Brevet FR2289742A1 — publié le 19760528

L'invention concerne un système de commande de combustible pour moteur à turbine à gaz. L'invention a pour objet un système de commande de combustible pour moteur à turbine à gaz caractérisé par le fait qutil comprend un oscillateur fluidique à travers lequel passe en service le combustible fourni au moteur et dont la fréquence d'oscillation est fonction du débit de combustible qui le traverse, des moyens permettant d'engendrer un premier signal électrique qui est fonction de cette fréquence d'oscillation, des moyens permettant d'engendrer un deuxième signal électrique qui est fonction d'un débit désiré d'afflux du combustible au moteur, un dispositif doseur variable relié en série à l'oscillateur et des moyens qui commandent le dispositif doseur en fonction d'une différence entre les premier et deuxième signaux électriques de manière à faire varier le débit d'afflux de combustible au moteur. On décrira maintenant des exemples de l'invention à propos des dessins annexés sur lesquels la figure 1 montre schématiquement un système de commande de combustible pour moteur à turbine à gaz la figure 2 montre des détails du dispositif obéissant au débit et indiqué sur la figure 1 et les figures 3 et 4 montrent schématiquement des variantes de système de commande de combustible selon l'invention. Comme le montre la figure 1, un moteur à turbine à gaz 10 entraîne une pompe 11 qui comporte un dispositif régulateur automatique de pression de refoulement. La pompe 11 peut être du type centrifuge ou du type volumétrique et munie d'un limiteur de pression ou d'une commande de déplacement. La pompe 11 envoie du combustible d'un réservoir 12 au moteur 10 en passant par un dispositif obéissant à l'écoulement 13 et une valve doseuse variable 14 disposés en série. Dans l'exemple considéré, le dispositif 13 se trouve en amont de la valve 14 mais on comprend que dans d'autres modes d'exécution, leur position relative pourrait être inversée. Le dispositif 13 est représenté en détail par la figure 2 et fournit sur une ligne 15 à une entrée d'un amplificateur sommateur 16 un signal électrique dont la fréquence est fonction du débit de combustible traversant le dispositif 13. La valve 14 présente un élément de commande à tiroir 17 qui peut être déplacé par une servocommande électro-hydraulique 18. La servocommande 18 est d'un type connu et est actionnée par du combustible filtré envoyé du dispositif 13 par un tuyau 19. Le combustible quittant la servocommande 18 est renvoyé au réservoir 12 par un circuit 20qui donne, sur une ligne 21, un signal électrique dont la fréquence dépend du débit de combustible traversant le tuyau 19 et la servocommande 18. Un accumulateur à ressort 25 est relié au tuyau 19 de manière à maintenir une arrivée de combustible filtré et sous pression à la servocommande 18. Le signal de la ligne 21 est appliqué à une deuxième entrée de l'amplificateur 16 qui fournit sur une ligne 22 un signal représentant le débit de combustible arrivant à la valve 14. La fourniture de courant électrique à la servocommande 18 est déterminée par un circuit de commande 23 qui reçoit des signaux par la ligne 22 et reçoit aussi des signaux d'un circuit générateur de signaux 24. Le circuit 24 obéit à plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur, comprenant la vitesse N du moteur et la pression de refoulement P du compresseur. Le circuit 24 obéit aussi à la position e d'une commande manuelle 25 au moyen de laquelle on choisit une demande désirée de vitesse ou de puissance du moteur. Le circuit générateur de signaux 24 fournit un signal électrique au circuit de commande 23 par une ligne 26. La grandeur du signal de la ligne 26 est fonction du débit de combustible qu'il faut faire arriver au moteur pour que les autres paramètres de fonctionnement du moteur, N, P etc. correspondent au signal venant de la commande manuelle 25. Le circuit de commande 23 reçoit aussi un signal de réaction de position venant d'un transducteur de position 27 associé à la valve 14. Il est prévu que la servocommande 18 bloque hydrauliquement la valve 14 en position lorsqu'il n'arrive aucune sortie du circuit de commande 23, ce qui se produit quand l'élément de commande 17 de la valve 14 est dans la position voulue pour maintenir le débit de combustible au niveau voulu. Le signal de la ligne 22 est aussi fourni à un dispositif de lecture 28 qui donne une indication du débit de combustible arrivant au moteur à tout moment. Le dispositif 28 peut comprendre un circuit intégrateur qui permet de lire la consommation totale de combustible. Entre la pompe13 et la valve doseuse 14 est branché en série un débitmètre massique de type connu, 29, qui obéit à la masse de combustible qui le traverse et donne un signal d'entrée supplémentaire au circuit de commande 23. Le signal venant du débitmètre massique 29 sert à modifier le signal de sortie qui arrive à la servocommande 18. Les temps de réponse relativement longs des débitmètres massiques connus sont acceptables lorsqu'on les utilise dans le système décrit car il suffit que le débitmètre 29 assure une correction pour la densité du combustible dans des conditions d'état stable, cette correction n'étant pas nécessaire pendant les variations de débit, lors de l'accélération ou de la décélération. Comme le montre la figure 2, le dispositif 13 comprend une forme connue d'oscillateur fluidique 31 que lton peut construire en reliant ensemble les deux orifices de commande-d'un dispositif bistable à effet de paroi et en reliant aussi ensemble les deux sorties du dispositif bistable. Sur le dessin, l'oscillateur 31 comprend une buse d'entrée 32 qui s'ouvre à la jonction de deux passages inclinés 33, 34. Deux orifices de commande 35, 36 reliés entre eux sont disposés auprès de la buse 32 pour dévier le jet venant de celle-ci quand du fluide sort de l'un des orifices 35, 36. Ainsi, en service, une impulsion de fluide venant de l'orifice 35 dévie le jet vers le passage 34 où il reste en vertu de l'effet de paroi. De même, une impulsion de fluide venant de l'orifice 36 dévie le jet vers le passage 33. Les deux passages 33, 34 sont reliés entre eux et à une sortie commune 37 par deux chambres de filtre 38, 39. Chacune des chambres 38, 39 comprend un élément filtrant cylindrique ou autre 40, le combustible pouvant s'écouler sans obstacle par le passage central de celui-ci. Toutefois, du combustible peut être aspiré par des sorties auxiliaires 41, 42 et ce liquide doit passer à travers les éléments filtrants 40. Les sorties 41, 42 sont reliées entre elles par deux étrangleurs identiques 43, 44. La jonction des étrangleurs 43, 44 est reliée, par l'intermédiaire d'un étrangleur supplémentaire 45 et d'une chambre de tranquilksation 46, au passage d'amenée de combustible filtré 19. A l'intérieur de la chambre 39 est prévu un anémomètre à élément chaud 48. Dans l'exemple, l'anémomètre 48 est sous la forme d'un morceau de feuille mais dans d'autres modes d'exécution, il pourrait être sous la forme d'un fil. Les signaux de sortie de l'anémomètre 48 varient avec la température de celui-cl, la température dépendant à son tour du poids de fluide qui passe par l'anémomètre 48. A l'anémomètre 48 est associé un circuit 49 qui fait partie du dispositif 13 et qui, en fonction du passage du courant dans l'anémomètre 48, fournit sur la ligne 15 un signal électrique qui est fonction du débit de combustible dans le passage 39 et dont la fréquence est égale à celle de l'oscillateur 31. On comprend que dans le dispositif de la figure 2 l'anémomètre à élément chaud 48 peut être placé dans n'importe quelle partie de l'oscillateur 31 qui est soumise à un écoulement pulsé de combustible, par exemple dans les chambres 38, 39, à l'exterieur des filtres 40. Ou encore, l'anémomètre 48 peut étre placé entre les étrangleurs 43, 44 en amont de l'étrangleur 45. Le système de commande représenté par la figure 3 est une variante de celui de la figure 1, les partie-s identiques portant des références correspondantes. Le système comporte une pompe 50 entratnée par le moteur, qui est une pompe volumétrique dont la course peut varier sous l'action d'un dispositif de servocommande 51. Le dispositif 51, en fonction d'un accroissement de la chute totale de pression à la traversée du dispositif 13, de la valve 14 et du-débitmètre 29, diminue la course de la pompe 50. La pompe 50 envoie du combustible au moteur 10 par la valve doseuse 14 qui est reliée en série au dispositif sensible à l'écoulement 13 et située en aval de celui-ci. Le débitmètre massique 29 est branché dans le cas présent en aval de la valve doseuse 14. La branche 4 montre une autre variante du système de commande de la figure 1, comportant une pompe 60 qui est une pompevolu- métrique entraînée par le moteur, sans le limiteur de pression ni la commande de déplacement mentionnés à propos de la figure 1. Une valve de retour 61 laisse échapper du combustible du refoulement de la pompe 60 en fonction de la chute totale de pression à la traversée du dispositif sensible à l'écoulement 13 et de la valve 14, un accroissement de cette chute de pression entraînant un accroissement de l'écoulement de retour. Le dispositif 13 peut comprendre un anémomètre supplémentaire à élément chaud 70 à l'intérieur de la chambre de tranquilisation 46 de l'oscillateur 31. Un circuit de commande associé 71 comprend un convertisseur analogique-numérique qui donne sur une ligne 72 un signal dont la fréquence est fonction du débit filtré arrivant au tuyau 19. Le signal de la ligne 72 peut remplacer celui de la ligne 21 des figures 1, 3 et 4 si on le désire. On comprend qu'il est possible de remplacer l'oscillateur 31 de la figure 2 par d'autres formes d'oscillateurs bistables fluidiques à effet de paroi, sans toucher au principe de l'invention. REVENDICATIONS 1) Système de commande de combustible pour moteur à turbine à gaz caractérisé par le fait qu'il comprend un oscillateur fluidique à travers lequel passe en service le combustible fourni au moteur et dont la fréquence d'oscillation est fonction du débit de combustible qui le traverse, des moyens permettant d'engendrer un premier signal électrique qui est fonction de cette fréquence d'oscillation, des moyens permettant d'-engendrer un deuxième signal électrique qui est fonction d'un débit désiré d'afflux du combustible au moteur, un dispositif doseur variable relié en série à l'oscillateur et des moyens qui commandent le dispositif doseur en fonction d'une différence entre les premier et deuxième signaux électriques de manière à faire varier le débit d'afflux de combustible au moteur. 2) Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens servant à engendrer le premier signal électrique comprennent un anémomètre à élément chaud situé dans une part-ie de l'oscillateur où il se produit, en service, un écoulement de fluide qui varie avec la fréquence d'oscillation. 3) Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'oscillateur comprend des moyens permettant de tirer, de l'écoulement qui le traverse, une source de combustible filtré. 4) Système selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens de commande des dispositifs doseurs comprennent un dispositif de commande alimenté par la source de combustible filtré. 5) Système selon la revendication 4 caractérisé par le fait qu'il comprend un réservoir servant à maintenir la source de combustible filtré à une pression voulue. 6) Système selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens permettant d'engendrer un troisième signal électrique dépendant du débit de combustible filtre. 7) Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens permettant d'engendrer un quatrième signal électrique dépendant de la différence entre les premier et troisième signaux électriques. 8) Système selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu il comprend des moyens obéissant au quatrième signal et assurant un affichage visuel. 9) Système selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens d'affichage visuel comprennent un intégrateur de sorte que l'affichage visuel est représentatif d'une quantité de combustible fourni au moteur. 10) Système selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que les moyens de commande du dispositif doseur comprennent un circuit de commande obéissant aux premier et quatrième signaux électriques. 11) Système selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le circuit de commande obéit à la position d'un organe de commande du dispositif doseur. 12) Système selon l'une des revendications 10 et Il, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens reliés en série à l'oscillateur et au dispositif doseur et servant à engendrer un cinquième signal électrique dépendant du débit massique de combustible arrivant au moteur. 13) Système selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le circuit de commande obéit au cinquième signal électrique. 14) Système selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'il comprend une pompe servant à fournir du combustible au moteur en passant par l'oscillateur et le dispositif doseur variable. 15) Système selon la revendication 14, caractérisé par le fait que la pompe comporte un dispositif régulateur automatique de pression de refoulement. 16) Système selon la revendication 14, caractérisé par le fait que la pompe est une pompe à course variable et que des moyens obéissant à la chute de pression à la traversée de ltoscillateur et du dispositif doseur sont prévus pour faire varier la course de la pompe. 17) Système selon la revendication 14, caractérisé par le fait que la pompe est une pompe volumétrique et que le système comporte une valve de retour qui, en fonction de la chute de pression à la traversée de ltoscillateur et du dispositif doseur, laisse échapper du combustible à l'aval de la pompe.