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Title:
SELF-PROPELLED VEHICLE COMPRISING AN ONBOARD EQUIPMENT SUPPLIED WITH FILTERED AIR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/092526
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a self-propelled vehicle, in particular an aircraft, comprising an onboard equipment such as an inerting system, means for vapour pollutant filtering (1) arranged between an air intake (8) connected to a compressed air source and an air outlet (9) connected to the equipment. The invention is characterized in that the vapour pollutant filtering means (1) comprise adsorption filtering means such as molecular sieve and/or activated carbon.

Inventors:
VANDROUX OLIVIER (FR)
LESSI STEPHANE (US)
LEMAITRE ISABEL (FR)
Application Number:
PCT/FR2006/050171
Publication Date:
September 08, 2006
Filing Date:
February 27, 2006
Export Citation:
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Assignee:
PROCEDES GEORGES CLAUDE L AIR (FR)
VANDROUX OLIVIER (FR)
LESSI STEPHANE (US)
LEMAITRE ISABEL (FR)
International Classes:
B01D53/04; B64D13/00
Foreign References:
US20040000353A12004-01-01
US20030145726A12003-08-07
US6581297B12003-06-24
FR2855145A12004-11-26
US20040000353A12004-01-01
US20030014526A12003-01-16
US6581297B12003-06-24
FR2855145A12004-11-26
EP0499505A11992-08-19
Attorney, Agent or Firm:
De Cuenca, Emmanuel (75 quai d'Orsay, Paris Cedex 07, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Véhicule automoteur, notamment aéronef, comportant un appareillage (10) embarqué tel qu'un système d'inertage, des moyens (1 ) de filtration de polluants vapeur disposés entre une entrée (8) d'air connectée à une source d'air comprimé et une sortie (9) d'air connectée à l'appareillage (10), caractérisé en ce que les moyens (1 ) de filtration de polluants vapeur comportent des moyens de filtration par adsorbtion du type tamis moléculaire et/ou charbon actif.
2. Véhicule selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (11 ) de filtration de particules.
3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (12) de filtration à effet de coalescence.
4. Véhicule selon les revendications 1 à 3 prises en combinaison, caractérisé en ce que les moyens (1 ) de filtration de polluants vapeur, les moyens (11 ) de filtration de particules et les moyens (12) de filtration à effet de coalescence sont intégrés dans un même filtre ou dans des filtres distincts.
5. Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens (1 ) de filtration de polluants vapeur, les moyens (11 ) de filtration de particules et les moyens (12) de filtration à effet de coalescence sont intégrés dans un même filtre, les moyens (1 ) de filtration de polluants vapeur étant disposés entre des premiers moyens (11) de filtration de particule et des premiers moyens (12) de filtration à effet de coalescence situés en amont et des seconds moyens (11 ) de filtration de particule et des seconds moyens (12) de filtration à effet de coalescence situés en aval.
6. Véhicule selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte, entre l'entrée (8) et la sortie (9) d'air, une portion subdivisée en deux lignes d'air parallèle (30, 40) comprenant chacune des moyens (1 ) de filtration de polluants vapeur, le dispositif comportant des moyens (3, 4) de régulation sélective de l'air entre les deux lignes (30, 40) parallèles pour permettre un fonctionnement et une régénération alternés des moyens (1) de filtration de polluants vapeur des deux lignes (30, 40).
7. Véhicule selon les revendications 2, 3 et 6 prises en combinaison, caractérisé en ce que chaque ligne d'air parallèle (30, 40) comporte des moyens (11 ) de filtration de particules et des moyens (12) de filtration à effet de coalescence.
8. Véhicule selon les revendications 2, 3 et 6 prises en combinaison, caractérisé en ce que les moyens (11 ) de filtration de particules et les moyens (12) de filtration à effet de coalescence sont disposés en amont ou en aval de la portion comprenant les deux lignes (30, 40) d'air parallèles.
9. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une ligne (2) de connexion reliant l'aval des moyens (1 ) de filtration de la première ligne (30) à l'aval des moyens (1) de filtration de la seconde ligne (40), la ligne (2) de connexion comprenant des moyens de restriction tels qu'un orifice calibré.
10. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (14, 15, 5, 6) d'évacuation sélectifs reliés aux moyens de filtration (1 ).
11. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (13) antiretour, tels qu'au moins un clapet disposé entre les moyens (1 , 2) de filtration de polluants vapeur et la sortie (9).
Description:
VEHICULE AUTOMOTEUR COMPORTANT UN APPAREILLAGE EMBARQUE ALIMENTE EN AIR FILTRE

La présente invention concerne un véhicule automoteur comportant un appareillage embarqué alimenté en air filtré

L'invention concerne plus particulièrement un véhicule automoteur, notamment un aéronef, comportant un appareillage embarqué tel qu'un système d'inertage, des moyens de filtration de polluants vapeur disposés entre une entrée d'air connectée à une source d'air comprimé et une sortie d'air connectée à l'appareillage.

Dans le cadre notamment de la protection contre le feu des aéronefs (réservoir, compartiments ou autres types de baies) il est connu d'utiliser des systèmes d'inertage générant un gaz appauvri en oxygène remplaçant l'air ambiant pour empêcher une combustion.

Une solution connue pour générer ce gaz inerte consiste à alimenter en air sous pression des membranes composées de fibres polymères dont les caractéristiques assurent une séparation de l'azote et de l'oxygène contenu dans l'air. L'air utilisé peut être prélevé sur un circuit de l'avion ou généré directement à bord au moyen d'un compresseur.

Ces dispositifs connus sont cependant sensibles aux polluants susceptibles d'être présents dans l'air.

Un but de l'invention est de proposer un véhicule automoteur, notamment aéronef comportant un dispositif de filtration d'un appareillage embarqué qui, tout en respectant des contraintes de poids et d'encombrement, permet de filtrer de façon adéquate les polluants présents dans l'air et donc d'augmenter considérablement la durée de vie de l'appareillage.

Ce but est atteint par le fait que le véhicule, par ailleurs conforme au préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que les moyens de filtration de polluants vapeur comportent des moyens de filtration par adsorption du type tamis moléculaire et/ou charbon actif.

Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- le véhicule comporte des moyens de filtration de particules,

- le véhicule comporte des moyens de filtration à effet de coalescence,

- les moyens de filtration de polluants vapeur, les moyens de filtration de particules et les moyens de filtration à effet de coalescence sont intégrés dans un même filtre ou dans des filtres distincts, - les moyens de filtration de polluants vapeur, les moyens de filtration de particules et les moyens de filtration à effet de coalescence sont intégrés dans un même filtre, les moyens de filtration de polluants vapeur étant disposés entre des premiers moyens de filtration de particule et des premiers moyens de filtration à effet de coalescence situés en amont et des seconds moyens de filtration de particule et des seconds moyens de filtration à effet de coalescence situés en aval,

- le véhicule comporte, entre l'entrée et la sortie d'air, une portion subdivisée en deux lignes d'air parallèle comprenant chacune des moyens de filtration de polluants vapeur, le dispositif comportant des moyens de régulation sélective de l'air entre les deux lignes parallèles pour permettre un fonctionnement et une régénération alternés des moyens de filtration de polluants vapeur des deux lignes,

- chaque ligne d'air parallèle comporte des moyens de filtration de particules et des moyens de filtration à effet de coalescence, - les moyens de filtration de particules et les moyens de filtration à effet de coalescence sont disposés en amont ou en aval de la portion comprenant les deux lignes d'air parallèles,

- le véhicule comporte une ligne de connexion reliant l'aval des moyens de filtration de la première ligne à l'aval des moyens de filtration de la seconde ligne, la ligne de connexion comprenant des moyens de restriction tels qu'un orifice calibré,

- le véhicule comporte des moyens d'évacuation sélectifs reliés aux moyens de filtration,

- le véhicule comporte des moyens anti-retour, tels qu'au moins un clapet disposé entre les moyens de filtration de polluants vapeur et la sortie,

- les moyens d'évacuation sélectifs comportent une ligne de mise à l'atmosphère des moyens de filtration associée à des moyens de vannage.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures, dans lesquelles :

- les figures 1 et 2 représentent des vues schématiques d'un premier mode de réalisation d'un système de filtration conforme à l'invention et selon respectivement deux séquences de fonctionnement distinctes,

- la figure 3 représente une vue schématique d'un autre mode de réalisation de l'invention.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les polluants sous forme vapeur sont stoppés à l'aide d'un système de filtration par adsorbtion utilisant, par exemple, un tamis moléculaire ou/et du charbon actif. Ce type de filtration par adsorbtion des polluants vapeur présentent les avantages suivants par rapport aux autres moyens de filtration vapeur (catalyseurs notamment) : bonne efficacité de filtration aux températures d'utilisation de la membrane et possibilité d'être régénéré dans les conditions d'utilisation normales de la membrane.

Le dispositif représenté aux figures 1 et 2 comprend une entrée 8 d'air destinée, par exemple, à être connectée à une source d'air comprimé (tel qu'un étage de compression d'une turbo-machine servant à la propulsion du véhicule. En aval, la ligne d'air comprend une portion dédoublée formant deux lignes d'air parallèle 30, 40. Chacune des deux lignes 30, 40 comporte, d'amont en aval, une vanne 3, 4, un filtre (ensemble désigné par les références : 1 , 11 , 12) et un clapet 13 anti-retour.

En aval du clapet 13 les deux lignes 30,40 se rejoignent en une unique ligne d'air filtré qui vient alimenter un appareillage 10, par exemple un système d'inertage basé sur les membranes de séparation d'air tel qu'un « OBIGGS » (pour « On Board Inert Gas Generating System »).

Les clapets anti-retour 13 disposés en aval des filtres 1 , 11 , 12 sont prévus pour éviter de dépressuriser les membranes de l'appareillage 10 situé en aval lors de la régénération des filtres 1 , 11 , 12. Par ailleurs, une ligne 2 de connexion d'air relie l'aval du filtre 1 , 11 , 12 de la première ligne 30 à l'aval du filtre 1 , 11 , 12 de la seconde ligne 40. Plus précisément, la ligne 2 de connexion est connectée aux lignes 30, 40 parallèles en amont des clapets 13 et comporte un orifice calibré.

Enfin, chaque filtre 1 , 11 , 12 comporte une ligne d 'évacuation 14, 15 respective pourvue d'une vanne 5, 6, pour permettre la régénération du filtre 1 , 11 , 12, par exemple par une mise à l'atmosphère.

Dans cet exemple de réalisation, le filtre de chaque ligne 30, 40 parallèles comporte des moyens 11 de filtration des particules, des moyens 12 de filtration à coalescence et des moyens 1 de filtration des polluants sous forme de vapeur par adsorbtion. Les moyens 1 de filtration des polluants sous forme de vapeur comportent, de préférence, des moyens de filtration du type à tamis moléculaire et/ou du type à charbon actif. Par exemple, les moyens 1 de filtration vapeur comportent une couche de carbone activé disposée entre deux couches de média arrêtant respectivement les aérosols et les particules. Bien entendu, d'autres techniques de filtration peuvent également être envisagées comme par exemple les zéolites.

Le dispositif proposé permet, pendant toute la durée du vol d'un aéronef l'utilisant, de régénérer automatiquement l'un des deux filtres 1 , 1 , 12 parallèle pendant que l'autre filtre est utilisé pour arrêter les polluants, et ceci sans faire appel à des opérations de maintenance spécifiques.

Durant tout un vol, le dispositif peut fonctionner selon les phases suivantes :

- pendant une première séquence de durée déterminée (comprise par exemple entre 10 et 120 minutes), un premier filtre 1 , 11 , 12 (première ligne 30) est utilisé pour arrêter les polluants de l'air arrivant à l'appareillage 10, tandis que le second filtre (seconde ligne 40) est régénéré, puis,

- pendant une seconde séquence ultérieure de durée déterminée (par exemple identique à la première phase), le filtre 1 , 11 , 12 situé sur la première ligne 30 est régénéré, tandis que le filtre 1 , 11 , 12 situé sur la deuxième ligne 4 est utilisé pour arrêter les polluants de l'air qui arrive à l'appareillage 10.

De cette façon, la régénération de l'étage de filtration 1 à vapeurs de polluants est totale et la limitation de durée de vie du filtre est donc déterminée par le ou les media(s) arrêtant les particules et aérosols. La figure 1 illustre plus précisément la première séquence décrite ci- dessus. L'air d'alimentation contenant les polluants, est envoyé dans l'appareillage 10 (« OBIGGS ») via l'ouverture de la vanne 3 située sur la première ligne 30. Dans le même temps, la vanne 4 située sur la seconde ligne 40 et la vanne 6

située sur la ligne d'évacuation du filtre 1 , 11 , 12 de la première ligne 3 sont fermées. Toujours dans même temps, la vanne 5 située sur la ligne 14 d'évacuation du filtre 1 , 11 , 12 de la seconde ligne 40 est ouverte. Le second filtre 1 ,11 , 12 est par conséquent dépressurisé par mise à l'atmosphère. L'air passe ainsi à travers le filtre 1 , 11 , 12 de la première ligne 3 dans lequel les polluants sont arrêtés. Le premier filtre 1 , 11 , 12 est alors sous pression, et l'air filtré est envoyé vers les membranes de l'appareil 10 d'inertage.

L'orifice calibré situé sur la ligne 2 reliant l'aval des deux filtres permet de prélever un peu d'air propre et chaud pour balayer le filtre à régénérer à contre- courant.

C'est ainsi qu'est régénérée la couche d'adsorbant du second filtre.

La figure 2 illustre plus en détail la seconde séquence décrite ci-dessus.

Durant cette seconde séquence, l'air d'alimentation contenant les polluants éventuels est envoyé dans l'appareil 10 via la seconde ligne 40 en ouvrant la vanne 4 correspondante. La vanne 6 située sur la ligne d'évacuation du filtre 1 , 11 , 12 de la première ligne 3 est ouverte. Par ailleurs, la vanne 3 de la première ligne 30 et la vanne 5 de située sur la ligne 14 d'évacuation du second filtre 1 , 11 , 12 sont fermées.

De cette façon, l'air passe à travers le second filtre 1 , 11 ,12 (ligne 40), dans lequel les polluants sont arrêtés. Le filtre est alors sous pression, et l'air filtré est envoyé vers les membranes de l'appareil 10.

L'ouverture de la vanne 6 sur la ligne 15 d'évacuation du premier filtre provoque la dépressurisation de ce filtre par une mise à l'atmosphère.

L'orifice calibré situé sur la ligne 2 reliant l'aval des deux filtres parallèles permet de prélever un peu d'air propre et chaud pour balayer le filtre à régénérer à contre-courant.

C'est ainsi qu'est régénérée la couche d'adsorbant du filtre premier filtre.

La figure 3 illustre une variante de réalisation dans laquelle les moyens de filtration des particules 11 et les moyens 12 de filtration à coalescence sont séparés des moyens 1 de filtration des polluants sous forme vapeur.

Par soucis de concision, les éléments identiques à ceux décrits ci-dessus sont désignés par les mêmes références numériques et ne sont pas décrits en détail une seconde fois.

Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci- dessus. Par exemple, il est possible d'utiliser un seul filtre au lieu de deux filtres disposés en parallèle. Dans ce cas, l'unique filtre peut comporter un conduit d'évacuation comportant une vanne. La régénération du filtre unique étant réalisée entre deux séquences de filtration.

Par ailleurs, tout ou partie des vannes 3, 4, 5 et 6 peuvent être regroupées dans un seul boîtier (du type par exemple de celui décrit dans la demande de brevet déposée par la demanderesse n 0 EP 0499 505).

De même, un échangeur de chaleur, une ligne de bi-passe de l'échangeur et des moyens de vannage peuvent être prévu sur la ligne d'air pour adresser sélectivement l'air à l'échangeur et/ou à la ligne de bi-passe.

L'invention permet d'une part d'arrêter les polluants présents sous forme vapeur et, d'autre part d'atteindre des durées de vie de membranes séparatrices suffisantes pour une utilisation en aéronautique civile. L'invention assure une bonne qualité de régénération des filtres qui contribue à une durée de vie du dispositif de filtration plus longue que dans les systèmes connus.

Le dispositif peut comporter en plus des moyens de filtration du type à catalyseurs qui modifient les molécules polluantes pour les transformer en molécules inoffensives pour la membrane.

Le système de filtration par adsorption peut être régénéré régulièrement ce qui permet de lui conserver son efficacité et de le dimensionner avec une masse et un encombrement compatibles avec le système de génération de gaz inerte.

L'invention peut également être utilisée pour de la filtration régénérable de l'air d'une cabine d'un véhicule et notamment d'un aéronef.