Brevet FR2112521A1 — publié le 19720616

La présente invention concerne les sjstèmes d* alimentation en combustible des moteurs à turbine à gaz et a pour objet la réalisation d'un tel système sous une forme convenant particulièrement à l'usage. 5 Selon l'invention, le système d'alimentation en com bustible qui en fait l'objet comprend : une pompe volumetrique mise en rotation à une vitesse proportionnelle à la vitesse du moteur ; une valve formant une chambre, munie d'une entrée connectée avec le refoulement de la pompe, d'une première et d'une 10 deuxième sortie et d'un élément de régulation pouvant prendre une position variable entre ces deux sorties de façon à faire varier simultanément leurs sections de passage efficaces ; un régulateur de pression sensible aux pressions qui s'exercent dans les deux sorties de la valve et agencé de façon à décharger du 15 débit de la première sortie une quantité de combustible suffisante pour maintenir très sensiblement constant le rapport des deux pressions précitées ; et un dispositif commandant la position de l'élément de régulation de la valve en fonction de la demande en combustible du moteur. 20 La description qui va suivre, et les dessins annexés donnés surtout à titre d'exemples non limitatifs, feront mieux comprendre comment la présente invention peut être réalisée. Sur les dessins annexés, les figures 1, 2 et 3 sont respectivement des représentations schématiques de trois modes 25 de réalisation de l'invention, la représentation du mode de réalisation de la figure 3 comportant aussi les connexions du système de l'invention avec un moteur à turbine à gaz associé. la figure 1 représsnte le mode de réalisation le plus simple du système de l'invention qui, dans ce cas, comprend 30 une pompe volumétrique 10, mise en rotation à une vitesse proportionnelle à celle du moteur, une valve 11, un régulateur de pression 12, et un élément d'actionnement 13 et un circuit de commande 14 qui agissent sur la valve. La valve 11 comprend une chambre 15 munie d'une en-35 trée 16 et dans laquelle passe tout le combustible refoulé par la pompe 10. La chambre 15 est munie d'une première sortie 17, d'une deuxième 18 et d'un élément de régulation 19 constitué par un bras pivotant par l'une de ses extrémités et dont l'autre ex 71 39519 2 2112521 trémité se situe entre et à proximité des deux sorties 17 et 18. L'élément d'actionnement13 agit sur la position de l'élément de régulation 19, de façon que les sections de passage efficaces des deux sorties varient simultanément. ïout mouvement de l'élément 5 de régulation 19 réduit la section de passage efficace de l'une des sorties et augmente celle de l'autre. Deux butées réglables, 20 et 21, sont prévues pour limiter les mouvements de l'élément de régulation 19 respectivement vers la sortie 17 et vers la sortie 18. 10 Le régulateur de pression se présente sous la forme d'une chambre divisée en deux parties par un diaphragme 22. Des connexions relient les sorties 17 et 18 à cette chambre respectivement à l'un et l'autre côté du diaphragme 22. Du côté du diaphragme où est connecté la sortie 17, il est prévu une sortie 15 23 contrôlée par ce diaphragme, et cette sortie 23 est connectée avec le côté basse pression de la pompe 10. Un ressort léger 24, placé sur l'autre côté du diaphragme, tend constamment à le repousser vers la sortie 23. Le régulateur de pression est agencé de façon que, 20 dans la plus grande partie de l'intervalle des pressions en jeu, le diaphragme est maintenu sur une position telle que les pressions qui s'exercent sur l'une et l'autre de ses faces sont très sensiblement égales, ce qui a pour effet de maintenir le rapport desdites pressions à une valeur très sensiblement constante et 25 égale à 1Junité. À l'extrémité inférieure de l'intervalle desdites pressions, l'effet du ressort 24 devient significatif et la pression dans la sortie 18 devient supérieure à celle qui s'exerce dans la sortie 17. 30 La sortie 18 est raccordée avec les pipes d'alimen tation des brûleurs du moteur, le résultat étant que, pour une position quelconque donnée de l'élément de régulation 19, le débit du combustible envoyé au moteur est directement proportionnel à la vitesse de celui-ci, sauf dans la partie inférieure de 35 l'intervalle des vitesses du moteur. Dans le mode de réalisation décrit, les pressions dans les sorties 17 et 18 sont maintenues égales et les pressions qui s'exercent sur l'élément de régulation 19 s'équilibrent, ce qui simplifie considérablement la comj 71 39519 5 2112521 mande du système par la suppression de la nécessité d'avoir à y inclure un servo-mécanisme en boucle fermée. Dar.s le mode de réalisation de la figure 2, il est incorporé à la valve 111, qui, par ailleurs, est identique à la 5 valve 11, un régulateur de vitesse maximale. La présence de ce régulateur permet de supprimer l'action régulatrice à vitesse maximale du circuit de commande 114 du système. Le fonctionnement de ce régulateur est basé sur le fait que la perte de charge dans la sortie 118 est proportionnelle au carré de la vitesse 10 du moteur pour toute position quelconque donnée de l'élément de régulation 119» Un diaphragme 125 est monté dans une ouverture de la paroi de la chambre 115. La cavité intérieure d'un capuchon 126 qui recouvre le diaphragme 125 est connectée avec la sortie 118. Un ressort 127 tend constamment à repousser ce dia-15 phragme dans le même sens que le repousse la pression- intérieure du capuchon 126. Une butée 128 portée par le diaphragme 125, peut venir en contact avec l'élément de régulation 119 et ramener celui-ci vers la sortie 118 lorsque la perte de charge précitée 20 devient excessive. Le mode de réalisation de la figure ^ constitue un système de commande complet et combiné de l'accélération et de la vitesse du moteur. Dans ce mode de réalisation, l'élément de régulation 119 de la valve 111 est charté par un ressort 229 25 qui tend cor. staminé ut à le rejcus3or en ôireotion de la sortie 217. Il est prévu pour le ressort 227 ae l'élanent de régulation une butée réglable 230 qui peut être déplacée par l'action d'un levier de commande de la vitesse 231 à manoeuvre manuelle. Dans ce cas, le régulateur 212 qui remplace le régulateur 12 précé-30 dent ne comporte pas de ressort, de sorte qu'il est obtenu une proportionnalité rigoureuse des débits passant. La limite de vitesse imposée par le mécanisme régulateur varie en fonction de la position donnée au levier 231 . I'- marche à vitesse constante, le ..-.ornent de la force appliquée sur l'élément: 219 par la 35 butée 22S est exactement équilibré par le moment de la force appliquée par le ressort 212. BAD ORIGINAL 71 39519 4 2112521 Pour le contrôle des accélérations, il est prévu une butée variable 232 qui agit en coopération avec l'élément de régulation 219. Cette butée 232, dont la position varie en fonction de la pression de l'air dans le compresseur du moteur, est 5 en contact avec une came 233 en formé de coin qui se déplace sous l'action d'un soufflet extensible 234 dans lequel un signal constitué par une pression d'air dérivée du compresseur est appliqué et provoque le déplacement de la came 233* La pression d'air appliquée dans le soufflet 234 est fournie par un poten-10 tiomètre pneumatique constitué par deux étranglements 235 et 236 situés entre deux prises d'air, l'une (P^), piquée sur l'entrée d'air au moteur, l'autre (P2) piquée sur le côté haute pression du compresseur. Le soufflet 234 est raccordé au potentiomètre entre 15 ces deux étranglements. Au cours d'une forte accélération, l'élément de régulation 219 vient s'appliquer contre la "butée 232 et, par suite, sa position est fonction de la pression dans le compresseur, ce qui évite que celui-ci se décroche. 20 Le ressort 24 du régulateur 12 peut être supprimé en vue d'obtenir une proportionnalité rigoureuse des débits passant, mais le fait que la pression dans la sortie 17 n'agit pas, en raison de la présence de la sortie 23, sur toute la face de gauche du diaphragme 22, peut alors prendre une importance signi-25 ficative. La présence d'un ressort léger 24 peut donc avoir une influence considérable sur la détermination des caractéristiques d'écoulement dans le système, et ces caractéristiques peuvent être modifiées par un choix judicieux des propriétés mécaniques, de ce ressort. 30 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit. 71 39519 5 2112521 ^YENDIÇATIONS 1) SjEBtème d'alimentation en combustible pour moteur à turbine à gaz, ce système étant caractérisé en ce qu'il comprend : une pompe volumétrique mise en rotation à une vitesse proportionnelle à la vitesse du moteur ; une galve formant une 5 chambre, munie d'une entrée connectée avec le refoulement de la pompe, d'une première et d'une deuxième sortie et d'un élément de régulation pouvant prendre une position variable entre ces deux sorties de Taçon à faire varier simultanément leurs sections de passage efficace ; un régulateur de pression sensible 10 aux pressions qui s'exercent dans les deux sorties de la valve et agencé de façon à décharger du débit de la première sortie une quantité de combustible suffisante pour maintenir très sensiblement constant le rapport des deux pressions précitées ; et un dispositif commandant la position de l'élément de régulation 15 de la valve en fonction de la demande en combustible du moteur. 2) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif qui commande la position de l'élément de régulation de la valve comprend un élément d'actionnement électrique. 20 3) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième sortie est connectée avec les brûleurs du moteur. 4) Système selon l'une des revendications 1, 2 et 3» caractérisé en ce que son élément de régulation comprend un bras 25 pivotant monté dans ladite chambre. 5) Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que tout mouvement de l'élément de régulation provoque l'augmentation de la section de passage de l'une des sorties et réduit celle de l'autre. 30 6) Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que son régulateur de pression comprend un diaphragme soumis respectivement sur l'une et l'autre de ses faces aux pressions qui s'exercent respectivement dans l'une et l'autre des sorties associées, et un orifice en communication 35 avec le côté basse pression de la pompe, ce diaphragme agissant de façon à régler le débit entre la première sortie de la valve et ledit orifice. 71 39519 6 2112521 7) Système selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il y est prévu un dispositif de rappel qui tend constamment à repousser le diaphragme dans le sens qui lui fait obturer ledit orifice. 5 8) Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le rapport desdites pressions est maintenu très sensiblement égal à l'unité. 9) Système selon l'une des revendications ^ à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de limitation des' 10 mouvements effectués par l'élément de régulation sous l'action de soh dispositif de mise en position. 10) Système selon la revendication 9» caractérisé en ce que les moyens de limitation des mouvements de son élément de régulation comprennent un dispositif qui agit en réponse à une 15 augmentation de la perte de charge dans la deuxième sortie et qui limite les mouvements dudit élémeht de régulation dans le sens qui fait augmenter le débit passant par la deuxième sortie. 11) Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un diaphragme soumis respecti- 20 vement sur l'une et l'autre de ses faces aux pressions qui existent en aval et en amont de la deuxième sortie, et une butée mobile dont les déplacements sont commandés par ce diaphragme et qui peut entrer en contact avec ledit élément de régulation. 12) Système selon la revendication 9» caractérisé en 25 ce que le ^dispositif qui limite les mouvements de l'élément de régulation comprend une butée avec laquelle cet élément de régulation peut venir en contact et qui se déplace en réponse aux variations de pression dans le compresseur du moteur. 13) Système selon la revendication 12, caractérisé en 30 ce que ladite butée opère de façon à limiter le débit passant par la deuxième sortie. 14) Système selon l'une des revendications 9, 12 et 13, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif qui agit en réponse à une augmentation de la perte de charge dans la deuxième 35 sortie et qui limite les mouvements de l'élément de régulation dans le sens qui fait augmenter le débit passant par cette deuxième sortie. 71 39519 7 2112521 15) Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un diaphragme soumis respectivement sur l'une et l'autre de ses faces aux pressions qui existent en aval et en amont de la deuxième sortie, et une "butée 5 mobile dont les déplacements sont commandés par ce diaphragme et qui peut entrer en contact avec ledit élément de régulation. 16) Système selon la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif de commande de la position audit élément de régulation comprend un premier élénent de rappel tendant cons- 10 tamment à repousser l'élément de régulation vers ladite butée, un deuxième élément de rappel tendant constamment à repousser le diaphragme dans le sens qui permet une augmentation du débit passant dans la deuxième sortie, et un dispositif permettant de faire varier la force appliquée par ce deuxième élément de rappel.