Brevet FR2302415A1 — publié le 19760924

L'invention concerne un Système de commande de com- bustible pour moteur à turbine à gaz. Un système de commande de combustible pour moteur à turbine à gaz selon l'invention comprend un oscillateur fluidique dont la fréquence d'oscillation est fonction du débit du combustible à travers l'oscillateur, un dispositif d'étranglement variable fluidique dont 1' impédance fluidique peut varier sous l'effet du débit auquel le conitrustible est fourni à une entrée de commande de celui-ci, et des moyens de commande permettant de faire varier le débit auquel le combustible est fourni à cette entrée de commande en fonction de la fréquence d'oE- cillation de l'oscillateur fluidique et d'un ou plusieurs paramètres du moteur, l'oscillateur et le dispositif d'étranglement variable étant reliés en série de sorte qu'en service, tout le combustible affluant au moteur les traverse tous deux. L'oscillateur fluidique peut être sous la forme d'un dispositif bistable à effet de paroi dont les orifices de com, mande sont reliés entre eux et dont les sorties sont aussi reliées entre elles. in pareil cas, l'oscillateur peut comprendre deux chambres de filtre à travers lesquelles peuvent passer respectivement les écoulements allant aux deux sorties, des éléments de filtre séparant ces chambres de sorties auxiliaires reliées entre elles par un réseau d'étranglement duquel est tirée l'alimentation en combustible du dispositif d'étranglement variable fluidiques Le dispositif d'étranglement variable fluidique peut être sous la forme d'une chambre présentant une ou plusieurs entrées tangentielles reliées à l'entrée de commande de sorte que du combustible injecté à travers les entrées tangentielles fait tourbillonner le combustible traversant la chambre. Un exemple de l'invention est illustré schématiquement par le dessin annexé. Le système comprend un oscillateur fluidique sous la forme d'un dispositif bistable fluidique à effet de paroi présentant une buse 10 à la jonction de deux passages Il et 12. Deux orifices de commande 13, 14 s'ouvrent auprès de la buse 10 de façon connue de sorte quun jit venant de l'un ou de l'autre orifi 13 ou 14 dévie le jet venant de la buse 10 vers le passage 12 ou Il où il est retenu par l'effet de paroi. Les deux orifices 13, 14 sont reliés entre eux par un conduit approprié 15. Il est connu que la fréquence des oscillateurs de ce genre dépend du débit de fluide qui les traverse. Les deux passages 11, 12 s'ouvrent respectivement vers deux chambres de filtre 16, 17 qui sont à leur tour reliées à une sortie commune 18. Chaque chambre de filtre contient un élément cylindrique de filtre 19 qui sépare la chambre d'une sortie auxiliaire 20, 21. Ces sorties sont reliées entre elles par deux étranglements identiques 22, 23 e série et la liaison entre ceux-ci est reliée par l'intermédiaire d'un autre étranglement 24 à un accumulateur 25 duquel du combustible peut être retiré selon les besoins. Pour la détection des oscillations de I'oscillateur, deux diaphragmes flexibles 26, 27 sont montés dans les parois des chambres respectives 16, 17 et sont reliés entre eux par l'armature 28 d'un transformateur différentiel. Le transforma- teur 29 engendre une sortie électrique pulsée dont la fréquence est égale à la fréquence d'oscillation de l'oscillateur. La sortie 18 de l'oscillateur est reliée à l'entrée d'un dispositif d'étranglement fluidique à écoulement variable 30. Celui-ci comprend un passage de section annulaire défini entre une paroi extérieure et un corps central caréné 31. Dans ce passage s'ouvrent plusieurs entrées tangentielles 32 reliées à un collecteur toroïdal 33 muni d'une entrée de commande 34. L'afflux de combustible à l'entrée de commande 34 est commandé par une valve 35 actionnée par une servocommande électro-hydraulique 36. L'organe de servocommande 36 est alimenté par du combustible venant de l'acoumalateur 25. L'amenée de courant électrique à l'organe de servocommande 36 est déterminée par un amplificateur différentiel à démodulation 37 qui reçoit des signaux d'oscillation du transformateur 29 et d'un circuit électronique de commande 40. Le circuit de commande 40 obéit à plusieurs paramètres du moteur parmi lesquels la vitesse N du moteur et la pression de refoulement P du compresseur ainsi que la position d'une commande manuelle 44 au moyen de laquelle on choisit une vitesse désirée ou un besoin de puissance désiré. Le circuit de commande 40 fournit une sortie d'oscillation sur une ligne 45 à l'amplificateur différentiel 37e La fréquence de la sortie passant par la ligne 45 est égale à la fréquence de l'oscillateur fluidique lorsque la quantité de combustible passant par l'oscillateur fluidique est suffisante pour faire en sorte que le reste des paramètres de fonctionnement du moteur soient proportionnés au signal donné par la commande manuelle 44. L'amplificateur différentiel 37 reçoit aussi un signal de réaction de position d'un transducteur de position 41 associé à la valve 35.Ce servomécanisme est du type appelé système intégrateur, l'organe de commande 36 étant conçu pour verrouiller hydrauliquement la valve 35 en position lorsqu'aucune sortie ne vient de l'amplificateur 37, ce qui se produit quand la valve 35 est dans la position voulue pour fournir à l'entrée 34 une alimentation suffisante pour réduire le débit de combustible au niveau voulu. Te moteur 42 entraiDe une pompe 43 munie d'une commande particulière de pression de sortie. La pompe peut être du type centrifuge ou du type volumétrique et munie d'une valve de décharge ou d'une commande de cylindrée. La pompe 43 envoie son débit à la buse 10 de l'oscillateur fluidique qui mesure efficacement le débit de combustible amené au moteur. La sortie de fréquence du transformateur 29 commande l'organe de commande 36 de manière à faire varier l'amenée de combustible à l'entrée de commande 34 pour augmenter la résistance à ltécoulement de combustible par la sortie 18 en créant une configuration tourbillonnante d'écoulement dans le dispositif 30 dont la sortie est fournie aux brûleurs. Tout le combustible qui atteint le moteur a passé en série par l'oscillateur et le dispositif 30. Dans une variante de l'invention, le combustible servant à actionner l'organe de commande 36 et destiné à être fourni au dispositif 30 peut etre tiré d'une autre source que le dispositif de filtre représenté. Ainsi, l'alimentation peut venir directement de la sortie de la pompe 43, une filtration étant seu liement nécessaire pour le combustible qui afflue à ltorgane de servocommande 360 REVENDICATIONS 1) Système de commande de combustible pour moteur à turbine à gaz caractérisé par le fait qu'il comprend un oscillateur fluidique dont la fréquence d'oscillation est fonction du débit du combustible à travers ltoscillateur, un dispositif d'étranglement veriable fluidique dont l'impédance fluidique peut varier sous l'effet du débit auquel le combustible est fourni à une entrée de commande de celui-ci, et des moyens de commande permettant de faire varier le débit auquel le combuatible est fourni à cette entrée de commande en fonction de la fréquence d'oscillation de l'oscillateur fluidique et d'un ou plusieurs paramètres du moteur, l'oscillateur et le dispositif d'étranglement variable étant reliés en série de sorte qu'en service, tout le combustible affluant au moteur les traverse tous deux0 2) Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'oscillateur fluidique constitue un dispositif bistable à effet de paroi muni de deux orifices de commande reliés entre euxo 3) Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le dispositif bistable présente deux sorties reliées entre elles. 4) Système selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens permettant d'engendrer un premier signal de sortie d'oscillation qui dépend de la fréquence d'oscillation de l'oscillateur fluidique. 5) Système selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens servant à engendrer le premier signal d'oscillation comprennent un transformateur différentiel muni d'un noyau qui peut se mouvoir en réponse à des variations de pression dans une sortie de l'oscillateur fluidique0 6) Systèmes selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens qui, en réponse aux paramètres du moteur, engendrent un deuxième signal de sortie d'oscillation. 7) Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens servant à engendrer le deuxième signal de sortie constituent un circuit électronique de commande. 8) Système selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que la fréquence du deuxième signal de sortie est égale à celle du premier signal de sortie quand le débit de combustible traversant l'oscillateur est à un niveau concordant avec tous les paramètres du moteur. 9) Système selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que les moyens de commande comprennent un dispositif de servocoDsande répondant à une différence entre les premier et deuxième signaux d'oscillation et une valve pouvant etre actionnée par ce dispositif pour commander l'afflux de combustible à l'entrée de commande. 10) Système selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le dispositif de servocommande comprend des moyens qui engendrent un signal électrique de réaction en réponse à la position de la valve, un amplificateur différentielrépondant au signal de réaction et aux premier et deuxième signaux d'oscillation et un organe de servocommande qui fait varier la position de la valve en réponse à une sortie de l'amplificateur différentiel n Système selon la revendication 10, caractérisé par le fait que I'organe de servo-commande est alimenté par une pression de fluide. 12) Système selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la pression de fluide est fournie par le combus- tible du moteurs 13) Système selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu'il comprend des chambres de filtre dans les sorties du dispositif bistable, des éléments de filtre dans ces chambres, des sorties auxiliaires communiquant avec les chambres par l'in termédiaire des éléments de filtre, un réseau d'étranglement communiquant avec les sorties auxiliaires et un réservoir à combustible filtré aussi relié su réseau d'étranglement. 14) Système selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le réservoir constitue une source de pression de fluide pour l'organe de servocommande. 15) Système selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé par le fait que le réservoir constitue une source de combustible servant à alimenter l'entrée de commande. 16) Système selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que le dispositif d'étranglement variable comprend une chambre munie d'une entrée tangentielle reliée à l'entrée de commande de sorte que du combustible injecté à travers l'entrée tangentielle fait tourbillonner le combustible qui traverse la chambre. 17) Système selon la revendication 16, caractérisé par le fait que la chambre du dispositif d'étranglement a une section annulaire et que plusieurs entrées tangentielles s'ou- vrent dans cette chambre. 18) Système selon la revendication 17, caractérisé par le fait qu'il comprend un collecteur par lequel les entrées tangentielles communiquent avec l'entrée de commande.