FR3065523A1 - DEVICE FOR MEASURING PARAMETERS OF AERODYNAMIC FLOW WITH INTEGRATED FIXING MEANS, VEIN EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE, TURBOMACHINE COMPRISING SUCH A VEIN AND METHOD OF INSTALLING SUCH A DEVICE IN A VEIN - Google Patents
DEVICE FOR MEASURING PARAMETERS OF AERODYNAMIC FLOW WITH INTEGRATED FIXING MEANS, VEIN EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE, TURBOMACHINE COMPRISING SUCH A VEIN AND METHOD OF INSTALLING SUCH A DEVICE IN A VEIN Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (1) de mesure de paramètres d'un flux aérodynamique d'une turbomachine (30), le dispositif (1) comprenant : - des moyens de relevé d'informations (2) relatives aux paramètres du flux de la turbomachine (30), et - un corps (3) comprenant une semelle (4) destinée à maintenir le dispositif (1) dans le flux et une première partie (9) destinée à s'étendre radialement dans le flux de la turbomachine depuis la semelle (4), la première partie (9) portant les moyens de relevé d'informations (2). Selon l'invention, le corps (3) comprend une deuxième partie (14) s'étendant suivant la direction radiale (L) depuis la semelle (4), à l'opposé de la première partie (9) et comprenant des moyens de fixation mâles (10) configurés de manière à coopérer avec des éléments de fixation femelles (13) complémentaires d'une paroi (40) d'une veine (33, 34) de la turbomachine ou d'un organe de fixation (12) du dispositif (1) de mesure.The invention relates to a device (1) for measuring the parameters of an aerodynamic flow of a turbomachine (30), the device (1) comprising: - information recording means (2) relating to the parameters of the flow of the turbomachine (30), and - a body (3) comprising a sole (4) intended to hold the device (1) in the flow and a first part (9) intended to extend radially in the flow of the turbomachine since the sole (4), the first part (9) carrying the information recording means (2). According to the invention, the body (3) comprises a second portion (14) extending in the radial direction (L) from the sole (4), opposite the first portion (9) and comprising means for male fastener (10) configured to cooperate with female fastening elements (13) complementary to a wall (40) of a vein (33, 34) of the turbomachine or a fastener (12) of the measuring device (1).
Description
065 523065 523
53501 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE53501 ® FRENCH REPUBLIC
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :NATIONAL INSTITUTE OF INDUSTRIAL PROPERTY © Publication number:
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COURBEVOIECOURBEVOIE
©) Int Cl8 : G 01 D 11/00 (2017.01), G 01 M 9/06, 15/00, F 01 D 25/28, 17/08©) Int Cl 8 : G 01 D 11/00 (2017.01), G 01 M 9/06, 15/00, F 01 D 25/28, 17/08
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION
DISPOSITIF DE MESURE DE PARAMETRES D'UN FLUX AERODYNAMIQUE AVEC DES MOYENS DE FIXATION INTEGRES, VEINE EQUIPEE D'UN TEL DISPOSITIF, TURBOMACHINE EQUIPEE D'UNE TELLE VEINE ET PROCEDE D'INSTALLATION D'UN TEL DISPOSITIF DANS UNE VEINE.DEVICE FOR MEASURING PARAMETERS OF AN AERODYNAMIC FLOW WITH INTEGRATED FIXING MEANS, VEIN EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE, TURBOMACHINE EQUIPPED WITH SUCH VEIN AND METHOD OF INSTALLING SUCH DEVICE IN A VEIN.
FR 3 065 523 - A1 tt) L'invention concerne un dispositif (1) de mesure de paramètres d'un flux aérodynamique d'une turbomachine (30), le dispositif (1) comprenant:FR 3,065,523 - A1 tt) The invention relates to a device (1) for measuring parameters of an aerodynamic flow of a turbomachine (30), the device (1) comprising:
- des moyens de relevé d'informations (2) relatives aux paramètres du flux de la turbomachine (30), etmeans for reading information (2) relating to the parameters of the flow of the turbomachine (30), and
- un corps (3) comprenant une semelle (4) destinée à maintenir le dispositif (1) dans le flux et une première partie (9) destinée à s'étendre radialement dans le flux de la turbomachine depuis la semelle (4), la première partie (9) portant les moyens de relevé d'informations (2).a body (3) comprising a sole (4) intended to hold the device (1) in the flow and a first part (9) intended to extend radially in the flow of the turbomachine from the sole (4), the first part (9) carrying the information collection means (2).
Selon l'invention, le corps (3) comprend une deuxième partie (14) s'étendant suivant la direction radiale (L) depuis la semelle (4), à l'opposé de la première partie (9) et comprenant des moyens de fixation mâles (10) configurés de manière à coopérer avec des éléments de fixation femelles (13) complémentaires d'une paroi (40) d'une veine (33, 34) de la turbomachine ou d'un organe de fixation (12) du dispositif (1) de mesure.According to the invention, the body (3) comprises a second part (14) extending in the radial direction (L) from the sole (4), opposite the first part (9) and comprising means for male fasteners (10) configured to cooperate with female fasteners (13) complementary to a wall (40) of a stream (33, 34) of the turbomachine or of a fastener (12) of the measuring device (1).
Dispositif de mesure de paramètres d’un flux aérodynamique avec des moyens de fixation intégrés, veine équipée d’un tel dispositif, turbomachine équipée d’une telle veine et procédé d’installation d’un tel dispositif dans une veineDevice for measuring the parameters of an aerodynamic flow with integrated fixing means, vein equipped with such a device, turbomachine equipped with such a vein and method for installing such a device in a vein
1. Domaine de l’invention1. Field of the invention
La présente invention concerne le domaine des dispositifs de mesure de paramètres d’un flux aérodynamique, et en particulier d’un flux aérodynamique d’une turbomachine. Elle vise également une veine de turbomachine dans laquelle est installé un tel dispositif de mesure et une turbomachine équipée d’une telle veine. Elle vise encore un procédé d’installation d’un tel dispositif de mesure dans une veine de turbomachine.The present invention relates to the field of devices for measuring parameters of an aerodynamic flow, and in particular of an aerodynamic flow of a turbomachine. It also relates to a turbomachine stream in which such a measuring device is installed and a turbomachine equipped with such a stream. It also relates to a method of installing such a measuring device in a turbomachine stream.
2. Etat de la technique2. State of the art
Dans le cadre du développement des turbomachines, et en particulier de turbomachines pour aéronef, celles-ci subissent une pluralité de tests et d’essais permettant de vérifier et de valider d’une part, leur bon fonctionnement et d’autre part, leur capacité à maintenir leur intégrité et leur performances. La validation de ces tests et essais permet d’obtenir une certification autorisant leur mise en service. Il est en particulier réalisé lors de ces tests et essais des mesures de certains paramètres de flux aérodynamique, tels que la pression, la température et/ou l’accélération au moyen d’un dispositif de mesure. Il existe différents types de dispositifs de mesure adaptés à mesurer un ou plusieurs paramètres du flux et sont généralement installés dans la veine de la turbomachine où circule le flux aérodynamique à mesurer. Ces dispositifs de mesure sont connus généralement sous le nom de peigne de mesure ou encore peigne couche limite en ce qui concerne ceux devant mesurer les paramètres du flux dans la couche limite. En effet, le flux aérodynamique circulant dans une veine de la turbomachine présente des caractéristiques différentes dans diverses zones de la veine par exemple au niveau de la zone centrale et le long des parois délimitant la veine.As part of the development of turbomachines, and in particular of aircraft turbomachines, these undergo a plurality of tests and trials making it possible to verify and validate on the one hand, their correct operation and on the other hand, their capacity maintain their integrity and performance. The validation of these tests and trials makes it possible to obtain a certification authorizing their entry into service. It is in particular carried out during these tests and trials of measurements of certain aerodynamic flow parameters, such as pressure, temperature and / or acceleration by means of a measuring device. There are different types of measuring devices suitable for measuring one or more parameters of the flow and are generally installed in the stream of the turbomachine where the aerodynamic flow to be measured circulates. These measuring devices are generally known under the name of measuring comb or also boundary layer comb with regard to those having to measure the parameters of the flux in the boundary layer. Indeed, the aerodynamic flow circulating in a vein of the turbomachine has different characteristics in various zones of the vein for example at the level of the central zone and along the walls delimiting the vein.
La couche limite détermine le flux d’air circulant le long des parois de la veine et représentant environ 5% de la hauteur de la veine. Un dispositif de mesure comprend des moyens de relevé d’informations relatives aux paramètres du flux et un corps qui comprend des moyens de support pour que le corps s’étende à travers la veine et lesdits moyens de relevé d’informations. Un tel dispositif est connu du document FR 2 952 713.The boundary layer determines the air flow circulating along the walls of the vein and representing approximately 5% of the height of the vein. A measurement device comprises means for reading information relating to the parameters of the flow and a body which comprises support means so that the body extends through the vein and said means for reading information. Such a device is known from document FR 2 952 713.
Cependant, pour certaines turbomachines d’essais et en particulier des turbomachines de plus petites dimensions que les turbomachines habituelles, les dispositifs de mesure sont trop imposants par leur dimension de sorte que leur intégration s’avère difficile et compliquée. En effet, la place disponible pour installer un dispositif de mesure à l’endroit de la couche limite est restreinte et celui-ci est généralement fixé sur une paroi via le moyen de support qui est fixé sur la paroi de la veine au moyen de vis. A cela s’ajoute le fait que ces dispositifs imposants par leur dimension perturbent le flux induisant des mesures non fiables.However, for certain test turbomachines and in particular turbomachines of smaller dimensions than the usual turbomachines, the measurement devices are too large in size so that their integration is difficult and complicated. Indeed, the space available for installing a measuring device at the location of the boundary layer is limited and this is generally fixed to a wall via the support means which is fixed to the wall of the vein by means of screws . Added to this is the fact that these imposing devices by their size disrupt the flow inducing unreliable measurements.
3. Objectif de l’invention3. Object of the invention
Le présent déposant s’est donc fixé notamment comme objectif de fournir un dispositif de mesure facilitant l’intégration de celui-ci dans des zones restreintes et difficiles d’accès de la turbomachine et permettant la mesure de paramètres du flux dans la plage déterminée.The present applicant has therefore set himself, in particular, the objective of providing a measurement device facilitating the integration of the latter in restricted and difficult-to-access areas of the turbomachine and allowing the measurement of flow parameters in the determined range.
4. Exposé de l’invention4. Statement of the invention
On parvient à cet objectif conformément à l’invention grâce à un dispositif de mesure de paramètres d’un flux aérodynamique d’une turbomachine, le dispositif comprenant :This objective is achieved in accordance with the invention thanks to a device for measuring the parameters of an aerodynamic flow of a turbomachine, the device comprising:
- des moyens de relevé d’informations relatives aux paramètres du flux de la turbomachine,- means for reading information relating to the parameters of the flow of the turbomachine,
- un corps comprenant une semelle destinée à maintenir le dispositif dans le flux et une première partie destinée à s’étendre radialement dans le flux de la turbomachine depuis la semelle, la première partie portant les moyens de relevé d’informations, le corps comprenant une deuxième partie s’étendant suivant la direction radiale depuis la semelle, à l’opposé de la première partie et comprenant des moyens de fixation mâles configurés de manière à coopérer avec des éléments de fixation femelles complémentaires d’une paroi d’une veine de la turbomachine ou d’un organe de fixation du dispositif de mesure.a body comprising a sole intended to hold the device in the flow and a first part intended to extend radially in the flow of the turbomachine from the sole, the first part carrying the means for reading information, the body comprising a second part extending in the radial direction from the sole, opposite the first part and comprising male fixing means configured so as to cooperate with female fixing elements complementary to a wall of a vein of the turbomachine or a device for fixing the measuring device.
Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. Une telle configuration permet de fournir un dispositif de mesure qui s’adapte à la taille réduite de certaines turbomachines et qui permette une mesure précise dans la plage de mesure prédéterminée. En particulier, grâce aux moyens de fixation intégrés coopérant directement avec les éléments de fixation complémentaires du dispositif ou de la turbomachine, le dispositif de mesure est plus rapide et facile à monter. De plus, ce dispositif de mesure est simple de conception, n’est pas encombrant et ne requiert pas de modifications importantes de la paroi recevant le dispositif de mesure.Thus, this solution achieves the above-mentioned objective. Such a configuration makes it possible to provide a measurement device which adapts to the reduced size of certain turbomachinery and which allows precise measurement within the predetermined measurement range. In particular, thanks to the integrated fixing means cooperating directly with the complementary fixing elements of the device or of the turbomachine, the measurement device is faster and easier to assemble. In addition, this measuring device is simple in design, is not bulky and does not require significant modifications to the wall receiving the measuring device.
De manière avantageuse, mais non limitativement, les moyens de fixation mâles comportent un filetage mâle et les éléments de fixation femelles comportent un filetage femelle. Une telle configuration est peu coûteuse à réaliser, faible en encombrement et permet un gain de masse.Advantageously, but not limited to, the male fastening means comprise a male thread and the female fastening elements comprise a female thread. Such a configuration is inexpensive to produce, compact in size and allows a gain in mass.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, mais non limitative, le dispositif comprend un écrou avec un filetage interne correspondant au filetage femelle.According to another advantageous, but not limiting, characteristic, the device comprises a nut with an internal thread corresponding to the female thread.
Suivant une autre caractéristique, la première partie comprend un bord d’attaque et un bord de fuite opposés suivant une direction axiale perpendiculaire à la direction radiale, les moyens de relevé d’informations s’étendant depuis le bord d’attaque suivant la direction axiale.According to another characteristic, the first part comprises a leading edge and a trailing edge opposite in an axial direction perpendicular to the radial direction, the information reading means extending from the leading edge in the axial direction .
Selon une autre caractéristique, le corps comprend une cavité longitudinale destinée à recevoir des moyens d’acheminement des informations relevées par les moyens de relevé d’informations.According to another characteristic, the body comprises a longitudinal cavity intended to receive means for conveying information collected by the information retrieval means.
Suivant une autre caractéristique, la semelle comprend au moins un élément antirotation du dispositif dans la turbomachine de sorte à garantir la stabilité du dispositif de mesure lors des mesures.According to another characteristic, the sole includes at least one anti-rotation element of the device in the turbomachine so as to guarantee the stability of the measuring device during the measurements.
De manière avantageuse, mais non limitativement, l’élément anti-rotation comprend un méplat agencé sur une bordure périphérique de la semelle.Advantageously, but not limited to, the anti-rotation element comprises a flat arranged on a peripheral edge of the sole.
Suivant une autre caractéristique, la semelle comprend un évidement dans lequel est reçu au moins un joint d’étanchéité de sorte à assurer l’étanchéité entre la paroi de la veine et le dispositif de mesure.According to another characteristic, the sole includes a recess in which is received at least one seal so as to ensure the seal between the wall of the vein and the measuring device.
Suivant une autre caractéristique, les moyens de relevé d’informations comprennent des tubes de pression.According to another characteristic, the information reading means comprise pressure tubes.
Suivant une autre caractéristique, la première partie présente une hauteur correspondant à la hauteur de la couche limite dans la veine de la turbomachine.According to another characteristic, the first part has a height corresponding to the height of the boundary layer in the stream of the turbomachine.
En particulier, la hauteur de la première partie est comprise entre 2 et 5 % de hauteur de la veine mesurée depuis une surface interne de la paroi de la veine.In particular, the height of the first part is between 2 and 5% of the height of the vein measured from an internal surface of the wall of the vein.
L’invention concerne également une veine de turbomachine comprenant une paroi et un dispositif de mesure présentant l’une quelconque des caractéristiques susmentionnées, la paroi comprenant une ouverture destinée à recevoir la semelle du dispositif de mesure et des moyens complémentaires à l’élément anti-rotation du dispositif de mesure.The invention also relates to a turbomachine stream comprising a wall and a measuring device having any of the aforementioned characteristics, the wall comprising an opening intended to receive the sole of the measuring device and means complementary to the anti-corrosion element. rotation of the measuring device.
Suivant une autre caractéristique, le joint d’étanchéité est agencé entre un fond de l’évidement et la paroi de la veine.According to another characteristic, the seal is arranged between a bottom of the recess and the wall of the vein.
L’invention concerne également une turbomachine à double flux comprenant au moins une veine présentant l’une quelconque des caractéristiques susmentionnées et dans lequel circule un flux, la première partie du dispositif de mesure étant agencée dans ledit flux.The invention also relates to a double-flow turbomachine comprising at least one stream having any of the above characteristics and in which a flow circulates, the first part of the measuring device being arranged in said flow.
L’invention concerne également un procédé de montage d’un dispositif de mesure, présentant l’une quelconque des caractéristiques susmentionnées, dans une veine de turbomachine, le procédé comprenant les étapes suivantes :The invention also relates to a method of mounting a measuring device, having any of the above characteristics, in a turbomachine stream, the method comprising the following steps:
- insertion d’un joint d’étanchéité dans un évidement de la semelle du dispositif de mesure, le joint d’étanchéité présentant une surépaisseur par rapport à un bord périphérique de l’évidement,- insertion of a seal in a recess in the sole of the measurement device, the seal having an excess thickness relative to a peripheral edge of the recess,
- insertion du dispositif de mesure dans une ouverture d’une paroi de la veine,- insertion of the measuring device into an opening in a wall of the vein,
- coopération des moyens de fixation males avec les éléments de fixation femelles complémentaires de manière à permettre la fixation du dispositif de mesure sur la paroi de la veine,- cooperation of the male fixing means with the complementary female fixing elements so as to allow the fixing of the measuring device to the wall of the vein,
- serrage des moyens de fixation intégrés et des éléments de fixation complémentaires de manière que le bord périphérique de l’évidement soit en contact avec la paroi de la veine et que le joint d’étanchéité soit comprimé dans l’évidement.- tightening of the integrated fastening means and complementary fastening elements so that the peripheral edge of the recess is in contact with the wall of the vein and the seal is compressed in the recess.
Ainsi, un tel procédé permet d’une part, une installation rapide et efficace et d’autre part, une maîtrise de la position du dispositif de mesure dans une zone difficile d’accès tout en garantissant l’étanchéité entre le dispositif et la paroi de la veine de turbomachine.Thus, such a method allows on the one hand, a quick and efficient installation and on the other hand, a control of the position of the measuring device in an area difficult to access while ensuring the seal between the device and the wall of the turbomachine stream.
Suivant une caractéristique du procédé, lors de l’étape de coopération, le filetage femelle coopère avec le filetage mâle de la deuxième partie du coprs.According to a characteristic of the process, during the cooperation step, the female thread cooperates with the male thread of the second part of the body.
Suivant encore une caractéristique du procédé, lors de l’étape de coopération, le procédé comprend une installation d’un organe de fixation avec un filetage femelle coopérant avec le filetage mâle de la deuxième partie corps.According to yet another characteristic of the method, during the cooperation step, the method comprises an installation of a fixing member with a female thread cooperating with the male thread of the second body part.
Suivant une autre caractéristique du procédé, lors de l’étape de serrage, le filetage femelle et le filetage mâle sont serrés de manière que le bord périphérique de l’évidement soit en contact avec la paroi de la veine et que le joint d’étanchéité soit comprimé dans l’évidement.According to another characteristic of the method, during the tightening step, the female thread and the male thread are tightened so that the peripheral edge of the recess is in contact with the wall of the vein and that the seal either compressed in the recess.
5. Brève description des figures5. Brief description of the figures
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels :The invention will be better understood, and other objects, details, characteristics and advantages thereof will appear more clearly on reading the detailed explanatory description which follows, of embodiments of the invention given by way of purely illustrative and nonlimiting examples, with reference to the appended schematic drawings in which:
La figure 1 représente schématiquement en coupe axiale et partielle, un exemple de turbomachine double flux à laquelle s’applique l’invention ;Figure 1 schematically shows in axial and partial section, an example of a double-flow turbomachine to which the invention applies;
La figure 2 est une représentation schématique d’un exemple dispositif de mesure selon l’invention installé dans une veine de turbomachine ;Figure 2 is a schematic representation of an exemplary measuring device according to the invention installed in a turbomachine stream;
La figure 3 est une vue en coupe axiale d’un exemple de dispositif de mesure selon l’invention ;Figure 3 is an axial sectional view of an example of a measuring device according to the invention;
La figure 4 est une vue de dessus et en perspective d’un exemple de dispositif de mesure selon l’invention monté dans une paroi d’une veine de turbomachine ;Figure 4 is a top view in perspective of an example of a measuring device according to the invention mounted in a wall of a turbomachine stream;
La figure 5 est vue de dessous et en perspective de dispositif de mesure selon l’invention monté dans une paroi d’une veine de turbomachine ;Figure 5 is a bottom view in perspective of a measuring device according to the invention mounted in a wall of a turbomachine stream;
La figure 6 est une vue en coupe axiale d’un exemple de dispositif de mesure avec des moyens de mesure selon l’invention installé dans une paroi de veine de turbomachine ; et,FIG. 6 is a view in axial section of an example of a measuring device with measuring means according to the invention installed in a wall of a turbomachine stream; and,
La figure 7 représente schématiquement la position du dispositif de mesure dans la paroi de la turbomachine avant serrage du dispositif selon l’invention.FIG. 7 schematically represents the position of the measurement device in the wall of the turbomachine before tightening of the device according to the invention.
6. Description de modes de réalisation de l’invention6. Description of embodiments of the invention
La figure 1 montre une vue en coupe et partielle d’une turbomachine d’axe longitudinal X, en particulier une turbomachine double flux selon l’invention. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce type de turbomachine.FIG. 1 shows a sectional and partial view of a turbomachine of longitudinal axis X, in particular a double-flow turbomachine according to the invention. Of course, the invention is not limited to this type of turbomachine.
Cette turbomachine 30 à double flux comprend de manière générale un générateur de gaz 31 en amont duquel est montée une soufflante 32. Dans la présente invention, et de manière générale, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à la circulation des gaz dans la turbomachine, et ici suivant l’axe longitudinal X. La turbomachine 30 comprend une veine primaire 33 dans laquelle circule un flux primaire qui traverse le générateur de gaz et une veine secondaire 34 dans laquelle circule un flux secondaire autour du générateur de gaz. Les veines primaire et secondaire sont coaxiales. En particulier, la veine secondaire 34 est délimitée radialement par un carter de soufflante 35 et un carter interne 36 dans lequel est logé le générateur de gaz. Le terme « radial » est défini par rapport à un axe sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal X. Le flux aérodynamique circulant dans la veine primaire traverse d’amont en aval, un ensemble de compresseur 37, une chambre de combustion 38 et un ensemble de turbine 39. Ces derniers forment le générateur de gaz 31. Chaque veine 33, 34 est délimitée par une paroi radialement interne et une paroi radialement externe par rapport à l’axe longitudinale X. Les parois radialement interne et radialement externe sont annulaires et coaxiales.This double-flow turbomachine 30 generally comprises a gas generator 31 upstream of which is mounted a fan 32. In the present invention, and generally, the terms “upstream” and “downstream” are defined with respect to traffic gases in the turbomachine, and here along the longitudinal axis X. The turbomachine 30 comprises a primary stream 33 in which a primary flow circulates through the gas generator and a secondary stream 34 in which a secondary flow circulates around the generator gas. The primary and secondary veins are coaxial. In particular, the secondary stream 34 is delimited radially by a fan casing 35 and an internal casing 36 in which is housed the gas generator. The term "radial" is defined with respect to an axis substantially perpendicular to the longitudinal axis X. The aerodynamic flow circulating in the primary stream passes from upstream to downstream, a set of compressor 37, a combustion chamber 38 and a set turbine 39. The latter form the gas generator 31. Each stream 33, 34 is delimited by a radially internal wall and a radially external wall with respect to the longitudinal axis X. The radially internal and radially external walls are annular and coaxial .
Pour permettre la certification de la turbomachine avant sa commercialisation, un dispositif 1 de mesure de paramètres d’un flux F aérodynamique, tel qu’illustré sur la figure 2, est installé au moins en partie dans un flux circulant dans la turbomachine de manière à établir une cartographie des pressions, des températures et/ou des accélérations dudit flux. La mesure est dite intrusive car celle-ci est réalisée directement dans l’écoulement du flux. En particulier, le dispositif est installé sensiblement radialement dans la veine primaire ou dans la veine secondaire par rapport à l’axe longitudinal X.To allow the certification of the turbomachine before its commercialization, a device 1 for measuring parameters of an aerodynamic flow F, as illustrated in FIG. 2, is installed at least partly in a flow circulating in the turbomachine so as to establish a map of pressures, temperatures and / or accelerations of said flow. The measurement is said to be intrusive because it is carried out directly in the flow. In particular, the device is installed substantially radially in the primary vein or in the secondary vein relative to the longitudinal axis X.
Dans le présent exemple, le dispositif 1 de mesure est disposé dans la veine secondaire 34 et sur la paroi 40 radialement interne de la veine secondaire 34 annulaire.In the present example, the measuring device 1 is disposed in the secondary stream 34 and on the radially internal wall 40 of the annular secondary stream 34.
En référence à la figure 3, le dispositif 1 de mesure comprend des moyens de relevé d’informations 2 des paramètres du flux et un corps 3 comprenant les moyens de relevé d’informations 2. Le corps 3 s’étend suivant une direction longitudinale ou radiale L. Celui-ci comprend un moyen de support permettant de retenir le dispositif à travers le flux de la turbomachine. Le moyen de support comprend ici une semelle 4 destinée à être engagée dans une ouverture 5 de la paroi 40 radialement interne de la veine de turbomachine 30. L’ouverture 5 traverse la paroi 40 de la veine 34 suivant l’axe radial de la turbomachine 30. Dans un état où le dispositif est monté dans la paroi, l’axe radial est sensiblement parallèle à la direction longitudinale L du corps. La semelle 4 comprend une section transversale sensiblement circulaire. La semelle 4 comprend plus précisément une paroi s’étendant suivant un plan sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale du corps de dispositif 1. En particulier, la semelle 4 repose dans un chambrage 29 de l’ouverture 5 coaxiale avec l’ouverture 5. La hauteur de la semelle 4 est sensiblement égale à la hauteur du chambrage 29. De la sorte, la surface radialement externe de la semelle 4 est affleurante avec la surface interne de la paroi 40 de manière à permettre une continuité de surface entre la semelle et la paroi interne 40.With reference to FIG. 3, the measuring device 1 comprises means for reading information 2 of the flow parameters and a body 3 comprising the means for reading information 2. The body 3 extends in a longitudinal direction or radial L. This comprises a support means making it possible to retain the device through the flow of the turbomachine. The support means here comprises a sole 4 intended to be engaged in an opening 5 of the wall 40 radially internal to the turbomachine stream 30. The opening 5 passes through the wall 40 of the stream 34 along the radial axis of the turbomachine 30. In a state where the device is mounted in the wall, the radial axis is substantially parallel to the longitudinal direction L of the body. The sole 4 comprises a substantially circular cross section. The sole 4 more precisely comprises a wall extending along a plane substantially perpendicular to the longitudinal direction of the device body 1. In particular, the sole 4 rests in a recess 29 of the opening 5 coaxial with the opening 5. The height of the sole 4 is substantially equal to the height of the recess 29. In this way, the radially external surface of the sole 4 is flush with the internal surface of the wall 40 so as to allow surface continuity between the sole and the inner wall 40.
En référence aux figures 3 et 4, la semelle 4 comporte également un élément antirotation du dispositif dans la turbomachine 30, et en particulier dans la paroi 40 de la veine de turbomachine. Pour cela, la semelle 4 présente une bordure périphérique 6 pourvue d’un premier méplat 7. Ce dernier coopère avec un deuxième méplat 8 réalisé dans la surface cylindrique interne de l’ouverture 5 de la paroi 40 de la veine de sorte à empêcher la libre rotation du dispositif 1. Le chambrage comprend la surface cylindrique interne portant le deuxième méplat 8 coopérant avec le premier méplat 7 de la semelle 4. En particulier, le premier et le deuxième méplats 7, 8 sont réalisés de préférence, mais non limitativement, par usinage. L’usinage s’effectue ici à l’aide d’une électrode à empreinte.Referring to Figures 3 and 4, the sole 4 also includes an anti-rotation element of the device in the turbomachine 30, and in particular in the wall 40 of the turbomachine stream. For this, the sole 4 has a peripheral edge 6 provided with a first flat 7. The latter cooperates with a second flat 8 formed in the internal cylindrical surface of the opening 5 of the wall 40 of the vein so as to prevent the free rotation of the device 1. The recess comprises the internal cylindrical surface carrying the second flat 8 cooperating with the first flat 7 of the sole 4. In particular, the first and the second flat 7, 8 are preferably made, but not limited to, by machining. Machining is carried out here using a footprint electrode.
Le corps 3 comprend une première partie 9 s’étendant depuis la semelle 4 suivant la direction longitudinale L. La première partie 9 est destinée à être installée dans le flux de la turbomachine. En particulier, la première partie 9 comprend un bord d’attaque 15 et un bord de fuite 16 opposé au bord d’attaque suivant une direction axiale A perpendiculaire à la direction longitudinale. Le bord d’attaque 15 et le bord de fuite 16 relient une surface intrados 17 et une surface extrados 18 opposées suivant une direction transversale T laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale L et axiale A comme illustré sur la figure 2. De manière plus précise, la première partie 9 du corps 3 présente une épaisseur sensiblement décroissante du bord d’attaque 15 au bord de fuiteThe body 3 comprises a first part 9 extending from the sole 4 in the longitudinal direction L. The first part 9 is intended to be installed in the flow of the turbomachine. In particular, the first part 9 comprises a leading edge 15 and a trailing edge 16 opposite the leading edge in an axial direction A perpendicular to the longitudinal direction. The leading edge 15 and the trailing edge 16 connect a lower surface 17 and a lower surface 18 opposite in a transverse direction T which is perpendicular to the longitudinal L and axial directions A as illustrated in FIG. 2. More precisely, the first part 9 of the body 3 has a substantially decreasing thickness from the leading edge 15 to the trailing edge
16. Les surfaces intrados et extrados 17, 18 opposées se rejoignent ainsi en une arête au niveau du bord de fuite 16. Une telle forme de cette première partie 9 permet de réduire les pertes aérodynamiques introduites dans le flux lorsque le dispositif est installé dans la veine. Dans un état installé du dispositif de mesure 1, le bord d’attaque 15 est en amont du bord de fuite 16 et orienté vers le flux. Les moyens de relevé d’informations 2 sont installés sur le bord d’attaque 15 de la première partie 9. Ces moyens de relevés d’informations s’étendent suivant la direction axiale A depuis le bord d’attaque.16. The opposite lower and upper surfaces 17, 18 thus meet at an edge at the trailing edge 16. Such a shape of this first part 9 makes it possible to reduce the aerodynamic losses introduced into the flow when the device is installed in the vein. In an installed state of the measuring device 1, the leading edge 15 is upstream of the trailing edge 16 and oriented towards the flow. The information reading means 2 are installed on the leading edge 15 of the first part 9. These information reading means extend in the axial direction A from the leading edge.
De manière avantageuse, mais non limitativement, la première partie 9 présente une hauteur destinée à correspondre sensiblement à la hauteur de la couche limite le long de la paroi de la veine. En particulier, la hauteur de la première partie 9 est comprise entre 2 et 5% de la hauteur de la veine mesurée depuis une surface interne de la paroi 40 de la veine.Advantageously, but not limited to, the first part 9 has a height intended to correspond substantially to the height of the boundary layer along the wall of the vein. In particular, the height of the first part 9 is between 2 and 5% of the height of the vein measured from an internal surface of the wall 40 of the vein.
Le corps 3 comprend également une deuxième partie 14 qui s’étend depuis la semelle 4 suivant la direction longitudinale L. Dans le présent exemple la semelle 4 est agencée entre la première partie 9 et la deuxième partie 14. La première partie 9 s’étend en partie supérieure depuis la semelle 4 tandis que la deuxième partie 14 s’étend en partie inférieure depuis la semelle 4. En d’autres termes, les première et deuxième parties 9, 14 sont opposées. Les termes « inférieur >> et « supérieur >> sont définis par rapport à la direction longitudinale L. La deuxième partie 14 est sensiblement cylindrique. Sa section transversale est sensiblement circulaire. La deuxième partie 14 comprend des moyens de fixation 10 intégrés configurés de manière à coopérer avec des éléments de fixation complémentaires de la paroi 40 de la veine de la turbomachine ou d’un organe de fixation du dispositif de mesure. Dans le présent exemple, les moyens de fixation 10 intégrés comportent un filetage mâle 11 réalisé sur une paroi externe de la première partie 3.The body 3 also comprises a second part 14 which extends from the sole 4 in the longitudinal direction L. In the present example the sole 4 is arranged between the first part 9 and the second part 14. The first part 9 extends in the upper part from the sole 4 while the second part 14 extends in the lower part from the sole 4. In other words, the first and second parts 9, 14 are opposite. The terms “lower” and “upper” are defined with respect to the longitudinal direction L. The second part 14 is substantially cylindrical. Its cross section is substantially circular. The second part 14 comprises integrated fastening means 10 configured so as to cooperate with complementary fastening elements of the wall 40 of the stream of the turbomachine or of a fastening member of the measuring device. In the present example, the integrated fastening means 10 comprise a male thread 11 produced on an external wall of the first part 3.
Le dispositif 1 comprend en outre un organe de fixation 12 destiné à coopérer avec la première partie 3. Cet organe de fixation 12 se présente sous la forme d’un écrou avec un filetage interne, ici filetage femelle 13. L’écrou 12 se visse sur la deuxième partie 3 de manière à fixer le dispositif de mesure 1 sur la paroi 40 de la veine. Ainsi, la fixation est facile et rapide. La mise en position est isostatique.The device 1 further comprises a fixing member 12 intended to cooperate with the first part 3. This fixing member 12 is in the form of a nut with an internal thread, here female thread 13. The nut 12 is screwed on the second part 3 so as to fix the measuring device 1 on the wall 40 of the vein. Thus, fixing is easy and quick. Positioning is isostatic.
De manière alternative, l’ouverture 5 de la paroi 40 présente une surface interne avec un filetage interne de manière à coopérer avec le filetage 11 de la deuxième partie 14. La surface interne de l’ouverture, au moins à cet endroit, présente une hauteur suffisante pour permettre un vissage correct de la deuxième partie 14 dans l’ouverture ainsi taraudée.Alternatively, the opening 5 of the wall 40 has an internal surface with an internal thread so as to cooperate with the thread 11 of the second part 14. The internal surface of the opening, at least at this point, has a sufficient height to allow correct screwing of the second part 14 in the opening thus tapped.
Le dispositif 1 de mesure comprend également des moyens de freinage (non représentés) pour assurer le freinage des filetages lorsque la deuxième partie 3 est vissée ici dans l’écrou. Cela permet d’éviter le desserrage du dispositif 1 de mesure lors de son utilisation.The measuring device 1 also includes braking means (not shown) for braking the threads when the second part 3 is screwed here in the nut. This avoids loosening of the measuring device 1 during its use.
En référence aux figures 2, et 5 à 7, la semelle 4 comprend en outre un évidement 19 agencé sur une surface radialement interne de celui-ci. L’évidement 19 est orienté, lorsque le dispositif est installé dans la veine, vers la paroi 40 de la veine. L’évidement 19 est délimité par un fond 20, une paroi 21 s’étendant sensiblement radialement du fond et un bord périphérique 22 entourant l’ouverture de l’évidement 19. L’ouverture de l’évidement 19 débouche dans la surface radialement interne de la semelle 4. Un joint d’étanchéité 23 est reçu dans cet évidement 19 de manière à éviter les fuites via l’ouverture 5 de la paroi 40 ce qui permet de fournir des mesures correctes des paramètres et de garantir les performances de la turbomachine.Referring to Figures 2, and 5 to 7, the sole 4 further comprises a recess 19 arranged on a radially internal surface thereof. The recess 19 is oriented, when the device is installed in the vein, towards the wall 40 of the vein. The recess 19 is delimited by a bottom 20, a wall 21 extending substantially radially from the bottom and a peripheral edge 22 surrounding the opening of the recess 19. The opening of the recess 19 opens into the radially internal surface. of the sole 4. A seal 23 is received in this recess 19 so as to avoid leaks via the opening 5 of the wall 40 which makes it possible to provide correct measurements of the parameters and to guarantee the performance of the turbomachine .
Sur la figure 7 est représenté plus précisément le joint 23 qui présente une forme sensiblement complémentaire à celle de l’évidement 19. Plus précisément encore, le joint 23 présente une hauteur h2 supérieure à une hauteur h1 de l’évidement 19 dans lequel celui-ci est reçu. En d’autres termes, le joint 23 présente une surépaisseur SE suivant sa hauteur configurée de manière à être comprimée lors du serrage du dispositif de mesure sur la paroi 40 de la veine. Le joint 23 présente une surface inférieure 24 qui est définie dans un plan AB décalé et parallèle au plan BC dans lequel est défini le bord périphérique 22 de l’évidement 19. Le joint d’étanchéité 23 est de préférence, mais non limitativement, un joint plat. Ce dernier est réalisé dans un matériau polymère. De préférence, mais non limitativement le polymère est souple de façon à permettre sa compression. Un tel polymère peut être un polydiméthylsiloxane (PDMS). De manière alternative, le joint est réalisé dans un matériau composite à base d’un polymère et d’un matériau métallique tel qu’un graphite expansé.In FIG. 7 is shown more precisely the seal 23 which has a shape substantially complementary to that of the recess 19. More precisely still, the seal 23 has a height h2 greater than a height h1 of the recess 19 in which the latter this is received. In other words, the seal 23 has an extra thickness SE along its height configured so as to be compressed when the measuring device is tightened on the wall 40 of the vein. The seal 23 has a lower surface 24 which is defined in a plane AB offset and parallel to the plane BC in which the peripheral edge 22 of the recess 19 is defined. The seal 23 is preferably, but not limited to, a flat seal. The latter is made of a polymer material. Preferably, but not limited to, the polymer is flexible so as to allow its compression. One such polymer can be a polydimethylsiloxane (PDMS). Alternatively, the joint is made of a composite material based on a polymer and a metallic material such as expanded graphite.
Le corps 3 comprend en outre une cavité 25 longitudinale s’étendant au moins suivant la direction longitudinale L. La cavité 25 traverse le corps 3 de part et d’autre suivant la direction longitudinale. Un élément d’obturation45 permet d’obturer l’orifice par lequel débouche la cavité 25 en partie supérieure de la première partie. Un tel élément est réalisé par un matériau céramique, tel qu’un ciment, qui comble ici l’intégralité de la cavité 25. Le dispositif 1 comprend des moyens d’acheminement 26 qui sont installés au moins en partie dans la cavité 25 longitudinale. Les moyens d’acheminement 26 comprennent comme nous pouvons le voir sur les figures 5 et 6 des conduits 46 qui traversent la paroi 40 de la veine, cheminent dans la cavité 25 du corps du dispositif 1 puis s’étendent vers l’extérieur du dispositif dans la veine via les moyens de relevé d’informations 2. Les moyens de relevé d’informations 2 peuvent comprendre un thermocouple pour mesurer la température ou des tubes de pression pour mesurer la pression du flux. Dans le présent exemple de réalisation, les moyens de relevé d’informations comprennent des tubes de pression 27. Ces derniers sont connectés aux conduits qui sont eux même reliés à un système de traitement d’informations agencé dans la turbomachine 30. Les tubes de pression 27 sont régulièrement répartis le long du bord d’attaque 15, suivant la direction longitudinale. Chaque tube de pression 27 communique avec la cavité 25 longitudinale. Chaque tube de pression 27 comprend également au moins un orifice d’entrée 28 débouchant dans la veine et un orifice de sortie débouchant dans la cavité 25.The body 3 further comprises a longitudinal cavity 25 extending at least in the longitudinal direction L. The cavity 25 passes through the body 3 on either side in the longitudinal direction. A shutter element45 makes it possible to close the orifice through which the cavity 25 opens in the upper part of the first part. Such an element is produced by a ceramic material, such as a cement, which here fills the whole of the cavity 25. The device 1 comprises routing means 26 which are installed at least partly in the longitudinal cavity 25. The routing means 26 comprise, as we can see in FIGS. 5 and 6, conduits 46 which pass through the wall 40 of the vein, pass into the cavity 25 of the body of the device 1 and then extend towards the outside of the device in the vein via the information reading means 2. The information reading means 2 can comprise a thermocouple for measuring the temperature or pressure tubes for measuring the pressure of the flow. In the present embodiment, the information reading means comprise pressure tubes 27. The latter are connected to the conduits which are themselves connected to an information processing system arranged in the turbomachine 30. The pressure tubes 27 are regularly distributed along the leading edge 15, in the longitudinal direction. Each pressure tube 27 communicates with the longitudinal cavity 25. Each pressure tube 27 also comprises at least one inlet port 28 opening into the vein and one outlet port opening into the cavity 25.
De préférence, mais non limitativement, le corps 3 du dispositif 1 est réalisé dans un matériau métallique.Preferably, but not limited to, the body 3 of the device 1 is made of a metallic material.
Nous allons maintenant décrire l’installation du dispositif de mesure dans la turbomachine en vue d’effectuer les essais. Le dispositif de mesure se monte par l’intérieur de la veine. En particulier, la deuxième partie 14 du dispositif 1 est insérée dans l’ouverture 5 de la paroi 40 de la veine. La semelle repose alors dans le chambrage 29 de l’ouverture 5. Les premier et deuxième méplats 7, 8 facilitent le positionnement du dispositif 1, et en particulier de la semelle 4, dans la paroi 40 de la veine. La première partie 9 s’étend dans la veine alors que la deuxième partie 14 s’étend de l’autre côté de la paroi 40. Préalablement à l’installation du dispositif sur la paroi 40, le joint d’étanchéité 23 est logé dans l’évidement 19 de la semelle 4 du dispositif 1. La surépaisseur SE du joint 23 dépasse de l’évidement 19 une fois que la première partie 9 est insérée à travers l’ouverture 5. Le joint 23 est disposé entre le fond 20 de l’évidement 19 et la paroi 40 de la veine de turbomachine. Le bord périphérique 22 de l’évidement 19 est situé à distance d’une surface annulaire 47 (cf. figure 7) bordant l’ouverture 5. Le chambrage 29 comporte la surface annulaire 47 formant le fond du chambrage 29 et bordant l’ouverture 5. L’organe de fixation 12, ici l’écrou, avec son filetage femelle permet le vissage de la deuxième partie 14 pour fixer le dispositif sur la paroi 40 de la veine. Lors de cette étape de fixation, le dispositif est serré sur la paroi 40. Simultanément au serrage, le bord périphérique 22 de l’évidement 19 se rapproche au fur et à mesure de la paroi 40 de la veine jusqu’à ce que celui-ci soit en contact avec celle-ci, et en particulier de la surface annulaire 47. Le joint d’étanchéité 23 se comprime dans l’évidement 19 alors que le bord périphérique 22 se rapproche de la paroi de la veine. Le serrage est terminé lorsque le bord périphérique 22 et la paroi de la veine 40 sont en contact, ici avec la surface annulaire 47, ce qui permet de garantir la position du dispositif 1. Ainsi, la position radiale du dispositif 1 de mesure dans la paroi de la veine est maîtrisée et l’étanchéité est garantie. Par ailleurs, les conduits 46 des moyens d’acheminement 26 sont acheminés depuis l’extérieur du dispositif de mesure, dans un canal 41 s’étendant à travers un organe 42 de la turbomachine tel qu’une pale se trouvant en aval du dispositif 1 de mesure. Les conduits 46 traversent ensuite la cavité 25 puis sont connectés aux tubes de pression 46.We will now describe the installation of the measuring device in the turbomachine in order to carry out the tests. The measuring device is mounted inside the vein. In particular, the second part 14 of the device 1 is inserted into the opening 5 of the wall 40 of the vein. The sole then rests in the recess 29 of the opening 5. The first and second flats 7, 8 facilitate the positioning of the device 1, and in particular of the sole 4, in the wall 40 of the vein. The first part 9 extends in the vein while the second part 14 extends on the other side of the wall 40. Prior to the installation of the device on the wall 40, the seal 23 is housed in the recess 19 in the sole 4 of the device 1. The excess thickness SE of the seal 23 protrudes from the recess 19 once the first part 9 is inserted through the opening 5. The seal 23 is disposed between the bottom 20 of the recess 19 and the wall 40 of the turbomachine stream. The peripheral edge 22 of the recess 19 is located at a distance from an annular surface 47 (cf. FIG. 7) bordering the opening 5. The recess 29 has the annular surface 47 forming the bottom of the recess 29 and bordering the opening 5. The fixing member 12, here the nut, with its female thread allows the screwing of the second part 14 to fix the device on the wall 40 of the vein. During this fixing step, the device is clamped on the wall 40. Simultaneously with the clamping, the peripheral edge 22 of the recess 19 gradually approaches the wall 40 of the vein until the latter the latter is in contact with the latter, and in particular of the annular surface 47. The seal 23 is compressed in the recess 19 while the peripheral edge 22 approaches the wall of the vein. The tightening is finished when the peripheral edge 22 and the wall of the vein 40 are in contact, here with the annular surface 47, which makes it possible to guarantee the position of the device 1. Thus, the radial position of the measuring device 1 in the vein wall is under control and tightness is guaranteed. Furthermore, the conduits 46 of the routing means 26 are routed from outside the measurement device, in a channel 41 extending through a member 42 of the turbomachine such as a blade located downstream of the device 1 of measurement. The conduits 46 then pass through the cavity 25 and are connected to the pressure tubes 46.
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