Brevet FR3148263A1 — publié le 20241101

Éjecteur à double flux induit L’invention concerne un éjecteur (1) comprend un corps d’éjecteur (2), et un gicleur (3) avec un corps tubulaire (11) logé à l'intérieur du corps d’éjecteur (2) et ayant une entrée de fluide (12) dans une partie amont (11a) et une sortie de fluide (13) dans une partie aval (11b) espacée du corps d’éjecteur (2), le gicleur (3) comporte un conduit interne (14) logé dans le corps tubulaire (11) et à distance du corps tubulaire (11), une extrémité aval du conduit interne (14) débouchant au niveau de la sortie de fluide (13) du gicleur (3). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 4 Éjecteur à double flux induit DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des pompes à effet venturi, également appelées pompes à éjecteur, ou plus simplement éjecteurs. La présente invention concerne un nouveau type d’éjecteur, notamment pour aéronef. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Les éjecteurs sont des appareils statiques dans lesquels de l'énergie apportée par une accélération d'un fluide sous pression permet notamment d'aspirer, de comprimer et/ou de mélanger des fluides, par exemple pour une circulation de carburant, un transfert de carburant entre des réservoirs, une alimentation de moteurs, un brassage de liquides, un puisage de fluides… Dans un aéronef, les éjecteurs peuvent notamment être utilisés pour suralimenter de petits moteurs en carburant ou pour aspirer un carburant dans des réservoirs de carburant éloignés et rejeter le carburant dans un réservoir contenant des pompes d'alimentation principales. Tel que représenté sur en tant que vue en coupe longitudinale, un éjecteur 1’ selon l’art antérieur comprend classiquement un corps d’éjecteur 2’ sensiblement tubulaire dont une partie amont est équipée d’un gicleur 3’ débouchant dans une gorge réceptrice 4’ en forme d'entonnoir du corps d’éjecteur 2’, en amont d’un rétrécissement d du corps d’éjecteur 2’ formant une chambre de mélange 5’. En aval, la chambre de mélange 5’ s’élargit ensuite en un cône de diffusion 6’ terminé par une ouverture de sortie 7’. Une partie amont du gicleur 3’ est habituellement reliée à une source de fluide haute pression, telle qu'une pompe, tandis qu’une partie aval du gicleur 3’ est habituellement coaxiale avec le corps d’éjecteur 2’ et présente une sortie de gicleur 8’ en forme de buse. La partie amont de l’éjecteur 2’ est également équipée d’une ouverture d’aspiration 9’ en communication fluidique avec la gorge réceptrice 4’. Lorsqu’un flux à haute pression sortant par la buse 8’ passe par la gorge réceptrice 4’, il crée une aspiration qui entraîne le fluide présent au voisinage de l’ouverture d’aspiration 9’ et génère un flux induit de fluide par effet Venturi, qui passe autour du gicleur 3’, pour renvoyer le fluide au niveau de l’ouverture de sortie 7’ de l’éjecteur 1’. Le rendement global des éjecteurs est faible par rapport aux pompes à moteur électrique, mais ils sont fréquemment utilisés en raison de leur très longue durée de vie, de leur grande fiabilité et de leur faible coût. En effet, dans des systèmes de carburant, les éjecteurs ne comportent pas de pièces mobiles et représentent donc un moyen très fiable et peu coûteux de déplacer un fluide, tel qu’un carburant, dans un aéronef. Les éjecteurs sont habituellement fabriqués par des moyens d’usinage traditionnels et sont bridés dans leurs formes par les contraintes de fabrication. Ils sont généralement en plusieurs parties qui doivent être assemblées, ce qui se traduit par un coût et un temps de fabrication élevés. Leur conception actuelle permet de créer une dépression d’aspiration uniquement sur la périphérie du flux à haute pression sortant par la buse. Il existe en outre un besoin pour améliorer le rendement des éjecteurs et réduire leur masse et leur encombrement. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en fournissant un nouveau type d’éjecteur qui permet de créer une dépression d’aspiration non seulement sur la périphérie du flux à haute pression sortant par la buse, mais aussi dans la partie centrale du flux à haute pression sortant par la buse. A cet effet, un aspect de l’invention concerne un éjecteur comprenant : un corps d'éjecteur, notamment s’étendant selon un axe d’extension et formant un canal d'écoulement pour un fluide, et un gicleur, notamment rectiligne, avec un corps tubulaire logé à l'intérieur du corps d'éjecteur, notamment à l’intérieur du canal d’écoulement, et ayant une entrée de fluide dans une partie amont et une sortie de fluide dans une partie aval espacée du corps d’éjecteur. Plus spécifiquement, le gicleur comporte un conduit interne logé dans le corps tubulaire et à distance radialement du corps tubulaire, une extrémité aval du conduit interne débouchant au niveau de la sortie de fluide du gicleur. Selon un aspect supplémentaire de l’invention, le corps d'éjecteur et le corps tubulaire sont d’une seule pièce. Selon un aspect de l’invention, le conduit interne est relié à distance du corps tubulaire par au moins une patte radiale. De plus, le gicleur comporte au moins un conduit d’injection, logé dans le corps tubulaire en amont du conduit interne et présentant : une première extrémité débouchant au niveau d’un orifice d’admission prévu dans le corps tubulaire, et une deuxième extrémité qui débouche au niveau d’un orifice de refoulement prévu dans le conduit interne en amont de la sortie de fluide. Selon un autre aspect de l’invention, le conduit d’injection s’étend selon un axe d’injection incliné d’un angle α par rapport à l’axe d’extension du corps d'éjecteur. En particulier, l’angle α est compris entre 20° et 90°. Selon un aspect de l’invention, le gicleur comporte un nombre impair de conduits d’injection. Par ailleurs, un volume est défini entre le conduit interne et le corps tubulaire, notamment définissant un passage d'écoulement annulaire. Selon un aspect de l’invention, le corps d'éjecteur, la partie aval du corps tubulaire et le conduit interne sont coaxiaux. Selon un autre aspect de l’invention, le gicleur est rectiligne. Selon un autre aspect de l’invention, la partie amont de l’éjecteur présente une ouverture d’aspiration évasée vers l’amont. Selon un aspect supplémentaire de l’invention, le corps d'éjecteur comporte au moins : une ouverture d’aspiration ; une chambre d’aspiration dans laquelle est logée le gicleur ; une gorge réceptrice, située à la sortie du gicleur, avec un diamètre interne se rétrécissant vers l’aval ; une chambre de mélange, présentant un diamètre interne sensiblement régulier ; un cône de diffusion s’évasant vers l’aval ; et/ou une ouverture de sortie. Un aspect supplémentaire de l’invention concerne un réservoir et/ou un aéronef équipé d’un éjecteur tel que décrit précédemment. Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un éjecteur tel que décrit précédemment, lequel est réalisé par fabrication additive. L’éjecteur de l’invention permet avantageusement de générer un jet annulaire au niveau du gicleur afin de créer deux surfaces utiles pour créer l’aspiration du fluide induit. Il crée ainsi deux flux induits, l’une sur une périphérie du jet annulaire du flux moteur, l’autre dans une partie centrale du jet, et optimise ainsi le débit induit. La force du flux moteur est par conséquent utilisée de manière optimale, ce qui améliore les performances de l’éjecteur et permet notamment d’alimenter l’éjecteur avec une pompe d’alimentation moins encombrante et moins lourde. La fabrication additive permet avantageusement de réaliser les formes complexes de l’éjecteur selon l’invention et de le fabriquer en un seul tenant, ce qui supprime les opérations de montage. Ainsi, l’encombrement, la masse et les contraintes de fabrication de l’éjecteur sont optimisées. Le gain de masse et d’encombrement est d’environ 50%. La fabrication additive permet également de simplifier la conception et la fabrication de l’éjecteur, ce qui permet de satisfaire beaucoup plus rapidement et à moindre coût une commande pour un nouvel éjecteur. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention sur lesquelles : est une vue en coupe longitudinale d’un éjecteur selon l’art antérieur ; est une vue en perspective d’un éjecteur selon un exemple de réalisation de l’invention ; est une vue en coupe longitudinale de l’éjecteur de ; est une vue de détail d’une partie encadrée de l’éjecteur de ; est une vue en coupe transversale de l’éjecteur de ; est une vue de la face amont de l’éjecteur de ; est une vue de la face aval de l’éjecteur de ; est une vue en perspective 3/4 amont de l’éjecteur de ; est une vue en perspective du volume occupé par un fluide dans un gicleur de l’éjecteur de ; et est une vue en perspective du volume occupé par un fluide dans le gicleur de l’éjecteur de . DESCRIPTION DETAILLEE De manière classique, le terme « amont » désigne un élément se trouvant avant un point considéré par rapport à un sens d'écoulement d’un fluide. À l'opposé, le terme « aval » désigne un élément se trouvant après un point considéré par rapport au sens d'écoulement des fluides. Sur les exemples présentés sur à , l’amont est à gauche et l’aval est à droite. Par ailleurs, les termes « tube » et « tubulaire » désignent une pièce de révolution, c’est-à-dire de forme cylindrique creuse dont le diamètre peut être variable. Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique et de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. La présente invention concerne un éjecteur 1 comprenant un corps d'éjecteur 2, notamment de forme sensiblement tubulaire, s’étendant selon un axe d’extension X et délimitant un canal d'écoulement, tel que présenté sur à qui sont respectivement des vues en perspective en coupe longitudinale et de détail de l’éjecteur 1 selon l’invention. Une partie amont du corps d'éjecteur 2 présente une ouverture d’aspiration 9, également dénommée tulipe 9, présentant par exemple une forme évasée sur la partie amont. Un fluide peut être aspiré à travers l’ouverture d’aspiration 9. L’ouverture d’aspiration 9 peut être équipée d’une crépine et/ou d’un clapet, tel qu’un clapet anti-retour. La partie amont du corps d'éjecteur 2 présente un volume creux formant une chambre d’aspiration 10 et logeant un gicleur 3, apte à assurer une injection d’un fluide, également dénommé fluide moteur. Le gicleur 3 comporte un corps tubulaire 11 dont une partie amont 11a présente une entrée de fluide 12, prévue pour être raccordée à une source de fluide haute pression, en particulier en tant que fluide moteur. Le corps tubulaire 11 comporte une partie aval 11b présentant une sortie de fluide 13, en particulier une sortie de fluide moteur. La partie amont 11a du gicleur 3 peut s’étendre selon l’axe d’extension X de l’éjecteur 1. Dans une telle configuration, le gicleur 3 est alors préférentiellement rectiligne. Alternativement ou en complément, la partie amont 11a du gicleur 3 peut s’étendre selon un axe présentant un angle avec l’axe d’extension X de l’éjecteur 1, par exemple un angle de 90° afin d’être orthogonale à l’axe d’extension X de l’éjecteur 1. Le corps tubulaire 11 peut présenter alors une partie coudée reliant la partie amont 11a du gicleur 3 à la partie aval 11b du gicleur 3. La partie aval 11b du gicleur 3 est espacée du corps d'éjecteur 2 et s’étend selon l’axe d’extension X de l’éjecteur 1. La sortie de fluide 13 est, par exemple, en forme de buse et débouche dans une gorge réceptrice 4 du corps d'éjecteur 2, présentant un rétrécissement en aval. En aval de la gorge réceptrice 4, le corps d'éjecteur 2 comprend une partie de section 5, préférentiellement constante, formant notamment une chambre de mélange 5. En effet, dans la partie de section 5, le fluide moteur provenant du gicleur 3 et le fluide aspiré provenant de l’ouverture d’aspiration 9 se rencontrent. En aval de la chambre de mélange 5, le corps d'éjecteur 2 présente préférentiellement un cône de diffusion 6. Le cône de diffusion 6 comprend une extrémité aval ouverte, notamment selon une forme évasée, formant l’ouverture de sortie 7 de l’éjecteur 1. L’ouverture de sortie 7 peut être équipée d’un clapet, notamment d’un clapet anti-retour. L’éjecteur 1 selon l’invention se particularise par une configuration spécifique du gicleur 3. Plus particulièrement, le gicleur 3 comporte un conduit interne 14, agencé dans le corps tubulaire 11 et espacé de celui-ci. Une extrémité aval du conduit interne 14 débouche sensiblement au niveau de la sortie de fluide 13 du gicleur 3. Un tel agencement définit un volume intermédiaire 19 situé entre le conduit interne 14 et le corps tubulaire 11 du gicleur 3 créant un passage d'écoulement pour le fluide moteur. Le volume intermédiaire 19 est notamment de forme annulaire. En effet, selon l’exemple présenté, le volume intermédiaire 19 est délimité entre le conduit interne 14 et le corps tubulaire 11 du gicleur 3, qui sont deux pièces tubulaires concentriques. De plus, le gicleur 3 selon l’invention peut également comporter un nombre N de conduit(s) d’injection 15, où N et supérieur ou égal à 1. En particulier, le nombre N de conduit(s) d’injection 15 est inférieur ou égal à 5. Le nombre N de conduit(s) d’injection 15 peut cependant être plus grand dans le cas d’éjecteur de grande taille. Préférentiellement, N est un nombre impair, notamment égal à 3 ou 5. Le conduit d’injection 15 est logé dans le corps tubulaire 11 du gicleur 3 en amont du conduit interne 14. Une première extrémité 15a du conduit d’injection 15, agencée en amont, est raccordée au corps tubulaire 11 et débouche au niveau d’un orifice d’admission 16 prévu dans le corps tubulaire 11, en amont du conduit interne 14. Selon un exemple particulier, le corps tubulaire 11 comporte un nombre M1 d’orifice(s) d’admission 16 égal au nombre N de conduit(s) d’injection 15. Toutefois, selon une alternative de réalisation, le corps tubulaire 11 peut comporter un nombre M2 d’orifice(s) d’admission 16 inférieur au nombre N de conduit(s) d’injection 15, les conduits d’injection 15 pouvant se séparer au moins en deux en aval de l’orifice d’admission 16. De même, selon une autre alternative de réalisation, le corps tubulaire 11 peut comporter un nombre M3 d’orifices d’admission 16 supérieur au nombre N de conduit(s) d’injection 15, les conduits d’injection 15 pouvant être alimenté par au moins en deux orifices d’admission 16. Une seconde extrémité 15b du conduit d’injection 15, agencée en aval, débouche dans le conduit interne 14 du gicleur 3, au niveau d’un orifice de refoulement 17, en particulier en amont de la sortie de fluide 13, préférentiellement au niveau de l’extrémité amont du conduit interne 14. Selon un exemple particulier, le conduit interne 14 comporte un nombre P1 d’orifice(s) de refoulement 17 égal au nombre N de conduit(s) d’injection 15. Toutefois, selon une alternative de réalisation, le conduit interne 14 peut comporter un nombre P2 d’orifice(s) de refoulement 17 inférieur au nombre N de conduit(s) d’injection 15, au moins deux conduits d’injection 15 pouvant se regrouper en amont d’un des orifices de refoulement 17. De même, selon une autre alternative de réalisation, le conduit interne 14 peut comporter un nombre P3 d’orifices d’admission 16 supérieur au nombre N de conduit(s) d’injection 15, les conduits d’injection 15 pouvant se séparer au moins en deux en amont des orifices de refoulement 17. Par ailleurs, le conduit d’injection 15 peut être incliné par rapport à l’axe d’extension X de l’éjecteur 1. En particulier, le conduit d’injection 15 s’étend par exemple selon un axe d’injection Y incliné d’un angle d’inclinaison α par rapport à l’axe d’extension X de l’éjecteur 1. En particulier, l’angle d’inclinaison α de l’axe d’injection Y peut être compris entre 20° et 90°. Selon un mode de relation, tous les conduits d’injection 15 peuvent présenter un même angle d’inclinaison α par rapport à l’axe d’extension X de l’éjecteur 1. Alternativement, au moins une partie des conduits d’injection 15 peuvent présenter des angles d’inclinaison α par rapport à l’axe d’extension X de l’éjecteur 1 différents. Le conduit 15 présente préférentiellement une section circulaire. Dans une telle configuration, l’orifice d’admission 16 peut présenter préférentiellement une section ovale. Selon un mode de réalisation de l’invention, le corps d'éjecteur 2, la partie aval 11b du corps tubulaire 11 et le conduit interne 14 sont coaxiaux, préférentiellement centrés autour de l’axe d’extension X de l’éjecteur 1. Dans l’exemple de réalisation représenté sur à , le gicleur 3 est rectiligne. Ainsi, la totalité du corps tubulaire qui est coaxiale avec le corps d'éjecteur 2 et le conduit interne 14. à sont des vues respectivement en coupe transversale, de face amont, de face aval et en perspective amont de l’éjecteur 1 selon l’invention. Comme cela est visible sur à , le conduit interne 14 est préférentiellement relié à distance du corps tubulaire 11 par au moins une pate radiale 18. La patte radiale 18 est disposée sur la circonférence du corps tubulaire 11. En cas d’une pluralité d’élément de liaison, Les pattes radiales 18 sont notamment régulièrement angulairement réparties le long de la circonférence du corps tubulaire 11 En particulier, les pattes radiales 18 s’étendent sur une extension angulaire de sorte à laisser un espace suffisant à une circulation de fluide depuis l’ouverture d’aspiration 9 jusqu’à la chambre de mélange 5. Le corps d'éjecteur 2, le corps tubulaire 11, le conduit interne 14 et le(s) conduit(s) d’injection 15 sont préférentiellement formés d’une seule pièce. Plus préférentiellement, le corps d’éjecteur 2 et l’ensemble de parties constitutives de l’éjecteur 1 selon l’invention sont préférentiellement fabriquées d’une seule pièce, par exemple par fabrication additive. Lorsqu’il est alimenté en fluide sous pression au niveau de l’entrée de fluide 12 du corps tubulaire 11, le gicleur 3 selon l’invention crée un flux moteur, représenté par des flèches noires sur , qui traverse le corps tubulaire 11 et ressort au niveau de la sortie de fluide 13 du corps tubulaire 11 en un jet, notamment de forme annulaire, dans la gorge réceptrice 4. Le volume du flux moteur est représenté sur . Le jet du flux moteur génère deux surfaces utiles qui aspirent du fluide présent dans la chambre d’aspiration 10, autour du gicleur 3, et forment deux flux induits, à savoir : un flux induit externe, situé autour du corps tubulaire 11, et un flux induit interne, situé à l’intérieur du corps tubulaire 11, qui passe au travers du ou des conduits d’injection 15. Un tel flux induit interne n’existe pas dans les injecteurs antérieurs. Le flux induit externe et le flux induit interne sont représentés par des flèches blanche sur et le volume du flux induit externe et du flux induit interne est représenté sur . Le flux moteur et les flux induit externe et du flux induit interne se mêlent dans la chambre de mélange 5 et circulent au-delà jusqu’à l’ouverture de sortie 7. Le fluide moteur et le fluide à aspirer peuvent être identiques, mais pas nécessairement. Il peut notamment s’agir de liquides, par exemple de carburant et/ou d’air . L’invention concerne également un aéronef équipé d’un éjecteur 1 selon l’invention, par exemple dans un réservoir, pour s'assurer que du carburant liquide est toujours présent à l'entrée de la pompe alimentant les moteurs. Éjecteur (1) comprenant : un corps d’éjecteur (2), et un gicleur (3), notamment rectiligne, avec un corps tubulaire (11) logé à l'intérieur du corps d’éjecteur (2) et ayant une entrée de fluide (12) dans une partie amont (11a) et une sortie de fluide (13) dans une partie aval (11b) espacée du corps d’éjecteur (2), caractérisé en ce que le gicleur (3) comporte un conduit interne (14) logé dans le corps tubulaire (11) et à distance radialement du corps tubulaire (11), une extrémité aval du conduit interne (14) débouchant au niveau de la sortie de fluide (13) du gicleur (3). Éjecteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps d’éjecteur (2), le corps tubulaire (11) et le conduit interne (14) sont d’une seule pièce. Éjecteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit interne (14) est relié à distance du corps tubulaire (11) par au moins une patte radiale (18). Éjecteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gicleur (3) comporte au moins un conduit d’injection (15) logé dans le corps tubulaire (11) en amont du conduit interne (14) et présentant : une première extrémité (15a) débouchant au niveau d’un orifice d’admission (16) prévu dans le corps tubulaire (11), et une deuxième extrémité (15b) débouchant au niveau d’un orifice de refoulement (17) prévu dans le conduit interne (14) en amont de la sortie de fluide (13). Éjecteur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit d’injection (15) s’étend selon un axe d’injection (Y) incliné d’un angle α par rapport à un axe d’extension (X) du corps d'éjecteur (2). Éjecteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gicleur (3) comporte un nombre impair de conduits d’injection (15). Éjecteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’un volume intermédiaire (19) est défini entre le conduit interne (14) et le corps tubulaire (11), notamment définissant un passage d'écoulement annulaire. Éjecteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, le corps d’éjecteur (2) comporte au moins : une ouverture d’aspiration (9) ; une chambre d’aspiration (10) dans laquelle est logée le gicleur (3) ; une gorge réceptrice (4), située à la sortie du gicleur (3), avec un diamètre interne se rétrécissant vers l’aval ; une chambre de mélange (5), présentant un diamètre interne sensiblement régulier ; un cône de diffusion (6) s’évasant vers l’aval ; et/ou une ouverture de sortie (7). Réservoir et/ou aéronef équipé d’un éjecteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Procédé de fabrication d’un éjecteur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en que l’éjecteur (1) est réalisé par fabrication additive.