BE1026013B1 - OIL TANK WITH LEVEL SENSOR FOR TURBOMACHINE - Google Patents
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- BE1026013B1 BE1026013B1 BE2018/5087A BE201805087A BE1026013B1 BE 1026013 B1 BE1026013 B1 BE 1026013B1 BE 2018/5087 A BE2018/5087 A BE 2018/5087A BE 201805087 A BE201805087 A BE 201805087A BE 1026013 B1 BE1026013 B1 BE 1026013B1
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Abstract
L'invention propose un turboréacteur ou turbopropulseur d'aéronef comprenant un réservoir (30) d'huile (34) avec une enceinte principale (38), un système de mesure (40) de quantité d'huile contenue dans le réservoir (30). Le système comprend un premier flotteur (44) configuré pour flotter dans l'huile (34) du réservoir (30), un deuxième flotteur (46) mobile par rapport au premier flotteur. Des moyens de détection (48) calculent les positions de premier flotteur (44) et du deuxième flotteur (46) afin d'estimer la quantité d'huile contenue dans le réservoir (30).The invention provides an aircraft turbojet or turboprop engine comprising an oil reservoir (30) (34) with a main chamber (38), a system (40) for measuring the amount of oil contained in the reservoir (30) . The system includes a first float (44) configured to float in the oil (34) of the tank (30), a second float (46) movable relative to the first float. Detecting means (48) calculates the first float (44) and second float (46) positions to estimate the amount of oil contained in the reservoir (30).
Description
RESERVOIR D'HUILE AVEC CAPTEUR DE NIVEAU POUR TURBOMACHINEOIL TANK WITH LEVEL SENSOR FOR TURBOMACHINE
Domaine techniqueTechnical area
L’invention concerne la mesure du niveau d’huile dans un réservoir par flotteur. L’invention a également trait à un turboréacteur d’avion ou un turbopropulseur d’aéronef avec un réservoir d’huile. L’invention propose également un procédé de mesure de niveau d'huile, un programme d’ordinateur correspondant et un support d'enregistrement lisible par ordinateur.The invention relates to the measurement of the oil level in a tank by float. The invention also relates to an aircraft turbojet or an aircraft turboprop with an oil tank. The invention also provides a method for measuring oil level, a corresponding computer program and a computer-readable recording medium.
Technique antérieurePrior art
Un équipement d’aéronef doit respecter une fiabilité extrême qui se répercute sur ses procédés de fonctionnement. Dans cette optique, un réservoir d’huile de turboréacteur est muni d’un système de mesure de permettant de connaître en continu le niveau de liquide stocké. Ce système donne une mesure précise, et 15 doit être paré à certaines conditions de fonctionnement extrêmes. Par exemple, le système peut être configuré pour prévenir tout blocage de son flotteur.Aircraft equipment must meet extreme reliability which affects its operating procedures. With this in mind, a turbojet oil tank is provided with a measurement system making it possible to continuously know the level of stored liquid. This system gives an accurate measurement, and must be prepared for certain extreme operating conditions. For example, the system can be configured to prevent blockage of its float.
Le document WO2016/193593 A1 divulgue un turboréacteur comportant un réservoir d'huile courbe. Afin d'en mesurer le niveau en continu, le réservoir est doté d'un capteur avec un flotteur. Ce dernier est guidé dans une goulotte et 20 coopère avec des interrupteurs magnétiques d'une carte électronique afin d'estimer le niveau de liquide par flottaison. Le flotteur est sphérique et glisse contre trois nervures internes de la goulotte afin d'assurer un guidage. Or, la fiabilité de mesure du niveau d'huile reste limitée.Document WO2016 / 193593 A1 discloses a turbojet engine comprising a curved oil tank. In order to measure the level continuously, the tank is fitted with a sensor with a float. The latter is guided in a chute and cooperates with magnetic switches of an electronic card in order to estimate the level of liquid by flotation. The float is spherical and slides against three internal ribs of the chute to provide guidance. However, the reliability of measuring the oil level remains limited.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
Problème techniqueTechnical problem
L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif d'augmenter la fiabilité de mesure du niveau d'huile dans un réservoir de turboréacteur ou de turbopropulseur. L’invention a également pour objectif de proposer une solutionThe object of the invention is to solve at least one of the problems posed by the prior art. More specifically, the invention aims to increase the reliability of measuring the oil level in a turbojet or turboprop tank. The invention also aims to provide a solution
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BE2018/5087 simple, résistante, légère, économique, fiable, facile à produire, commode d’entretien, d’inspection aisée, et améliorant le rendement.BE2018 / 5087 simple, resistant, light, economical, reliable, easy to produce, convenient to maintain, easy to inspect, and improving performance.
Solution techniqueTechnical solution
L’invention a pour objet un turboréacteur ou un turbopropulseur d'aéronef comprenant un réservoir d'huile avec une enceinte principale, un système de mesure de quantité d'huile contenue dans le réservoir ; le système comprenant un premier flotteur configuré pour flotter dans l'huile du réservoir, et des moyens de détection du premier flotteur ; remarquable en ce qu’il comprend en outre un deuxième flotteur mobile par rapport au premier flotteur, les moyens de détection étant configurés pour calculer les positions du premier flotteur et du deuxième flotteur afin d'estimer la quantité d'huile contenue dans le réservoir. Selon des modes avantageux de l’invention, le turboréacteur ou le turbopropulseur peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :The subject of the invention is an aircraft turbojet or turboprop engine comprising an oil tank with a main enclosure, a system for measuring the quantity of oil contained in the tank; the system comprising a first float configured to float in the oil of the tank, and means for detecting the first float; remarkable in that it further comprises a second float movable relative to the first float, the detection means being configured to calculate the positions of the first float and of the second float in order to estimate the quantity of oil contained in the tank. According to advantageous embodiments of the invention, the turbojet or the turboprop can comprise one or more of the following characteristics, taken in isolation or according to all the possible technical combinations:
- La densité du deuxième flotteur est supérieure à la densité du premier flotteur ; éventuellement la densité du deuxième flotteur est supérieure à au moins 110 % de la densité du premier flotteur.- The density of the second float is greater than the density of the first float; optionally the density of the second float is greater than at least 110% of the density of the first float.
- La densité du deuxième flotteur est comprise entre celle de l’huile et du premier flotteur.- The density of the second float is between that of the oil and the first float.
- Le système comprend un guide guidant le premier flotteur et le deuxième flotteur.- The system includes a guide guiding the first float and the second float.
- Le premier flotteur et le deuxième flotteur sont respectivement mobiles selon une première trajectoire le long du guide et une deuxième trajectoire le long du guide, lesdites trajectoires se chevauchant le long du guide.- The first float and the second float are respectively movable along a first trajectory along the guide and a second trajectory along the guide, said trajectories overlapping along the guide.
- Le premier flotteur est disposé dans le réservoir au-dessus du deuxième flotteur, notamment à l’intérieur d’un ou du guide.- The first float is placed in the tank above the second float, in particular inside one or the guide.
- Le deuxième flotteur est configuré pour rentrer en contact du premier flotteur afin de le déplacer.- The second float is configured to come into contact with the first float in order to move it.
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- Le deuxième flotteur comprend une densité inférieure ou égale à celle de l'huile, préférentiellement la densité du deuxième flotteur est comprise entre 99% et 95% inclus, de la densité de l'huile.- The second float has a density less than or equal to that of the oil, preferably the density of the second float is between 99% and 95% inclusive, of the density of the oil.
- Chaque flotteur comprend une identité, les moyens de détection étant configurés pour distinguer flotteurs en fonction de leur identités.- Each float includes an identity, the detection means being configured to distinguish floats according to their identities.
- Le système comprend un premier guide dans lequel est disposé le premier flotteur, le système comprenant en outre un deuxième guide dans lequel est disposé le deuxième flotteur ; le système comprenant éventuellement un troisième guide avec un troisième flotteur, les moyens de détection étant également configurés pour calculer les postions du troisième flotteur afin d'estimer la quantité d'huile contenue dans le réservoir.- The system comprises a first guide in which the first float is arranged, the system further comprising a second guide in which the second float is arranged; the system possibly comprising a third guide with a third float, the detection means also being configured to calculate the positions of the third float in order to estimate the quantity of oil contained in the tank.
- Le premier guide, le deuxième guide et éventuellement le troisième guide reçoivent chacun un flotteur auxiliaire associé respectivement au premier flotteur, au deuxième flotteur et éventuellement au troisième flotteur.- The first guide, the second guide and possibly the third guide each receive an auxiliary float associated respectively with the first float, the second float and possibly the third float.
- Le réservoir présente un allongement principal avec une courbure générale, le turboréacteur ou le turbopropulseur comprenant deux carters annulaires coaxiaux entre lesquels le réservoir est disposé, au moins un ou chaque guide étant courbe et épousant la courbure générale du réservoir.- The tank has a main elongation with a general curvature, the turbojet or the turboprop comprising two coaxial annular casings between which the tank is arranged, at least one or each guide being curved and matching the general curvature of the tank.
- Les moyens de détection comprennent des moyens électroniques aptes à détecter les flotteurs, le réservoir comprenant une enveloppe externe formant une étanchéité autour des moyens électroniques et autour de l’enceinte principale, les moyens électroniques étant notamment répartis le long du guide.- The detection means comprise electronic means capable of detecting the floats, the reservoir comprising an external envelope forming a seal around the electronic means and around the main enclosure, the electronic means being distributed in particular along the guide.
- Le premier flotteur comprend une densité inférieure à celle de l'huile.- The first float has a density lower than that of the oil.
- Le premier guide et le deuxième guide sont diamétralement opposés.- The first guide and the second guide are diametrically opposed.
- Le système comprend des moyens de guidage coopérant avec le ou les flotteurs ; formant notamment le guide, respectivement chaque guide.- The system includes guide means cooperating with the float (s); forming in particular the guide, respectively each guide.
- Le ou chaque guide s’étend sur toute la hauteur de l’enceinte principale.- The or each guide extends over the entire height of the main enclosure.
- Le premier flotteur, le deuxième flotteur, et éventuellement le troisième flotteur, sont disposés à l'intérieur de l’enceinte principale.- The first float, the second float, and possibly the third float, are arranged inside the main enclosure.
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- Le premier flotteur et le deuxième flotteur sont disposés à l’intérieur du guide, le guide étant notamment une goulotte.- The first float and the second float are arranged inside the guide, the guide being in particular a chute.
- Le deuxième flotteur est apte à soulever le premier flotteur, et/ou le premier flotteur est apte à descendre le deuxième flotteur.- The second float is able to lift the first float, and / or the first float is able to lower the second float.
- La densité de l’huile, notamment pure, est comprise entre 0,80 et 0,95 inclus, ou entre 0,82 et 0,90 inclus, ou entre 0,84 et 0,87 inclus.- The density of the oil, in particular pure, is between 0.80 and 0.95 inclusive, or between 0.82 and 0.90 inclusive, or between 0.84 and 0.87 inclusive.
- La densité du deuxième flotteur est inférieure à 1,00.- The density of the second float is less than 1.00.
L’invention a également pour objet un procédé de mesure de niveau d'huile dans un réservoir de turbomachine, le réservoir comprenant un système de mesure de quantité d'huile contenue dans le réservoir, le système comprenant un premier flotteur flottant à la surface de l'huile, et les moyens de détection de flotteur, remarquable en ce que le système comprend un deuxième flotteur, et en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : (a) détection du premier flotteur par les moyens de détection, (b) détection du deuxième flotteur par les moyens de détection, (c) estimation de la quantité d'huile contenue dans le réservoir, la turbomachine étant notamment un turboréacteur conforme à l'invention.The invention also relates to a method for measuring the oil level in a turbomachine tank, the tank comprising a system for measuring the quantity of oil contained in the tank, the system comprising a first float floating on the surface of the oil, and the float detection means, remarkable in that the system comprises a second float, and in that the method comprises the following stages: (a) detection of the first float by the detection means, (b) detection of the second float by the detection means, (c) estimation of the quantity of oil contained in the tank, the turbomachine being in particular a turbojet engine according to the invention.
Selon des modes avantageux de l’invention, le procédé peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :According to advantageous modes of the invention, the process can include one or more of the following characteristics, taken in isolation or according to all possible technical combinations:
- Le procédé comprend une étape (d) contrôle de la distance entre le premier flotteur et le deuxième flotteur, l’estimation de la quantité d'huile obtenue en étape (c) estimation étant éventuellement validée lorsque ladite distance est comprise dans une plage prédéfinie.- The method comprises a step (d) controlling the distance between the first float and the second float, the estimation of the quantity of oil obtained in step (c) estimation possibly being validated when said distance is within a predefined range .
- Le procédé comprend en outre une étape (e) calcul de la teneur en air dans l’huile.- The method further includes a step (e) calculating the air content in the oil.
- Préalablement ou pendant l'étape (c) estimation, le procédé comprend une phase de filtration et/ou de désaération de l'huile.- Before or during step (c) estimation, the process includes a phase of filtration and / or deaeration of the oil.
- Lors des étapes (a) détection du premier flotteur et/ou (b) détection du deuxième flotteur, l’huile dans le réservoir forme un mélange air/huile, la densité du deuxième flotteur étant sensiblement égale à celle du mélange air/huile.- During steps (a) detection of the first float and / or (b) detection of the second float, the oil in the tank forms an air / oil mixture, the density of the second float being substantially equal to that of the air / oil mixture .
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- Lors des étapes (a) détection du premier flotteur et/ou (b) détection du deuxième flotteur, l'huile comprend, en volume, au moins: 1% ou 3% d'air.- During steps (a) detection of the first float and / or (b) detection of the second float, the oil comprises, by volume, at least: 1% or 3% of air.
- La densité du deuxième flotteur est supérieure ou égale à la densité du mélange air/huile, et/ou leur différence de densité est inférieure ou égale à : 5%, ou 3%, ou 1% de la densité du deuxième flotteur.- The density of the second float is greater than or equal to the density of the air / oil mixture, and / or their difference in density is less than or equal to: 5%, or 3%, or 1% of the density of the second float.
- La densité du deuxième flotteur est comprise entre celle de l’huile et celle du mélange air-huile- The density of the second float is between that of the oil and that of the air-oil mixture
L’invention a également pour objet un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’invention, le programme d’ordinateur effectuant notamment l’étape (c) estimation lorsque la distance entre le premier flotteur et le deuxième flotteur est comprise dans une plage prédéfinie.The subject of the invention is also a computer program comprising instructions which, when the program is executed by a computer, lead the latter to implement the steps of the method according to the invention, the computer program carrying out in particular step (c) estimation when the distance between the first float and the second float is within a predefined range.
Selon un mode avantageux de l’invention, lorsque la distance entre le premier flotteur et le deuxième flotteur n’est pas comprise dans la plage prédéfinie, le procédé n’effectue pas l’étape (c) estimation de la quantité d'huile.According to an advantageous embodiment of the invention, when the distance between the first float and the second float is not within the predefined range, the method does not carry out step (c) estimation of the quantity of oil.
L’invention a également pour objet un support d’enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’invention.The subject of the invention is also a computer-readable recording medium comprising instructions which, when executed by a computer, lead the latter to implement the steps of the method according to the invention.
De manière générale, les modes avantageux de chaque objet de l’invention sont également applicables aux autres objets de l’invention. Chaque objet de l’invention est combinable aux autres objets, et les objets de l’invention sont également combinables aux modes de réalisation de la description, qui en plus sont combinables entre eux, selon toutes les combinaisons techniques possibles, à moins que le contraire ne soit explicitement mentionné.In general, the advantageous modes of each object of the invention are also applicable to the other objects of the invention. Each object of the invention can be combined with the other objects, and the objects of the invention can also be combined with the embodiments of the description, which in addition can be combined with one another, according to all possible technical combinations, unless the opposite is not explicitly mentioned.
Avantages apportésBenefits
L’invention augmente la sécurité de mesure de la quantité d’huile par l’emploi de plusieurs flotteurs. Plusieurs approches aboutissent à ce bénéfice. Différents emplacements comme différentes densités tendent vers ce résultat ; au-delà de l’aspect redondant des moyens employés.The invention increases the safety of measuring the quantity of oil by the use of several floats. Several approaches lead to this benefit. Different locations as different densities tend towards this result; beyond the redundant aspect of the means employed.
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En détail, l'invention gère de différentes manières les risques de blocage des flotteurs. En effet, les différents flotteurs réagissent différemment à une même situation, éventuellement identifiée par d’autres moyens de détection.In detail, the invention manages the risks of blocking the floats in different ways. Indeed, the different floats react differently to the same situation, possibly identified by other detection means.
En outre, l’invention permet de caractériser le mélange air/huile réellement présent dans le réservoir. La présence d’air modifiant la densité réelle du mélange peut être estimée. A nouveau, les différences entre les flotteurs sont exploitées, tout comme leurs positions ou leurs trajectoires respectives. L’invention apporte un filtre logique éliminant les mesures incohérentes, et évite des opérations informatiques inutiles. Les ressources informatiques nécessaire à un niveau de sécurité donné diminuent en conséquence.In addition, the invention makes it possible to characterize the air / oil mixture actually present in the tank. The presence of air modifying the actual density of the mixture can be estimated. Again, the differences between the floats are exploited, as are their respective positions or trajectories. The invention provides a logical filter eliminating inconsistent measurements, and avoids unnecessary IT operations. The IT resources required for a given level of security decrease accordingly.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
La figure 1 représente une turbomachine axiale selon l’invention.FIG. 1 represents an axial turbomachine according to the invention.
La figure 2 est un schéma d’un réservoir d’huile de turbomachine selon l’invention.Figure 2 is a diagram of a turbomachine oil tank according to the invention.
La figure 3 illustre une coupe du réservoir selon l’invention.Figure 3 illustrates a section of the reservoir according to the invention.
La figure 4 est un diagramme du procédé de mesure de niveau d'huile dans un réservoir selon l’invention.FIG. 4 is a diagram of the process for measuring the level of oil in a tank according to the invention.
Description des modes de réalisationDescription of the embodiments
Dans la description qui va suivre, les orientations correspondent au sens normal de montage du turboréacteur ou du turbopropulseur sur l’aéronef correspondant. Les densités exprimées par rapport à celle de l’huile le sont par rapport à la densité de l’huile pure, notamment sans gaz et/ou sans débris, mais avec les éventuels additifs.In the description which follows, the orientations correspond to the normal direction of mounting of the turbojet or turboprop on the corresponding aircraft. The densities expressed in relation to that of the oil are expressed in relation to the density of pure oil, in particular without gas and / or without debris, but with any additives.
La figure 1 représente de manière simplifiée une turbomachine axiale. Il s’agit dans ce cas précis d’un turboréacteur double-flux. Le turboréacteur 2 comprend un premier niveau de compression, dit compresseur basse-pression 4, un deuxième niveau de compression, dit compresseur haute-pression 6, une chambre de combustion 8 et un ou plusieurs niveaux de turbines 10. En fonctionnement, la puissance mécanique des turbines 10 transmise via des arbres jusqu’au rotor 12 met en mouvement les deux compresseurs 4 et 6. Ces derniers comportent plusieurs rangées d’aubes de rotor associées à desFigure 1 shows a simplified axial turbomachine. In this case, it is a double-flow turbojet engine. The turbojet engine 2 comprises a first level of compression, called a low-pressure compressor 4, a second level of compression, called a high-pressure compressor 6, a combustion chamber 8 and one or more levels of turbines 10. In operation, the mechanical power turbines 10 transmitted via shafts to the rotor 12 sets in motion the two compressors 4 and 6. The latter comprise several rows of rotor blades associated with
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BE2018/5087 rangées d’aubes de stators. La rotation du rotor autour de son axe de rotation 14 permet ainsi de générer un débit d’air et de comprimer progressivement ce dernier jusqu’à l’entrée dans la chambre de combustion 8.BE2018 / 5087 rows of stator vanes. The rotation of the rotor around its axis of rotation 14 thus makes it possible to generate an air flow and to gradually compress the latter until it enters the combustion chamber 8.
Un ventilateur d’arrivée communément désigné fan ou soufflante 16 est couplé au rotor 12 et génère un flux d’air qui se divise en un flux primaire 18 traversant les différents niveaux sus mentionnés de la turbomachine, et un flux secondaire 20 traversant un conduit annulaire. Des moyens de démultiplication, tel un réducteur épicycloïdal 22, peut réduire la vitesse de rotation de la soufflante 16 et/ou du compresseur basse-pression 4 par rapport au niveau de turbine 10 associé. Le flux secondaire 20 peut être accéléré de sorte à générer une réaction de poussée utile au vol d’un avion.An intake fan commonly designated as a fan or blower 16 is coupled to the rotor 12 and generates an air flow which is divided into a primary flow 18 passing through the various above-mentioned levels of the turbomachine, and a secondary flow 20 passing through an annular duct. . Reduction means, such as a planetary reduction gear 22, can reduce the speed of rotation of the blower 16 and / or of the low-pressure compressor 4 relative to the associated turbine level 10. The secondary flow 20 can be accelerated so as to generate a thrust reaction useful for the flight of an aircraft.
La turbomachine 2 peut comprendre des arbres 24 indépendants reliant les compresseurs et la soufflante aux turbines. Ces arbres 24 sont articulés via des paliers 26. Le refroidissement et/ou la lubrification des paliers 26 et de l’optionnel réducteur épicycloïdal 22 sont assurées par un circuit d’huile, éventuellement fermé au sein de la turbomachine.The turbomachine 2 can comprise independent shafts 24 connecting the compressors and the blower to the turbines. These shafts 24 are articulated via bearings 26. The cooling and / or lubrication of the bearings 26 and of the optional epicyclic reduction gear 22 are ensured by an oil circuit, possibly closed within the turbomachine.
Le circuit peut comprendre un échangeur de chaleur (non représentés) pour refroidir l’huile. Au contact des paliers 26, l’huile se charge en air, si bien que l’huile récupérée est devenue un mélange air-huile liquide, par exemple avec au moins 1% volumique d’air. L’huile peut également véhiculer des particules métalliques résultant de l’usure ou de la dégradation des articulations.The circuit may include a heat exchanger (not shown) for cooling the oil. On contact with the bearings 26, the oil is charged with air, so that the oil recovered has become an air-liquid oil mixture, for example with at least 1% by volume of air. The oil can also carry metal particles resulting from wear or degradation of the joints.
Le circuit d’huile peut comprendre des pompes 28, notamment d’aspiration ou de refoulement pour la récupération ou la fourniture de l’huile respectivement. Ainsi, plusieurs lignes de récupération d’huile convergent vers un réservoir 30, éventuellement principal. Le réservoir 30 est également le point de départ de plusieurs lignes d’alimentation (non représentées) des paliers 26 et des divers équipements.The oil circuit can include pumps 28, in particular suction or discharge pumps for recovering or supplying the oil respectively. Thus, several oil recovery lines converge on a tank 30, possibly the main one. The reservoir 30 is also the starting point for several supply lines (not shown) for the bearings 26 and the various equipment.
Un ordinateur 32, propre à la turbomachine 2 ou à l’aéronef, peut comprendre un support d'enregistrement (non représenté) lisible par l’ordinateur. Le support d’enregistrement comprend des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes d’un procédé, ou méthode, de mesure de niveau d'huile dans le réservoir 30.A computer 32, specific to the turbomachine 2 or to the aircraft, may comprise a recording medium (not shown) readable by the computer. The recording medium comprises instructions which, when executed by a computer, lead the latter to implement the steps of a process, or method, for measuring the oil level in the reservoir 30.
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La turbomachine peut être un turbopropulseur ; notamment avec une soufflante en dehors de la nacelle.The turbomachine can be a turboprop; especially with a fan outside the nacelle.
La figure 2 est une vue en coupe d’un réservoir 30 d’huile tel que celui de la figure 1. Une partie de la turbomachine est représentée.Figure 2 is a sectional view of an oil tank 30 such as that of Figure 1. Part of the turbomachine is shown.
Le réservoir 30 peut être fixé à un carter externe de compresseur ou de soufflante. Une fixation à un carter intermédiaire est envisageable. Le réservoir 30 peut être placé entre deux parois annulaires de carter guidant le flux secondaire 20 et le flux primaire 18. Afin d’augmenter son volume utile, le réservoir 30 est essentiellement allongé verticalement tout en épousant les parois annulaires, si bien qu’il présente une forme générale courbe.The reservoir 30 can be fixed to an external compressor or blower casing. Attachment to an intermediate casing is possible. The reservoir 30 can be placed between two annular casing walls guiding the secondary flow 20 and the primary flow 18. In order to increase its useful volume, the reservoir 30 is essentially elongated vertically while marrying the annular walls, so that it has a generally curved shape.
Le réservoir peut notamment être à proximité d’une source chaude, sa température peut atteindre 100°C ; en plus d’être exposé aux vibrations de la turbomachine. Par ailleurs, le fonctionnement du moteur chauffe l’huile au-delà de 200°C. Afin de résister à ces températures, l’huile peut comprendre des additifs pouvant être corrosifs. En réponse, le réservoir 30 est adapté pour supporter des températures supérieures à 200°C, tout en résistant à des attaches chimiques.The tank can in particular be near a hot spring, its temperature can reach 100 ° C; in addition to being exposed to the vibrations of the turbomachine. In addition, engine operation heats the oil above 200 ° C. In order to withstand these temperatures, the oil may include additives which may be corrosive. In response, the reservoir 30 is adapted to withstand temperatures above 200 ° C, while resisting chemical attachments.
Le réservoir 30 est partiellement rempli d’huile 34. Il comprend une enveloppe externe 36 définissant une enceinte principale 38. Il présente un système de mesure 40 de la quantité d'huile 34 contenue dans le réservoir 30. Le système 40 peut communiquer avec l’ordinateur 32.The reservoir 30 is partially filled with oil 34. It comprises an external envelope 36 defining a main enclosure 38. It has a system 40 for measuring the quantity of oil 34 contained in the reservoir 30. The system 40 can communicate with the computer 32.
Le système 40 comprend des moyens de guidage, par exemple un guide 42. Ce guide 42 peut être une goulotte, par exemple formant un tube. Le tube est ajouré pour recevoir de l’huile. Au moins un ou chaque guide peut être identique à celui décrit dans le document WO2016/193593 A1.The system 40 comprises guide means, for example a guide 42. This guide 42 can be a chute, for example forming a tube. The tube is perforated to receive oil. At least one or each guide can be identical to that described in document WO2016 / 193593 A1.
Le système 40 comporte un premier flotteur 44 et un deuxième flotteur 46. Ces flotteurs peuvent être un flotteur principal 44 et un flotteur auxiliaire 46, respectivement ; ou encore un flotteur majoritairement émergent 44 et un flotteur majoritairement immergé 46, respectivement. Les flotteurs peuvent (44 ; 46) être superposés, notamment dans un même guide 42. Au moins un ou chaque flotteur peut correspondre à celui décrit dans le document WO2016/193593 A1.The system 40 includes a first float 44 and a second float 46. These floats can be a main float 44 and an auxiliary float 46, respectively; or a mainly emerging float 44 and a mainly submerged float 46, respectively. The floats can (44; 46) be superimposed, in particular in the same guide 42. At least one or each float can correspond to that described in the document WO2016 / 193593 A1.
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Les flotteurs (44 ; 46) sont mobiles l’un par rapport à l’autre. Ils sont aptes à venir en contact l’un de l’autre. Ils peuvent être de même taille. En fonction du niveau d’huile NH dans l’enceinte 38, leurs éloignement par rapport au fond du réservoir évoluent, tout comme leurs positions le long du guide 42.The floats (44; 46) are movable relative to one another. They are able to come into contact with each other. They can be the same size. Depending on the level of NH oil in enclosure 38, their distance from the bottom of the tank changes, as do their positions along guide 42.
L’huile 34, qui est une huile moteur, par exemple avec des additifs lui permettant de résister à des conditions extrêmes, peut présenter une densité comprise entre 0,840 et 0,870. Ces densités peuvent être mesurées lorsque l’huile est libre de débris d’usure ; et/ou dégazée, c’est-à-dire avec une fraction volumique en gaz d’au plus : 1%, ou 0,5%, 0,2%.Oil 34, which is a motor oil, for example with additives allowing it to withstand extreme conditions, can have a density between 0.840 and 0.870. These densities can be measured when the oil is free from wear debris; and / or degassed, that is to say with a gas volume fraction of at most: 1%, or 0.5%, 0.2%.
Le premier flotteur 44 présente une densité inférieure à celle de l’huile, ce qui lui permet de surnager à la surface de l’huile définissant le niveau d’huile NH. Le deuxième flotteur 46 peut présenter une densité supérieure à celle du premier flotteur 44. Leur écart de densité peut être d’au moins : 5%, 10% ou 50%.The first float 44 has a density lower than that of the oil, which allows it to float on the surface of the oil defining the level of NH oil. The second float 46 may have a density greater than that of the first float 44. Their density difference may be at least: 5%, 10% or 50%.
La densité du deuxième flotteur 46 peut être supérieure ou égale au double de celle du premier flotteur 44. La densité du deuxième flotteur 46 peut être inférieure ou sensiblement égale à celle de l’huile 34.The density of the second float 46 may be greater than or equal to twice that of the first float 44. The density of the second float 46 may be less than or substantially equal to that of the oil 34.
Le système de mesure 40 peut comprendre des moyens de détection 48 du premier flotteur 44 et du deuxième flotteur 46. Ces moyens de détection 48 peuvent être placés à l’extérieur du guide 42, et éventuellement éviter tout contact physique avec les flotteurs.The measurement system 40 can comprise means 48 for detecting the first float 44 and the second float 46. These detection means 48 can be placed outside the guide 42, and possibly avoid any physical contact with the floats.
Les moyens de détection 48 peuvent comprendre des capteurs magnétiques détectant une partie ferromagnétique et/ou un aimant permanent intégré dans un flotteur. Alternativement, les moyens de détection peuvent comprendre des commutateurs à lames, par exemple tels que ceux présentés dans le document WO2016/193593 A1.The detection means 48 may include magnetic sensors detecting a ferromagnetic part and / or a permanent magnet integrated in a float. Alternatively, the detection means can comprise reed switches, for example such as those presented in document WO2016 / 193593 A1.
Via les moyens de détection 48, le système 40 analyse les positions des flotteurs, et estime en retour un niveau d’huile NH dans le réservoir. En connaissant la géométrie de l’enceinte principale 38, le système 40 estime la quantité d’huile 34 contenue dans le réservoir 30. Les moyens de détection 48 peuvent également reconnaître les identités, ou codes, des flotteurs afin de les différencier ; ce qui ajoute de la sécurité de contrôle.Via the detection means 48, the system 40 analyzes the positions of the floats, and in return estimates a level of NH oil in the tank. By knowing the geometry of the main enclosure 38, the system 40 estimates the quantity of oil 34 contained in the reservoir 30. The detection means 48 can also recognize the identities, or codes, of the floats in order to differentiate them; which adds control security.
La figure 3 esquisse une coupe du réservoir 30 suivant l’axe 3-3 tracé sur laFigure 3 sketches a section of the tank 30 along the axis 3-3 traced on the
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BE2018/5087 figure 2. Le réservoir 30 peut être identique à celui de la figure 2 puisque le plan de coupe de la figure 2 peut être face à un seul guide 42, et dos aux deux autres.BE2018 / 5087 Figure 2. The reservoir 30 may be identical to that of Figure 2 since the section plane of Figure 2 may be facing a single guide 42, and back to the other two.
Le réservoir 30 regroupe plusieurs guides 42 du système de mesure 40. Par exemple, le système 40 peut comprendre trois guides, éventuellement identiques. Les guides 42 peuvent comprendre un premier guide 50, un deuxième guide 52 et un troisième guide 54. Chacun de ces guides 42 peut recevoir un flotteur. Ces flotteurs peuvent être des premiers flotteurs 44.The reservoir 30 groups together several guides 42 of the measurement system 40. For example, the system 40 can comprise three guides, possibly identical. The guides 42 can include a first guide 50, a second guide 52 and a third guide 54. Each of these guides 42 can receive a float. These floats can be first floats 44.
Optionnellement, chacun de ces guides 42 peut recevoir un deuxième flotteur 46, notamment sous le premier flotteur 44 associé. Ainsi, les flotteurs (44 ; 46) forment des paires de flotteurs superposés.Optionally, each of these guides 42 can receive a second float 46, in particular under the first associated float 44. Thus, the floats (44; 46) form pairs of superimposed floats.
Les premiers flotteurs 44 peuvent être répartis à la surface de l’huile 34 ; les guides étant eux répartis dans l’enceinte principale 38. La répartition des flotteurs permet de mesurer une inclinaison de la surface de l’huile 34 par rapport au réservoir 30. Ainsi, l’estimation de la quantité d’huile reste précise malgré l’inclinaison de l’aéronef associe, ou d’éventuelles accélérations.The first floats 44 can be distributed on the surface of the oil 34; the guides being themselves distributed in the main enclosure 38. The distribution of the floats makes it possible to measure an inclination of the surface of the oil 34 relative to the reservoir 30. Thus, the estimation of the quantity of oil remains precise despite the tilt of the associated aircraft, or possible accelerations.
Par ailleurs, prévoir plusieurs guides chacun avec un flotteur, ou du moins plusieurs flotteurs répartis à la surface de l’huile 34, offre une mesure redondante, et donc plus sûre. Cette sécurité répond aux exigences de l’aéronautique.Furthermore, providing several guides each with a float, or at least several floats distributed over the surface of the oil 34, provides a redundant measurement, and therefore safer. This security meets the requirements of aeronautics.
Dans la présente illustration, les guides 42 ont un profil de pentagone. Or, ils pourraient être selon toute autre forme adaptée, tel un profil carré. Des nervures internes en contact des flotteurs peuvent être ajoutées pour réduire les risques de blocage.In the present illustration, the guides 42 have a pentagon profile. However, they could be in any other suitable form, such as a square profile. Internal ribs in contact with the floats can be added to reduce the risk of blockage.
La figure 4 est un diagramme du procédé de mesure de niveau d'huile dans un réservoir de turboréacteur ou de turbopropulseur, notamment tels que décrits en relation les figures 1 à 3.FIG. 4 is a diagram of the method for measuring the level of oil in a turbojet or turboprop engine tank, in particular as described in relation to FIGS. 1 to 3.
Le procédé peut comprendre les étapes suivantes, par exemple effectuées en boucle :The method can include the following steps, for example carried out in a loop:
(a) détection 100 du premier flotteur, (b) détection 102 du deuxième flotteur, (c) estimation 104 de la quantité d'huile contenue dans le réservoir en fonction des positions des flotteurs,(a) detection 100 of the first float, (b) detection 102 of the second float, (c) estimation 104 of the quantity of oil contained in the tank as a function of the positions of the floats,
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BE2018/5087 (d) contrôle 106 de la distance entre le premier flotteur et le deuxième flotteur, l’estimation de la quantité d'huile obtenue en étape (c) estimation 104 étant optionnellement validée lorsque ladite distance est comprise dans une plage prédéfinie ;BE2018 / 5087 (d) control 106 of the distance between the first float and the second float, the estimate of the quantity of oil obtained in step (c) estimate 104 being optionally validated when said distance is within a predefined range;
(e) calcul 108 de la teneur en air dans l’huile, l’étape (e) calcul étant facultative au vu du problème technique principal.(e) calculation 108 of the air content in the oil, step (e) calculation being optional in view of the main technical problem.
Ce procédé peut être effectué à l’intérieur de l’un des guides. Lors des étapes (a) détection 100 du premier flotteur et (b) détection 102 du deuxième flotteur, le système détermine leurs position respectives grâce à leur identités. Deux niveaux d’huile théoriques peuvent être calculés, puis une moyenne affine l’estimation.This process can be done inside one of the guides. During steps (a) detection 100 of the first float and (b) detection 102 of the second float, the system determines their respective positions thanks to their identities. Two theoretical oil levels can be calculated, then an average refines the estimate.
Selon une autre approche, le système peut déterminer la position de l’un des flotteurs pour estimer un niveau d’huile, puis calculer une distance avec un autre flotteur afin de vérifier si le niveau estimé a du sens. La pertinence de cette méthode se renforce lorsque ces flotteurs coopèrent avec le même guide.In another approach, the system can determine the position of one of the floats to estimate an oil level, and then calculate a distance with another float to check if the estimated level makes sense. The relevance of this method is reinforced when these floats cooperate with the same guide.
Afin de limiter les calculs et d’en éviter des inutiles, le procédé peut effectuer l’étape (d) contrôle en premier. Le résultat de ce contrôle autorisé ou non la réalisation de l’étape (c) estimation 104, et donc évite des calculs inutiles comme des démarrages de processus inutiles.In order to limit the calculations and avoid unnecessary ones, the process can carry out step (d) control first. The result of this control authorized or not the carrying out of step (c) estimation 104, and therefore avoids unnecessary calculations such as unnecessary process starts.
La distance entre les flotteurs peut être considérée selon un axe vertical, et/ou selon l’allongement principal du réservoir, et/ou le long d’un guide recevant deux flotteurs détectés au préalable. La distance peut être mesurée à partir des centres de gravité des flotteurs.The distance between the floats can be considered along a vertical axis, and / or along the main extension of the tank, and / or along a guide receiving two previously detected floats. The distance can be measured from the centers of gravity of the floats.
Une distance trop importante peut signifier qu’un flotteur supérieur reste bloqué dans une position haute, et/ou qu’un flotteur inférieur reste bloqué dans une position basse. La pertinence de ses informations augmente lorsque ces deux flotteurs sont dans un même guide de manière à se pousser mutuellement.Too large a distance can mean that an upper float remains blocked in a high position, and / or that a lower float remains blocked in a low position. The relevance of its information increases when these two floats are in the same guide so as to push each other.
Lorsque deux flotteurs présentent des densités différentes, ces derniers doivent théoriquement être à des hauteurs différentes par rapport à une même surface d’huile. Ainsi, lorsqu’une distance devient trop faible par rapport à une différence de densité, une anomalie devient probable et le procédé n’effectue pas l’étape (c) estimation 104 ; ou ne la valide pas.When two floats have different densities, these must theoretically be at different heights compared to the same oil surface. Thus, when a distance becomes too small compared to a difference in density, an anomaly becomes probable and the method does not carry out step (c) estimation 104; or do not validate it.
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Si la distance est jugée non conforme car peu probable, le système ne calcule pas de quantité d’huile ; ce qui limite les calculs réalisés et déleste l’ordinateur exécutant les instructions informatiques du procédé. L’invention facilite le partage des ressources informatique et optimise la sécurité en vol.If the distance is found to be non-compliant because it is unlikely, the system does not calculate the amount of oil; which limits the calculations made and relieves the computer executing the computer instructions of the process. The invention facilitates the sharing of IT resources and optimizes flight safety.
L’étape (e) calcul 108 de la teneur en air dans l’huile peut être effectuée à l’aide de deux flotteurs de géométries différentes, et/ou de densités différentes. Par exemple, un flotteur sphérique et un flotteur cubique réagissent différemment à des variations de densité du fluide les soulevant. Cela se compare également sur un flotteur dense et un flotteur de moindre densité.Step (e) calculation 108 of the air content in the oil can be carried out using two floats of different geometries, and / or of different densities. For example, a spherical float and a cubic float react differently to variations in density of the fluid lifting them. This also compares to a dense float and a lower density float.
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Patent Citations (2)
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| WO2016193593A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Safran Aircraft Engines | Oil level sensor |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20190912 |