Brevet FR2111774A1 — publié le 19720609

3B092 1 2111774 La présente invention concerne un régulateur d'écoulement de fluide pc vant servir, en particulier mais non exclusivement, au réglage de l'alimentation carburant d'un moteur à turbine à gaz. i)ans les moteurs à turbine à gaz, il est d'usage fréquent de prélever 5 carburant sur la conduite principale d'alimentation du moteur et de l'utiliser à tionner divers appareils auxiliaires tels que mécanismes asservis, moteurs hydrat liques, etc. Ces appareils auxiliaires ne fonctionnent pas constamment et leurs besoins en carburant sont donc variables» La quantité de carburant prélevée sur la 10 conduite principale d'alimentation doit donc également varier. Il en résulte une fluctuation des besoins en carburant en amont du point de prélèvement qui doit ê1 - compensée par des variations du débit de la pompe d'alimentation, par variations sa vitesse de rotation, de sa fréquence de coups de piston, ou de sa vitesse d'ég tement, selon le type de pompe. 15 Si la variation des besoins de carburant dans la conduite principale « assez rapide, la pompe peut Ôtre incapable de modifier son débit assez vite du fi de l'inertie de certains types de pompes, et si les besoins des appareils oirHH» res en carburant augmentent rapidement, l'arrivée principale de carburant au mot( peut être temporairement réduite jusqu'à ce que le débit de la pompe ait suffisai 20 ment augmenté. La présente invention a pour objet de réaliser un régulateur d'écoulei de fluide permettant de prélever une quantité variable de fluide sur une conduite principale sans affecter notablement le débit de celle-ci. Le régulatéur d'écoulement de fluide selon l'invention comprend une cj 25 lisation communiquant avec line conduite principale d'alimentation en fluide, un De préférence, le conduit de soutirage communique avec la canalisatioi en amont du raccordement du conduit de déchargé avec celle-ci. De préférence, l'organe de réglage comporte une soupape à tourbillon 35 (telle que définie ci-après) disposée de façon à communiquer avec la canalisatioj et avec le conduit de soutirage. De préférence, la soupape à tourbillon comporte au moins un orifice ti gentiel raccordé à la canalisation et un orifice central raccordé au conduit de soutirage. 40 De préférence, la soupape à tourbillon comporte deux orifices tangent: COPY 71 38092 2 2111774 opposés et raccordés à la canalisation, ou bien un orifice tangentiel et un orifice radial, tous deux raccordes à la canalisation, l'orifice tangentiel étant raccordé à celle-ci en amont de l'orifice radialo De préférence, les deux orifices tangentiels, ou bien l'orifice tangentiel 5 et l'orifice radial, sont raccordés à la canalisation de part et d'autre d'un étranglement disposé dans celle-ci. Un autre étranglement pourra être placé entre la canalisation et l'orifice raccordé à celle-ci en amont du premier étranglement. Dans la présente description, le terme "soupape à tourbillon" désigne une 10 chambre cylindrique possédant au moins un orifice dans sa paroi latérale et un orifice au centre d'une de ses parois extrêmes et contenant des organes empêchant ou provoquant la naissance d'un tourbillon dans ladite chambre cylindrique. On va décrire deux exemples, non limitatifs, de mise en pratique de l'in-vention-en se référant aux dessins annexes dans lesquels î 15 - la figure 1 représente schématiquement un régulateur d'écoulement de fluide selon l'invention ; et - la figure 2 représente une variante du régulateur de la figure 1 • La figure 1 montre une canalisation principale de fluide 1, pouvant être, par exemple, la canalisation principale d'alimentation en carburant d'un moteur à 20 turbine à g_z, munie d'un conduit de dérivation 2 alimentant, par un conduit de raccordement 4, un conduit de décharge 3 conduisant à un système asservi actionnant la buse d'échappement n^ dudit moteur. On voit que le débit de carburant par le conduit de décharge 3 et la pression régnant dans ce dernier dépendent de la position de n^. 25 Un premier étranglement n^ est placé dans le conduit de raccordement 4 et un second étranglement n^ est placé dans le conduit de décharge 3» Une soupape à tourbillon, constituée par une chambre cylindrique, est raccordée au conduit de dérivation 2 par un conduit 6, et au conduit de raccordement 4 par un conduit 7o 30 Les conduits 6 et 7 se joignent à la soupape à tourbillon 5 tangentielle- ment à sa surface latérale. Un conduit de soutirage 8 part du centre d'une des par-rois extrêmes de ladite soupape et mène à -une partie du système d'alimentation en carburant où règne une pression basse. Un étranglement n^ est placé dans le conduit 6. 35 La disposition de l'ensemble, les dimensions des étranglements n^ et celles des ouvertures de la soupape à tourbillon 5 sont telles que, quand le débit Q} est maximum, les pressions Pcl et Pc2 dans les conduits 6 et 7 sont égales Les débits de carburant et dans les conduits 6 et 7 sont donc égaux et le carburant s'écoule directement à travers la soupape à tourbillon 5 dans le conduit 40 de soutirage 8. 71 38092 3 2111774 Quand le débit Qg dans le conduit de décharge 3 s'élève au dessus de sa valeur minima, la pression Pc2 dans le conduit 7 diminue par rapport à la pression Pc1 dans le conduit e> ; le carburant pénètre alors tangentiellement dans la chambre cylindrique 5 et y engendre un tourbillon. L'écoulement vers le conduit de soutirage 5 8 et l'écoulement diminueront, le gain de la soupape à tourbillon étant étudié de façon que la diminution de corresponde à la diminution de Qg (et à toute variation de l'écoulement dans le conduit 6). Le débit total Qq de carburant par le conduit de dérivation d restera donc essentiellement constant. Par contre, quand la demande de carburant diminue, entraînant donc la ■jO diminution de Qg, la pression Pc2 augmente, le tourbillon diminue, et l'écoulement qui le traverse augmente, ce qui fait croître Q^. La figure 2 représente line variante de l'invention. Le fonctionnement est semblable à celui de l'exemple précédent mais le conduit 7 est remplacé par un conduit radial 7a. Ici, aussi! quand Qg augmente, la pression Po2 dans le conduit 7a 15 tend à diminuer et il se produit une plus grande différence de pression entre Pet et Pc2. La force du tourbillon dans la soupape 5 augmente et diminue. Si les conduits 4 et 3 devaient être alimentés par des orifices de chute de pression minimum, les étranglements eu, et pourraient Stre remplacés par une chambre tourbillonnaire de la gorge de laquelle partiraient les conduits 7 et 7a. 20 L'étranglement n^ n'est pas indispensable mais a pour but de limiter l'écoulement maximum Qg à une valeur à laquelle le régulateur fonctionne encore correctement» Bien que le régulateur selon l'invention ait été décrit en relation avec le système de réglage d'alimentation en carburant d'un moteur à turbine à gaz, il 25 est évident qu'il convient également à tout appareil où l'on doit soutirer une quantité variable de fluide d'une canalisation d'alimentation sans affecter notablement l'écoulement de fluide dans celle-ci. 71 38092 i 2111774 REVENDICATIONS 1 . Régulateur d'écoulement de fluide comprenant une canalisation communiquant avec une conduite principale d'alimentation en fluide, un conduit de décharge communiquant avec ladite canalisation, un conduit de soutirage communiquant avec ladite canalisation, et un organe de réglage des proportions de fluide s'écoulant vers le conduit de décharge et vers le conduit de soutirage en fonction de la pression régnant dans ledit conduit de décharge, le débit du fluide dans le conduit de soutirage augmentant et le débit de fluide dans le conduit de décharge diminuant quant la pression dans le conduit de décharge augmente. 2. Régulateur d'écoulement de fluide selon la revendication 1, dans lequel le conduit de soutirage communique avec la canalisation en amont du raccordement du conduit de décharge avec celle-ci. 3. Régulateur d'écoulement de fluide selon une des revendications 1 ou 2 dans lequel l'organe de réglage comporte une soupape à tourbillon disposée de façon à communiquer avec la canalisation et avec le conduit de soutirage. 4. Régulateur d'écoulement de fluide selon la revendication 3 dans lequel la soupape à tourbillon comporte au moins un orifice tangentiel raccordé à la canalisation et un orifice central raccordé au conduit de soutirage. 5. Régulateur d'écoulement de fluide selon la revendication 4 dans lequel la soupape à tourbillon comporte deux orifices tangentiels opposés, raccordés à la canalisation. 6. Régulateur d'écoulement de fluide selon la revendication 4 dans lequel la soupape à tourbillon comporte un orifice tangentiel et un orifice radial, tous deux raccordés à la canalisation, l'orifice tangentiel étant raccordé â celle-ci en amont de l'orifice radial. 7. Régulateur d'écoulement de fluide selon la revendication 5 dans lequel les deux orifices tangentiels sont raccordés à la canalisation de part et d'autre d'un étranglement disposé dans celle-ci. 8. Régulateur d'écoulement de fluide selon la revendication 6 dans lequel l'orifice tangentiel et l'orifice radial sont raccordés à la canalisation de part et d'autre d'un étranglement disposé dans celle-ci. 9. Régulateur d'écoulement de fluide selon une des revendications 7 ou 8 dans lequel un second étranglement est placé entre la canalisation et l'orifice raccordé â celle-ci en amont du premier étranglement.