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Title:
DEVICE FOR DE-ICING AN AIRCRAFT TURBOJET ENGINE NACELLE AIR INTAKE LIP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/055766
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (10) for de-icing an air intake lip (12) of an aircraft turbojet engine nacelle (14), the device (10) comprising a de-icing circuit in which a heat transfer fluid (22) circulates, said heat transfer fluid working in a two-phase form, the circuit comprising at least one device (26) for circulating the heat transfer fluid (22) in the de-icing circuit, a system (28) for heating the heat transfer fluid (22) and which is intended to change the phase of said fluid to a vapour phase, and an inlet conduit (30), for the heat transfer fluid (22), which opens into the lip (12) through the rear wall (18) in order to inject the vapour phase fluid (22) into the lip (12), the fluid changing phase when it condenses on the front wall (16) of the lip (12) to de-ice the lip (12).

Inventors:
MAALIOUNE, Hakim (Route du Pont 8, Gonfreville L'orcher, 76700, FR)
GONIDEC, Patrick (Route du Pont 8, Gonfreville L'orcher, 76700, FR)
RAMI, Jean-Paul (Route du Pont 8, Goufreville L'orcher, 76700, FR)
Application Number:
FR2016/052501
Publication Date:
April 06, 2017
Filing Date:
September 29, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SAFRAN NACELLES (Route du Pont 8, Gonfreville L'orcher, 76700, FR)
International Classes:
B64D15/02; B64D15/06; F01D25/02; F02C6/18; F02C7/047; F02C7/14
Foreign References:
US20140190162A12014-07-10
EP1760291A22007-03-07
FR2987602A12013-09-06
US4671348A1987-06-09
EP1895123A22008-03-05
FR864818A1941-05-06
Attorney, Agent or Firm:
CABINET GERMAIN & MAUREAU (31-33 rue de la Baume, Paris, 75008, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Dispositif de dégivrage (10) pour lèvre (12) d'entrée d'air de nacelle (14) de turboréacteur d'aéronef, la lèvre (12) formant un volume qui est délimité par une paroi avant (16) à dégivrer, formant bord d'attaque, et une cloison arrière (18), le dispositif (10) comportant un circuit de dégivrage dans lequel circule un fluide caloporteur (22) qui fonctionne sous forme diphasique, le circuit comprenant au moins :

- un réservoir (24) qui contient le fluide caloporteur (22),

- un dispositif de circulation (26) du fluide caloporteur (22) dans le circuit de dégivrage qui comporte au moins une pompe (36) de circulation,

- un système de chauffage (28) du fluide caloporteur (22) qui est conçu pour amener ledit fluide dans une phase vapeur,

- un conduit d'entrée (30) du fluide caloporteur (22) qui débouche dans la lèvre (12), à travers la cloison arrière (18), pour injecter le fluide caloporteur (22) en phase vapeur à l'intérieur de la lèvre (12) à une température proche de son point de condensation, le fluide changeant de phase en se condensant sur la paroi avant (16) de la lèvre (12) pour dégivrer la lèvre (12),

- un conduit de sortie (34) du fluide caloporteur (22) qui débouche dans la lèvre (12), à travers la cloison arrière (18), pour évacuer le fluide caloporteur (22) hors de la lèvre (12).

2. Dispositif de dégivrage (10) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif de circulation (26) comporte une turbine (64) qui est alimentée en fluide caloporteur (22) en phase vapeur par un conduit d'admission (66), et qui entraîne la pompe (36) en mouvement.

3. Dispositif de dégivrage (10) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le dispositif de circulation (26) comporte un moteur (38) qui entraîne la pompe (36) en mouvement.

4. Dispositif de dégivrage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un système de régulation qui comporte :

- une unité centrale (42) de commande, - un capteur de température (44) qui mesure la température du fluide caloporteur (22) à la sortie du système de chauffage (28) et qui communique avec l'unité centrale (42).

5. Dispositif de dégivrage (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système de régulation comporte une soupape de surpression (46) qui permet de diminuer la pression dans le circuit de dégivrage et dans la lèvre (12).

6. Dispositif de dégivrage (10) selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que le système de régulation comporte un manomètre (48) de contrôle de la pression dans la lèvre (12) qui communique avec l'unité centrale (42).

7. Dispositif de dégivrage (10) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le système de régulation comporte une pluralité de vannes de régulation qui sont adaptées pour réguler la pression du fluide caloporteur (22) dans le circuit de dégivrage et pour réguler la pression du fluide caloporteur (22) injecté dans la lèvre (12).

8. Dispositif de dégivrage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de chauffage (28) comporte une chaudière électrique (40) qui est conçue pour chauffer le fluide caloporteur (22).

9. Dispositif de dégivrage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de chauffage (28) comporte un échangeur de chaleur (56) qui est alimenté en huile chauffée par le turboréacteur, et qui est adapté pour transférer de l'énergie thermique depuis ladite huile jusqu'au fluide caloporteur (22).

10. Dispositif de dégivrage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (24) est formé par un puisard qui est ménagé dans une partie inférieure de la lèvre (12), et qui est adapté pour que le fluide caloporteur (22) s'écoule par gravité dans ledit réservoir (24), et en

ce que le conduit de sortie (34) puise le fluide caloporteur (22) en phase liquide dans le réservoir (24) pour évacuer le fluide caloporteur (22) contenu dans la lèvre (12).

1 1 . Dispositif de dégivrage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ventilateur (80) assure une circulation circonférentielle du fluide caloporteur (22) en phase vapeur dans la lèvre (12).

12. Nacelle (14) de turboréacteur d'aéronef équipée d'un dispositif de dégivrage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes.

Description:
Dispositif de dégivrage pour lèvre d'entrée d'air de nacelle de

turboréacteur d'aéronef

Un aéronef est propulsé par un ou plusieurs ensembles propulsifs comprenant chacun un turboréacteur qui est logé dans une nacelle.

Une nacelle présente de manière générale une structure sensiblement tubulaire qui entoure le turboréacteur et qui comprend une entrée d'air en amont du moteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante dudit turboréacteur et une section aval entourant la chambre de combustion du turboréacteur et qui peut être équipée de moyens d'inversion de poussée.

L'entrée d'air comprend, d'une part, une lèvre d'entrée adaptée pour permettre la captation optimale vers le turboréacteur de l'air nécessaire à l'alimentation de la soufflante et des compresseurs internes du turboréacteur, et d'autre part, une structure aval sur laquelle est rapportée la lèvre et destinée à canaliser convenablement l'air vers les aubes de soufflante. L'ensemble est rattaché en amont d'un carter de soufflante appartenant à la section médiane de l'ensemble.

En vol, selon les conditions de température, de pression et d'humidité, de la glace peut se former sur la nacelle, notamment au niveau de la surface externe de la lèvre d'entrée d'air. La présence de glace ou de givre modifie les propriétés aérodynamiques de l'entrée d'air et perturbe l'acheminement de l'air vers la soufflante.

Une solution pour dégivrer ou empêcher toute formation de givre sur la surface externe consiste à maintenir la surface concernée à une température suffisante selon l'objectif recherché (fonte du givre ou évaporation totale de l'eau sur la surface externe de la lèvre). Ainsi, il est largement connu de prélever de l'air chaud au niveau du compresseur du turboréacteur et de l'amener au niveau de la lèvre d'entrée d'air afin de réchauffer les parois.

La lèvre et la cloison avant de l'entrée d'air constituent un volume clos sensiblement torique appelé conduit en forme de "D" ou conduit de lèvre (D-duct en anglais), dans lequel circule l'air chaud de dégivrage dans le concept de l'état de lart mentionné ici.

Toutefois, cette solution exige de faire circuler un air à une température élevée dans la lèvre de façon à assurer un flux thermique suffisant au dégivrage, cet air étant acheminé par des canalisations dont la masse est relativement élevée.

De plus, des éléments de protections thermiques sont nécessaires pour protéger de la chaleur élevée certaines parties, notamment celles en matériaux composites. Ces protections ajoutent également de la masse à la nacelle.

Enfin, comme décrit précédemment le conduit en forme de D est constitué de la lèvre d'entrée d'air, dont la face externe doit être dégivrée et de la cloison avant de l'entrée d'air qui ferme la partie arrière du conduit. Cette cloison n'est pas au contact de l'air extérieur est s'en trouve souvent surchauffée par l'air de dégivrage. Le concept à air chaud traditionnel engendre ainsi des surcharges thermiques importantes.

La présente invention vise notamment à résoudre ces inconvénients et se rapporte pour ce faire à un dispositif de dégivrage pour lèvre d'entrée d'air de nacelle de turboréacteur d'aéronef, la lèvre formant un volume qui est délimité par une paroi avant à dégivrer, formant bord d'attaque, et une cloison arrière, le dispositif comportant un circuit de dégivrage dans lequel circule un fluide caloporteur qui fonctionne sous forme diphasique, le circuit comprenant au moins :

- un réservoir qui contient le fluide caloporteur,

- un dispositif de circulation du fluide caloporteur dans le circuit de dégivrage qui comporte au moins une pompe de circulation,

- un système de chauffage du fluide caloporteur qui est conçu pour amener ledit fluide dans une phase vapeur,

- un conduit d'entrée du fluide caloporteur qui débouche dans la lèvre, à travers la cloison arrière, pour injecter le fluide caloporteur en phase vapeur à l'intérieur de la lèvre à une température proche de son point de condensation, le fluide changeant de phase en se condensant sur la paroi avant de la lèvre pour dégivrer la lèvre,

- un conduit de sortie du fluide caloporteur qui débouche dans la lèvre, à travers la cloison arrière, pour évacuer le fluide caloporteur hors de la lèvre.

L'invention permet de limiter la température du fluide caloporteur en l'injectant dans la lèvre à une température proche de son point de condensation. Cette caractéristique permet de limiter les risques de surchauffe sur la lèvre et les structures environnantes et les protections thermiques associées au dispositif de dégivrage.

Le dispositif de dégivrage permet de remplacer l'air chaud utilisé dans l'état de l'art par un gaz ayant la capacité de se condenser sur la face interne de l'entrée d'air. Ce phénomène permet d'obtenir un flux thermique élevé sur la lèvre de l'entrée d'air tout en restant à des températures beaucoup plus basse qu'avec l'air "sec".

Selon un aspect de l'invention, le conduit d'entrée est agencé pour injecter le fluide en phase vapeur à l'intérieur de la lèvre de façon à ce que le fluide vienne au contact direct de la paroi avant de la lèvre.

On entend par température proche du point de condensation du fluide une température comprise entre le point de condensation et 20 pourcent au dessus du point de condensation, la température étant exprimée en Kelvin.

Selon un aspect de l'invention, le fluide caloporteur est par exemple un composé organique fluoré dont la température de condensation se situe autour de 373K (à la pression atmosphérique ambiante).

Selon une autre caractéristique, le dispositif de circulation comporte une turbine qui est alimentée en fluide caloporteur en phase vapeur par un conduit d'admission, et qui entraîne la pompe en mouvement.

Cette caractéristique permet d'utiliser l'énergie du fluide caloporteur pour entraîner en mouvement la pompe de circulation du fluide caloporteur.

Selon une variante de réalisation, le dispositif de circulation comporte un moteur qui entraîne la pompe en mouvement.

Selon une autre caractéristique, le dispositif de dégivrage est équipé d'un système de régulation qui comporte :

- une unité centrale de commande, et

- un capteur de température qui mesure la température du fluide caloporteur à la sortie du système de chauffage et qui communique avec l'unité centrale.

Cette caractéristique permet notamment de réguler la pression et la température du fluide caloporteur injecté dans la lèvre.

De préférence, le système de régulation comporte une soupape de surpression qui permet de diminuer la pression dans le circuit de dégivrage et dans la lèvre. De même, le système de régulation comporte un manomètre de contrôle de la pression dans la lèvre qui communique avec l'unité centrale.

Selon un mode de réalisation, le système de régulation comporte une pluralité de vannes de régulation qui sont adaptées pour réguler la pression du fluide caloporteur dans le circuit de dégivrage et pour réguler la pression du fluide caloporteur injecté dans le lèvre.

Selon un mode de réalisation, le système de chauffage comporte une chaudière électrique qui est conçue pour chauffer le fluide caloporteur.

Selon un mode de réalisation, le système de chauffage comporte un échangeur de chaleur qui est alimenté en huile chauffée par le turboréacteur, et qui est adapté pour transférer de l'énergie thermique depuis ladite huile jusqu'au fluide caloporteur.

Cette caractéristique permet de chauffer le fluide caloporteur par l'énergie dissipée par le turboréacteur.

Selon une autre caractéristique, le réservoir est formé par un puisard qui est ménagé dans une partie inférieure de la lèvre, et qui est adapté pour que le fluide caloporteur s'écoule par gravité dans ledit réservoir, et en ce que le conduit de sortie puise le fluide caloporteur en phase liquide dans le réservoir pour évacuer le fluide caloporteur contenu dans la lèvre.

Selon un aspect de l'invention, un ventilateur assure une circulation circonférentielle du fluide caloporteur en phase vapeur dans la lèvre.

L'invention concerne également une nacelle de turboréacteur d'aéronef équipée d'un dispositif de dégivrage selon l'une quelconque des revendications précédentes.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique en perspective, qui illustre une nacelle équipée d'un dispositif de dégivrage simplifié, selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 2 est une vue schématique en perspective, qui illustre le dispositif de la figure 1 équipé d'un système de régulation, selon un second mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 3 est une vue schématique en perspective, qui illustre le dispositif de la figure 1 équipé d'un échangeur de chaleur huile/fluide caloporteur, selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue schématique en perspective, qui illustre le dispositif de la figure 1 équipé d'une turbine vapeur, selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 5 est une vue schématique de détail en perspective, qui illustre la condensation du fluide caloporteur sur la paroi avant interne de la lèvre d'entrée d'air ;

- la figure 6 est une vue schématique de détail en perspective d'une nacelle conforme à l'invention dont la lèvre d'entrée d'air est équipée d'un ventilateur.

Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les expressions « avant » et « arrière » en référence à la partie avant et à la partie arrière respectivement des figures 1 à 6.

De plus, pour clarifier la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures, dont l'axe L est parallèle à l'axe de la nacelle.

A noter que dans la présente demande de brevet, les termes « amont » et «aval » doivent s'entendre par rapport à la circulation du fluide caloporteur à l'intérieur du circuit de dégivrage.

Aussi, pour les différentes variantes de réalisation, les mêmes références pourront être utilisées pour des éléments identiques ou assurant la même fonction, par souci de simplification de la description.

On a représenté à la figure 1 un dispositif de dégivrage 10 pour une lèvre 12 d'entrée d'air de nacelle 14 de turboréacteur d'aéronef.

Comme on peut le voir à la figure 5, la lèvre 12 forme un volume de forme annulaire de section longitudinale en forme de « D » 90 qui est délimité par une paroi avant 16 à dégivrer, formant bord d'attaque, et une cloison arrière 18 qui sépare le volume délimité par la lèvre 12 et le tronçon de la nacelle qui est relié sur la lèvre 12.

Comme on peut le voir sur les figures 1 à 6, le dispositif de dégivrage 10 comporte un circuit 20 de dégivrage dans lequel circule un fluide caloporteur 22 qui fonctionne sous forme diphasique, c'est-à-dire que le fluide caloporteur 22 adopte deux phases différentes, à savoir une phase liquide et une phase vapeur. Le circuit 20 forme globalement une boucle fermée qui comprend la lèvre 12 et qui permet de faire circuler le fluide caloporteur 22 à travers la lèvre 12.

A cet effet, le circuit 20 comprend un réservoir 24 de fluide caloporteur 22, qui est formé par un puisard ménagé dans une partie inférieure de la lèvre 12, de sorte que le fluide caloporteur 22 s'écoule par gravité vers le réservoir 24.

De plus, le circuit 20 de dégivrage comporte un dispositif de circulation 26 du fluide caloporteur 22, un système de chauffage 28 du fluide caloporteur 22, un conduit d'entrée 30 du fluide caloporteur 22 qui débouche dans la lèvre 12, à travers le cloison arrière 18, pour injecter le fluide caloporteur 22 en phase vapeur à l'intérieur de la lèvre 12, et un conduit de sortie 34 du fluide caloporteur 22 qui débouche dans la lèvre 12, à travers la cloison arrière 18, pour évacuer le fluide caloporteur 22 à l'extérieur de la lèvre 12.

Selon une variante de réalisation non représentée, le conduit d'entrée 30 est relié sur une pluralité d'orifices d'entrée pour injecter le fluide caloporteur de façon répartie à l'intérieur de la lèvre 12.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 1 , le dispositif de circulation 26 du fluide caloporteur 22 comporte une pompe 36 de circulation qui est alimentée en fluide caloporteur 22 par le conduit de sortie 34 et qui est entraînée par un moteur 38 électrique.

Selon que le conduit d'entrée 30 est immergé ou non dans le fluide caloporteur 22 contenu dans le réservoir 24, la pompe 36 est du type liquide ou diphasique avec une capacité de séparation gaz/liquide.

Toujours selon le premier mode de réalisation, le système de chauffage 28 comporte une chaudière électrique 40 qui est conçue pour chauffer le fluide caloporteur.

De préférence, la chaudière électrique 40 comporte une résistance électrique qui est montée dans un ballon dans lequel le fluide caloporteur 22 circule pour amener le fluide caloporteur 22 depuis une phase liquide, jusqu'à une phase vapeur.

Comme on peut le voir sur la figure 1 , la chaudière électrique 40 est reliée sur une sortie de la pompe 36 par un conduit 41 pour être alimentée en fluide calorifique 22 en phase liquide, et une sortie de la chaudière électrique 40 est reliée sur la lèvre 12 par le conduit d'entrée 30 prévu à cet effet.

De plus, le dispositif de dégivrage 10 selon le premier mode de réalisation est équipé d'un système de régulation qui comporte une unité centrale 42 de commande, et un capteur de température 44 qui mesure la température du fluide caloporteur 22 à la sortie du système de chauffage 28, de préférence à la sortie de la chaudière électrique 40.

Le capteur de température 44 communique avec l'unité centrale 42 de commande qui régule la température du fluide caloporteur 22 en commandant la chaudière 40.

De même, le moteur 38 de la pompe 36 est commandé par l'unité centrale 42 pour réguler la pression d'aspiration de la pompe 36 dans la lèvre 12.

En outre, le système de régulation comporte une soupape de surpression 46 qui permet de diminuer la pression dans la lèvre 12 en cas de surpression.

A cet effet, la soupape de surpression 46 est montée sur une paroi de la lèvre 12, par exemple sur la cloison arrière 18, pour évacuer le fluide calorifique 22 en phase vapeur vers l'extérieur de la lèvre 12.

Aussi, le système de régulation comporte un manomètre 48 de contrôle de la pression dans la lèvre 12 qui communique avec l'unité centrale 42, cette caractéristique permettant à l'unité centrale 42 de réguler la pression au sein de la lèvre 12 en agissant sur la pompe 36 et sur le système de chauffage 28 du fluide caloporteur 22.

Le fonctionnement du dispositif de dégivrage 10 selon le premier mode de réalisation est décrit ci-dessous.

Le fluide caloporteur 22 est puisé dans le réservoir 24 par la pompe 36, au moyen du conduit de sortie 34.

La pompe 36 fait circuler le fluide caloporteur 22 jusqu'à l'entrée de la chaudière électrique 40 qui monte la température du fluide caloporteur 22 jusqu'à une température permettant au fluide 22 d'adopter une phase vapeur.

Le fluide caloporteur 22, toujours en phase vapeur, est injecté dans la lèvre 12 par l'intermédiaire du conduit d'entrée 30, et le fluide caloporteur 22 se condense sur la paroi froide avant 16 de la lèvre 12 pour transmettre ses calories à la parois avant 16, en vue de dégivrer la lèvre 12, comme on peut le voir à la figure 5. Par gravité, le fluide caloporteur 22 condensé en phase liquide ruisselle sur la paroi avant 16 de la lèvre 12, jusqu'au réservoir 24 située en bas de la lèvre 12.

Selon ce premier mode de réalisation, la régulation de la pression dans la lèvre 12 est pilotée par la régulation du régime du moteur 38 de la pompe 36 et par la régulation de la température de la chaudière électrique 40.

En effet, plus l'aspiration engendrée par la pompe 36 est forte, plus la pression dans la lèvre 12 baisse et plus la température chaudière 40 est élevée, plus la pression et la température de dégivrage du fluide caloporteur 22 augmentent.

On a représenté à la figure 2 le dispositif de dégivrage 10 selon un second mode de réalisation qui diffère du dispositif de dégivrage 10 selon le premier mode de réalisation en ce qu'il comporte une pluralité de vannes de régulation.

Selon le second mode de réalisation, le dispositif de dégivrage 10 comporte une première vanne de régulation du refoulement 50 de la pompe 36 vers le système de chauffage 28, qui est piquée sur le conduit de sortie 34, en amont de la pompe 36, et une seconde vanne de régulation du refoulement 52 de la pompe 36 vers le système de chauffage 28, qui est piquée sur le conduit 41 en aval de la pompe 36.

Ainsi, la première vanne de régulation du refoulement 50 et la seconde vanne de régulation du refoulement 52 permettent de réguler la pression dans la chaudière électrique 40.

Complémentairement, le dispositif de dégivrage 10 comporte une vanne de régulation de l'injection 54 du fluide caloporteur 22 dans la lèvre 12, qui est piquée sur le conduit d'entrée 30, pour réguler la pression d'injection du fluide caloporteur 22 injecté dans la lèvre 12.

A cet effet, les deux vannes de régulation du refoulement 50, 52 et la vanne de régulation de l'injection 54 sont commandées par l'unité centrale 42.

On a représenté à la figure 3 le dispositif de dégivrage 10 selon un troisième mode de réalisation qui diffère du dispositif de dégivrage 10 selon le second mode de réalisation en ce que le système de chauffage 28 comporte un échangeur de chaleur 56 qui est associé à la chaudière électrique 40.

Selon le troisième mode de réalisation, l'échangeur de chaleur 56 est alimenté en huile chauffée par le moteur (non représenté) agencé dans la nacelle 14, et qui est adapté pour transférer de l'énergie thermique depuis l'huile jusqu'au liquide caloporteur 22.

Selon un exemple de réalisation préféré, l'échangeur de chaleur 56 est agencé directement en amont de la chaudière électrique 40.

De plus, un premier conduit d'alimentation 58 en huile relie une entrée de l'échangeur de chaleur 56 sur une source d'alimentation en huile et un second conduit de refoulement 60 relie une sortie de l'échangeur 56, pour permettre l'écoulement de l'huile à travers l'échangeur de chaleur 56.

En complément, une vanne 62 commandée par l'unité centrale 42 régule le débit d'huile moteur qui traverse l'échangeur de chaleur 56.

On notera que la température de l'huile moteur est de préférence au moins égale à la température de vaporisation du fluide caloporteur 22, pour que l'échangeur de chaleur 56 permette d'amener le fluide caloporteur depuis une phase liquide jusqu'à une phase vapeur.

On a représenté à la figure 4 le dispositif de dégivrage 10 selon un quatrième mode de réalisation qui diffère du dispositif de dégivrage 10 selon le troisième mode de réalisation en ce que le dispositif de circulation 26 comporte une turbine 64 qui est alimentée en fluide caloporteur 22 en phase vapeur par un conduit d'admission 66 reliée sur la chaudière électrique 40, et qui entraîne la pompe 36 en mouvement.

Ainsi, avant d'être injecté dans la lèvre 12, le liquide caloporteur 22 en phase vapeur transite par la turbine 64, qui fonctionne comme une machine vapeur.

Comme on peut le voir à la figure 4, une vanne de régulation 67 est interposée entre la chaudière électrique 40 et la turbine 64, cette vanne étant commandée par l'unité centrale 42.

La température du fluide caloporteur 22 à l'entrée de la turbine 64 devra vérifier l'équation suivante :

Tentrée = Tsat. (1 + ε) + W / Cp

avec Tentrée pour la température de fluide caloporteur à l'entrée de la turbine 64 en degrés Kelvin, Tsat pour la température de vaporisation du fluide caloporteur 22 dans les conditions de pression de la lèvre 12 degrés Kelvin, ε pour un coefficient de marge, W pour la puissance de la pompe 36 nécessaire à l'injection du fluide caloporteur 22 dans la lèvre 12 en Watt et Cp pour le coefficient calorifique à pression constante du fluide caloporteur 22. Cette condition permet de conserver une phase vapeur en sortie de pompe 36 tout en injectant le fluide caloporteur 22 dans la lèvre 12 à une température proche du point de condensation, ou point de rosée.

En régime permanent, l'énergie migre vers les zones de condensation dont le coefficient d'échange thermique de condensation est de l'ordre de 1200 à 1500 W/K.m 2 (unité en Watts par mètre carré Kelvin) alors que l'échange thermique en phase gazeuse dépasse difficilement 300 W/K.m 2 .

La température du fluide caloporteur 22 est fixée par le point de rosée choisi dans la lèvre 12.

La cloison arrière 18 reste à une température sensiblement voisine de la température du fluide caloporteur 22 en phase vapeur injecté dans la lèvre 12.

La température de la lèvre 12 reste égale à la température de condensation du fluide caloporteur 22 si l'énergie apportée le fluide caloporteur 22 est supérieure à l'énergie de vaporisation de goutte extérieure, ce qui vérifie l'équation suivante :

Q x DH = f x S

Avec S, en mètre carré, pour la surface de la lèvre à dégivrer, / en Joule x mètre / seconde pour le flux à maintenir sur la paroi avant 16 à dégivrer pour obtenir l'évaporation ou la fusion du givre selon le but recherché, Q en mètre cube / seconde pour le débit de fluide caloporteur 22 à injecter et DH en Joule pour l'enthalpie de condensation qui est sensiblement égale à la chaleur latente d'évaporation du fluide caloporteur 22 à la pression régnant dans la lèvre 12.

On constate ainsi qu'il est toujours possible de dégivrer la lèvre 12 pourvu que le débit de fluide caloporteur 22 soit suffisant compte tenu de la chaleur latente du fluide caloporteur 22.

Il est donc préférable d'utiliser un fluide dont la chaleur latente est la plus élevée possible.

Le dispositif de dégivrage 10 selon l'invention présente plusieurs avantages.

En effet, le dispositif de dégivrage 10 est autorégulant en température dans la lèvre 12 en fonction de la pression dans cette zone.

Il n'est pas nécessaire de surveiller la température les zones de surchauffe éventuelles. Si une zone n'a plus de gouttelette à vaporiser, sa température se stabilise entre la température de la vapeur et la température de condensation du fluide caloporteur 22.

La lèvre 12 et son environnement ne peuvent pas dépasser la température du fluide caloporteur 22 en phase vapeur injecté qui est régulé par le système de chauffage 28 et qui est piloté par les propriétés du fluide caloporteur 22.

Aucun capteur de température n'est donc nécessaire.

La qualité du flux de condensation compense le besoin de température qui peut rester en dessous de 1 10 degrés Celsius, voire moins, avec une efficacité bien meilleur qu'un système à air ou un système électrique à effet joule.

L'énergie calorifique de l'huile moteur est récupérée par l'échangeur de chaleur 56 à changement de phase de façon efficace dans la plupart des cas de vol de l'aéronef.

En phase de descente, si l'huile n'est pas assez chaude, la chaudière électrique 40 peut être utilisée.

La chaudière électrique 40 permet également de surchauffer le fluide caloporteur 22 si la turbine 64 nécessite une puissance, donc une température d'admission, trop élevée pour être issue de l'échangeur de chaleur 56.

Ainsi, l'invention permet de s'affranchir d'élément de résistance électrique lourd et nécessitant une régulation complexe.

Si seule l'énergie électrique est utilisée pour chauffer le fluide caloporteur 22, la chaudière électrique présente un volume compact de l'ordre de un litre.

Aussi, la turbine et la pompe sont les seuls éléments mobiles du système avec les vannes.

La masse du dispositif de dégivrage 10 est sensiblement inférieure à celle d'un système aéraulique ou électrique, le flux du fluide caloporteur 22 étant quatre fois supérieur à celui de l'air et le débit massique associé est quatre fois plus faible pour la même efficacité.

Comme représenté en figure 6, on pourra avantageusement ajouter un ventilateur 80 dans le conduit en forme de "D" 90 afin de faire circuler le fluide 22 en phase gazeuse dans ce conduit et homogénéiser le flux thermique à la paroi 16.