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BE1023825B1 - TEST BENCH FOR AXIAL TURBOMACHINE WITH HORIZONTAL WIND TURBINE - Google Patents

TEST BENCH FOR AXIAL TURBOMACHINE WITH HORIZONTAL WIND TURBINE Download PDF

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BE1023825B1
BE1023825B1 BE2016/5085A BE201605085A BE1023825B1 BE 1023825 B1 BE1023825 B1 BE 1023825B1 BE 2016/5085 A BE2016/5085 A BE 2016/5085A BE 201605085 A BE201605085 A BE 201605085A BE 1023825 B1 BE1023825 B1 BE 1023825B1
Authority
BE
Belgium
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blade
wind turbine
bench
turbomachine
test
Prior art date
Application number
BE2016/5085A
Other languages
French (fr)
Other versions
BE1023825A1 (en
Inventor
Quac-Hung TRAN
Original Assignee
Safran Aero Boosters S.A.
Techspace Aero S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aero Boosters S.A., Techspace Aero S.A. filed Critical Safran Aero Boosters S.A.
Priority to BE2016/5085A priority Critical patent/BE1023825B1/en
Publication of BE1023825A1 publication Critical patent/BE1023825A1/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1023825B1 publication Critical patent/BE1023825B1/en

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/14Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/60Application making use of surplus or waste energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/12Testing on a test bench

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

L’invention a trait à un banc d'essai pour turbomachine axiale, notamment pour turboréacteur d’avion, comprenant : un canal vertical d’entrée, un canal vertical de sortie reliés entre eux par un passage contenant la turbomachine ; au moins une éolienne de récupération d’énergie du flux (14) entrainée par la turbomachine ; l’éolienne comprenant un axe de rotation (42) et plusieurs pales (30), chaque pale (30) comprenant des profils aérodynamiques (34) avec des cordes (40). Au moins une pale (30) comprend une corde (40) inclinée selon un angle α par rapport à l’axe de rotation (42) de l’éolienne, ledit angle α étant compris entre 64° et 81° et permet une récupération d’énergie sans perturber significativement les conditions de test. L’invention a également trait à un procédé de récupération d’énergie d’un tel banc d’essai.The invention relates to a test stand for an axial turbomachine, in particular for an airplane turbojet engine, comprising: a vertical inlet channel, a vertical outlet channel interconnected by a passage containing the turbomachine; at least one energy recovery wind turbine (14) driven by the turbomachine; the wind turbine comprising an axis of rotation (42) and several blades (30), each blade (30) comprising aerodynamic profiles (34) with ropes (40). At least one blade (30) comprises a rope (40) inclined at an angle α with respect to the axis of rotation (42) of the wind turbine, said angle α being between 64 ° and 81 ° and allows a recovery of without significantly disturbing the test conditions. The invention also relates to a method for recovering energy from such a test bench.

Description

BANC D’ESSAI POUR TURBOMACHINE AXIALE AVEC EOLIENNE HORIZONTALETEST BENCH FOR AXIAL TURBOMACHINE WITH HORIZONTAL WIND TURBINE

Domaine technique L’invention a trait à un banc d’essai pour turbomachine. Plus particulièrement l’invention a trait à un banc d’essai pour turbomachine configuré pour la récupération d’énergie générée lors d’un essai.Technical Field The invention relates to a test stand for a turbomachine. More particularly, the invention relates to a turbomachine test stand configured for energy recovery generated during a test.

Le document de brevet WO 2012/171105 A1 divulgue un banc d’essai pour turbomachine comprenant un système de valorisation d’énergie. Le système récupère l’énergie cinétique d’un mélange de gaz de combustion et d’air se déplaçant dans le banc d’essai et transforme cette énergie cinétique en électricité au moyen d’une éolienne. La turbomachine est située dans une chambre d’essai et l’éolienne est située dans un tube en aval de la chambre d’essai. Le tube est couramment appelé « tube collecteur » en ce qu’il collecte les gaz de combustion sortant de la turbomachine. La vitesse élevée des gaz de combustion dans le tube permet d’aspirer un minimum d’air ambiant autour de la turbomachine de manière à satisfaire les conditions d’essai requises en termes de flux d’air minimal dans la chambre d’essai. Le tube collecteur joue en quelque sorte un rôle de pompe du mélange gazeux en vue de son expulsion, il évite également des inversions localisées de l’écoulement en aval de la turbomachine. Le tube collecteur peut en particulier être configuré pour absorber les ondes sonores en aval de la turbomachine. L’éolienne comprend des pales à pas variable pour s’adapter aux différentes vitesses de flux du mélange gazeux atteintes selon la taille des turbomachines testées ; elle est connectée à un alternateur/générateur pour convertir l’énergie mécanique du flux d’air (énergie cinétique) en électricité. Cet enseignement est intéressant en ce que l’éolienne positionnée dans le tube collecteur reçoit un flux de mélange de gaz sensiblement laminaire. Par ailleurs, le tube limite la taille de l’éolienne. L’enseignement se limite cependant aux essais de turbomachines pour lesquelles la vitesse et la pression des gaz d’échappements, modifiés par la présence de l’éolienne dans le tube, garantissent toujours le minimum d’aspiration d’air ambiant de la chambre d’essai nécessaire pour l’essai. Par ailleurs, la position de l’éolienne dans le tube recevant un mélange gazeux de produits de combustion à haute température impose des contraintes de fonctionnement à l’éolienne qui en augmentent le coût. Qui plus est, la présence d’une éolienne perturbe l’écoulement du flux au travers du banc d’essai ; si bien que les conditions de test sont perturbées. Le mode de fonctionnement de la turbomachine est influencé, et les mesures récoltées lors des essais ne correspondent plus aux conditions réelles de fonctionnement. Dès lors, les résultats de tests sont faussés.Patent document WO 2012/171105 A1 discloses a test bench for a turbomachine comprising an energy recovery system. The system recovers the kinetic energy of a mixture of combustion gases and air moving in the test stand and converts this kinetic energy into electricity by means of a wind turbine. The turbomachine is located in a test chamber and the wind turbine is located in a tube downstream of the test chamber. The tube is commonly called "collector tube" in that it collects the combustion gases leaving the turbomachine. The high velocity of the combustion gases in the tube makes it possible to draw a minimum of ambient air around the turbomachine so as to satisfy the test conditions required in terms of the minimum air flow in the test chamber. The collector tube acts as a kind of pump of the gas mixture with a view to its expulsion, it also avoids localized inversions of the flow downstream of the turbomachine. The collecting tube may in particular be configured to absorb the sound waves downstream of the turbomachine. The wind turbine comprises blades with variable pitch to adapt to the different flow rates of the gas mixture reached depending on the size of the turbomachines tested; it is connected to an alternator / generator to convert the mechanical energy of the air flow (kinetic energy) into electricity. This teaching is interesting in that the wind turbine positioned in the collector tube receives a substantially laminar gas mixture flow. In addition, the tube limits the size of the wind turbine. However, the teaching is limited to turbine engine tests for which the speed and pressure of the exhaust gases, modified by the presence of the wind turbine in the tube, always guarantee the minimum ambient air suction of the chamber. necessary test for the test. Furthermore, the position of the wind turbine in the tube receiving a gas mixture of high temperature combustion products imposes operating constraints on the wind turbine which increases the cost. Moreover, the presence of a wind turbine disrupts flow flow through the test bench; so that the test conditions are disturbed. The operating mode of the turbomachine is influenced, and the measurements collected during the tests no longer correspond to the actual operating conditions. As a result, the test results are distorted.

Problème technique L’invention a pour objectif de proposer une solution de banc d’essai pour turbomachine palliant au moins un inconvénient de l’état de l’art. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de limiter l’influence de la récupération d’énergie pendant un test de turbomachine sur un banc d’essai. L’invention a également pour objectif de fournir une solution de banc robuste et fiable.TECHNICAL PROBLEM The invention aims to propose a turbomachine test bench solution that overcomes at least one disadvantage of the state of the art. More particularly, the invention aims to limit the influence of energy recovery during a turbomachine test on a test bench. The invention also aims to provide a robust and reliable bench solution.

Solution technique L’invention a pour objet un banc d’essai pour turbomachine apte à entraîner un flux d’air, notamment pour turboréacteur, le banc d’essai comprenant : une entrée ; une sortie; un passage reliant l’entrée à la sortie, et destiné à recevoir la turbomachine lors d’un essai ; au moins une éolienne de récupération d’énergie du flux d’air de la turbomachine, l’éolienne comprenant un axe de rotation et plusieurs pales, chaque pale comprenant des profils aérodynamiques avec des cordes; remarquable en ce qu’au moins une pale comprend une corde inclinée selon un angle a par rapport à l’axe de rotation, ledit angle a étant compris entre 50° et 85°.TECHNICAL SOLUTION The subject of the invention is a test bench for a turbomachine capable of driving a flow of air, in particular for a turbojet engine, the test bench comprising: an inlet; output; a passage connecting the inlet to the outlet, and intended to receive the turbomachine during a test; at least one turbine for energy recovery from the air flow of the turbomachine, the wind turbine comprising an axis of rotation and several blades, each blade comprising aerodynamic profiles with ropes; remarkable in that at least one blade comprises a rope inclined at an angle with respect to the axis of rotation, said angle a being between 50 ° and 85 °.

Selon un mode avantageux de l’invention, au moins une ou pour chaque pale, la majorité ou la totalité des cordes sont inclinées par rapport à l’axe de rotation d’un angle a compris entre 64° et 81 °.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one or for each blade, the majority or all of the ropes are inclined relative to the axis of rotation of an angle α between 64 ° and 81 °.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’angle a est communément appelé angle de calage.According to an advantageous embodiment of the invention, the angle a is commonly called wedging angle.

Selon un mode avantageux de l’invention, pour au moins une ou pour chaque pale, l’angle a est compris entre 75°et 85° en tête de pale et/ou pour au moins une ou pour chaque pale, l’angle a est compris entre 60° et 70° en pied de pale.According to an advantageous embodiment of the invention, for at least one or for each blade, the angle a is between 75 ° and 85 ° at the blade head and / or for at least one or for each blade, the angle a is between 60 ° and 70 ° at the bottom of the blade.

Selon un mode avantageux de l’invention, au moins une ou chaque pale est conçue de sorte à compenser, au moins partiellement, la déformation de la pale en raison de la différence de pression, de la gravité, et de la force centrifuge, éventuellement une projection de gouttelettes d’eau, ou n’importe quelles combinaisons de ceux-ci.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one or each blade is designed so as to compensate, at least partially, the deformation of the blade due to the pressure difference, the gravity, and the centrifugal force, possibly a projection of water droplets, or any combinations thereof.

Selon un mode avantageux de l’invention, au moins une ou chaque pale comporte un bord d’attaque et/ou un bord de fuite en forme d’hyperbole.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one or each blade has a leading edge and / or a trailing edge in the form of a hyperbola.

Selon un mode avantageux de l’invention, au moins une ou chaque pale présente un bord d’attaque généralement droit, ledit bord étant enveloppé dans un cylindre de rayon inférieur ou égal à 30 cm, ou 20 cm ou 10 cm.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one or each blade has a generally straight leading edge, said edge being wrapped in a cylinder of radius less than or equal to 30 cm, or 20 cm or 10 cm.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’axe de rotation de l’éolienne est vertical, et éventuellement perpendiculaire à l’axe de rotation de la turbomachine.According to an advantageous embodiment of the invention, the axis of rotation of the wind turbine is vertical, and possibly perpendicular to the axis of rotation of the turbomachine.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’éolienne est apte à produire une puissance électrique comprise entre 0,5 MW et 5MW, le banc d’essai comprenant éventuellement un dispositif de projection de gouttelettes d’eau entre l’entrée et la sortie.According to an advantageous embodiment of the invention, the wind turbine is capable of producing an electrical power of between 0.5 MW and 5MW, the test bench optionally comprising a device for projecting water droplets between the inlet and the outlet. exit.

Selon un mode avantageux de l’invention, la longueur d’au moins une ou de chaque pale est comprise entre 150 cm et 600 cm, ou entre 200 cm et 500 cm, ou entre 250 cm et 400 cm.According to an advantageous embodiment of the invention, the length of at least one or each blade is between 150 cm and 600 cm, or between 200 cm and 500 cm, or between 250 cm and 400 cm.

Selon un mode avantageux de l’invention, au moins une ou chaque pale présente un profil en pied de pale dont la longueur est supérieure au double de la longueur en tête de pale, et/ou au moins une ou chaque pale présente un profil en pied de pale dont l’épaisseur est supérieure au double de l’épaisseur en tête de pale.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one or each blade has a blade root profile whose length is greater than twice the length at the blade head, and / or at least one or each blade has a profile in foot of blade whose thickness is greater than twice the thickness at the top of the blade.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’éolienne comprend un moyeu auquel les pales sont fixées, le diamètre du moyeu est supérieur ou égal à 10%, ou à 25%, ou à la majorité de la longueur de chaque pale.According to an advantageous embodiment of the invention, the wind turbine comprises a hub to which the blades are fixed, the diameter of the hub is greater than or equal to 10%, or 25%, or the majority of the length of each blade.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’éolienne s’étend sur la majorité de la largeur du passage, par exemple sur la majorité de la largeur du tunnel et/ou de la chambre, et/ou de la cheminée.According to an advantageous embodiment of the invention, the wind turbine extends over most of the width of the passage, for example over the majority of the width of the tunnel and / or the chamber, and / or the chimney.

Selon un mode avantageux de l’invention, la pale est fixée au rotor par une fixation de type queue d’aronde et/ou via une plateforme de fixation.According to an advantageous embodiment of the invention, the blade is fixed to the rotor by a dovetail-type fastener and / or via a fastening platform.

Selon un mode avantageux de l’invention, la compensation est de 10% à 50%, éventuellement 15% à 20% de la déformation axiale et/ou radiale.According to an advantageous embodiment of the invention, the compensation is from 10% to 50%, possibly 15% to 20% of the axial and / or radial deformation.

Selon un mode avantageux de l’invention, au moins une ou chaque pale comprend des longueurs de cordes décroissantes, éventuellement de manière monotone ou continue, du rotor vers l’extérieur de l’éolienne.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one or each blade comprises decreasing string lengths, possibly monotonically or continuously, from the rotor towards the outside of the wind turbine.

Selon un mode avantageux de l’invention, au moins une ou chaque pale comprend une variation d’épaisseur décroissante, éventuellement de manière monotone ou continue, du rotor vers l’extérieur de l’éolienne.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one or each blade comprises a decreasing thickness variation, possibly monotonically or continuously, of the rotor towards the outside of the wind turbine.

Selon un mode avantageux de l’invention, le turboréacteur est un turboréacteur d’avion.According to an advantageous embodiment of the invention, the turbojet engine is an airplane turbojet engine.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’éolienne est une première éolienne, le banc d’essai comportant en outre une deuxième éolienne, au moins une ou chaque éolienne comprend un axe de rotation vertical.According to an advantageous embodiment of the invention, the wind turbine is a first wind turbine, the test bench further comprising a second wind turbine, at least one or each wind turbine comprises a vertical axis of rotation.

Selon un mode avantageux de l’invention, le passage comprend un couloir destiné à accueillir la turbomachine, le couloir étant éventuellement droit, l’éolienne étant à distance dudit couloir.According to an advantageous embodiment of the invention, the passage comprises a corridor intended to accommodate the turbomachine, the corridor possibly being straight, the wind turbine being at a distance from said corridor.

Selon un mode avantageux de l’invention, le rotor comprend un moyeu avec une pluralité de rainures s’étendant axialement sur sa périphérie et espacés circonférentiellement.According to an advantageous embodiment of the invention, the rotor comprises a hub with a plurality of grooves extending axially on its periphery and spaced circumferentially.

Selon un mode avantageux de l’invention, le pied de pale est fixé dans une gorge du rotor par des moyens de blocage, préférentiellement au moyen de vis de fixation et de rondelles.According to an advantageous embodiment of the invention, the blade root is fixed in a groove of the rotor by locking means, preferably by means of fixing screws and washers.

Selon un mode avantageux de l’invention, le banc d’essai comprend au moins un dispositif de projection de gouttelettes d’eau en amont de l’éolienne ou d’une des éoliennes.According to an advantageous embodiment of the invention, the test rig comprises at least one device for projecting water droplets upstream of the wind turbine or one of the wind turbines.

Selon un mode avantageux de l’invention, le ou au moins un des dispositifs de projection est disposé directement en amont de l’éolienne correspondante, préférentiellement à une distance de moins de 3m, plus préférentiellement moins de 1m, de ladite éolienne.According to an advantageous embodiment of the invention, the or at least one of the projection devices is disposed directly upstream of the corresponding wind turbine, preferably at a distance of less than 3m, more preferably less than 1m, from said wind turbine.

Selon un mode avantageux de l’invention, la section de l’entrée et/ou de la sortie, à hauteur de l’éolienne selon son axe de rotation, est comprise entre 2m2 et 200 m2, préférentiellement entre 40m2 et 70m2.According to an advantageous embodiment of the invention, the section of the inlet and / or outlet, at the height of the wind turbine along its axis of rotation, is between 2 m 2 and 200 m 2, preferably between 40 m 2 and 70 m 2.

Selon un mode avantageux de l’invention, le banc d’essai comprend une portion coudée reliant la cheminée verticale à la chambre, ledit coude comprenant des déflecteurs pour guider le flux d’air depuis une direction verticale vers une direction horizontale, la ou au moins une des éoliennes étant disposée à l’entrée dudit coude.According to an advantageous embodiment of the invention, the test bench comprises a bent portion connecting the vertical chimney to the chamber, said elbow comprising deflectors for guiding the flow of air from a vertical direction to a horizontal direction, the at least one of the wind turbines being disposed at the entrance of said elbow.

Selon un mode avantageux de l’invention, la ou au moins une des éoliennes comprend des systèmes de conversion de l’énergie mécanique en énergie électrique.According to an advantageous embodiment of the invention, the or at least one of the wind turbines comprises systems for converting mechanical energy into electrical energy.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’éolienne comporte de six à vingt pales, ou de huit à quinze pales, ou de neuf à douze pales, éventuellement dix pales.According to an advantageous embodiment of the invention, the wind turbine comprises from six to twenty blades, or from eight to fifteen blades, or from nine to twelve blades, possibly ten blades.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’entrée et/ou la sortie sont chacune formées par une cheminée, les cheminées étant reliées par le passage, l’éolienne étant disposée dans une cheminée.According to an advantageous embodiment of the invention, the inlet and / or outlet are each formed by a chimney, the chimneys being connected by the passage, the wind turbine being arranged in a chimney.

Selon un mode avantageux de l’invention, la pale est en matériau composite, éventuellement à fibres de carbone et/ou à matrice organique.According to an advantageous embodiment of the invention, the blade is made of composite material, possibly with carbon fibers and / or organic matrix.

Selon un mode avantageux de l’invention, pour au moins une ou pour chaque pale, la différence d’angle a entre le pied de pale et la tête de pale est comprise entre 20° et 30°.According to an advantageous embodiment of the invention, for at least one or for each blade, the angle difference α between the blade root and the blade head is between 20 ° and 30 °.

Selon un mode avantageux de l’invention, pour au moins une ou chaque pale, un ou chaque profil, présente une corde dont la longueur représente entre dix et quinze fois l’épaisseur dudit profil. L’invention a également pour objet un procédé de récupération d’énergie dans un banc d’essai pour turbomachine, notamment pour turboréacteur d’avion, l’éolienne comprenant des pales avec des profils aérodynamiques présentant des cordes, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) installation d’une turbomachine dans le banc d’essai; b) test de fonctionnement de la turbomachine en entraînant un flux d’air; c) récupération d’énergie du flux d’air; remarquable en ce qu’au moins une pale comprend une corde inclinée d’un angle a par rapport à l’axe de rotation de l’éolienne, ledit angle a étant compris entre 50 0 et 85°, le banc étant éventuellement conforme à l’invention.According to an advantageous embodiment of the invention, for at least one or each blade, one or each profile, has a rope whose length is between ten and fifteen times the thickness of said profile. The subject of the invention is also a method for recovering energy in a test bench for a turbomachine, in particular for an airplane turbojet engine, the wind turbine comprising blades with aerodynamic profiles having ropes, the method comprising the following steps a) installation of a turbomachine in the test stand; b) operating test of the turbomachine by driving a flow of air; c) energy recovery from the airflow; remarkable in that at least one blade comprises a rope inclined at an angle with respect to the axis of rotation of the wind turbine, said angle a being between 50 0 and 85 °, the bench possibly being in conformity with the 'invention.

Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que pendant l’étape c) récupération, la différence de pression entre l’amont et l’aval de l’éolienne est comprise entre 10 Pa et 1000 Pa, ou entre 50 Pa et 500 Pa, ou entre 80 Pa et 150 Pa.Process according to claim 12, characterized in that during step c) recovery, the pressure difference between the upstream and the downstream of the wind turbine is between 10 Pa and 1000 Pa, or between 50 Pa and 500 Pa or between 80 Pa and 150 Pa.

Procédé selon l’une des revendications 12 à 13, caractérisé en ce que pendant l’étape c) récupération, la vitesse du flux d’air traversant l’éolienne est comprise entre 10 m/s et 100 m/s, ou entre 20 m/s et 50 m/s, ou entre 25 m/s et 35 m/s.Process according to one of Claims 12 to 13, characterized in that during step c) recovery, the speed of the air flow passing through the wind turbine is between 10 m / s and 100 m / s, or between 20 and m / s and 50 m / s, or between 25 m / s and 35 m / s.

Procédé selon l’une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que pendant l’étape c) récupération, le banc d’essai récupère moins de 10%, ou de 6% ou de 3% ou 1 % de la puissance maximale de la turbomachine.Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that during step c) recovery, the test bench recovers less than 10%, or 6% or 3% or 1% of the maximum power of the turbomachine.

Selon un mode avantageux de l’invention, la turbomachine ; notamment le turboréacteur ; est apte à exercer une poussée d’au moins 50 kN, ou d’au moins 200 kN, ou d’au moins 500 kN.According to an advantageous embodiment of the invention, the turbomachine; in particular the turbojet engine; is capable of exerting a thrust of at least 50 kN, or at least 200 kN, or at least 500 kN.

Selon un mode avantageux de l’invention, pendant l’étape (b) test, la turbomachine génère un flux avec un débit massique d’air dans le passage compris entre 0,1kg/s et 3000kg/s, préférentiellement entre 200kg/s et 1200kg/s.According to an advantageous embodiment of the invention, during step (b) test, the turbomachine generates a flow with a mass flow rate of air in the passage between 0.1kg / s and 3000kg / s, preferably between 200kg / s and 1200kg / s.

Selon un mode avantageux de l’invention, la vitesse de rotation de la ou d’au moins une des éoliennes est comprise entre 50tr/min et 1000tr/min, préférentiellement entre 100tr/min et 500tr/min.According to an advantageous embodiment of the invention, the speed of rotation of the or at least one of the wind turbines is between 50tr / min and 1000tr / min, preferably between 100tr / min and 500tr / min.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’éolienne est placée en amont de la turbomachine et est configurée de sorte à pouvoir fonctionner avec une différence de pression de 100 Pa. L’invention a également pour objet une utilisation d’un rotor d’éolienne pour récupérer de l’énergie, le rotor présentant un axe de rotation et comportant une série de pales, chaque pale montrant des profils aérodynamiques avec des axes de corde ; caractérisé en ce qu’au moins un ou chaque axe de corde est incliné par rapport à l’axe de rotation d’un angle a compris entre 60° à 85°.According to an advantageous embodiment of the invention, the wind turbine is placed upstream of the turbomachine and is configured so as to be able to operate with a pressure difference of 100 Pa. The invention also relates to the use of a rotor of wind turbine for recovering energy, the rotor having an axis of rotation and having a series of blades, each blade showing aerodynamic profiles with chordal axes; characterized in that at least one or each chord axis is inclined with respect to the axis of rotation by an angle of between 60 ° to 85 °.

Avantages techniquesTechnical advantages

Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce que le banc d’essai pour turbomachine axiale est apte à récupérer en électricité l’énergie cinétique du flux d’air généré dans le banc par l’essai de modèles variés de turbomachines, sans perturber ni endommager le dispositif. En effet, l’éolienne positionnée dans un canal vertical à l’entrée ou à la sortie du banc d’essai est détachée des zones autour de la turbomachine, notamment en aval et en périphérie, zones dans lesquelles les vitesses de déplacement d’air sont élevées et leur modification critique à la qualité des conditions de l’essai. En outre, la vitesse de l’air dans les canaux verticaux est relativement plus faible que celle dans les zones autour de la turbomachine. Les éoliennes, configurées pour entrer en rotation dans de tels conditions de vitesse d’air, sont aptes à générer une puissance électrique adaptée tout en évitant la perturbation et/ou l’endommagement du dispositif grâce à l’inclinaison particulière des pales par rapport à l’axe de rotation du rotor. Par ailleurs, le flux d’air est sensiblement laminaire dans les canaux verticaux, ce qui est favorable au rendement de la récupération d’énergie.The measurements of the invention are interesting in that the test bench for axial turbomachine is able to recover in electricity the kinetic energy of the air flow generated in the bench by the testing of various models of turbomachines, without disturbing nor damage the device. Indeed, the wind turbine positioned in a vertical channel at the entrance or exit of the test stand is detached from the areas around the turbomachine, especially downstream and at the periphery, areas in which the air displacement velocities are high and their modification critical to the quality of the conditions of the test. In addition, the air velocity in the vertical channels is relatively lower than that in the areas around the turbomachine. The wind turbines, configured to rotate in such air velocity conditions, are able to generate a suitable electrical power while avoiding disturbance and / or damage to the device due to the particular inclination of the blades with respect to the axis of rotation of the rotor. Moreover, the air flow is substantially laminar in the vertical channels, which is favorable to the efficiency of the energy recovery.

Brève description des dessins D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 représente un banc d’essai selon l’invention dans lequel est monté une turbomachine axiale. - La figure 2 esquisse une vue axiale d’une pale selon l’invention. - La figure 3 est une représentation d’une section transversale d’une pale d’une éolienne selon l’invention. - La figure 4 illustre un diagramme du procédé de récupération d’énergie sur un banc d’essai selon l’invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the present invention will be better understood from the description and the drawings, in which: FIG. 1 represents a test bench according to the invention in which a turbomachine is mounted; axial. - Figure 2 sketches an axial view of a blade according to the invention. - Figure 3 is a representation of a cross section of a blade of a wind turbine according to the invention. FIG. 4 illustrates a diagram of the energy recovery method on a test bench according to the invention.

Description d’un mode de réalisationDescription of an embodiment

Dans la description qui va suivre, le terme axial renvoie à la direction selon l’axe de rotation de l’éolienne. Le terme radial renvoie à la direction perpendiculaire à l’axe de rotation de l’éolienne. Chaque longueur est mesurée selon la direction principale de l’entité correspondante.In the following description, the axial term refers to the direction along the axis of rotation of the wind turbine. The term radial refers to the direction perpendicular to the axis of rotation of the wind turbine. Each length is measured according to the principal direction of the corresponding entity.

La figure 1 représente de manière simplifiée un banc d’essai 2 de moteur 4, plus particulièrement un banc d’essai 2 pour turbomachine 4 axiale. La turbomachine 4 peut être employée pour propulser un aéronef (non représenté).FIG. 1 is a simplified representation of a test stand 2 of the engine 4, more particularly a test stand 2 for an axial turbomachine 4. The turbomachine 4 can be used to propel an aircraft (not shown).

La turbomachine est en l’occurrence un turboréacteur d’avion. Le turboréacteur 4 est apte à produire une poussée de 100 kN, ou même de dépasser les 550kN selon le modèle. Son installation au banc d’essai 2 est effectuée dans des circonstances variées. Le turboréacteur 4 peut passer au banc d’essai dans le cadre d’un nouveau développement ou pour un contrôle qualité après fabrication, ou encore suite à une maintenance. Lors de son fonctionnement la turbomachine propulse un souffle. Lorsqu’elle se trouve dans le banc d’essai 2, l’air environnant est également entraîné par le souffle. Le flux d’air 14, en raison de sa masse et de sa vitesse, représente une énergie cinétique conséquente. Une partie de cette énergie cinétique est destinée, dans le cadre de l’invention, à être récupérée. Pour l’essai de tels turboréacteurs 4, le banc d’essai 2 est configuré pour générer un débit massique d’air compris entre 0,1kg/s et 3000kg/s, préférentiellement entre 200kg/s et 1200kg/s.The turbomachine is in this case an airplane turbojet engine. The turbojet engine 4 is capable of producing a thrust of 100 kN, or even exceeding 550 kN depending on the model. Its installation at test stand 2 is carried out in various circumstances. The turbojet engine 4 can pass to the test bench as part of a new development or for quality control after manufacture, or following maintenance. During its operation the turbomachine propels a breath. When in test stand 2, the surrounding air is also driven by the breath. The air flow 14, because of its mass and its speed, represents a substantial kinetic energy. Part of this kinetic energy is intended, in the context of the invention, to be recovered. For the testing of such turbojet engines 4, the test bench 2 is configured to generate an air mass flow rate of between 0.1 kg / s and 3000 kg / s, preferably between 200 kg / s and 1200 kg / s.

Le banc d’essai 2 forme une infrastructure, une construction. Il comprend une cheminée verticale d’entrée 8 et une cheminée verticale de sortie 10. Elles sont reliées entre elles par un passage 6. Les deux cheminées verticales (8 ; 10) permettent une admission d’air et un échappement verticaux, en élévation par rapport au passage 6. Le passage 6, tout comme les cheminées verticales (8 ; 10) sont traversés par le flux d’air 14.The test bench 2 forms an infrastructure, a construction. It comprises an inlet vertical chimney 8 and an outlet vertical chimney 10. They are interconnected by a passage 6. The two vertical chimneys (8; 10) allow vertical air intake and exhaust, in elevation by relative to the passage 6. The passage 6, as the vertical chimneys (8; 10) are crossed by the air flow 14.

Le passage 6 peut comprendre un couloir 12 allongé. Sa longueur peut être supérieure à 10 m, ou 30 m ; ou 50 m. La longueur du couloir 12 permet la circulation en ligne droite du flux d’air 14 ; ou circulation d’air 14 ; en y limitant les tourbillons. Afin de limiter la résistance à l’écoulement, en particulier en entrée du turboréacteur 4, le couloir 12 peut présenter une section de passage supérieure ou égale à 20 m2, préférentiellement supérieure ou égale à 50 m2. La section de passage, ou section libre, peut être mesurée dans une chambre d’essai 16 du turboréacteur 4, au niveau de la cloche qui est montée en entrée du turboréacteur 4. La section de passage peut être observable sur au moins un quart de la longueur du couloir 12, préférentiellement sur la majorité. Le turboréacteur 4 est monté dans la chambre d’essai 16, éventuellement au moyen d’un bras de fixation 18. Le bras 18 peut s’étendre verticalement depuis le plafond du couloir 12, à la manière d’une colonne ou d’un poteau. Le bras 18 permet de monter le turboréacteur 4 avec un déport, et de centrer ce dernier au milieu du couloir 12. Le centrage est vertical et horizontal.The passage 6 may comprise an elongated corridor 12. Its length may be greater than 10 m, or 30 m; or 50 m. The length of the passage 12 allows the flow in a straight line of the air flow 14; or air circulation 14; by limiting the whirlpools. In order to limit the resistance to flow, in particular at the inlet of the turbojet engine 4, the passage 12 may have a passage cross section greater than or equal to 20 m 2, preferably greater than or equal to 50 m 2. The passage section, or free section, can be measured in a test chamber 16 of the turbojet engine 4, at the level of the bell which is mounted at the inlet of the turbojet engine 4. The passage section can be observable over at least a quarter of the length of the corridor 12, preferably on the majority. The turbojet engine 4 is mounted in the test chamber 16, possibly by means of a fixing arm 18. The arm 18 can extend vertically from the ceiling of the corridor 12, in the manner of a column or a post. The arm 18 makes it possible to mount the turbojet engine 4 with an offset and to center the latter in the middle of the corridor 12. The centering is vertical and horizontal.

Le banc d’essai 2 comprend une éolienne 22 située dans l’entrée 8. L’éolienne 22 est à l’intérieur de la cheminée d’entrée 8 qui forme un manchon autour d’elle. L’éolienne 22 permet de convertir en énergie mécanique ou électrique, une partie de l’énergie cinétique du flux d’air 14 inhérent à l’essai du turboréacteur 4. On peut observer que l’éolienne 22 présente un axe de rotation 42 vertical. L’éolienne 22 peut être située dans une portion coudée 20 du banc d’essai 2, portion reliant la cheminée d’entrée 8 au couloir 12. Suivant une alternative, l’éolienne 22 est à distance du couloir. C’est-à-dire qu’elle est uniquement entourée par la cheminée d’entrée 8. L’éolienne 22 comprend une série de pales 30, également appelées aubages. Ces pales 30 sont réparties autour du moyeu central 31 du rotor de l’éolienne 22. Lors de la rotation des pales 30 autour de leur axe de rotation 42, elles évoluent suivant un plan perpendiculaire à l’axe de rotation 42. Elles balayent un disque. Elles peuvent balayer la majorité de la section passante du passage 6, ou de la cheminée d’entrée 8. Chaque section peut être mesurée selon un plan perpendiculaire à l’axe de rotation 42, au niveau des pales 30. L’éolienne 22 comprend, en outre, des systèmes de conversion (non représentés) de l’énergie mécanique en énergie électrique. Ceux-ci peuvent comprendre une commande (non représentée) déterminant la puissance électrique à convertir. Le système de conversion peut être logé dans le moyeu, ou en être décalé axialement. Le système peut comprendre une machine électrique tournante, tel un alternateur. L’éolienne 22 est configurée pour récupérer une puissance électrique comprise entre 0,5MW et 10MW. A la jonction 20 entre la cheminée d’entrée 8 et le couloir 12, le banc 2 est équipé d’une série de déflecteurs 28. Ils permettent de renvoyer l’air descendant de la cheminée d’entrée 8 dans une direction horizontale. Ils s’étendent horizontalement, et traversent tout le couloir 12 suivant sa largeur. Ils présentent des profils courbes.The test bench 2 comprises a wind turbine 22 located in the inlet 8. The wind turbine 22 is inside the inlet chimney 8 which forms a sleeve around it. The wind turbine 22 makes it possible to convert into mechanical or electrical energy a part of the kinetic energy of the air flow 14 inherent in the test of the turbojet engine 4. It can be observed that the wind turbine 22 has a vertical axis of rotation 42. . The wind turbine 22 may be located in a bent portion 20 of the test bench 2, portion connecting the inlet chimney 8 to the corridor 12. Alternatively, the wind turbine 22 is at a distance from the corridor. That is, it is surrounded only by the inlet chimney 8. The wind turbine 22 comprises a series of blades 30, also called vanes. These blades 30 are distributed around the central hub 31 of the rotor of the wind turbine 22. During the rotation of the blades 30 about their axis of rotation 42, they move in a plane perpendicular to the axis of rotation 42. They scan a disk. They can sweep the majority of the passing section of the passage 6, or the inlet chimney 8. Each section can be measured in a plane perpendicular to the axis of rotation 42, at the blades 30. The wind turbine 22 comprises in addition, conversion systems (not shown) of mechanical energy into electrical energy. These may include a control (not shown) determining the electrical power to be converted. The conversion system can be housed in the hub, or be axially offset. The system may include a rotating electrical machine, such as an alternator. The wind turbine 22 is configured to recover an electric power of between 0.5MW and 10MW. At the junction 20 between the inlet chimney 8 and the passage 12, the bench 2 is equipped with a series of deflectors 28. They make it possible to return the air coming down from the inlet chimney 8 in a horizontal direction. They extend horizontally, and cross the entire corridor 12 along its width. They have curved profiles.

Dans le mode de réalisation ici présenté, les cheminées verticale (8; 10) comprennent des dispositifs de réduction de bruit, en l’occurrence des baffles acoustiques 24. L’éolienne 22 peut être située entre les baffles acoustiques 24 et les déflecteurs 28. La cheminée d’entrée 8 comprend en l’occurrence plusieurs rangées de baffles acoustiques 24. En entrée du couloir 12, le banc 2 présente optionnellement une grille 38 permettant d’intercepter des débris susceptibles de perturber l’essai et d’endommager le turboréacteur 4.In the embodiment presented here, the vertical chimneys (8; 10) comprise noise reduction devices, in this case acoustic baffles 24. The wind turbine 22 can be located between the acoustic baffles 24 and the baffles 28. The inlet chimney 8 comprises in this case several rows of acoustic baffles 24. At the entrance to the passageway 12, the bank 2 optionally has a gate 38 for intercepting debris capable of disturbing the test and damaging the turbojet engine. 4.

Optionnellement, le banc d’essai 2 comprend, un dispositif de projection 32 de gouttelettes d’eau, disposé directement en amont de l’éolienne 22 ; préférentiellement à une distance de moins de 1m, plus préférentiellement moins de 0,5m, de ladite éolienne 22. Ce dispositif de projection 32 est configuré pour augmenter la densité du flux d’air 14, et donc augmenter l’énergie potentiellement récupérable. La densité du flux d’air 14 peut être augmentée de 10%. L’eau est favorablement projetée sous forme d’un brouillard d’eau qui se mêle au flux d’air 14, la projection étant réalisée sur une portion supérieure à 50%, préférentiellement supérieure à 80%, de la section du canal vertical d’entrée 8.Optionally, the test stand 2 comprises, a device 32 for projecting water droplets, disposed directly upstream of the wind turbine 22; preferably at a distance of less than 1m, more preferably less than 0.5m, from said wind turbine 22. This projection device 32 is configured to increase the density of the air flow 14, and thus increase the potentially recoverable energy. The density of the air flow 14 can be increased by 10%. The water is favorably projected in the form of a mist of water which mixes with the air flow 14, the projection being carried out on a portion greater than 50%, preferably greater than 80%, of the cross section of the vertical channel. entry 8.

Le débit d’eau projetée dans la cheminée d’entrée 8 est réglé de sorte à ce que l’humidité relative de l’air en aval du dispositif de projection 32 puisse être supérieure à 95%, préférentiellement supérieure à 99,9%. Le dispositif de projection d’eau 32 est destiné à produire un débit d’eau jusqu’à 150kg/s, préférentiellement un débit d’eau compris entre 2kg/s et 40kg/s. Cette mesure est intéressante en ce que l’augmentation de la densité de la masse d’air se déplaçant dans le banc d’essai augmente son énergie cinétique. L’augmentation de l’énergie cinétique du flux d’air 14 est avantageuse pour la récupération d’énergie, son humidité relative élevée est par ailleurs favorable au rendement du turboréacteur.The flow of water projected into the inlet chimney 8 is adjusted so that the relative humidity of the air downstream of the projection device 32 may be greater than 95%, preferably greater than 99.9%. The water projection device 32 is intended to produce a water flow rate of up to 150 kg / s, preferably a water flow rate of between 2 kg / s and 40 kg / s. This measurement is interesting in that the increase in the density of the air mass moving in the test bench increases its kinetic energy. Increasing the kinetic energy of the air stream 14 is advantageous for energy recovery, its high relative humidity is also favorable to the efficiency of the turbojet engine.

Dans un mode alternatif de réalisation (non représenté) le banc d’essai conforme à l’invention peut comprendre plusieurs éoliennes dans le canal vertical d’entrée et/ou dans le canal vertical de sortie. Les axes de rotation pourraient être horizontaux.In an alternative embodiment (not shown) the test bench according to the invention may comprise several wind turbines in the vertical input channel and / or in the vertical outlet channel. The axes of rotation could be horizontal.

Le terme d’« éolienne » est un terme couramment utilisé pour désigner une turbine éolienne, ou aérogénérateur, destiné à convertir de l’énergie mécanique en énergie électrique. L’« éolienne » peut s’entendre également comme un ventilateur destiné à générer un flux d’air, en l’occurrence par transformation d’une énergie électrique en énergie mécanique.The term "wind turbine" is a commonly used term for a wind turbine, or wind turbine, to convert mechanical energy into electrical energy. The "wind turbine" can also be understood as a fan for generating an air flow, in this case by transforming electrical energy into mechanical energy.

La figure 2 montre une vue à plat d’une pale 30 d’éolienne. La pale 30 peut correspondre à une des pales 30 d’éolienne présentée en relation avec la figure 1. Bien qu’il soit fait référence à une seule pale 30, la description qui suit peut s’appliquer à chaque pale d’éolienne.Figure 2 shows a plan view of a wind turbine blade. The blade 30 may correspond to one of the wind turbine blades 30 shown in connection with FIG. 1. Although reference is made to a single blade 30, the following description may be applied to each wind turbine blade.

La pale 30 présente un bord d’attaque 36 et un bord de fuite 38. Le bord d’attaque 36 est généralement droit. Il s’écarte de moins de 25cm, préférentiellement de moins de 10 cm d’une ligne droite moyenne. De son côté, le bord de fuite 38 forme généralement une hyperbole, ou une courbe concave.The blade 30 has a leading edge 36 and a trailing edge 38. The leading edge 36 is generally straight. It deviates less than 25 cm, preferably less than 10 cm from an average straight line. For its part, the trailing edge 38 generally forms a hyperbola, or a concave curve.

La pale 30 présente une succession de profils aérodynamiques 34. Ces profils aérodynamiques 34 évoluent le long de la pale 30. En particulier, leurs longueurs décroissent de l’intérieur vers l’extérieur ; en s’éloignant de l’axe de rotation 42. Les épaisseurs des profils 34 suivent la même progression. Le profil 34 en pied 44 de pale 30 est plus long et plus épais qu’en tête 46 de pale 30. La tête 46 et le pied 44 de la pale 30 forment ses extrémités radialement opposées. La face libre de la tête 46 de pale est plate. La longueur des pales 30 est mesurée depuis le moyeu auquel elles sont fixées. La longueur des pales 30 est entendue comme leur longueur libre.The blade 30 has a succession of aerodynamic profiles 34. These aerodynamic profiles 34 move along the blade 30. In particular, their lengths decrease from the inside to the outside; away from the axis of rotation 42. The thicknesses of the profiles 34 follow the same progression. The profile 34 at the bottom 44 of the blade 30 is longer and thicker than at the blade head 30. The head 46 and the foot 44 of the blade 30 form its radially opposite ends. The free face of the blade head 46 is flat. The length of the blades 30 is measured from the hub to which they are attached. The length of the blades 30 is understood as their free length.

Pour au moins une ou pour chaque pale 30, les centres de gravité des profils 34 décrivent une courbe le long de la pale 30. Cette courbe peut être configurée de manière à compenser, au moins partiellement, la déformation de la pale 30 en raison de la différence de pression, de la gravité, et de la force centrifuge, ou éventuellement de la projection de gouttelettes d’eau, ou n’importe quelles combinaisons de ceux-ci. La compensation peut corriger une partie minoritaire de la déformation axiale et/ou radiale, éventuellement de 15%.For at least one or for each blade 30, the centers of gravity of the profiles 34 describe a curve along the blade 30. This curve can be configured to compensate, at least partially, the deformation of the blade 30 due to the pressure difference, the gravity, and the centrifugal force, or possibly the projection of water droplets, or any combinations thereof. The compensation can correct a minority part of the axial and / or radial deformation, possibly by 15%.

La figure 3 est une représentation d’un profil aérodynamique 34 d’une pale 30 de l’éolienne conforme à l’invention. Le profil 34 peut être une section réalisée perpendiculairement à l’allongement principal de la pale 30. La pale 30 correspond à une pale d’éolienne présentée en relation avec les figures 1 à 2.Figure 3 is a representation of an aerodynamic profile 34 of a blade 30 of the wind turbine according to the invention. The profile 34 may be a section made perpendicularly to the main elongation of the blade 30. The blade 30 corresponds to a wind turbine blade presented in relation with FIGS. 1 to 2.

Le profil 34 de la pale 30 comprend un bord d’attaque 36 et un bord de fuite 38 reliés entre eux par une corde 40, ainsi que par une surface intrados 48 et par une surface extrados 50. On observe que la corde 40 est inclinée par rapport à l’axe de rotation 42 du rotor. La flèche représente l’angle d’inclinaison de la corde 40 par rapport à l’axe de rotation 42, qui selon l’invention est inclinée d’un angle a compris entre 50° et 85°. Par convention, l’angle a serait égal à 0° en cas de parallélisme entre la corde 40 et l’axe de rotation 42 de l’éolienne. L’angle a décroît progressivement le long de la pale 30, depuis sa tête ; ou extrémité libre ; à son pied, extrémité liée au moyeu. L’angle a peut être compris entre 64° et 81°. Cette mesure est intéressante en ce que le réglage de l’inclinaison des pales 30 de l’éolienne permet d’établir une récupération d’énergie optimale, éventuellement de l’ordre de 10%, tout en limitant l’impact sur le flux d’air 14. L’angle a varie le long de la pale 30. L’angle a augmente vers la tête de pale 30. L’augmentation peut être monotone ou continue du pied de pale 30 vers la tête de pale. L’angle a en tête de pale peut au moins être supérieur de 10°, ou 15° ou 20°, ou 25° à l’angle a en pied de pale.The profile 34 of the blade 30 comprises a leading edge 36 and a trailing edge 38 interconnected by a rope 40, as well as by a lower surface 48 and an extrados surface 50. It is observed that the rope 40 is inclined relative to the axis of rotation 42 of the rotor. The arrow represents the angle of inclination of the rope 40 relative to the axis of rotation 42, which according to the invention is inclined at an angle α between 50 ° and 85 °. By convention, the angle a would be equal to 0 ° in case of parallelism between the rope 40 and the axis of rotation 42 of the wind turbine. The angle has gradually decreased along the blade 30, from its head; or free end; at his foot, end tied to the hub. The angle may be between 64 ° and 81 °. This measurement is interesting in that the adjustment of the inclination of the blades 30 of the wind turbine allows to establish an optimal energy recovery, possibly of the order of 10%, while limiting the impact on the flow of energy. The angle α varies along the blade 30. The angle has increased towards the blade head 30. The increase can be monotonous or continuous from the blade root 30 to the blade head. The angle at the top of the blade can be at least 10 °, or 15 ° or 20 °, or 25 ° higher than the angle a at the bottom of the blade.

Le plan 52 selon lequel évolue la pale 30 est représenté. Ce plan 52 est perpendiculaire à l’axe de rotation 42. En raison des déformations de la pale, par exemple dues à la gravité, le plan 52 peut être sensiblement conique ; en conservant l’axe de rotation 42 comme axe central.The plane 52 according to which the blade 30 is moving is represented. This plane 52 is perpendicular to the axis of rotation 42. Because of the deformations of the blade, for example due to gravity, the plane 52 may be substantially conical; keeping the axis of rotation 42 as a central axis.

La pale peut être réalisée en un matériau composite. Ce matériau comporte une matrice et un renfort fibreux entremêlés. La matrice peut être organique. Les fibres peuvent être en carbone, en verre. Ce mode de réalisation favorise la diminution de la masse, et donc le moment d’inertie.The blade can be made of a composite material. This material comprises a matrix and a fibrous reinforcement intermingled. The matrix can be organic. The fibers may be carbon, glass. This embodiment promotes the reduction of the mass, and therefore the moment of inertia.

La figure 4 esquisse un procédé de récupération d’énergie dans un banc d’essai. Le banc d’essai peut correspondre à celui détaillé en figure 1. Le procédé peut comprendre les étapes suivantes : a) installation 100 d’une turbomachine dans le banc d’essai; b) test de fonctionnement 102 de la turbomachine qui entraîne un flux d’air dans ou au travers du banc d’essai ; c) récupération d’énergie 104 du flux d’air, d) projection 106 de gouttelettes d’eau dans le banc d’essai ; en option.Figure 4 outlines a method of energy recovery in a test bench. The test bench may correspond to that detailed in FIG. 1. The method may comprise the following steps: a) installation 100 of a turbomachine in the test bench; b) operating test 102 of the turbomachine which drives a flow of air in or through the test bench; c) energy recovery 104 from the air flow, d) projecting 106 water droplets into the test stand; optional.

Les étapes b) test 102 et c) récupération d’énergie 104 peuvent être réalisées simultanément. L’étape b) test de fonctionnement 102, peut comprendre des phases pendant lesquelles la turbomachine fonctionne sans qu’aucune mesure ne soit effectuée, et des phases où des mesures sont effectuées au titre du test. Les mesures peuvent être des mesures de la poussée ou de la puissance de la turbomachine. Les mesures peuvent être des mesures de vibration, de pression, et/ou de température. L’étape c) récupération d’énergie 104 peut être réalisée pendant les deux types de phases, ou uniquement en l’absence de mesure. L’étape c) récupération d’énergie 104 peut être intermittente. Elle peut donc s’effectuer entre des phases de mesure sur la turbomachine. Elle peut également être synchronisée avec l’étape d) projection 106 de gouttelettes d’eau. Cette étape optionnelle étant également réalisée en discontinu.The steps b) test 102 and c) energy recovery 104 can be performed simultaneously. Step b) operating test 102, may include phases during which the turbomachine operates without any measurement being performed, and phases where measurements are made under the test. The measurements may be measurements of the thrust or the power of the turbomachine. The measurements may be measurements of vibration, pressure, and / or temperature. Step c) energy recovery 104 can be performed during both types of phases, or only in the absence of measurement. Step c) energy recovery 104 may be intermittent. It can therefore be carried out between measurement phases on the turbomachine. It can also be synchronized with step d) splashing water droplets. This optional step is also performed discontinuously.

Claims (15)

Revendicationsclaims 1. Banc d’essai (2) pour turbomachine (4) apte à entraîner un flux d’air (14), notamment pour turboréacteur, le banc d’essai comprenant : - une entrée (8) ; - une sortie (10) ; - un passage (6) reliant l’entrée (8) à la sortie (10), et destiné à recevoir la turbomachine (4) lors d’un essai ; - au moins une éolienne (22) de récupération d’énergie du flux d’air (14) de la turbomachine (4), l’éolienne (22) comprenant un axe de rotation (42) et plusieurs pales (30), chaque pale (30) comprenant des profils aérodynamiques (34) avec des cordes (40); caractérisé en ce qu’au moins une pale (30) comprend une corde (40) inclinée selon un angle a par rapport à l’axe de rotation (42), ledit angle a étant compris entre 50° et 85°.1. Test stand (2) for a turbomachine (4) capable of driving an air flow (14), in particular for a turbojet engine, the test rig comprising: - an inlet (8); an outlet (10); - a passage (6) connecting the inlet (8) to the outlet (10), and for receiving the turbomachine (4) during a test; at least one turbine (22) for energy recovery from the air flow (14) of the turbomachine (4), the wind turbine (22) comprising an axis of rotation (42) and several blades (30), each blade (30) comprising aerodynamic profiles (34) with ropes (40); characterized in that at least one blade (30) comprises a rope (40) inclined at an angle α relative to the axis of rotation (42), said angle a being between 50 ° and 85 °. 2. Banc (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour au moins une ou pour chaque pale (30), la majorité ou la totalité des cordes (40) sont inclinées par rapport à l’axe de rotation (42) d’un angle a compris entre 64° et 81°.2. Bench (2) according to claim 1, characterized in that for at least one or for each blade (30), the majority or all of the ropes (40) are inclined relative to the axis of rotation (42) an angle between 64 ° and 81 °. 3. Banc (2) selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que pour au moins une ou pour chaque pale (30), l’angle a est compris entre 75°et 85° en tête (46) de pale et/ou pour au moins une ou pour chaque pale (30), l’angle a est compris entre 60° et 70° en pied (44) de pale.3. Bench (2) according to one of claims 1 to 2, characterized in that for at least one or for each blade (30), the angle a is between 75 ° and 85 ° at the head (46) of blade and / or for at least one or for each blade (30), the angle a is between 60 ° and 70 ° in foot (44) blade. 4. Banc (2) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’au moins une ou chaque pale (30) est conçue de sorte à compenser, au moins partiellement, la déformation de la pale (30) en raison de la différence de pression, de la gravité, et de la force centrifuge, éventuellement une projection de gouttelettes d’eau, ou n’importe quelles combinaisons de ceux-ci.4. Bench (2) according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one or each blade (30) is designed to compensate, at least partially, the deformation of the blade (30) in because of the pressure difference, the gravity, and the centrifugal force, possibly a projection of water droplets, or any combinations thereof. 5. Banc (2) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’au moins une ou chaque pale (30) comporte un bord d’attaque (36) et/ou un bord de fuite (38) en forme d’hyperbole.5. Bench (2) according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one or each blade (30) has a leading edge (36) and / or a trailing edge (38) in form of hyperbole. 6. Banc (2) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’au moins une ou chaque pale (30) présente un bord d’attaque (36) généralement droit, ledit bord étant enveloppé dans un cylindre de rayon inférieur ou égal à 30 cm, ou 20 cm ou 10 cm.6. Bench (2) according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one or each blade (30) has a leading edge (36) generally straight, said edge being wrapped in a cylinder of radius less than or equal to 30 cm, or 20 cm or 10 cm. 7. Banc (2) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’axe de rotation (42) de l’éolienne (22) est vertical, et éventuellement perpendiculaire à l’axe de rotation (42) de la turbomachine (4).7. Bench (2) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the axis of rotation (42) of the wind turbine (22) is vertical, and possibly perpendicular to the axis of rotation (42) of the turbomachine (4). 8. Banc (2) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l’éolienne (22) est apte à produire une puissance électrique comprise entre 0,5 MW et 5MW, le banc d’essai (2) comprenant éventuellement un dispositif de projection (32) de gouttelettes d’eau entre l’entrée (8) et la sortie (10).8. Bench (2) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the wind turbine (22) is capable of producing an electrical power of between 0.5 MW and 5MW, the test bench (2) optionally comprising a device (32) for projecting water droplets between the inlet (8) and the outlet (10). 9. Banc (2) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la longueur d’au moins une ou de chaque pale (30) est comprise entre 150 cm et 600 cm, ou entre 200 cm et 500 cm, ou entre 250 cm et 400 cm.9. Bench (2) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the length of at least one or each blade (30) is between 150 cm and 600 cm, or between 200 cm and 500 cm , or between 250 cm and 400 cm. 10. Banc (2) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’au moins une ou chaque pale (30) présente un profil (34) en pied (44) de pale dont la longueur est supérieure au double de la longueur en tête (46) de pale, et/ou au moins une ou chaque pale (30) présente un profil (34) en pied (44) de pale dont l’épaisseur est supérieure au double de l’épaisseur en tête (46) de pale.10. Bench (2) according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one or each blade (30) has a profile (34) at the foot (44) of the blade whose length is greater than twice the length at the head (46) of blade, and / or at least one or each blade (30) has a profile (34) at the bottom (44) of blade whose thickness is greater than twice the thickness at the top (46) blade. 11. Banc (2) selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l’éolienne (22) comprend un moyeu (31) auquel les pales (30) sont fixées, le diamètre du moyeu (31) est supérieur ou égal à 10%, ou à 25%, ou à la majorité de la longueur de chaque pale (30).11. Bench (2) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the wind turbine (22) comprises a hub (31) to which the blades (30) are fixed, the diameter of the hub (31) is greater or equal to 10%, or 25%, or the majority of the length of each blade (30). 12. Procédé de récupération d’énergie dans un banc d’essai (2) pour turbomachine (4), notamment pour turboréacteur d’avion, l’éolienne (22) comprenant des pales (30) avec des profils aérodynamiques (34) présentant des cordes (40), le procédé comprenant les étapes suivantes : a) installation (100) d’une turbomachine (4) dans le banc d’essai (2) ; b) test de fonctionnement (102) de la turbomachine (4) en entraînant un flux d’air (14); c) récupération (104) d’énergie du flux d’air (14); caractérisé en ce qu’au moins une pale (30) comprend une corde (40) inclinée d’un angle a par rapport à l’axe de rotation (42) de l’éolienne (22), ledit angle a étant compris entre 50 ° et 85°, le banc étant éventuellement selon l’une quelconque des revendications 1 à 11.12. A method of energy recovery in a test stand (2) for a turbomachine (4), in particular for an airplane turbojet, the wind turbine (22) comprising blades (30) with aerodynamic profiles (34) having ropes (40), the method comprising the following steps: a) installing (100) a turbomachine (4) in the test stand (2); b) operating test (102) of the turbomachine (4) by driving an air flow (14); c) recovering (104) energy from the air stream (14); characterized in that at least one blade (30) comprises a rope (40) inclined at an angle α relative to the axis of rotation (42) of the wind turbine (22), said angle a being between 50 ° and 85 °, the bench being optionally according to any one of claims 1 to 11. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que pendant l’étape c) récupération (104), la différence de pression entre l’amont et l’aval de l’éolienne (22) est comprise entre 10 Pa et 1000 Pa, ou entre 50 Pa et 500 Pa, ou entre 80 Pa et 150 Pa.13. The method of claim 12, characterized in that during step c) recovery (104), the pressure difference between the upstream and downstream of the wind turbine (22) is between 10 Pa and 1000 Pa or between 50 Pa and 500 Pa, or between 80 Pa and 150 Pa. 14. Procédé selon l’une des revendications 12 à 13, caractérisé en ce que pendant l’étape c) récupération (104), la vitesse du flux d’air (14) traversant l’éolienne (22) est comprise entre 10 m/s et 100 m/s, ou entre 20 m/s et 50 m/s, ou entre 25 m/s et 35 m/s.14. Method according to one of claims 12 to 13, characterized in that during step c) recovery (104), the speed of the air flow (14) passing through the wind turbine (22) is between 10 m / s and 100 m / s, or between 20 m / s and 50 m / s, or between 25 m / s and 35 m / s. 15. Procédé selon l’une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que pendant l’étape c) récupération (104), le banc d’essai (2) récupère moins de 10%, ou de 6% ou de 3% ou 1% de la puissance maximale de la turbomachine (4).15. Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that during step c) recovery (104), the test bench (2) recovers less than 10%, or 6% or 3% or 1% of the maximum power of the turbomachine (4).
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WO2012171105A1 (en) * 2011-06-15 2012-12-20 C.E.L. Energy Recuperation Inc. Aircraft engine test cell comprising an energy recuperation system and method of recuperating energy from the aircraft engine

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