TITRE : Dispositif de décharge électrique pour turbomachine

Domaine technique de l’invention

L’invention concerne un dispositif de décharge électrique et un procédé de décharge électrique d’au moins une pièce de turbomachine.

Etat de la technique antérieure

La figure 1 illustre une turbomachine 1 de l’art antérieur, en particulier un turboréacteur à double flux. Celui-ci comporte, d'amont en aval dans le sens de l'écoulement des gaz, une soufflante 2, un ou plusieurs étages de compresseur, par exemple un compresseur basse pression 3 et un compresseur haute pression 4, une chambre de combustion 5, un ou plusieurs étages de turbine, par exemple une turbine haute pression 6 et une turbine basse pression 7, et une tuyère 8 d'échappement des gaz. Le compresseur basse pression 3, le compresseur haute pression 4, la chambre de combustion 5, la turbine haute pression 6 et la turbine basse pression 7 sont disposés au niveau d’une veine 9 dite primaire. L’air issu de la soufflante 2 alimente la veine primaire 9 et une veine 10 dite secondaire, entourant la veine primaire 9.

La tuyère d’échappement des gaz comporte une partie aval 11 appelée cône d’éjection ou plug, qui est traditionnellement réalisé en métal. En vol, des charges électrostatiques peuvent être collectées au niveau du cône d’éjection 11 , ces charges étant dirigées vers d’autres parties de la turbomachine 1 , puis vers la masse, du fait du caractère électriquement conducteur du cône 11 et de sa liaison électrique avec des éléments environnants.

Le cône d’éjection 11 , tout comme d’autres types de pièces, sont de plus en plus réalisées en matériau composite isolant, par exemple en matériau composite à matrice céramique. De ce fait, les charges électrostatiques peuvent s’accumuler au niveau de ces pièces sans qu’elles ne soient évacuées vers la masse. Il existe alors un risque d’électrisation pour un opérateur qui toucherait directement ou indirectement une telle pièce chargée électriquement.

On connaît des brosses métalliques qui sont reliées à la masse et servent à balayer la surface extérieure du cône d’éjection pour la décharger électriquement.

Cependant, ces brosses nécessitent une manutention par un opérateur de façon précise et qui peut durer un certain temps. En outre, ces brosses ne suffisent pas à décharger l’intégralité de la surface d’une pièce.

Le présent document vise à remédier à ces inconvénients. Résumé de l’invention

Le présent document propose un dispositif de décharge électrique d’une partie d’une turbomachine, ledit dispositif comprenant un fourreau apte à recevoir ladite partie de turbomachine et au moins un bras de manutention monté sur ledit fourreau, dans lequel le dispositif comprend une grille électriquement conductrice déformable apte à couvrir au moins une partie de ladite partie de turbomachine et qui s’étend dans un plan transversal dudit fourreau de sorte à couvrir une surface transversale interne du fourreau, ladite grille électriquement conductrice étant reliée à un câble électrique destiné à être branché à une masse.

La grille électriquement conductrice permet de récupérer les charges électrostatiques accumulées au niveau du cône d’éjection et/ou du fourreau. Ces charges électrostatiques sont dispersées par le câble électrique lorsqu’il est branché à la masse.

Le fourreau peut être muni de deux bras de manutention. Lesdits bras de manutention peuvent être montés de façon amovible sur le fourreau. Par exemple, le fourreau peut comprendre au moins un logement configuré pour recevoir un bras de manutention. En particulier, les bras de manutention peuvent être montés sur le fourreau lors de la maintenance de la turbomachine.

Selon un mode de réalisation, la grille électriquement conductrice peut être réalisée dans un matériau présentant une conductivité électrique supérieure à 6.104 S/m.

La grille électriquement conductrice peut être réalisée en un matériau à base de carbone ou d’un métal, tel que le cuivre, l’aluminium, l’acier ou le bronze.

Selon un autre mode de réalisation, la grille électriquement conductrice peut couvrir une ouverture radiale du fourreau. Par exemple, ladite ouverture radiale peut être à une extrémité longitudinale du fourreau.

La grille électriquement conductrice peut être en contact avec la surface externe de la partie de turbomachine.

Le fourreau peut être en textile ou en élastomère. Le fourreau peut être déformable, de sorte à épouser la forme de la partie de la turbomachine, en particulier de la surface externe de ladite partie de turbomachine. Le fourreau peut être annulaire.

La grille électriquement conductrice peut comprendre un maillage avec des mailles ayant un diamètre entre 2 et 20 mm. Les mailles de la grille électriquement conductrice peuvent avoir une forme circulaire, carrée, rectangulaire, etc.

Selon un mode de réalisation, ledit au moins un bras de manutention peut comporter une zone de préhension électriquement isolante. Le dispositif peut comporter des moyens de mesure du potentiel électrique de la grille électriquement conductrice par rapport à la masse. De tels moyens de mesure peuvent comprendre un galvanomètre ou un ampèremètre.

Le cône d’éjection peut comprendre une partie aval conique et une partie amont annulaire. Cette partie amont annulaire peut comprendre un module de caisson acoustique.

Le fourreau peut avoir une forme adaptée à la partie aval conique du cône d’éjection.

La grille électriquement conductrice peut être reliée électriquement à la paroi du fourreau.

Le présent document concerne encore un ensemble comportant un cône de turbomachine et un dispositif tel que précité, dans lequel le fourreau du dispositif est monté autour d’une partie dudit cône d’éjection de ladite turbomachine.

La partie du cône d’éjection peut être réalisée, au moins en partie, en matériau composite à matrice céramique, par exemple à base d’oxyde-oxyde.

Le présent document concerne encore un procédé de décharge électrique d’au moins une pièce de turbomachine, caractérisé en ce qu’il consiste à enfiler le fourreau d’un dispositif tel que précité, sur une surface de ladite pièce, et à brancher le câble électrique à la masse.

Brève description des figures

[Fig. 1] représente une demie-vue en coupe axiale d’une turbomachine de l’art antérieur, [Fig. 2] représente une vue en perspective un premier exemple d’un dispositif de décharge électrique selon le présent document,

[Fig. 3] représente une vue en perspective un second exemple d’un dispositif de décharge électrique selon le présent document,

Description détaillée de l’invention

La figure 2 illustre un dispositif 100 de décharge électrique selon un premier exemple de réalisation. Le dispositif 100 comprend un fourreau 102 formant une enveloppe déformable apte à épouser la surface externe d’une partie amont d’un cône d’éjection de turbomachine. Le fourreau 102 peut être en textile ou en élastomère.

Deux encoches 104 sont prévues sur des côtés opposés du fourreau 102 et qui sont configurées pour recevoir des bras de manutention 106.

Le fourreau 102 comprend une partie 103, du côté de l’extrémité amont du fourreau 102, ayant un diamètre réduit qui permet de maintenir le fourreau 102 serré contre la partie amont du cône d’éjection.

Les bras de manutention 106 peuvent être montées et démontées des encoches 104 selon le besoin. Chaque bras de manutention 106 comprend une zone de préhension électriquement isolante 108, par exemple réalisé en élastomère. Les bras de manutention 106 peuvent être métalliques et au moins une partie des bras de manutention est revêtue d’une couche isolante par exemple en élastomère. Alternativement, les bras de manutention 106 peuvent être réalisés dans un matériau isolant rigide par exemple en thermoplastique. Le cône d’éjection est réalisé en matériau composite isolant, par exemple en matériau composite à matrice céramique. De ce fait, des charges électrostatiques peuvent s’accumuler au niveau du cône d’éjection. Pour éviter tout risque d’électrisation de l’opérateur du cône d’éjection, le dispositif 100 est muni d’une grille 110 électriquement conductrice reliée à une masse électrique 114. La grille 110 est reliée au fourreau 102, par exemple la grille peut être collée, agrafée ou soudée à une des extrémités longitudinales du fourreau 102. La grille 110 s’étend dans un plan transversal du fourreau 102 de sorte à couvrir l’ouverture radiale du fourreau 102.

La grille 110 peut être reliée électriquement au fourreau 102.

La grille 110 se déforme de sorte à épouser une partie de la surface externe de la partie amont du cône d’éjection. Ainsi, la grille 110 est en contact avec la surface externe de la partie amont du cône d’éjection.

La grille 110 peut être réalisée en un matériau à base de carbone ou d’un métal, tel que le cuivre, l’aluminium, l’acier ou le bronze et de préférence dans un matériau présentant une conductivité électrique supérieure à 6.104 S/m.

La grille 110 comprend des mailles sensiblement carrées ayant une largeur entre 2 et 20 mm.

La grille 110 est reliée par un câble électrique 112 à la masse électrique 114 pour disperser les charges électrostatiques récupérées par la grille 110.

Le dispositif 100 comprend en outre un moyen de mesure 116 du potentiel électrique de la grille 110 par rapport à la masse électrique 114. Le moyen de mesure 116 peut être tout type de moyens de mesure appropriés, comme un galvanomètre ou un ampèremètre.

Le dispositif 100 peut être monté sur le cône d’éjection lors de la maintenance de la turbomachine ou lors de son fonctionnement durant des vols d’essais afin d’établir la sensibilité du matériau du cône d’éjection aux conditions environnementales, et d’établir le réel besoin de décharges électrostatiques.

La figure 3 illustre un dispositif 200 de décharge électrique selon un second exemple de réalisation, similaire au dispositif 100. Le dispositif 200, à la différence du dispositif 100, comprend un fourreau 202 ayant la forme de la partie aval du cône d’éjection dite « rear plug » en anglais.