Brevet FR3138467A1 — publié le 20240202

Dispositif de dégivrage d’une aube Un aspect de l’invention concerne un dispositif de dégivrage d’une aube d’une turbomachine (1) d’axe Y, comprenant une aube (2) mobile en rotation autour d’un pivot (20) d’axe radial X et comprenant une résistance électrique (60), une alimentation électrique (6) connectée à la résistance électrique (60), un levier de commande (3) de l’aube (2) relié à un anneau de commande (11), le dispositif est caractérisé en ce que le levier de commande (3) comprend une paire de lames conductrices (32) situées du côté opposé à l’anneau de commande (11) par rapport à l’axe radial X et que chaque lame conductrice (32) est en contact avec une piste conductrice (4) circulaire reliée à l’alimentation électrique (6) à une première extrémité et à la résistance électrique (60) à une deuxième extrémité. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 2 Dispositif de dégivrage d’une aube DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des systèmes d’aubages mobiles nécessitant une alimentation de puissance électrique pour réaliser un dégivrage ou anti-givrage électrique des aubes, notamment celles des turbomachines utilisées dans l’aéronautique, comme des turbopropulseurs ou turboréacteurs. Dans la suite du texte, le terme dégivrage comprend soit un système de dégivrage ou un système d’anti-givrage. La présente invention concerne en particulier le système d’alimentation de puissance électrique du dispositif de dégivrage. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Certaines aubes, ou pales, de turbomachines peuvent subir un givrage dans certaines conditions de vol. Ce givre est habituellement éliminé par un chauffage électrique monté dans l’aube. Ce chauffage est réalisé par une résistance électrique qui doit être alimentée en électricité dans un espace exigu. Cette alimentation électrique est particulièrement complexe à réaliser pour les aubes mobiles. Classiquement, un faisceau de deux câbles d’alimentation est attaché via un clip au levier pivotant de commande d’une aube, pour plonger dans l’axe du pivot et se raccorder à un nœud de connexion connecté par câblage à l’élément chauffant. Les câbles du faisceau sont donc sollicités mécaniquement lors de la rotation du levier de commande. Il faut une multitude de câbles avec leurs supports et leurs connecteurs pour pouvoir connecter électriquement en parallèle plusieurs éléments chauffants à une même source d’alimentation, ce qui n’est pas satisfaisant. On connait de la demande US 2009 060 720 A1 un dispositif où chaque aube pivotante est munie d’un pivot sur lequel s’emmanche une douille munie extérieurement de deux contacts électriques collecteurs sous la forme de pistes conductrices partiellement annulaires. Ces deux contacts sont reliés par des conducteurs à un élément électrique chauffant monté dans l’aube. La douille est solidaire en rotation de l’aube, et est monté à l’intérieur d’un boitier cylindrique d’alimentation fixe qui comprend deux contacts électriques distributeurs alimentés via deux câbles. Les deux contacts électriques distributeurs sont en contact permanent avec les deux contacts électriques collecteurs de façon à pouvoir alimenter l’élément électrique chauffant dans toutes les positions possibles de rotation de l’aube. Cependant cette solution n’est pas satisfaisante car elle occupe un certain espace autour du pivot de l’aube pour le montage de la douille et du boitier et comme un levier de commande de la rotation de l’aube doit être installé sur ce pivot, on doit rallonger le pivot, ce qui pénalise l’encombrement du dispositif de rotation de l’aubage (i.e. de l’ensemble des aubes) dans la direction radiale du moteur. D’autre part, du point de vue électrique, cela nécessite une multitude de câbles fixes avec leurs connecteurs pour connecter électriquement en parallèle les boitiers d’alimentation, dans le cas où l’on souhaite alimenter les éléments chauffants de plusieurs aubes consécutives à partir d’une même source d’alimentation. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant d’avoir une alimentation électrique des éléments chauffants des aubes mobiles à la fois peu encombrante et fiable. Un aspect de l’invention concerne un dispositif de dégivrage d’une aube d’une turbomachine d’axe Y, comprenant une aube mobile en rotation autour d’un pivot d’axe radial X et comprenant une résistance électrique, une alimentation électrique connectée à la résistance électrique, un levier de commande de l’aube relié à un anneau de commande, le dispositif est caractérisé en ce que le levier de commande est associé à une paire de lames conductrices solidaires en rotation du levier et situées du côté opposé à l’anneau de commande par rapport à l’axe radial X et que chaque lame conductrice comprend une première extrémité en contact avec une piste conductrice circulaire reliée à l’alimentation électrique et comprend une deuxième extrémité reliée à la résistance. De cette façon, il n’y a pas de câbles sollicité mécaniquement lors de la rotation des aubes, l’encombrement est réduit et le contact est assuré quel que soit la position de l’aube. Les pistes conductrices sont placées sur un matériau isolant formant ainsi un circuit imprimé. Avantageusement, les lames conductrices sont flexibles et sont en appui par effet ressort sur chaque piste conductrice circulaire. Grace à l’effet ressort de la lame on s’assure un contact permanent de celle-ci sur la piste conductrice. Avantageusement, chaque piste conductrice est couverte par un cache de protection. Ce cache permet à la fois de protéger les pistes mais également de maintenir lesdites pistes avec les lames conductrices en contact. Ce cache est en matériau non conducteur de courant et vient chapeauter les pistes et s’intégrer sur l’anneau de distribution, il peut être constitué de plusieurs secteurs si besoin pour couvrir l’ensemble des pistes quel que soit leur position. Un autre but de ce cache est de protéger les pistes électriques et notamment lors des opérations de maintenance pour éviter un accident avec le personnel de maintenance. Selon un premier mode de réalisation, les deux pistes conductrices sont disposées respectivement sur deux faces radiales opposées d’un circuit imprimé d’un anneau de distribution d’axe Y. Une lame conductrice est placée sur chaque face radiale du circuit imprimé de l’anneau de distribution, les deux lames conductrices tenant en « sandwich » le circuit imprimé. Selon un deuxième mode de réalisation, les deux pistes conductrices sont disposées parallèlement sur une même face axiale d’un circuit imprimé d’un anneau de distribution d’axe Y. Les lames conductrices sont dans ce cas disposées l’une au-dessus de l’autre axialement. Selon un troisième mode de réalisation, les deux pistes conductrices sont disposées parallèlement sur une même face radiale d’un circuit imprimé d’un anneau de distribution d’axe Y. Les deux lames sont alors de longueur différente pour être en contact chacune avec une des deux pistes conductrices, disposées à des distances différentes du pivot de l’aube. Selon une variante, le circuit imprimé de l’anneau de distribution présente des portions planes. Le circuit imprimé de l’anneau de distribution, dont la forme d’ensemble est annulaire, peut présenter des portions planes sur lesquelles les pistes électriques circulaires sont disposées. En section, il peut avoir une forme polygonale régulière avec au moins autant de faces que d’aubes, chaque face étant perpendiculaire à la direction radiale du pivot de l’aube correspondante. Avantageusement, la deuxième extrémité de chaque paire de lames conductrices est reliée à la résistance électrique par l’intermédiaire d’un premier plot conducteur en contact avec un second plot conducteur disposé sur le pivot de l’aube. Les premiers plots pourront être disposés l’un à côté de l’autre circonférentiellement ou axialement, les seconds plots étant placés en vis-à-vis des premiers plots. Un autre aspect de l’invention concerne une turbomachine comprenant un dispositif de dégivrage de chaque aube avec au moins une des caractéristiques précédentes. Avantageusement, l’alimentation électrique est commune à au moins deux aubes. La turbomachine peut comprendre plus de quatre aubes, et connecter chaque aube individuellement serait d’autant plus complexe que le nombre d’aubes est important. Réduire le nombre de connexions est donc souhaitable. Avantageusement, quand au moins deux dispositifs de dégivrage sont alimentés par une alimentation commune, les pistes conductrices sont mises en parallèle. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. est une vue partielle d’une turbomachine, est un détail d’un dispositif de dégivrage selon l’invention appliqué à plusieurs aubes, est une vue éclatée en coupe d’un dispositif selon l’invention au niveau d’une aube, est une vue en perspective d’un dispositif selon l’invention, est une vue radiale d’un deuxième mode de réalisation, est une vue axiale d’un deuxième mode de réalisation, est une vue radiale d’une variante de l’invention, est une vue radiale d’un troisième mode de réalisation, est une vue axiale d’un troisième mode de réalisation, est une vue en perspective depuis l’arrière du dispositif de la , de l’anneau de distribution. DESCRIPTION DETAILLEE Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. On peut voir à la une turbomachine 1 d’axe Y avec des aubes 2 mobiles en rotation fixées sur un carter 10 et actionnées par des leviers de commande 3. Chaque levier de commande 3 a un axe de rotation X radial confondu avec l’axe de rotation de l’aube 2 et un bras 30 relié à un anneau de commande 11. L’anneau de commande 11 actionne les bras 3 et permet de commander la rotation de chaque aube 2. Chaque aube 2 comprend un pivot 20 d’axe X coopérant avec le levier de commande 3. Dans cet exemple, le pivot 20 a une forme circulaire avec deux cotés plats 201 s’emboitant dans un évidement 31 correspondant du levier de commande 3, d’autres formes sont possibles comme un carré, un rectangle ou un triangle. Le levier de commande 3 est associé à deux lames 32 disposées du côté opposé au bras 30 par rapport à l’axe radial X. Ces deux lames 32 sont chacune en contact avec une piste conductrice circulaire 4 reliées à une alimentation électrique 6. La piste conductrice 4 est circulaire pour suivre la trajectoire de l’extrémité de chaque lame 32 lors du mouvement du levier de commande 3. Ces deux lames 32 sont reliées chacune à un premier plot conducteur 33 débouchant dans l’évidement 31 du levier de commande 3. Le pivot 20 comprend deux seconds plots conducteurs 200 qui sont placés en face des premiers plots conducteurs 33 et permettent de relier l’alimentation électrique 6 à une résistance électrique 60 permettant le réchauffage de l’aube 2. Dans le premier mode de réalisation illustré figures 2 et 3, les deux lames 32 sont placées respectivement en vis à vis de deux surfaces radiales 50 et 51 opposées d’un circuit imprimé 55 d’un anneau de distribution 5. Les deux premiers et seconds plots conducteurs 33 et 200 sont superposés suivant l’axe X. Dans cet exemple, les pistes conductrices 4 sont disposées sur une matière isolante du circuit imprimé 55 et forment un segment individuel enfiché radialement dans un anneau de distribution 5 depuis l’extérieur de l’anneau. Cet anneau a une fonction structurale de support du ou des circuits imprimés 55 et n’est pas nécessairement en matière isolante puisqu’il n’est pas en contact avec les pistes conductrices des circuits imprimés 55. Selon un autre mode de réalisation, au lieu de segments individuels, les circuits imprimés 55 peuvent être réalisés en un seul circuit imprimé annulaire comprenant les pistes conductrices 4 pour le dégivrage de plusieurs aubes, les lames conductrices 32 étant également destinées à être connectées aux pistes conductrices 4. Ce circuit imprimé annulaire peut être prévu pour être enfiché axialement dans l’anneau de distribution 5, par exemple depuis l’arrière de l’anneau alors que les leviers de commande 3 et les paires de lames conductrices 32 associées sont déjà installés. L’insertion du circuit imprimé dans le support adapté constitué par l’anneau de distribution 5 permet de mettre en contact les pistes conductrices 4 avec les lames flexibles 32. Dans le cas d’une alimentation électrique commune à toutes les aubes, des liaisons entre les différentes pistes conductrices 4 sont mises en parallèle électriquement. Si on veut seulement certaines aubes connectées, les liaisons peuvent se faire par des pistes conductrices spécifiques prévues sur la piste annulaire. En variante, le circuit imprimé annulaire peut avoir une fonction structurale et donc former l’anneau de distribution sans nécessiter un anneau structural spécifique. Dans cet exemple du premier mode de réalisation, deux caches de protection 52 couvrent les pistes conductrices 4 et les lames 32 de chaque côté du circuit imprimé 55 de l’anneau de distribution 5, comme visible . Pour le deuxième mode de réalisation illustré aux figures 5 et 6, les deux pistes 40 et 41 et les deux lames 320 et 321 sont placées sur une même surface radiale 50 ou 51 du circuit imprimé 55 de l’anneau de distribution 5. Dans ce mode de réalisation, les deux pistes 40 et 41 sont parallèles et disposées en arc de cercle, tandis que les deux lames 320 et 321 sont de longueur différente et décalées l’une par rapport à l’autre. Ici, la première lame 320 est plus courte pour suivre la première piste 40, et la deuxième lame 321 est plus longue pour suivre la deuxième piste 41. On peut voir sur la que la deuxième lame 321 passe au-dessus de la première piste 40 sans la toucher. Des liaisons 44 entre les différentes pistes conductrices 4 peuvent être mises en parallèle électriquement pour une alimentation électrique commune à plusieurs aubes. Dans une variante visible , les circuits imprimés de l’anneau de distribution 5 ne forment pas un cercle parfaitement circulaire, mais présentent conjointement une forme polygonale régulière avec autant de portions droites que d’aubes 2. Dans tous les exemples, les lames 32 ont une fonction ressort afin de rester en contact avec la piste électrique. D’un côté, les extrémités des lames 32 viennent pincer la piste électrique 4 par leur fonction ressort via des troisièmes plots conducteurs 324. Ces plots suivent le mouvement circulaire du levier de commande 3 et restent en contact avec la piste 4 grâce à la fonction ressort des lames 32. Dans le troisième mode de réalisation illustré figures 8 et 9, les deux pistes 42 et 43 sont placées parallèlement sur une surface axiale 53 de l’anneau de distribution 5 qui présente à cet endroit une surface en arc de cercle 530. Les lames 322 et 323 sont superposées selon l’axe X et chacune en contact avec une des deux pistes 42, 43. Les deux lames 322 et 323 ont une forme en S avec un effet ressort dans une direction radiale par rapport à l’axe X de l’aube 2, c’est-à-dire l’axe du levier 3 auquel les deux lames sont associées, de façon à ce qu’elles restent toujours en contact avec leur piste respective. Concernant le premier mode de réalisation et une solution possible d’alimentation électrique des pistes conductrices 4, on peut voir à la que les circuits imprimés 55 sont insérés radialement dans des ouvertures 56 de l’anneau de distribution 5 qui sont de forme complémentaire auxdits circuits imprimés 55. L’alimentation électrique 6 avec chaque circuits imprimés se fait par des orifices 57 reliant l’ouverture 56 et la face axiale arrière 58 de l’anneau de distribution 5. Des contacts 550, sous forme de plot, sont prévus sur le circuit imprimé 55 en face de chaque orifice 27 et permettent la connexion des pistes électriques 4 avec l’alimentation électrique 6. La puissance électrique transmise aux aubes pourra être comprise entre 0,2 kW et 500 kW. Le nombre d’aubes par étages de la turbomachine pourra être compris entre 4 et 160. L’angle de rotation total des aubes mobiles compris entre 10° et 90° Il est possible de relier directement les lames conductrices 32 au pivot 20 de l’aube 2 en supprimant les premier et deuxième plots connecteurs 33 et 200. Cette alternative oblige à mettre des éléments conducteurs sur ce pivot. Toutes autres solutions de connexions électriques connues de l’homme du métier peuvent être utilisées sans sortir du cadre de la présente invention. Dispositif de dégivrage d’une aube d’une turbomachine (1) d’axe Y, comprenant une aube (2) mobile en rotation autour d’un pivot (20) d’axe radial X et comprenant une résistance électrique (60), une alimentation électrique (6) connectée à la résistance électrique (60), un levier de commande (3) de l’aube (2) relié à un anneau de commande (11), le dispositif est caractérisé en ce que le levier de commande (3) est associé à une paire de lames conductrices (32, 320, 321, 322, 323) solidaires en rotation du levier et situées du côté opposé à l’anneau de commande (11) par rapport à l’axe radial X et que chaque lame conductrice (32, 320, 321, 322, 323) comprend une première extrémité en contact avec une piste conductrice (4, 40, 41, 42, 43) circulaire reliée à l’alimentation électrique (6) et comprend une deuxième extrémité reliée à la résistance électrique (60) Dispositif de dégivrage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les lames conductrices (32, 320, 321, 322, 323) sont flexibles et sont en appui par effet ressort sur chaque piste conductrice (4, 40, 41, 42, 43) circulaire. Dispositif de dégivrage selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque piste conductrice (4, 40, 41, 42, 43) est couverte par un cache de protection (52). Dispositif de dégivrage selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que les deux pistes conductrices (4) sont disposées respectivement sur deux faces radiales opposées (50, 51) d’un circuit imprimé (55) d’un anneau de distribution (5) d’axe Y. Dispositif de dégivrage selon une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les deux pistes conductrices (4, 42, 43) sont disposées parallèlement sur une même face axiale (53) en arc de cercle d’un circuit imprimé (55) d’un anneau de distribution (5) d’axe Y. Dispositif de dégivrage selon une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les deux pistes conductrices (4, 40, 41) sont disposées parallèlement sur une même face radiale (51, 52) d’un circuit imprimé (55) d’un anneau de distribution (5) d’axe Y. Dispositif de dégivrage selon une des revendications 4 à 6 caractérisé en ce que le circuit imprimé (55) de l’anneau de distribution (5) présente des portions planes Dispositif de dégivrage selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que la deuxième extrémité de chaque paire de lames conductrices 32, 320, 321, 322, 323) est reliée à la résistance électrique (60) par l’intermédiaire d’un premier plot conducteur (33) en contact avec un second plot conducteur (200) disposé sur le pivot (20) de l’aube (2). Turbomachine (1) comprenant un dispositif de dégivrage de chaque aube (2) selon une des revendications précédentes. Turbomachine (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l’alimentation électrique (6) est commune à au moins deux aubes (2). Turbomachine (1) selon une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que les pistes conductrices (40, 41; 42, 43) sont mises en parallèle.