FR3066019B1 - Banc d'essai equipe d'un dispositif de caracterisation d'un flux d'air de refroidissement dans une turbomachine et un procede d'installation dudit dispositif sur un banc d'essai - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un banc d'essai (30) comprenant un dispositif de caractérisation du flux d'air et un organe d'alimentation en air (31) destiné à reproduire un flux de refroidissement au sein d'une turbomachine, le dispositif comprenant : - une première pièce (2) présentant une première surface (4) sensiblement plane, - une deuxième pièce (3) présentant une deuxième surface (9) sensiblement plane complémentaire de la première surface (4), et destinée à être en appui contre la première surface (4), et - des organes de fixation configurés de manière à fixer les première (2) et deuxième pièces (3) entre elles et à maintenir un contact entre la première surface (4) et la deuxième surface (9), la première surface (4) et la deuxième surface (9) étant définies dans des plans parallèles, et la première surface (4) comprenant des rainures (7) pour l'écoulement du flux d'air de refroidissement entre la première pièce (2) et la deuxième pièce (3) et l'organe d'alimentation (31) présentant une fenêtre (32) d'alimentation en air qui débouche dans les rainures (7).

Description

Banc d’essai équipé d’un dispositif de caractérisation d’un flux d’air de refroidissement dans une turbomachine et un procédé d’installation dudit dispositif sur un banc d’essai. 1. Domaine de l’invention

La présente invention concerne le domaine général des turbomachines et des équipements d’essai destinés à reproduire des organes constituant la turbomachine pour le développement de celle-ci. Elle vise en particulier un banc d’essai équipé d’un dispositif de caractérisation d’un flux d’air de refroidissement dans une turbomachine et un procédé d’installation dudit dispositif sur un banc d’essai. 2. Etat de la technique

Une turbomachine et en particulier une turbomachine d’aéronef comprend, d’amont en aval et successivement, un ensemble de compresseur, une chambre de combustion et un ensemble de turbine formant un générateur de gaz. Les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans la turbomachine. La turbomachine comprend une entrée d’air par laquelle entre un flux d’air se séparant en un flux primaire ou flux d’air chaud traversant le générateur de gaz et un flux secondaire ou flux d’air froid circulant autour du générateur de gaz. L’ensemble de compresseur comprend un ou plusieurs étage(s) de compresseur(s) et l’ensemble de turbine comprend un ou plusieurs étage(s) turbine(s) qui entraîne(nt) le ou les compresseur(s) via l’intermédiaire d’arbres d’entraînement et par prélèvement des gaz de combustion issus de la chambre de combustion.

En référence aux figures 1 à 4, un étage de compresseur ou de turbine de turbomachine comprend un rotor muni d’un disque 52 destiné à tourner autour d’un axe longitudinal X de la turbomachine et d’une rangée annulaire d’aubes 51 réparties circonférentiellement autour de l’axe X et qui sont fixées dans le disque 52. Ce dernier comporte sur sa périphérie des cavités dans lesquelles s’engagent les pieds d’aubes de forme correspondante. Les aubes 51 sont soumises à des températures élevées des gaz circulant dans la turbomachine et nécessitent d’être refroidies de manière à supporter d’importantes contraintes mécanique et thermique auxquelles elles sont soumises. A cet effet, un air de refroidissement prélevé en aval du ou des compresseurs circule dans certaines parties des étages du compresseur et de la turbine. Sur la figure 2 qui représente en particulier un disque 52 de turbine, la turbomachine 50 comprend également un anneau mobile 53 destiné à réaliser un arrêt axial des aubes. Cet anneau mobile 53 peut être fixé sur le disque 52 entre deux jantes 54 de disques adjacents par une liaison appui plan et/ou radialement, en partie inférieure de la jonction entre les pieds d’aube 55 et les cavités des disques, et par une liaison appui plan et une liaison encastrement démontable. Cette liaison encastrement est généralement une liaison appui plan annulaire réalisée par frettage. Dans le cadre des deux liaisons appui-plan et appui-plan annulaire, l’anneau mobile 53 comprend comme cela est illustré sur figure 4, une première surface 56 en appui contre une deuxième surface 57 du disque 52 et une troisième surface 58 en appui plan annulaire contre une quatrième surface 59 du disque 52. La troisième surface 58 est en particulier assemblée par frettage dans la quatrième surface 59. Les première et troisième surfaces 56, 58 de l’anneau mobile 53 sont perpendiculaires. Les deuxième et quatrième surfaces du disque 57, 59 sont également perpendiculaires. L’air de refroidissement circule entre le disque et l’anneau mobile, et est acheminé jusqu’aux têtes d’aubes. Cette circulation est réalisée grâce à des canaux en forme de lunule prévus dans l’anneau mobile et à l’interface du disque de turbine. Sur la figure 4, un premier canal 60 est réalisé dans la première surface 56 et qui débouche dans un deuxième canal 61 réalisé dans la troisième surface 58 du disque. II est souhaitable de mesurer la perméabilité de ces canaux et de connaître le débit d’air passant réellement dans ces canaux de manière à garantir le refroidissement efficace des disques et des aubes.

Cependant, pour effectuer ces tests et essais, il est nécessaire de concevoir et surtout de fabriquer les organes à tester, lesquels présentent un long délai de fabrication, ce qui engendre d’une part, un délai d’attente et d’autre part, une immobilisation des pièces de la turbomachine le temps de réaliser les mesures. Cela impacte le délai de développement de la turbomachine avec des risques de détérioration de certains organes de la turbomachine. De plus, le montage des organes à tester est complexe car cela implique de nombreuses pièces et il existe des risques de fuites parasites importantes susceptibles d’avoir des conséquences sur la fiabilité des mesures. Le montage pour les essais est ainsi coûteux et long en termes de d’étude et de conception. A cela s’ajoute le fait que les organes à tester tels que les disques de turbine et anneaux mobiles ne sont pas adaptés aux bancs d’essai déjà existants car l’alimentation en air de ceux-ci, destinée à reproduire le flux d’air de refroidissement, se présente sous la forme d’une fenêtre de taille réduite alors que les organes à tester sont des pièces de révolution et de grandes dimensions. II est donc impossible d’alimenter les organes à tester. 3. Objectif de l’invention

Le présent déposant s’est donc fixé notamment comme objectif de fournir un dispositif de caractérisation de flux d’air reproduisant de manière simple au moins la configuration et les géométries des canaux d’un organe de turbomachine permettant la mesure de paramètres relatifs au flux d’air de refroidissement. 4. Exposé de l’invention

On parvient à cet objectif conformément à l’invention grâce à un banc d’essai comprenant un dispositif de caractérisation d’un flux d’air de refroidissement dans une turbomachine et un organe d’alimentation en air destiné à reproduire un flux de refroidissement au sein d’une turbomachine, le dispositif comprenant : une première pièce présentant une première surface sensiblement plane, une deuxième pièce présentant une deuxième surface sensiblement plane complémentaire de la première surface, et destinée à être en appui contre la première surface, et des organes de fixation configurés de manière à fixer les première et deuxième pièces entre elles et à maintenir un contact entre la première surface et la deuxième surface, la première surface et la deuxième surface étant définies dans des plans parallèles, et la première surface comprenant des rainures configurées de manière à permettre l’écoulement du flux d’air de refroidissement entre la première pièce et la deuxième pièce et l’organe d’alimentation présentant une fenêtre d’alimentation en air qui débouche dans les rainures.

Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, une telle configuration permet de fournir un banc d’essai avec un dispositif de caractérisation du flux d’air de refroidissement qui reproduise au moins en partie une liaison appui-plan annulaire sous forme « rectiligne ». Plus précisément, au moins la première surface et la deuxième surface complémentaire similaires à celles du disque et de l’anneau mobile de turbomachine, et les canaux de passages pour le flux d’air de refroidissement destinés à circuler dans la turbomachine sont reproduits au moyen de pièces de géométries plus simples. Un tel dispositif est simple à réaliser et facilement adaptable au banc d’essai déjà existant. Les première surface et deuxième surface complémentaire maintenues en contact l’une contre l’autre permettent d’éviter les fuites d’air qui rendraient imprécises les mesures. Nous obtenons un assemblage compact, ciblé sur la zone à tester et il n’est pas nécessaire de disposer des organes de la turbomachine pour effectuer les mesures de perméabilité des rainures représentatives de canaux de l’anneau mobile de turbomachine et de débit du flux d’air de refroidissement dans ces canaux. De plus, cette configuration est facilement adaptable à d’autres organes de la turbomachine ayant des canaux et permet un gain de temps.

En particulier, les rainures sont configurées de manière à présenter une géométrie identique à celle des canaux d’un organe de turbomachine et à permettre l’écoulement du flux d’air de refroidissement.

Suivant une autre caractéristique, la première pièce présente une troisième surface plane définie dans un plan perpendiculaire à celui de la première surface, la deuxième pièce comprenant une quatrième surface complémentaire de la troisième surface et destinée à être en contact avec la troisième surface. De la sorte, les liaisons appui-plan et/ou appui-plan annulaire formées entre le disque et l’anneau mobile sont reproduites.

Suivant une autre caractéristique, la première pièce comprend des premiers trous coaxiaux avec des seconds trous de la deuxième pièce, les organes de fixation étant reçus dans les premiers et seconds trous.

Suivant un mode de réalisation, chaque organe de fixation est positionné dans les premiers et seconds trous coaxiaux suivant la bissectrice d’un angle formé entre la première surface et la deuxième surface et entre la troisième surface et la quatrième surface. Une telle configuration permet de plaquer les surfaces perpendiculaires de la première pièce et les surfaces perpendiculaires de la deuxième pièce simultanément de sorte que l’assemblage des première et deuxième pièces soit rendu isostatique.

Suivant un autre mode de réalisation, chaque organe de fixation est positionné dans les premiers et seconds trous suivant une direction perpendiculaire aux plans des première surface et deuxième surface.

Suivant une autre caractéristique, la deuxième pièce comprend au moins un évidement configuré de manière à être disposé en regard des rainures de la première pièce. De la sorte, l’éjection du flux d’air de refroidissement hors du dispositif est facilité.

Suivant une autre caractéristique, la première pièce comprend au moins un organe de positionnement destiné à être reçu dans un logement agencé dans la deuxième pièce. Une telle configuration permet de faciliter le positionnement et donc un gain de temps lors de l’assemblage.

Suivant une autre caractéristique du banc d’essai, celui-ci comprend un joint d’étanchéité disposé entre une interface de l’organe d’alimentation en air définie dans un plan sensiblement perpendiculaire au sens de l’écoulement du flux d’air de refroidissement, et des surfaces arrières des première et deuxième pièces étant définies dans un même plan sensiblement parallèle au plan de l’interface. Un tel joint d’étanchéité permet de garantir l’étanchéité entre l’interface du banc d’essai et les première et deuxième pièces.

Suivant une autre caractéristique, les première et deuxième pièces sont fixées sur l’organe d’alimentation en air avec des moyens de fixation. L’invention concerne également un procédé d’installation d’un dispositif de caractérisation d’un flux d’air de refroidissement dans un banc d’essai, le procédé comprenant les étapes suivantes: assembler une deuxième pièce sur une première pièce de manière à engager un organe de positionnement de la première pièce dans un logement de la deuxième pièce, former le dispositif par fixation des première et deuxième pièces entre elles au moyen d’organes de fixation de manière à plaquer au moins une première surface de la première pièce contre une deuxième surface de la deuxième pièce, la fixation des première et deuxième pièces étant configurée pour permettre le passage du flux de refroidissement entre les première et deuxième pièces, fixer le dispositif sur une interface d’un organe d’alimentation en air, l’organe d’alimentation en air étant configuré pour alimenter le flux d’air de refroidissement entre les première et deuxième pièces.

Un tel procédé est facile et simple à mettre en œuvre sans la mobilisation des organes de la turbomachine.

Selon une autre caractéristique de ce procédé, les organes de fixation permettent de plaquer simultanément la première surface de la première pièce et la deuxième surface de la deuxième pièce, et une troisième surface de la première pièce, perpendiculaire à la première surface, avec une quatrième surface de la deuxième pièce complémentaire de la troisième surface de la deuxième pièce. 5. Brève description des 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 :

La figure 1 représente schématiquement en coupe axiale et partielle, un exemple de turbomachine à laquelle s’applique l’invention ;

La figure 2 est une vue en coupe partielle et de face d’un disque de turbomachine sur lequel est monté un anneau mobile ;

La figure 3 est une représentation schématique et partielle d’une vue en coupe d’un disque de turbomachine sur lequel est monté un anneau mobile ;

La figure 4 est une vue en perspective et de détail d’un exemple de canaux en forme de lunule d’un anneau mobile de la turbomachine ;

Les figures 5 à 7 représentent en perspective des exemples de réalisation d’un dispositif de caractérisation du flux d’air de refroidissement avec des première et deuxième pièces destinées à reproduire la configuration du disque et de l’anneau mobile de la turbomachine ;

La figure 8 est une vue en perspective d’un exemple d’un banc d’essai destiné à reproduire le flux d’air de refroidissement des aubes de la turbomachine ;

La figure 9 illustre le dispositif de caractérisation fixé sur le banc d’essai selon l’invention ;

Les figures 10 et 11 sont des vues en coupe axiale et partielle du dispositif de caractérisation d’un flux d’air de refroidissement monté sur le banc d’essai ;

Les figures 12 à 14 représentent les différentes étapes d’un procédé d’installation du dispositif de caractérisation d’un flux d’air de refroidissement sur le banc d’essai ;

Les figures 15 à 17 sont des vues en perspective d’un autre mode de réalisation du dispositif de caractérisation d’un flux d’air de refroidissement ; et,

Les figures 18 et 19 sont des vues en coupe axiale et partielle du dispositif de caractérisation selon le mode de réalisation des figures 15 à 17 monté sur le banc d’essai. 6. Description de modes de réalisation de l’invention

La figure 1 montre une vue en coupe et partielle d’une turbomachine, en particulier une turbomachine double flux. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce type de turbomachine. Cette turbomachine 50 à double flux d’axe longitudinal X, comme décrit précédemment, comprend de manière générale un générateur de gaz en amont duquel est montée une soufflante (non représentée). 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 50 et suivant l’axe longitudinal X.

Un dispositif 1 de caractérisation d’un flux d’air de refroidissement selon l’invention est destiné à reproduire la configuration de l’assemblage du disque 52 de turbine et de l’anneau mobile 53 de la turbomachine 50. En particulier, au moins une partie d’une liaison appui-plan annulaire entre le disque 52 et l’anneau mobile 53 sont reproduites sous forme rectiligne afin de pouvoir mesurer la perméabilité des canaux 60, 61 de l’anneau mobile 53 permettant le passage du flux d’air de refroidissement dans la turbomachine 50 et le débit de ce flux de refroidissement. Ce dispositif 1 peut bien entendu s’appliquer à tout disque et anneau mobile ou encore tout organe de turbomachine assemblés dans une turbomachine et entre lesquels circule un flux d’air via des canaux.

En référence à la figure 5, le dispositif 1 de caractérisation de flux d’air de refroidissement comprend une première pièce 2 destinée à représenter l’anneau mobile 53 de turbomachine et une deuxième pièce 3 destinée à représenter le disque 52 de turbomachine. La première pièce 2 présente une forme allongée suivant une direction longitudinal L. La première pièce 2 est de forme sensiblement parallélépipédique. Cette première pièce 2 comprend une première surface 4 définie dans un plan AB. Cette première surface 2 est sensiblement plane. La première pièce 2 comprend une troisième surface 5 définie dans un plan BC perpendiculaire au plan AB. Celle-ci présente également une surface arrière 6 opposée à la troisième surface 5 et définie dans un plan CD parallèle au plan BC.

La première surface 4 comprend des rainures 7 permettant un écoulement du flux d’air de refroidissement. Ces rainures 7 présentent les mêmes géométries et configurations que celles des premiers canaux 60 de l’anneau mobile 53. Celles-ci sont usinées dans la première pièce 2. Les rainures 7 s’étendant chacune suivant une direction située dans le plan AB et qui est perpendiculaire à la direction longitudinal L. Les rainures 7 sont disposées le long de la première surface 4 et sont ouvertes vers l’extérieur de la première surface 4. En particulier, la section transversale de chaque rainure 7 présente une forme sensiblement semblable à celle d’une lunule. Quant à la troisième surface 5, celle-ci présente des dépressions 8 allongées débouchant dans les rainures 7 pour permettre l’écoulement du flux d’air de refroidissement. Ces dépressions 8 présentent les mêmes géométries et configurations que celles des deuxièmes canaux 61 de l’anneau mobile 53. Les dépressions 8 s’étendent suivant une direction transversale au plan BC de la deuxième surface 5. De même, les dépressions 8 s’étendent suivant une direction transversale au plan AB de la première surface 4. Chaque dépression 8 est ouverte vers l’extérieur de la deuxième surface 5 et a également une section transversale de forme sensiblement semblable à celle d’une lunule. Comme cela est illustré sur la figure 5, les dépressions 8 sont sensiblement agencées au niveau de la jonction des première et troisième surfaces 4, 5. Dans le présent exemple, les dépressions 8 sont situées au niveau du chanfrein reliant les première et deuxième surfaces 4, 5.

En référence aux figures 6 et 7, la deuxième pièce 3 présente également une forme allongée suivant la direction longitudinal L. Sa forme est sensiblement parallélépipédique. La deuxième pièce 3 comprend une deuxième surface 9 définie dans un plan AB’ et est également sensiblement plane. La deuxième surface 9 a une forme au moins en partie complémentaire à la première surface 4 de la première pièce 2. La première surface 4 et la deuxième surface 9 sont destinées à être en appui l’une contre l’autre de sorte à former une liaison appui-plan. En d’autre termes, les plans AB, organes de fixation 17 comprennent des éléments filetés tels que des vis. De manière avantageuse, mais non limitativement, les premier et seconds trous 18, 18 sont taraudés. Alternativement, seuls les seconds trous 19 sont taraudés. En serrant les organes de fixation 17, les première et troisième surfaces 4, 5 de la première pièce 2 se plaquent simultanément contre les deuxième et quatrième surfaces 9, 10 de la deuxième pièce 3 de manière isostatique.

Afin de permettre un positionnement rapide des première et deuxième pièces 2, 3 entre elles, l’une de celles-ci comprend au moins un organe de positionnement 20 destiné à être reçu dans un logement 21, 22 agencé dans l’autre des première et deuxième pièces 2, 3. En particulier, sur la figure 12, un pion de positionnement 20 est logé dans un premier logement 21 (représenté sur la figure 5) de la première pièce 2 et porté par la première surface 4. Le premier logement 21 est formé ici par un trou cylindrique. La deuxième surface 9 comprend un deuxième logement 22 dans lequel s’engage le pion de positionnement 20 au moment de l’assemblage des première et deuxième pièces 2, 3. Dans le présent exemple, le deuxième logement 22 est formé de manière avantageuse, mais non limitativement pat un trou oblong de sorte que l’assemblage soit isostatique.

Comme cela est représenté sur la figure 9, le dispositif 1 est installé sur un banc d’essai 30 destiné à reproduire les conditions de fonctionnement de la turbomachine, c’est-à-dire, faire circuler un flux d’air de refroidissement entre le disque 52 et l’anneau mobile 53 de la turbomachine. Le banc d’essai 30 illustré plus précisément sur la figure 8 comprend un organe d’alimentation 31 en air destiné à délivrer un flux de refroidissement. L’organe d’alimentation 31 présente une fenêtre 32 d’alimentation en air par laquelle s’écoule le flux d’air de refroidissement. Cette fenêtre 32 présente une forme sensiblement rectangulaire avec une longueur de l’ordre de 250 mm et une largeur de l’ordre de 30 mm. La fenêtre 32 est agencée dans une interface 33 définie dans un plan sensiblement perpendiculaire au sens d’écoulement du flux d’air. En particulier, l’organe d’alimentation 31 comprend un corps allongé sensiblement cylindrique d’axe C. Le flux d’air est sensiblement parallèle à l’axe C de l’organe. L’interface 33 présente une paroi solidarisée au corps cylindrique et sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinal du corps. La fenêtre 32 traverse la paroi de part et d’autre sensiblement suivant une direction parallèle à l’axe C. La paroi est ici sensiblement circulaire.

En référence aux figures 8 et 9, le dispositif est fixé sur le banc d’essai 30 grâce à des moyens de fixation 35. En particulier, les première et deuxième pièces 2, 3 comprennent chacune une pluralité d’orifices de passage 36 destinés à recevoir les moyens de fixation 35. Chaque orifice de passage 36 de la première pièce 2 traverse la paroi de celle-ci de part et d’autre suivant une direction parallèle au plan AB. De même, chaque orifice de passage 36 de la deuxième pièce 3 s’étend dans sa paroi de part et d’autre suivant une direction parallèle au plan AB’. L’interface 33 de l’organe d’alimentation 31 comprend également des trous de passage 37 illustrés sur la figure 14 pour recevoir les moyens de fixation 35. Les orifices de passage 36 sont régulièrement répartis le long de la périphérie de chaque première et deuxième pièces 2, 3. En situation d’installation, les orifices de passage 36 sont coaxiaux avec les trous de passage 37 de l’interface 33. Les moyens de fixation 35 comprennent des éléments filetés tels que des vis, boulons ou analogues.

Sur les figures 10 et 11, nous pouvons voir que le plan de la surface arrière 6 de la première pièce est parallèle à celui de l’interface 33. La surface arrière 14 est également définie dans le même plan que la surface arrière 6 de la première pièce 2. Sur la figure 10, la quatrième surface est en regard de la deuxième pièce 2 et plus précisément en regard de la troisième surface 5. Les troisième surface 5 et quatrième surface 10 sont en contact et en appui l’une contre l’autre. Les première surface 4 et deuxième surface 9 sont également en contact et en appui l’une contre l’autre. L’organe de fixation 17, ici la vis, traverse, suivant la bissectrice des surfaces perpendiculaires 4, 5, 9, 10, les première et deuxième pièces 2, 3. Sur la figure 11, un premier espace, ici, sensiblement vertical est défini entre les première surface et deuxième surface 4, 9 complémentaires. Un deuxième espace, ici sensiblement horizontal, est défini entre les troisième surface et quatrième surface 5, 10 complémentaires. Ces premier et deuxième espaces sont dus aux rainures 7, à l’évidement 12, aux dépressions 8 et entailles 13 formant des passages du flux d’air de refroidissement entre la première pièce 2 et la deuxième pièce 3 et l’éjection hors du dispositif 1. Comme cela est également illustré, les liaisons appui-plan formées par les surfaces perpendiculaires 4, 5, 9, 10 avec les rainures 7 et dépressions 8 sont en regard de la fenêtre 32 du banc d’essai.

Un élément déformable est disposé entre le dispositif 1 de caractérisation d’un flux d’air et l’interface 33 de l’organe d’alimentation 31 de manière à éviter toute fuite du flux d’air de refroidissement. L’élément déformable comprend un joint d’étanchéité 38 qui est installé entre les surfaces arrières 6, 14 respectivement des première et deuxième pièce 2, 3 et l’interface 33 du banc d’essai. De manière avantageuse, mais non limitativement, le joint d’étanchéité 38 est un joint plat. Le joint d’étanchéité 38 présente une forme sensiblement rectangulaire et présente une ouverture 39 correspondant à la fenêtre 32 du banc d’essai. En d’autres termes, l’ouverture 39 présente des dimensions identiques à celles de la fenêtre 32. La longueur et la largeur du joint d’étanchéité 38 correspondent sensiblement à celles des première et deuxième pièces 2, 3 assemblées. Dans le présent exemple, le joint d’étanchéité comprend des lumières 40 coaxiales chacune avec un trou de passage 37 de l’organe d’alimentation 31 et un orifice de passage 36 de la première pièce 2 ou deuxième pièce 3.

Sur les figures 15 à 19 est illustré un autre mode de réalisation du dispositif 1 de caractérisation du flux d’air de refroidissement dans une turbomachine. Ce dispositif présente sensiblement les mêmes caractéristiques et configurations que celles du dispositif du premier mode de réalisation décrit précédemment. Les éléments décrits précédemment et identiques dans la suite de la présente description portent les mêmes références numériques. Ce dispositif diffère de celui du premier mode en ce qu’il ne comprend pas de dépressions agencées sur une troisième surface de la première pièce 2. Le dispositif est également dépourvu de troisième surface et de jupe prolongeant la quatrième surface de la deuxième pièce 3. En particulier, la première pièce 2 comprend des rainures 7 agencées sur la première surface 4. La deuxième pièce 3 comprend des évidements 12 agencés sur la deuxième surface 9 et destinés à être disposés en regard des rainures 7. Dans cet exemple, la deuxième pièce 3 comprend trois évidements 12 allongés suivant la direction longitudinale L et espacés les uns des autres. Chaque évidement 12 débouche également sur une face avant 16 de la deuxième pièce 2. La face avant 16 est parallèle à la surface arrière 14. Les rainures 7 étant agencées suivant trois zones sur la première surface 4, les évidements 12 permettent d’orienter les flux d’air de refroidissement passant dans ces rainures 7 et de les éjecter hors du dispositif. Le dispositif 1 comprend également des organes de fixation 17 configurés de manière à fixer les première et deuxième pièces 2, 3 entre elles et à maintenir la première surface 4 de la première pièce 2 en appui contre la deuxième surface 9 de la deuxième pièce 3. Chaque organe de fixation 17 est positionné dans les premiers et deuxième trous 18, 19 suivant une direction perpendiculaire aux plans des première surface 4 et deuxième surface 9. En particulier, les trous de passage 19 ménagés dans la deuxième pièce 3 sont borgnes et débouchent dans la deuxième surface 9. A l’inverse, les trous de passage 18 de la première pièce 2 traversent la paroi de celle-ci de part et d’autre suivant une direction perpendiculaire au plan de la première surface 4. En référence aux figures 18 et 19, la liaison appui-plan formée par la première surface 4 et la deuxième surface 9 avec les rainures 7 et dépressions 8 sont en regard de la fenêtre 32 du banc d’essai. L’invention concerne également un procédé d’installation du dispositif de caractérisation du flux de refroidissement dans un banc d’essai tel qu’illustré sur les figures 12 à 14. Le procédé comprend les étapes suivantes : assembler la deuxième pièce 3 sur la première pièce 2 de manière à engager l’organe de positionnement 20 porté par la première pièce 2 dans un logement de la deuxième pièce, former le dispositif 1 par fixation des première et deuxième pièces 2, 3 entre elles au moyen d’organes de fixation 17, ici des vis, de manière à plaquer au moins la deuxième surface 9 de la deuxième pièce 3 sur la première surface 4 de la première pièce 2.

Dans le cadre du premier mode de réalisation du dispositif de caractérisation du flux d’air de refroidissement, lors de l’étape de fixation des première et deuxième pièces 2, 3 entre elles, les organes de fixation 17 plaquent simultanément la première surface 4 et la deuxième surface 9 entre elles et la troisième surface 5 et la quatrième surface 10 entre elles.

Le procédé comprend encore une étape d’installation du dispositif sur le banc d’essai 30, et en particulier sur l’organe d’alimentation en air 31. L’installation comprend la fixation du dispositif grâce aux moyens de fixation 35, ici des vis, traversant d’une part respectivement les parois de la première pièce 2 et de la deuxième pièce 3, et d’autre part, l’interface 33 de l’organe d’alimentation en air 31. AB’ sont parallèles, lors de l’assemblage du dispositif. La deuxième surface 9 est dans le présent exemple opposée suivant une direction perpendiculaire au plan AB’ à une face supérieure 23 de la deuxième pièce 3. La deuxième pièce 3 comprend également une quatrième surface 10, sensiblement plane, définie dans un plan BC’ perpendiculaire au plan BC. La quatrième surface 10 a également une forme au moins en partie complémentaire à la troisième surface 5 de la première pièce 2. La troisième surface 5 et la quatrième surface 10 sont destinées à être en appui l’une contre l’autre de sorte à former une liaison appui-plan. En d’autre termes, les plans BC, BC’ sont parallèles. Sur l’exemple représenté, la quatrième surface 10 est portée par une jupe 11 s’étendant depuis la deuxième surface 9 et suivant une direction perpendiculaire au plan AB’.

En référence à la figure 7, la deuxième pièce 3 comprend un évidement 12 destiné à faciliter l’éjection du flux d’air de refroidissement hors du dispositif 1. Cet évidement 12 est ménagé dans la deuxième surface 9 et s’étend suivant une direction parallèle à la direction longitudinal L. L’évidement 12 débouche sur une surface arrière 14 de la deuxième pièce 3. Lors de l’assemblage des première et deuxième pièces 2, 3, l’évidement 12 est sensiblement en regard des rainures 7. La deuxième pièce 3 comprend en outre des entailles 13 facilitant également l’éjection du flux d’air de refroidissement hors du dispositif 1. Les entailles 13 sont portées par la jupe 11. En particulier, les entailles 13 sont situées sur une face 15 s’étendant dans un plan EF parallèle au plan AB’. Chaque entaille 13 présente une section en forme de C. Les entailles 13 traversent la paroi de la jupe 11 de part et d’autre suivant une direction parallèle au plan EF, et plus précisément perpendiculaire à la direction longitudinale L.

Le dispositif 1 comprend également des organes de fixation 17 configurés de manière à fixer les première et deuxième pièces 2, 3 entre elles et à maintenir la première surface 4 de la première pièce 2 en appui contre la deuxième surface 9 de la deuxième pièce 3. Pour cela, la première pièce 2 comprend des premiers trous 18 ici agencés au niveau du chanfrein entre la première surface 4 et la troisième surface 5. Les premiers trous 18 sont orientés sensiblement suivant la bissectrice d’un angle formé entre la première surface 4 et la troisième surface 5 de la première pièce 2. L’angle est ici de 45°. La deuxième pièce 3 comprend également des seconds trous 19 destinés à recevoir les organes de fixation 17. Les seconds trous 19 sont également orientés sensiblement suivant la bissectrice d’un angle formé entre la deuxième surface 9 et la quatrième surface 10 de la deuxième pièce 3. L’angle est également de 45°. Comme cela est également visible sur la figure 10, les premier et seconds trous 18, 19 sont coaxiaux. Les organes de fixation 17 sont montés dans les premiers et seconds trous 18, 19 avec un jeu de l’ordre de 0.5 mm. Dans le présent exemple, les turbomachine et un organe d’alimentation en air destiné à reproduire un flux de refroidissement au sein d’une turbomachine, le dispositif comprenant : une première pièce présentant une première surface sensiblement plane, une deuxième pièce présentant une deuxième surface sensiblement plane complémentaire de la première surface, et destinée à être en appui contre la première surface, et des organes de fixation configurés de manière à fixer les première et deuxième pièces entre elles et à maintenir un contact entre la première surface et la deuxième surface, la première surface et la deuxième surface étant définies dans des plans parallèles, et la première surface comprenant des rainures configurées de manière à permettre l’écoulement du flux d’air de refroidissement entre la première pièce et la deuxième pièce et l’organe d’alimentation présentant une fenêtre d’alimentation en air qui débouche dans les rainures.

Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, une telle configuration permet de fournir un banc d’essai avec un dispositif de caractérisation du flux d’air de refroidissement qui reproduise au moins en partie une liaison appui-plan annulaire sous forme « rectiligne ». Plus précisément, au moins la première surface et la deuxième surface complémentaire similaires à celles du disque et de l’anneau mobile de turbomachine, et les canaux de passages pour le flux d’air de refroidissement destinés à circuler dans la turbomachine sont reproduits au moyen de pièces de géométries plus simples. Un tel dispositif est simple à réaliser et facilement adaptable au banc d’essai déjà existant. Les première surface et deuxième surface complémentaire maintenues en contact l’une contre l’autre permettent d’éviter les fuites d’air qui rendraient imprécises les mesures. Nous obtenons un assemblage compact, ciblé sur la zone à tester et il n’est pas nécessaire de disposer des organes de la turbomachine pour effectuer les mesures de perméabilité des rainures représentatives de canaux de l’anneau mobile de turbomachine et de débit du flux d’air de refroidissement dans ces canaux. De plus, cette configuration est facilement adaptable à d’autres organes de la turbomachine ayant des canaux et permet un gain de temps.

En particulier, les rainures sont configurées de manière à présenter une géométrie identique à celle des canaux d’un organe de turbomachine et à permettre l’écoulement du flux d’air de refroidissement.

Claims (6)

13 REVENDICATIONS

1. Banc d'essai (30) comprenant un dispositif (1 ) de caractérisation du flux d’air et un organe d’aiimentation en air (31) destiné à reproduire un flux de refroidissement au sein d’une turbomachine, le dispositif (1) comprenant : - une première pièce (2) présentant une première surface (4) sensiblement plane, - une deuxième pièce (3) présentant une deuxième surface (9) sensiblement plane complémentaire de ia première surface (4), et destinée à être en appui contre la première surface (4), et - des organes de fixation (17) configurés de manière à fixer les première (2) et deuxième pièces (3) entre elles et à maintenir un contact entre la première surface (4) et la deuxième surface (9), la première surface (4) et la deuxième surface (9) étant définies dans des plans parallèles, et la première surface (4) comprenant des rainures (7) pour l'écoulement du flux d’air de refroidissement entre ia première pièce (2) et la deuxième pièce (3) et l’organe d'alimentation (31) présentant une fenêtre (32) d’alimentation en air qui débouche dans Ses rainures (7).

2. Banc d’essai (30) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ia première pièce (2) présente une troisième surface (5) plane définie dans un pian perpendiculaire à celui de ia première surface (4), la deuxième pièce (3) comprenant une quatrième surface (10) complémentaire de la troisième surface (5) et destinée à être en contact avec la troisième surface (5).

3. Banc d’essai (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première pièce (2) comprend des premiers trous (18) coaxiaux avec des seconds trous (19) de la deuxième pièce (3), chaque organe de fixation (17) étant positionné dans les premiers et seconds trous (18, 19) coaxiaux suivant ia bissectrice d’un angle formé entre ia première surface (4) et la troisième surface (5) et entre ia deuxième surface (9) et la quatrième surface (10). 4. Banc d'essai (30) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première pièce (2) comprend des premiers trous (18) coaxiaux avec des seconds trous 14 (19) de ia deuxième pièce (3), chaque organe de fixation (17) étant positionné dans les premiers et seconds trous (18, 19) suivant une direction perpendiculaire aux plans (AB, AB’) des première surface (4) et deuxième surface (9).

5. Banc d'essai (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième pièce (3) comprend au moins un évidement (12) configuré de manière à être disposé en regard des rainures (7) de la première pièce (2).

6. Banc d'essai (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce la première pièce (2) comprend au moins un organe de positionnement (20) destiné à être reçu dans un logement (22) agencé dans ia deuxième pièce (3). 7. Banc d’essai (30) selon i’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un joint d’étanchéité (38) disposé entre une interface (33) de l’organe d’alimentation en air (31) définie dans un plan sensiblement perpendiculaire au sens de i’écoulement du flux d’air de refroidissement des surfaces arrières (6, 14) des première et deuxième pièces (2, 3) définies dans un même plan sensiblement parallèle au pian de l’interface (33). 8. Banc d’essai (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les première et deuxième pièces (2, 3) sont fixés sur l'organe d’aiimentation en air (31 ) avec des moyens de fixation (35). 9. Procédé d’installation d’un dispositif (1) de caractérisation d'un flux d’air dans un banc d’essai (30), ie procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - assembler une deuxième pièce (3) sur une première pièce (2) de manière à engager un organe de positionnement (20) de la première pièce (2) dans un iogement de la deuxième pièce (3), - former le dispositif (1) par fixation des première et deuxième pièces (2, 3) entre eiles au moyen d’organes de fixation (17) de manière à plaquer au moins une première surface (4) de la première pièce (2) contre une deuxième surface (9) de la deuxième pièce (3), la fixation des première et 15 deuxième pièces (Z, 3) étant configurée pour permettre ie passage du flux d’air de refroidissement entre les première et deuxième pièces (2, 3), - fixer le dispositif (1) formé sur une interface (33) d’un organe d’aiimentation en air (31), l’organe d’aiimentation en air (31) étant configuré pour alimenter le flux d’air de refroidissement entre les première et deuxième pièces (2, 3).

10. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les organes de fixation (17) permettent de plaquer simultanément ia première surface (4) de la première pièce (2) et la deuxième surface (9) de la deuxième pièce (3) et une troisième surface (5) de la première pièce (3), perpendiculaire à ia première surface (4), avec une quatrième surface (10) de la deuxième pièce (3) complémentaire de la troisième surface (5) de la deuxième pièce (3).