EP3999723A1 - Banc d'essai de turbomachines dépollué - Google Patents

Banc d'essai de turbomachines dépollué

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EP3999723A1
EP3999723A1 EP20739388.5A EP20739388A EP3999723A1 EP 3999723 A1 EP3999723 A1 EP 3999723A1 EP 20739388 A EP20739388 A EP 20739388A EP 3999723 A1 EP3999723 A1 EP 3999723A1
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EP
European Patent Office
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air
turbomachine
test bench
test
pollution control
Prior art date
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Pending
Application number
EP20739388.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Anthony Denis Serge Weber
Maxime Eric Suzanne Albert Mathay
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Safran Aero Boosters SA
Original Assignee
Safran Aero Boosters SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aero Boosters SA filed Critical Safran Aero Boosters SA
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Pending legal-status Critical Current

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    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28—Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
    • F01D25/285—Temporary support structures, e.g. for testing, assembling, installing, repairing; Assembly methods using such structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D2253/102—Carbon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/12—Testing on a test bench
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the invention relates to a pollution control system for a test bench of turbomachines.
  • Test benches are used to test turbomachines. During the test phases, the fine particles and / or pollutants emitted are only very slightly dispersed in the atmosphere due to the static operation of the turbomachines tested under these conditions. The fine particles and / or pollutants emitted during these tests can therefore generate contamination of the air around the test benches.
  • the state of the art also provides air pollution control towers positioned at crossroads or in parks.
  • one of the aims of the present invention is to provide a turbomachine test bench allowing significant pollution control of the air flow stirred during a test.
  • Another object of the present invention is to provide a solution for cleaning up the air flow stirred by existing turbomachine test benches.
  • a depolluted test bench for a turbomachine comprising:
  • a ducted air duct comprising an air inlet and an air outlet to allow circulation of an air flow between said air inlet and outlet, said ducted air duct comprising a chamber of tests for a test of a turbomachine, said test chamber being located between said air inlet and said air outlet;
  • a pollution control system positioned in said air duct to clean up an air flow generated at least in part by a test of said turbomachine in the test bench
  • Control means of the pollution control system to allow the start-up or shutdown of the pollution control system when starting or stopping a test of the turbomachine.
  • An advantage of the invention is that it can be implemented from an existing turbomachine test bench without degrading the bench performance and without disturbing the turbomachine tests.
  • the invention consists in introducing an air pollution control system so as not to generate large pressure drops in the air flow of the test bench and without creating aerodynamic turbulence in the ducted air duct .
  • the invention further allows a good performance of the depolluting filter system thanks to the passage through it of a large air flow corresponding to all (or almost) of the air flow generated by the tested turbomachine.
  • the test bench of the invention allows a significant depollution of fine particles and greenhouse gases from the circulated air flow.
  • the pollution control system is, for example, a mechanical effect filter, an ionizing filter, or even an activated carbon filter.
  • the pollution control system is positioned in the air duct to collect the particles and pollutants present in the air drawn in and channeled into the air duct.
  • the pressure drop caused by the pollution control system is less than 1500 Pa, preferably less than 1000 Pa.
  • a pressure drop is detected by means of sensors positioned upstream and downstream of the pollution control system .
  • Upstream and downstream are defined here as relating to the air flow generated by the turbomachine.
  • the air inlet is upstream of the turbomachine and the air outlet is downstream.
  • the pollution control system makes it possible to collect fine particles and / or pollutants in order to be able to concentrate them. Once concentrated, these fine particles and / or pollutants are conditioned in order to be recovered, recycled or neutralized.
  • the pollution control system is positioned at said air inlet.
  • At said air inlet means that the pollution control system is positioned at a distance from the air inlet of less than 2 m, preferably less than 1 m, even more preferably at an inlet end of the ducted air duct.
  • the pollution control system is fluidly connected to the duct so that all of the air flow passing through the duct passes through the pollution control system.
  • An advantage of positioning the pollution control system at the air inlet is to allow the capture of particles and / or atmospheric pollutants. Another advantage is to allow a smoothing of the profile of the air flow in the test chamber, upstream of the turbomachine under test. Another advantage is to allow desensitization of the test bench to crosswinds.
  • the air duct comprises an inlet portion positioned between the air inlet and the test chamber, the inlet portion comprising smoothing means for obtaining a laminar air flow.
  • the pollution control system is positioned between the smoothing means and the test chamber.
  • the smoothing means comprise a plurality of vanes positioned parallel to each other so as to guide a flow of air according to the orientation thereof.
  • the vanes are guide vanes.
  • the smoothing means further allow the main propagation direction of the air flow to be rotated by 90 °.
  • the smoothing means comprise a plurality of pipes arranged parallel to one another.
  • the advantage of having smoothing means in addition to the pollution control system at the inlet allows a smoothing of the profile of the air flow in the test chamber which is greater than the smoothing obtained with the system of depollution or smoothing means alone.
  • the smoothing of the air profile allows a laminar air flow towards the test chamber.
  • the advantage of having the depollution system between the smoothing means and the turbomachine under test allows smoothing of the air flow in a straight section of the ducted air duct, resulting in more qualitative smoothing so as to have a very laminar air flow.
  • the pollution control system is positioned at said air outlet.
  • At said air outlet means that the pollution control system is positioned at a distance from the air outlet of less than 2 m, preferably less than 1 m, even more preferably at an outlet end of the duct d ducted air.
  • the pollution control system is fluidly connected to the duct so that all of the air flow passing through the duct passes through the pollution control system.
  • An advantage of positioning the pollution control system at said air outlet is to allow capture of the particles and / or pollutants resulting from the combustion in the turbomachine and the particles and / or atmospheric pollutants. Another advantage is that such a positioning at the outlet does not generate air flow disturbances at the entrance to the test bench.
  • the air duct further comprises acoustic reduction means at said air outlet, said pollution control system being positioned at said acoustic reduction means.
  • the acoustic reduction means are positioned at a distance from the air outlet of less than 2 m, preferably less than 1 m, even more preferably at an outlet end of the duct ducted air.
  • the acoustic reduction means are fluidly connected to the duct so that all of the air flow passing through the duct passes through the acoustic reduction means.
  • the pollution control system is positioned at the level of the acoustic reduction means means that they are positioned at a distance of less than 2 m, preferably less than 1 m from each other, and, even more preferably, that they are adjacent.
  • the air duct includes an outlet portion positioned between said test chamber and said air outlet.
  • the exit portion is a basketball blast.
  • the pressure drops that occur in the outlet portion are predominant and govern the flow of the test bench.
  • the outlet portion collects the air flow generated by the turbomachine.
  • the air outlet of the test bench allows the air flow collected to be evacuated to the outside of the test bench.
  • said air duct further comprises an air flow duct portion of substantially circular section positioned between said test chamber and said outlet portion.
  • the air flow channel portion is positioned between the test chamber and the outlet portion so as to channel the air flow generated by the turbomachine.
  • the pipe portion is a pipe, preferably of circular section.
  • the pipe portion is an increasing pipe, that is to say, preferably having a section larger than the outlet section of the turbomachine.
  • the portion of pipe makes it possible to collect all of the air flow generated by the turbomachine.
  • the essentially circular section of the portion of the air flow pipe makes it possible not to generate turbulence directly at the outlet of the turbomachine.
  • the air flow channel portion directs the air flow generated by the turbomachine towards the air outlet portion while limiting the generation of a turbulent air flow directly at the turbomachine outlet.
  • the outlet portion comprises a blast basket.
  • the blast distributor basket has an essentially circular section.
  • it is positioned in the outlet portion so that it is an extension of the airflow duct portion.
  • the turbomachine is an aircraft turbomachine.
  • the advantage of performing the test of an aircraft turbomachine is that the latter generates a very large air flow, allowing pollution control of an air flow equivalent to the air flow generated.
  • the aircraft turbomachine is a bypass.
  • the advantage of using a double-flow turbomachine is that the latter makes it possible to generate an even greater air flow than a single-flow turbomachine, with lower fuel consumption, and therefore an emission. of fine particles and / or lower pollutants. This thus results in a better depollution efficiency.
  • control means of the pollution control system make it possible to synchronize the start of the test and, if necessary, the start up of the pollution control system.
  • control means are included in the control means making it possible to carry out the test of the turbomachine.
  • starting or stopping the turbomachine under test automatically starts or stops filtration,
  • the pollution control system is able to induce no pressure drop to a flow of air flowing through the test bench.
  • deactivation means of the pollution control system By means of deactivation means of the pollution control system, it is possible to continue an engine test even when the pollution control means would be rendered non-operational.
  • control means are able to deactivate said pollution control system.
  • the control means make it possible to activate the pollution control system and to deactivate it.
  • the test bench further comprises a bypass fluidly connected to the air duct to allow a flow of air to bypass the pollution control system.
  • the test bench comprises sensors connected to the control means.
  • the control means on the basis of the data sent by the sensors, are provided to control the efficiency and the correct functioning of the pollution control system.
  • the sensors which are connected to the control means make it possible to detect a malfunction of the depollution system, so as to deactivate it or to make the bypass operational.
  • a malfunction of the pollution control system is, for example, an excessively large pressure drop generated by it and which will hamper the proper conduct of the test of the turbomachine.
  • the sensors are static pressure sensors positioned on either side of the pollution control system.
  • the pollution control system comprises at least one of the following pollution control means:
  • turbomachine test bench of the invention Possible variations include one, two, or three pollution control systems. For example in the case of two or three depollution systems, these make it possible to collect fine particles and / or pollutants of different size and / or nature. It is thus particularly advantageous to have several locations in the test bench for the installation of at least one pollution control system.
  • the invention relates to an air pollution control method for a turbomachine test bench and comprising the following steps:
  • test bench (1) further comprising sensors (12) connected to a control unit (1 1);
  • step d. activate said depollution system to collect fine particles and / or pollutants to at least partially clean up an air flow generated at least partially by the turbomachine in operation; e. monitor said turbomachine in operation and the pollution control of the air flow from the previous step, and set up monitoring on the basis of signals transmitted from said sensors (12) to said control unit (1 1), said monitoring allowing go to step f. depending on the signals transmitted by said sensors (12);
  • test bench according to the first embodiment applies to the method according to the second embodiment mutatis mutandis.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the invention.
  • the test bench 1 comprises a ducted air duct 2.
  • the ducted air duct 2 is for example a duct of rectangular section.
  • the ducted air duct 2 allows the circulation of an air flow between an air inlet 3 and an air outlet 4.
  • the air flow between the air inlet 3 and the outlet of air 4 is generated by the operation of the turbomachine 6 under test.
  • the turbomachine 6 is positioned so that, in operation, the latter creates a vacuum at the level of the air inlet 3 and an excess pressure at the level of the air outlet 4.
  • the turbomachine 6 is positioned in a chamber of 'test 5 of the ducted air duct 2.
  • the test chamber 5 is positioned between an air inlet portion 13 and an air outlet portion 14.
  • the air inlet portion 13 comprises of preferably means 23 for smoothing the air flow so that the test of the turbomachine 6 is carried out under optimum laminar air flow conditions.
  • Figure 1 shows three possible locations of the pollution control system 10 in the ducted air duct 2 of the engine test bench 1.
  • the pollution control system 10 is positioned at the level of the air inlet 3, that is to say at an inlet opening of the air inlet portion 13.
  • the pollution control system 10 is positioned between the smoothing means 23 and the turbomachine 6.
  • the pollution control system 10 is positioned at the level of the air outlet 4, that is to say at an outlet opening of the air outlet portion 14.
  • FIG. 2 shows the elements of the test bench 1 described for Figure 1. Further, FIG. 2 shows an embodiment of the invention in which an air flow duct portion 7 is positioned between the test chamber 5 and the outlet portion 14. This flow duct portion d air 7 allows better management of the air flow at the outlet so that the air flow leaving the turbomachine 6 does not disturb the air flow entering the turbomachine 6.
  • acoustic reduction means 15 are positioned at the level of the air outlet 4.
  • the pollution control means 10 are included in the acoustic reduction means 15.
  • the means of pollution control 10 replace the acoustic reduction means 15 because the pollution control means 10 allow an acoustic reduction similar to that of the acoustic reduction means 15.
  • Figure 3 shows the elements of the test bench 1 described for Figure 1.
  • the elements described in Figure 2 can be combined with the elements described in Figure 3.
  • Figure 3 shows an embodiment of the invention in which the test bench 1 comprises sensors 12 connected to a control means. 1 1.
  • the sensors 12 are positioned on either side of the pollution control system 10 regardless of the embodiment of the pollution control system described in FIG. 1.
  • the sensors 12 comprise at least one upstream sensor and one downstream sensor of the turbomachine 6. Thanks to the sensors 12 connected to the control means 11, it is possible to detect the presence of a passing air flow. the depollution system 10. This is interesting in order to be able to control the proper functioning of the depollution system 10 in order to be able to prevent an obstruction of the depollution system 10.
  • This control system also makes it possible to '' evaluate the level of pollution control of the air flow in order to adjust, for example, the level of activation of the pollution control system 10.
  • Figure 4 shows the elements of the test bench 1 described for Figure 1.
  • the elements described in Figures 2 and 3 can be combined together or independently with the elements described in Figure 4.
  • Figure 4 shows an embodiment of the invention in which the test bench 1 comprises a bypass 15 of so as to make it possible to maintain an air flow with acceptable pressure drops at the inlet of the turbomachine 6 when a malfunction of the pollution control system 10 occurs.
  • a malfunction is for example a partial or total obstruction of the depollution system 10.
  • the bypass 15 makes it possible to guarantee that there is no pressure drop. upstream of the turbomachine 6 which generates a pressure difference of less than 15 mbar between the upstream test chamber and the air inlet 3 of the ducted pipe 2.
  • the bypass 15 makes it possible to guarantee the good evacuation of the air flow in the event of a malfunction of the depollution system 10.
  • an overpressure in the outlet portion 14 could interfere with the proper conduct of the test and present risks of damage to the test bench 1.
  • Test bench 1 depolluted for turbomachine 6 comprising:
  • a ducted air duct 2 comprising an air inlet 3 and an air outlet 4 to allow circulation of an air flow between said inlet 3 and air outlet 4, said ducted air duct 2 comprising a test chamber 5 for testing a turbomachine 6, said test chamber 5 being located between said air inlet 3 and said air outlet 4;

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Abstract

Banc d'essais (1) dépollué pour turbomachine (6) comprenant : - un conduit d'air canalisé (2) comprenant une entrée d'air (3) et une sortie d'air (4) pour permettre une circulation d'un flux d'air entre lesdites entrée (3) et sortie (4) d'air, ledit conduit d'air canalisé (2) comprenant une chambre d'essais (5) pour un essai d'une turbomachine (6), ladite chambre d'essais (5) étant située entre ladite entrée d'air (3) et ladite sortie d'air (4); - un système de dépollution (10) positionné dans ledit conduit d'air (2) pour dépolluer un flux d'air généré au moins en partie par un essai de ladite turbomachine dans le banc d'essais - des moyens de contrôle (11) dudit système de dépollution (10) pour permettre une mise en route ou l'arrêt du système de dépollution (10) lors d'un démarrage ou d'un arrêt d'un essai de ladite turbomachine (6).

Description

Banc d’essai de turbomachines dépollué
Domaine technique
[0001] L’invention se rapporte à un système de dépollution pour banc d’essai de turbomachines.
Etat de la technique
[0002] Des bancs d’essais sont utilisés pour tester des turbomachines. Lors des phases d’essais, les particules fines et/ou polluants émis ne sont que très peu dispersés dans l’atmosphère du fait du fonctionnement statique des turbomachines testées dans ces conditions. Les particules fines et/ou polluants émis lors de ces tests peuvent donc générer une contamination de l’air aux alentours des bancs d’essais.
[0003] Pour remédier au problème de pollution locale de l’air en général, il est connu de mettre en place des systèmes de dépollution de l’air dans certains endroits confinés. WO 2018/122276 A1 décrit par exemple un système de dépollution de l’air dans un tunnel routier.
[0004] L’état de la technique propose également des tours de dépollution de l’air positionnées à des carrefours ou dans des parcs.
[0005] Les systèmes de dépollution connus ne sont néanmoins pas satisfaisant pour remédier à l’émission de particules fines et/ou de polluants émis par un banc d’essais de turbomachines.
Résumé de l’invention
[0006] Selon un premier aspect, un des buts de la présente invention est de proposer un banc d’essai de turbomachine permettant une dépollution significative du flux d’air brassé lors d’un test. Un autre but de la présente invention est de proposer une solution de dépollution du flux d’air brassé par des bancs d’essais de turbomachine existants.
[0007] A cet effet, les inventeurs proposent un banc d’essais dépollué pour turbomachine comprenant :
- un conduit d’air canalisé comprenant une entrée d’air et une sortie d’air pour permettre une circulation d’un flux d’air entre lesdites entrée et sortie d’air, ledit conduit d’air canalisé comprenant une chambre d’essais pour un essai d’une turbomachine, ladite chambre d’essais étant située entre ladite entrée d’air et ladite sortie d’air ;
- un système de dépollution positionné dans ledit conduit d’air pour dépolluer un flux d’air généré au moins en partie par un essai de ladite turbomachine dans le banc d’essais
- des moyens de contrôle du système de dépollution pour permettre une mise en route ou l’arrêt du système de dépollution lors d’un démarrage ou d’un arrêt d’un essai de la turbomachine.
[0008] Un avantage de l’invention est qu’elle peut être mise en oeuvre à partir d’un banc d’essais pour turbomachine existant sans dégrader les performances du banc et sans perturber les essais de turbomachine.
[0009] L’invention consiste à introduire un système de dépollution de l’air pour ne pas engendrer de fortes pertes de charge dans le flux d’air du banc d’essai et sans créer de turbulence aérodynamique dans le conduit d’air canalisé. L’invention permet en outre un bon rendement du système de filtre dépolluant grâce au passage à travers celui-ci d’un flux d’air important correspondant à la totalité (ou presque) du flux d’air généré par la turbomachine testée.
[0010] Le banc d’essai de l’invention permet une dépollution significative en particules fines et en gaz à effet de serre du flux d’air brassé. Le système de dépollution est par exemple un filtre à effet mécanique, un filtre ionisant, ou encore, un filtre à charbon actif.
[0011] Le système de dépollution, est positionné dans le conduit d’air pour collecter les particules et polluants présents dans l’air aspiré et canalisé dans le conduit d’air.
[0012] De préférence, la perte de charge provoquée par le système de dépollution est inférieure à 1500 Pa, de préférence inférieure à 1000 Pa. Une telle perte de charge est détectée aux moyens de capteurs positionnés en amont et en aval du système de dépollution. Amont et aval, sont définis ici comme étant relatifs au flux d’air généré par la turbomachine. Ainsi l’entrée d’air est en amont de la turbomachine et la sortie d’air est en aval.
[0013] Le système de dépollution permet de collecter les particules fines et/ou les polluants afin de pouvoir les concentrer. Un fois concentrés, ces particules fines et/ou polluants sont conditionnés afin d’être valorisés, recyclés ou neutralisés.
[0014] De préférence, le système de dépollution est positionné au niveau de ladite entrée d’air. Au niveau de ladite entrée d’air signifie que le système de dépollution est positionné à une distance de l’entrée d’air de moins de 2 m, de préférence de moins de 1 m, encore plus préférentiellement à une extrémité d’entrée du conduit d’air canalisé. De préférence, le système de dépollution est connecté fluidiquement au conduit de sorte que la totalité du flux d’air passant par le conduit passe au travers du système de dépollution.
[0015] Un avantage de positionner le système de dépollution au niveau de l’entrée d’air est de permettre une capture des particules et/ou polluants atmosphériques. Un autre avantage est de permettre un lissage du profil du flux d’air dans la chambre d’essai, en amont de la turbomachine en essai. Un autre avantage est de permettre une désensibilisation du banc d’essai au vent de travers.
[0016] De préférence, le conduit d’air comprend une portion d’entrée positionnée entre l’entrée d’air et la chambre d’essais, la portion d’entrée comprenant des moyens de lissage pour obtenir un flux d’air laminaire en direction de ladite chambre d’essais, et le système de dépollution est positionné entre les moyens de lissage et la chambre d’essais.
[0017] De préférence, des moyens de lissage comprennent une pluralité d’aubes positionnées parallèlement entre elles de sorte à guider un flux d’air selon l’orientation de celles-ci. De préférence, les aubes sont des aubes directrices. De préférence, les moyens de lissage permettent en outre de tourner la direction de propagation principale du flux d’air de 90°. Par exemple les moyens de lissage comprennent une pluralité de tuyaux disposés parallèlement entre eux.
[0018] L’avantage de disposer de moyens de lissage en plus du système de dépollution au niveau de l’entrée permet un lissage du profil du flux d’air dans la chambre d’essai qui est supérieur au lissage obtenu avec le système de dépollution ou les moyens de lissages seuls. Le lissage du profil d’air permet d’avoir un flux d’air laminaire en direction de la chambre d’essai. De plus, l’avantage de disposer le système de dépollution entre les moyens de lissage et la turbomachine en essai permet un lissage du flux d’air dans une section droite de la conduite d’air canalisé, résultant en un lissage plus qualitatif de sorte à avoir un flux d’air bien laminaire.
[0019] De préférence, le système de dépollution est positionné au niveau de ladite sortie d’air. Au niveau de ladite sortie d’air signifie que le système de dépollution est positionné à une distance de la sortie d’air de moins de 2 m, de préférence de moins de 1 m, encore plus préférentiellement à une extrémité de sortie du conduit d’air canalisé. De préférence, le système de dépollution est connecté fluidiquement au conduit de sorte que la totalité du flux d’air passant par le conduit passe au travers du système de dépollution.
[0020] Un avantage de positionner le système de dépollution au niveau de ladite sortie d’air est de permettre une capture des particules et/ou polluants issus de la combustion dans la turbomachine et les particules et/ou polluants atmosphériques. Un autre avantage est qu’un tel positionnement en sortie ne génère pas les perturbations du flux d’air au niveau de l’entrée du banc d’essai.
[0021] De préférence, le conduit d’air comprend en outre des moyens de réduction acoustique au niveau de ladite sortie d’air, ledit système de dépollution étant positionné au niveau desdits moyens de réduction acoustique. Au niveau de ladite sortie d’air signifie que les moyens de réduction acoustiques sont positionnés à une distance de la sortie d’air de moins de 2 m, de préférence de moins de 1 m, encore plus préférentiellement à une extrémité de sortie du conduit d’air canalisé. De préférence, les moyens de réduction acoustiques sont connecté fluidiquement au conduit de sorte que la totalité du flux d’air passant par le conduit passe au travers des moyens de réduction acoustique. Le système de dépollution est positionné au niveau des moyens de réduction acoustique signifie qu’ils sont positionnés à une de moins de 2 m, de préférence de moins de 1 m l’un de l’autre, et, encore plus préférentiellement, qu’ils sont adjacents.
[0022] L’avantage de positionner le système de dépollution au niveau des moyens de réduction acoustique permet, soit isolément ou en combinaison :
- de simplifier les moyens de réduction acoustique ;
- d’améliorer la réduction acoustique lorsque qu’il est utilisé en combinaison avec les moyens de réduction acoustique connus de l’état de la technique ; - d’utiliser une partie des pertes de charges normalement nécessaires à la réduction acoustique en pertes de charges utilisées pour la dépollution.
[0023] De préférence, le conduit d’air comprend une portion de sortie positionnée entre ladite chambre d’essais et ladite sortie d’air.
La portion de sortie est une blast basket. Les pertes de charges qui se produisent dans la portion de sortie sont prépondérantes et gouvernent le débit du banc d’essai. La portion de sortie permet de collecter le flux d’air généré par la turbomachine. La sortie d’air du banc d’essai permet d’évacuer le flux d’air collecté vers l’extérieur du banc d’essai.
[0024] De préférence, ledit conduit d’air comprend en outre une portion de canalisation de flux d’air de section essentiellement circulaire positionnée entre ladite chambre d’essais et ladite portion de sortie.
[0025] La portion de canalisation de flux d’air est positionnée entre la chambre d’essais et la portion de sortie de sorte à canaliser le flux d’air généré par la turbomachine. La portion de canalisation est un conduit, de préférence de section circulaire. La portion de canalisation est un conduit augmenteur, c’est-à- dire, de préférence ayant une section plus grande que la section de sortie de la turbomachine. Ainsi, la portion de canalisation permet de collecter l’ensemble du flux d’air généré par la turbomachine.
[0026] La section essentiellement circulaire de la portion de canalisation de flux d’air, permet de ne pas générer de turbulences directement en sortie de turbomachine. la portion de canalisation de flux d’air permet de diriger le flux d’air généré par la turbomachine vers la portion de sortie d’air en limitant de générer un flux d’air turbulent directement en sortie de turbomachine.
[0027] De préférence, la portion de sortie comprend un panier répartiteur de souffle (« blast basket »). Par exemple le panier répartiteur de souffle a une section essentiellement circulaire. Par exemple, il est positionné dans la portion de sortie de sorte qu’il est dans le prolongement de la portion de canalisation de flux d’air.
[0028] De préférence, la turbomachine est une turbomachine d’aéronef.
[0029] L’avantage de réaliser l’essai d’une turbomachine d’aéronef est que celle-ci génère un flux d’air très important, permettant la dépollution d’un débit d’air équivalent au flux d’air généré. [0030] De préférence, la turbomachine d’aéronef est à double flux.
[0031] L’avantage d’utiliser une turbomachine à double flux, est que celle- ci permet de générer un flux d’air encore plus important qu’une turbomachine simple flux, avec une consommation de carburant plus faible, et donc une émission de particule fines et/ou polluants plus faible. Il en résulte ainsi un meilleur rendement de dépollution.
[0032] Les moyens de contrôle du système de dépollution permettent de synchroniser la mise en route de l’essai et, si nécessaire, la mise en route du système de dépollution. De préférence, les moyens de contrôle sont compris dans les moyens de commande permettant de mettre en oeuvre l’essai de la turbomachine. De préférence, le démarrage ou l’arrêt de la turbomachine en essai entraîne automatiquement le démarrage ou l’arrêt de la filtration,
[0033] De préférence, le système de dépollution est apte à n’induire aucune perte de charges à un flux d’air s’écoulant au travers du banc d’essai.
[0034] Grâce à des moyens de désactivation du système de dépollution, il est possible de poursuivre un essai moteur même lorsque les moyens de dépollution serait rendus non-opérationnels.
[0035] De préférence, les moyens de contrôle sont aptes à désactiver ledit système de dépollution.
[0036] Les moyens de contrôle permettent d’activer le système de dépollution et de le désactiver.
[0037] De préférence, le banc d’essai comprend en outre un bypass connecté fluidiquement au conduit d’air pour permettre à un flux d’air de contourner le système de dépollution.
[0038] De préférence, le banc d’essai comprend des capteurs reliés aux moyens de contrôle. Les moyens de contrôle, sur la base des données envoyées par les capteurs, sont prévus pour contrôler l’efficacité et le bon fonctionnement du système de dépollution. Les capteurs qui sont connectés aux moyens de contrôle permettent de détecter un disfonctionnement du système de dépollution, de sorte à le désactiver ou à rendre le bypass opérationnel. Un disfonctionnement du système de dépollution est par exemple une perte de charge trop importante générée par celui-ci et qui entraverai le bon déroulement de l’essai de la turbomachine. Par exemple les capteurs sont des capteurs de pression statique positionnés de part et d’autre du système de dépollution.
[0039] De préférence, le système de dépollution comprend au moins l’un des moyens de dépollution suivants :
- capteur de particules fines,
- filtre à particules fines, par ionisation ou mécanique
- une unité de lavage de l’air par un flux d’eau,
- filtre à captation de gaz à effet de serre.
[0040] Des variantes possibles du banc d’essais de turbomachine de l’invention comprennent un, deux, ou trois systèmes de dépollution. Par exemple dans le cas de deux ou trois systèmes de dépollution, ceux-ci permettent de collecter des particules fines et/ou des polluants de taille et/ou de nature différente. Il est ainsi particulièrement avantageux de disposer de plusieurs emplacements dans le banc d’essais pour l’installation d’au moins un système de dépollution.
[0041] Selon un second aspect, l’invention se rapporte à un procédé de dépollution de l’air pour banc d’essais de turbomachine et comprenant les étapes suivantes :
a. fournir un banc d’essais selon le premier aspect, ledit banc d’essai (1 ) comprenant en outre des capteurs (12) reliés à une unité de contrôle (1 1 ) ;
b. fournir et placer une turbomachine dans la chambre d’essais ;
c. démarrer ladite turbomachine de sorte à générer ledit flux d’air dans ledit conduit d’air canalisé ;
d. activer ledit système de dépollution pour collecter des particules fines et/ou des polluants pour dépolluer au moins en partie un flux d’air généré au moins partiellement par la turbomachine en fonctionnement ; e. surveiller ladite turbomachine en fonctionnement et la dépollution du flux d’air de l’étape précédente, et, mettre en place une surveillance sur la base de signaux transmis desdits capteurs (12) vers ladite unité de contrôle (1 1 ), ladite surveillance permettant de passer à l’étape f. en fonction des signaux transmis par lesdits capteurs (12) ;
f. arrêter la turbomachine ; g. désactiver ledit système de dépollution ;
h. évacuer lesdits polluants collectés.
Les différents modes de réalisation et avantages associés du banc d’essai selon le premier mode de réalisation s’applique au procédé selon le deuxième mode de réalisation mutatis mutandis.
Brève description des figures
[0042] Ces aspects ainsi que d’autres aspects de l’invention seront clarifiés dans la description détaillée de modes de réalisation particuliers de l’invention, référence étant faite aux dessins des figures, dans lesquelles:
- les figures 1 , 2, 3, et 4 montrent des modes de réalisation de l’invention. Les dessins des figures ne sont pas à l’échelle. Généralement, des éléments semblables sont dénotés par des références semblables dans les figures. La présence de numéros de référence aux dessins ne peut être considérée comme limitative, y compris lorsque ces numéros sont indiqués dans les revendications.
Description détaillée de certains modes de réalisation de l’invention
[0043] La figure 1 montre un exemple de mode de réalisation de l’invention. Le banc d’essais 1 comprend un conduit d’air canalisé 2. Le conduit d’air canalisé 2 est par exemple un conduit de section rectangulaire. Le conduit d’air canalisé 2 permet la circulation d’un flux d’air entre une entrée d’air 3 et une sortie d’air 4. Le flux d’air entre l’entrée d’air 3 et la sortie d’air 4 est généré par le fonctionnement de la turbomachine 6 en essai. La turbomachine 6 est positionnée de sorte qu’en fonctionnement, celle-ci crée une dépression au niveau de l’entrée d’air 3 et une surpression au niveau de la sortie d’air 4. La turbomachine 6 est positionnée dans une chambre d’essai 5 du conduit d’air canalisé 2. La chambre d’essai 5 est positionnée entre une portion d’entrée d’air 13 et une portion de sortie d’air 14. La portion d’entrée d’air 13 comprend de préférence des moyens de lissage 23 du flux d’air de sorte que l’essai de la turbomachine 6 se fasse dans des conditions de flux d’air laminaire optimale.
[0044] La figure 1 montre trois emplacements possibles du système de dépollution 10 dans le conduit d’air canalisé 2 du banc d’essai moteur 1 . Selon un premier mode de réalisation, le système de dépollution 10 est positionné au niveau de l’entrée d’air 3, c’est-à-dire au niveau d’une ouverture d’entrée de la portion d’entrée d’air 13. Selon un deuxième mode de réalisation, le système de dépollution 10 est positionné entre les moyens de lissage 23 et la turbomachine 6. Selon un troisième mode de réalisation, le système de dépollution 10 est positionné au niveau de la sortie d’air 4, c’est-à-dire au niveau d’une ouverture de sortie de la portion de sortie d’air 14.
[0045] La figure 2 reprend les éléments du banc d’essais 1 décrit pour la figure 1 . En outre, la figure 2 montre un mode de réalisation de l’invention dans lequel une portion de canalisation de flux d’air 7 est positionnée entre la chambre d’essai 5 et la portion de sortie 14. Cette portion de canalisation de flux d’air 7 permet une meilleur gestion du flux d’air en sortie de sorte que le flux d’air sortant de la turbomachine 6 ne perturbe pas le flux d’air entrant dans la turbomachine 6. Dans le mode de réalisation de la figure 2, des moyens de réduction acoustique 15 sont positionnés au niveau de la sortie d’air 4. Selon le troisième mode de réalisation décrit à la figure 1 , les moyens de dépollution 10 sont compris dans les moyens de réduction acoustique 15. Par exemple les moyens de dépollution 10 remplacent les moyens de réduction acoustique 15 car les moyens de dépollution 10 permettent une réduction acoustique similaire à celle des moyens de réduction acoustique 15.
[0046] La figure 3 reprend les éléments du banc d’essais 1 décrit pour la figure 1 . En outre, les éléments décrits en figure 2 peuvent être combinés aux éléments décrits pout la figure 3. La figure 3 montre un mode de réalisation de l’invention dans lequel le banc d’essai 1 comprend des capteurs 12 reliés à un moyen de contrôle 1 1 . Les capteurs 12 sont positionnés de part et d’autre du système de dépollution 10 quel que soit le mode de réalisation du système de dépollution décrit en figure 1 . De préférence, les capteurs 12 comprennent au moins un capteur en amont et un capteur en aval de la turbomachine 6. Grâce aux capteurs 12 reliés aux moyens de contrôle 1 1 , il est possible de détecter la présence d’un flux d’air traversant le système de dépollution 10. Cela est intéressant afin de pouvoir contrôler le bon fonctionnement du système de dépollution 10 afin de pouvoir prévenir une obstruction du système de dépollution 10. Ce système de contrôle (moyens de contrôle 1 1 et capteurs 12) permet également d’évaluer le niveau de dépollution du flux d’air afin d’ajuster par exemple le niveau d’activation du système de dépollution 10. [0047] La figure 4 reprend les éléments du banc d’essais 1 décrit pour la figure 1 . En outre, les éléments décrits en figure 2 et 3 peuvent être combinés ensemble ou indépendamment aux éléments décrits dans la figure 4. La figure 4 montre un mode de réalisation de l’invention dans lequel le banc d’essais 1 comprend un bypass 15 de sorte à permettre de conserver un flux d’air avec des pertes de charges acceptables en entrée de la turbomachine 6 lorsqu’un disfonctionnement du système de dépollution 10 se produit. Un disfonctionnement est par exemple un obstruction partielle ou totale du système de dépollution 10. Ainsi, dans le cas des première et deuxième positions du système de dépollution décrites, le bypass 15 permet de garantir qu’il n’y a pas de perte de charge en amont de la turbomachine 6 qui engendre une différence de pression inférieure à 15 mbar entre la chambre d’essai amont et l’entée d’air 3 de la conduite canalisée 2. Dans le cas du troisième de réalisation, lorsque le système de dépollution 10 est positionné au niveau de la sortie d’air 4, le bypass 15 permet de garantir la bonne évacuation du flux d’air en cas de disfonctionnement du système de dépollution 10. En effet, en cas d’obstruction lors de l’essai de la turbomachine 6, une surpression dans la portion de sortie 14 pourrait nuire au bon déroulement de l’essai et présenter des risques d’endommagement du banc d’essais 1 .
[0048] La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, la présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus. L’usage des verbes « comprendre », « inclure », « comporter », ou toute autre variante, ainsi que leurs conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d’éléments autres que ceux mentionnés. L’usage de l’article indéfini « un », « une », ou de l’article défini « le », « la » ou « », pour introduire un élément n’exclut pas la présence d’une pluralité de ces éléments. Les numéros de référence dans les revendications ne limitent pas leur portée.
[0049] En résumé, l’invention peut également être décrite comme suit. Banc d’essais 1 dépollué pour turbomachine 6 comprenant :
- un conduit d’air canalisé 2 comprenant une entrée d’air 3 et une sortie d’air 4 pour permettre une circulation d’un flux d’air entre lesdites entrée 3 et sortie 4 d’air, ledit conduit d’air canalisé 2 comprenant une chambre d’essais 5 pour un essai d’une turbomachine 6, ladite chambre d’essais 5 étant située entre ladite entrée d’air 3 et ladite sortie d’air 4 ;
- un système de dépollution 10 positionné dans ledit conduit d’air 2 pour dépolluer un flux d’air généré au moins en partie par un essai de ladite turbomachine dans le banc d’essais
- des moyens de contrôle (1 1 ) dudit système de dépollution (10) pour permettre une mise en route ou l’arrêt du système de dépollution (10) lors d’un démarrage ou d’un arrêt d’un essai de ladite turbomachine (6).

Claims

Revendications
1. Banc d’essais (1 ) dépollué pour turbomachine (6) comprenant :
- un conduit d’air canalisé (2) comprenant une entrée d’air (3) et une sortie d’air (4) pour permettre une circulation d’un flux d’air entre lesdites entrée (3) et sortie (4) d’air, ledit conduit d’air canalisé (2) comprenant une chambre d’essais (5) pour un essai d’une turbomachine (6), ladite chambre d’essais (5) étant située entre ladite entrée d’air (3) et ladite sortie d’air (4);
- un système de dépollution (10) positionné dans ledit conduit d’air (2) pour dépolluer un flux d’air généré au moins en partie par un essai de ladite turbomachine dans le banc d’essais ;
- des moyens de contrôle (1 1 ) dudit système de dépollution (10) pour permettre une mise en route ou l’arrêt du système de dépollution (10) lors d’un démarrage ou d’un arrêt d’un essai de ladite turbomachine (6).
2. Banc d’essais (1 ) selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit système de dépollution (10) est positionné au niveau de ladite entrée d’air (3).
3. Banc d’essais (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit conduit d’air (2) comprend une portion d’entrée (13) positionnée entre ladite entrée d’air (3) et ladite chambre d’essais (5), ladite portion d’entrée (13) comprenant des moyens de lissage (23) pour obtenir un flux d’air laminaire en direction de ladite chambre d’essais (5) et en ce que,
ledit système de dépollution (10) est positionné entre lesdits moyens de lissage (23) et ladite chambre d’essais (5).
4. Banc d’essais (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit système de dépollution (10) est positionné au niveau de ladite sortie d’air (4).
5. Banc d’essais (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit conduit d’air (2) comprend en outre des moyens de réduction acoustique (15) au niveau de ladite sortie d’air (4), ledit système de dépollution (10) étant positionné au niveau desdits moyens de réduction acoustique (15).
6. Banc d’essais (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit conduit d’air (2) comprend une portion de sortie (14) positionnée entre ladite chambre d’essais (5) et ladite sortie d’air (4).
7. Banc d’essais (1 ) selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit conduit d’air (2) comprend en outre une portion de canalisation de flux d’air (7) de section essentiellement circulaire positionnée entre ladite chambre d’essais (5) et ladite portion de sortie (14).
8. Banc d’essai (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite turbomachine (6) est une turbomachine d’aéronef.
9. Banc d’essai (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit système de dépollution (10) est apte à n’induire aucune perte de charges à un flux d’air s’écoulant au travers dudit banc d’essai.
10. Banc d’essai (1 ) selon la revendication précédente caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (1 1 ) sont aptes à désactiver ledit système de dépollution (10).
1 1. Banc d’essai (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comprend en outre un bypass (15) connecté fluidiquement audit conduit d’air (2) pour permettre à un flux d’air de contourner ledit système de dépollution (10).
12. Banc d’essai (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit système de dépollution (10) comprend au moins l’un des moyens de dépollution :
- capteur de particules fines,
- filtre à particules fines, par ionisation ou mécanique
- une unité de lavage de l’air par un flux d’eau,
- filtre à captation de gaz à effet de serre.
13. Procédé de dépollution de l’air pour banc d’essais (1 ) de turbomachine (6) et comprenant les étapes suivantes :
a. fournir un banc d’essais (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit banc d’essai (1 ) comprenant en outre des capteurs (12) reliés à une unité de contrôle (1 1 ) ;
b. fournir et placer une turbomachine (6) dans la chambre d’essais (5) ; c. démarrer ladite turbomachine (6) de sorte à générer ledit flux d’air dans ledit conduit d’air canalisé (2) ;
d. activer ledit système de dépollution (10) pour collecter des particules fines et/ou des polluants pour dépolluer au moins en partie un flux d’air généré au moins partiellement par la turbomachine (6) en
fonctionnement ;
e. surveiller ladite turbomachine (6) en fonctionnement et la dépollution du flux d’air de l’étape précédente, et, mettre en place une surveillance sur la base de signaux transmis desdits capteurs (12) vers ladite unité de contrôle (1 1 ), ladite surveillance permettant de passer à l’étape f. en fonction des signaux transmis par lesdits capteurs (12) ;
f. arrêter la turbomachine (6);
g. désactiver ledit système de dépollution (10) ;
h. évacuer lesdits polluants collectés.
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