Brevet FR3021741A1 — publié le 20151204

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne un procédé pour mesurer l'écoulement des gaz en sortie d'une chambre de combustion de turbomachine, et un peigne de mesure pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. ETAT DE L'ART Il est connu de l'état de l'art des peignes de mesure configurés pour mesurer l'écoulement des gaz en sortie d'une chambre de combustion de turbomachine. De tels peignes de mesure sont par exemple décrits dans le 10 document FR 2 952 713 de la Demanderesse. De tels peignes de mesure comprennent typiquement un corps de peigne s'étendant globalement selon un axe d'orientation et comportant une partie inférieure profilée destinée à être positionnée en regard de la sortie de la chambre de combustion et une semelle supérieure destinée à être décalée relativement à la 15 sortie de la chambre de combustion de façon à ne pas perturber l'écoulement des gaz en sortie de la chambre de combustion. La partie inférieure est munie d'orifices de mesure reliés à des mesureurs par l'intermédiaire de canaux. Les orifices de mesure sont alignés parallèlement à l'axe d'orientation du corps de peigne et sont fixes relativement audit corps de peigne. 20 Au cours des essais effectués sur la chambre de combustion, le corps de peigne est mis en rotation autour de l'axe de révolution de la chambre de combustion, par exemple par l'intermédiaire d'un anneau tournant sur lequel la semelle inférieure du corps de peigne est bridée. Les orifices de mesure prélèvent alors les gaz s'écoulant en sortie de la chambre de combustion, de sorte à 25 mesurer les paramètres requis, comme par exemple la pression et/ou la température en sortie de la chambre de combustion. De tels peignes de mesure permettent ainsi de mesurer l'écoulement des gaz en sortie de la chambre de combustion. 3021741 2 Cette mesure d'écoulement est cependant limitée. En effet, il n'est pas possible avec de tels peignes de mesure de prendre en compte les effets tridimensionnels de l'écoulement des gaz en sortie de la chambre de combustion. Or, la prise en compte de ces effets tridimensionnels est primordiale, 5 notamment lorsque le flux de gaz en sortie de la chambre de combustion est giratoire, c'est-à-dire qu'il présente une composante tangentielle relativement à l'axe de révolution de la chambre de combustion. Une telle giration du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion est par exemple induite par une inclinaison de la chambre de combustion relativement à l'axe de la turbomachine. Elle est également induite par l'utilisation de chambres de combustion présentant une dimension dans l'axe de la turbomachine réduite et/ou ne comprenant pas de système de refroidissement, tel que des orifices de dilution, permettant de renvoyer les gaz dilués dans l'axe de la turbomachine. Pour répondre à ce besoin, il a été envisagé par la Demanderesse de 15 développer des peignes de mesure présentant des orifices de mesure inclinés relativement à l'axe d'orientation du corps de peigne. La Demanderesse s'est cependant aperçue en développant de tels peignes de mesure qu'il était nécessaire de multiplier par deux la largeur du corps de peigne, pour pouvoir assurer l'inclinaison des orifices de mesure par rapport à 20 l'axe d'orientation du corps de peigne, et ainsi prendre en compte l'effet giratoire du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion. Or, un tel corps de peigne risquerait de perturber l'écoulement des gaz en amont du corps de peigne, et ainsi de fausser les mesures réalisées par le peigne de mesure. 25 Une telle solution n'a donc pas été retenue. PRESENTATION DE L'INVENTION La présente invention a pour objectif de résoudre les problèmes précités en proposant un procédé pour mesurer l'écoulement des gaz en sortie d'une 3021741 3 chambre de combustion de turbomachine prenant en compte l'effet giratoire du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé pour mesurer l'écoulement des gaz en sortie d'une chambre de combustion de 5 turbomachine globalement annulaire, ladite chambre de combustion présentant un axe de révolution, dans lequel on positionne un peigne de mesure en sortie de la chambre de combustion, afin de prélever les gaz s'écoulant en sortie de celle-ci, ledit peigne de mesure comportant une pluralité d'orifices de mesure dont les axes s'étendent dans un même plan, caractérisé en ce que le peigne de mesure est 10 incliné en sortie de ladite chambre, de sorte que le plan précité des axes des orifices de mesure et l'axe de révolution forment un angle de giration non nul, et en ce que le même angle de giration est conservé pour des essais dans des conditions de ralenti et plein gaz de la chambre de combustion. Préférentiellement, une giration du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion est calculée dans les conditions de ralenti et de plein gaz de la chambre de combustion de manière à déterminer une plage de giration du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion. Plus préférentiellement, les orifices de mesure présentent une plage limite de détection de la giration du flux de gaz, et dans lequel l'angle de giration est choisi de sorte que la plage de giration du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion soit inclue dans la plage limite de détection des orifices de mesure. Préférentiellement, le peigne de mesure est incliné en sortie de la chambre de combustion, de sorte que le plan des axes des orifices de mesure et l'axe de révolution forment un angle de giration compris entre 5 et 15°. Préférentiellement, le peigne de rotation est mis en rotation autour de l'axe de révolution. Préférentiellement, la température et/ou la pression et/ou la composition chimique des gaz prélevés sont mesurées. Préférentiellement, le même angle de giration est conservé pour des essais dans des conditions de ralenti et plein gaz de la chambre de combustion. 3021741 4 La présente invention a également pour objet un peigne de mesure de l'écoulement des gaz en sortie d'une chambre de combustion de turbomachine, ladite chambre de combustion s'étendant selon un axe de révolution, ledit peigne de mesure étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mise en oeuvre 5 du procédé tel que précédemment décrit, le peigne de mesure comprenant : - un corps de peigne destiné à venir en regard de la sortie de la chambre de combustion, et - une pluralité d'orifices de mesure dont les axes s'étendent dans un même plan, les orifices de mesure étant configurés pour prélever des 10 gaz s'écoulant en sortie de la chambre de combustion, - un bras configuré pour incliner le corps de peigne en sortie de la chambre de combustion, de sorte que le plan des axes des orifices de mesure et l'axe de révolution forment un angle de giration non nul. Préférentiellement, les axes des orifices de mesure s'étendent globalement 15 en éventail. Préférentiellement, le peigne de mesure comprend en outre un moteur configuré pour entraîner le corps de peigne en rotation autour de l'axe de turbomachine. Préférentiellement, les orifices de mesure sont reliés à des mesureurs 20 configurés pour mesurer la température et/ou la pression et/ou la composition des gaz prélevés par les orifices de mesure. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention 25 apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatif et sur lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique de profil d'un peigne de mesure conforme à l'invention en position pour mesurer l'écoulement des gaz en sortie d'une chambre de combustion ; 3021741 5 - la figure 2 représente une vue schématique de dessus du peigne de mesure et de la chambre de combustion illustrés à la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue en perspective du corps de peigne d'un peigne de mesure conforme à l'invention ; 5 - la figure 4 présente une vue de schématique de dessus d'une orientation d'un peigne de mesure non admissible ; - la figure 5 présente une vue schématique de dessus d'une orientation d'un peigne de mesure admissible ; - la figure 6 représente un organigramme représentant différentes étapes 10 d'un exemple de réalisation du procédé de mesure conforme à l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE Les figures 1 et 2 représentent chacune une vue schématique, respectivement de profil et de dessus, d'un peigne de mesure 10 conforme à 15 l'invention en position pour mesurer l'écoulement des gaz en sortie d'une chambre de combustion 1 de turbomachine, globalement annulaire et présentant un axe de révolution 2. La chambre de combustion 1 présente une plage de giration G du flux de gaz à sa sortie définie entre des valeurs extrêmes de giration correspondant 20 respectivement à un fonctionnement de la chambre de combustion 1 dans des conditions de ralenti et de plein gaz. Le peigne de mesure 10 comprend un corps de peigne 11 destiné à venir en regard de la sortie 3 de la chambre de combustion 1. Un exemple de corps de peigne 11 est illustré à la figure 3. 25 Le corps de peigne 11 a de préférence une forme globalement allongée et profilé de sorte à ne pas perturber l'écoulement des gaz en amont du corps de peigne 11, et ainsi ne pas fausser les mesures réalisées. Le peigne de mesure 10 comprend en outre une pluralité d'orifices de mesure 13 ménagés dans le corps de peigne 11 et configurés pour prélever des 3021741 6 gaz s'écoulant en sortie 3 de la chambre de combustion 1. Les orifices de mesure 13 présentent des axes 12 s'étendant dans un même plan P. Dans l'exemple illustré à la figure 3, les axes 12 des orifices de mesure 13 sont parallèles entre eux. Selon une variante, les axes 12 des orifices de mesure 5 13 s'étendent globalement en éventail. Dans cette variante, les axes 12 des orifices de mesure 13 adjacents aux rayons interne et externe de la paroi de la chambre de combustion 1 sont par exemple globalement parallèles à ladite paroi respectivement au niveau des rayons interne et externe. Les orifices de mesure 13 présentent une plage limite de détection L de la 10 giration du flux de gaz au-delà de laquelle les orifices de mesure 13 ne peuvent pas prélever les gaz présentant une giration plus importante. Cette plage limite de détection L est par exemple de +/- 15 à 20° relativement à l'axe 12 de chacun des orifices de mesure 13. Lorsque la plage de giration G du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion 1 et la plage limite de détection L se chevauchent comme 15 illustré à la figure 4, l'orientation des orifices de mesure 13 n'est pas admissible. Les orifices de mesure 13 sont reliés à des mesureurs 14 configurés pour mesurer la température et/ou la pression et/ou la composition des gaz prélevés par les orifices de mesure 13. Les mesureurs 14 peuvent être configurés pour réaliser des mesures individuelles, c'est-à-dire par orifice de mesure 13, ou 20 moyennés sur tous les orifices de mesure 13. Les orifices de mesure 13 sont par exemple reliés aux mesureurs 14 par l'intermédiaire de canaux 15. Le peigne de mesure 10 comprend en outre un bras 16 configuré pour incliner le corps de peigne 11 de sorte que le plan P des axes 12 des orifices de mesure 13 et l'axe de révolution 2 forment un angle de giration a non nul, le même 25 angle de giration a étant conservé pour des essais dans des conditions de ralenti et plein gaz de la chambre de combustion 1. Plus précisément, l'angle de giration a est choisi de sorte que la plage de giration G du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion 1 soit inclue dans la plage limite de détection L comme illustré à la figure 5. Dans cette configuration, l'orientation du corps de peigne 11 30 est admissible. 3021741 7 L'angle de giration a est de préférence compris entre 5 et 15°. Dans l'exemple illustré, l'angle de giration a est compris entre 8 et 9°. Le peigne de mesure 10 permet ainsi d'incliner les orifices de mesure 13 par rapport à l'axe de révolution 2, de sorte à prendre en compte l'effet giratoire du 5 flux de gaz en sortie de la chambre de combustion 1, et ce aussi bien pour des essais en conditions de ralenti ou de plein gaz de la chambre de combustion 1. Ainsi, il est possible d'effectuer une série d'essais entre le ralenti et le plein gaz de la chambre de combustion 1 sans modifier l'angle de giration a des orifices de mesure 13. 10 Dans l'exemple illustré à la figure 1, le bras 16 comprend une première portion 17 s'étendant selon l'axe de révolution 2, et une deuxième portion 18 s'étendant globalement radialement depuis la première portion 17 et reliant la première portion 17 au corps de peigne 11. Selon une variante, le bras 16 comprend un anneau s'étendant l'axe de 15 révolution 2, sur lequel le corps de peigne 11 est bridé. Le bras 16 peut être relié à plusieurs corps de peigne 11 dont les orifices de mesure 13 présentent la même inclinaison relativement à l'axe de révolution 2. Le bras 16 peut par exemple comprendre plusieurs deuxièmes portions 18 s'étendant radialement depuis la première portion 17, chacune des deuxièmes portions 18 20 étant reliées à un corps de peigne 11. Selon une variante, plusieurs corps de peigne 11 peuvent être bridés sur l'anneau. Les corps de peigne 11 sont avantageusement répartis de manière équidistante dans un plan globalement perpendiculaire l'axe de révolution 2. Le peigne de mesure 10 comprend également un moteur 19 configuré pour 25 entraîner le corps de peigne 11 en rotation autour de l'axe de révolution 2. Le moteur 19 est par exemple relié à la première portion 17 du bras 16 ou à l'anneau sur lequel le corps de peigne 11 est bridé. La figure 6 est un organigramme illustrant un procédé 20 pour mesurer l'écoulement des gaz en sortie 3 de la chambre de combustion 1. Le procédé 20 30 comprend les étapes de : 3021741 8 - positionnement 21 du corps de peigne 11 en regard de la sortie 3 de la chambre de combustion 1, - inclinaison 22 du corps de peigne 11 en sortie de la chambre de combustion 1 de sorte que le plan P des axes 12 des orifices de mesure 5 13 et l'axe de révolution 2 forment l'angle de giration a non nul, le même angle de giration a étant conservé pour des essais dans des conditions de ralenti et plein gaz de la chambre de combustion 1, - mise en rotation 23 du corps de peigne 11 autour de l'axe de révolution 2, 10 - prélèvement 24 des gaz s'écoulant en sortie 3 de la chambre de combustion 1 par les orifices de mesure 13, et - mesure 25 de la température et/ou de la pression et/ou de la composition chimique des gaz prélevés. L'angle de giration a est défini de sorte à pouvoir réaliser avec un même 15 angle de giration a des essais dans des conditions de ralenti et de plein gaz de la chambre de combustion 1. Pour cela, une giration du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion 1 est calculée dans des conditions de ralenti et de plein gaz de la chambre de combustion 1 de manière à déterminer la plage de giration G du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion 1, et l'angle de giration a 20 est choisi de sorte que la plage de giration G du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion 1 soit inclue dans la plage limite de détection des orifices de mesure 13. Le procédé 20 permet ainsi d'incliner les orifices de mesure 13 par rapport à l'axe de révolution 2, de sorte à prendre en compte l'effet giratoire du flux de gaz 25 en sortie 3 de la chambre de combustion 1, et ce aussi bien pour des conditions de fonctionnement de ralenti ou de plein gaz de la chambre de combustion 1. Ainsi, il est possible d'effectuer une série d'essais entre le ralenti et le plein gaz de la chambre de combustion 1 sans modifier l'angle de giration a des orifices de mesure 13. REVENDICATIONS1. Procédé (20) pour mesurer l'écoulement des gaz en sortie d'une chambre de combustion (1) de turbomachine globalement annulaire, ladite chambre de combustion présentant un axe de révolution (2), dans lequel on positionne (21) un peigne de mesure (10) en sortie de la chambre de combustion (1), afin de prélever les gaz s'écoulant en sortie de celle-ci, ledit peigne de mesure (10) comportant une pluralité d'orifices de mesure (13) dont les axes (12) s'étendent dans un même plan (P), caractérisé en ce que le peigne de mesure (11) est incliné (22) en sortie de ladite chambre, de sorte que le plan précité (P) des axes (12) des orifices de mesure (13) et l'axe de révolution (2) forment un angle de giration (a) non nul, et en ce que le même angle de giration (a) est conservé pour des essais dans des conditions de ralenti et plein gaz de la chambre de combustion (1). 2. Procédé (20) selon la revendication 1, dans lequel une giration du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion (1) est calculée dans les conditions de ralenti et de plein gaz de la chambre de combustion (1) de manière à déterminer une plage de giration (G) du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion (1). 3. Procédé (20) selon la revendication 2, dans lequel les orifices de mesure (13) présentent une plage limite de détection (L) de la giration du flux de gaz, et dans lequel l'angle de giration (a) est choisi de sorte que la plage de giration (G) du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion (1) soit inclue dans la plage limite de détection (L) des orifices de mesure (13). 4. Procédé (20) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le peigne de mesure (10) est incliné (22) en sortie de la chambre de combustion (1), de sorte que le plan (P) des axes (12) des orifices de mesure (13) et l'axe de révolution (2) forment un angle de giration (a) compris entre 5 et 15°. 5. Procédé (20) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le peigne de mesure (10) est mis en rotation (23) autour de l'axe de révolution (2). 6. Procédé (20) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la température et/ou la pression et/ou la composition chimique des gaz prélevés sont mesurées (25). 7. Peigne de mesure (10) de l'écoulement des gaz en sortie d'une chambre de combustion (1) de turbomachine, ladite chambre de combustion (1) s'étendant selon un axe de révolution (2), ledit peigne de mesure (10) étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mise en oeuvre du procédé (20) selon l'une des revendications 1 à 6, le peigne de mesure (10) comprenant : - un corps de peigne (11) destiné à venir en regard de la sortie de la chambre de combustion (1), et - une pluralité d'orifices de mesure (13) dont les axes (12) s'étendent 20 dans un même plan (P), les orifices de mesure (13) étant configurés pour prélever des gaz s'écoulant en sortie de la chambre de combustion (1), - un bras (16) configuré pour incliner le corps de peigne (11) en sortie de la chambre de combustion (2), de sorte que le plan (P) des axes (12) 25 des orifices de mesure (13) et l'axe de révolution (2) forment un angle de giration (a) non nul. 8. Peigne de mesure (10) selon la revendication 7, dans lequel les axes (12) des orifices de mesure (13) s'étendent globalement en éventail. 30 3 0 2 1 74 1 11 9. Peigne de mesure (10) selon la revendication 7 ou la revendication 8, comprenant en outre un moteur (19) configuré pour entraîner le corps de peigne (11) en rotation autour de l'axe de turbomachine (2). 10. Peigne de mesure (10) selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel les orifices de mesure (13) sont reliés à des mesureurs (14) configurés pour mesurer la température et/ou la pression et/ou la composition des gaz prélevés par les orifices de mesure (13).