement dit, pour une section d'ouverture de distribution donnée, le choix d'un tube droit ayant plusieurs ouvertures dont la somme des sections est supérieure ou égale à la section d'ouverture de distribution donnée, permet de dimensionner une trompe à jet plus compacte, tant en diamètre qu'en longueur, et par là-même plus légère. 6