Brevet FR2349737A1 — publié le 19771125

L'invention concerne des systèmes de commande de débit de carburant pour moteurs à turbine à gaz. On connatt, du brevet britannique nb 1.369.651, par exemple, un système de commande de débit de carburant pour moteur à turbine à gaz dans lequel un dispositif de mesure variable est aJusté en position par un signal de pression d'asservissement, lequel signal est formé à partir de la pression d'alimentation d'une pompe à carburant au moyen d'une soupape, elle-meme sensible à un signal de pression d'air formé à partir des pressions en deux endroits du compresseur du moteur. L'arrangement est tel qu'un accroissement du signal de pression d'air s'accompagne d'un accroissement du débit de carburant dans le dispositif de mesure variable. Une soupape supplémentaire est prévue, laquelle peut Entre commandée sélectivement pour modifier le signal de pression d'air entre un niveau supérieur (accélération) et un niveau inférieur (décélération). Pour une vitesse donnée du moteur, il est recommandé que le débit de carburant en cours de décélération soit en proportion fixe, spécifiquement la moitié, avec le débit en cours d'accélération. Aux faibles vitesse du moteur, toutefois, les différences de pression dans le compresseur sont faibles, et, fréquemment, on se trouve dans l'impossibilité de rendre les différences entre haut et bas niveaux de signal de pression d'air suffisamment grandes pour assurer le rapport requis entre le débit de carburant en décélération et le débit en accélération. L'objectif de l'invention est de fournir un système de commande de débit de carburant dans lequel la difficulté qui vient d'être exposée est surmontée. Conformément à l'invention, un système de commande de carburant pour moteur à turbine à gaz comporte un dispositif de mesure variable. Le débit dans ce dispositif dépend de la valeur d'un signal de pression d'air forme à partir des pressions au niveau d'un premier et d'un second conduits du compresseur du mo teur.Le système comporte deux réducteurs de débit raccordés en série entre les premier et second conduits de compresseur, un venturi communiquant avec le raccord entre les réducteurs, et des moyens de soupape pour contrôler le débit dans le venturi ; le signal de pression d'air étant formé au niveau du rétrécissement du ,venturi, Un exemple de réalisation conforme à l'invention sera maintenant décrit en se reportant aux figures annexées qui représentent respectivement - figure 1, un diagramme d'un système de commande de débit de carburant pour un moteur à turbine à gaz, - figure 2, des courbes de débit de carburant F en fonction de la vitesse N du moteur, sous certaines conditions de fonctionnement de ce moteur. Dans le système de commande de carburant représenté figure 1, le carburant est fourni au moteur 10 par déplacement positif de la pompe 11 entraînée par le moteur 10. Le carburant circule depuis la pompe 11 jusqu'au moteur 10 par l'intermédiaire d'un dispositif de mesure variable 12. Le dispositif 12 comporte une commande de chute de pression de type connu, de sorte que le débit de carburant à travers le dispositif 12 est une fonction connue de la position de fonctionnement d'un élément de commande (non représenté) que comporte ce dispositif. L'élément de commande du dispositif 12 est ajusté en position en fonction d'un signal de pression d'asservissement transmis par le conduit 13, ce signal étant formé à partir de la pression en sortie de la pompe 11, et la pression étant la pression prise entre une réduction de débit fixe 14 et une soupape 15 qui est montée en série entre la sortie et l'entrée de la pompe 11. la soupape 15 est commandée par un bras de levier 16 qui traverse une paroi 17 de façon étanche et dont la position est ajustée à l'aide de deux soufflets 18, 19, lesquels sont extérieurement soumis à la pression d'un signal d'air issu du conduit 20. Un accroissement de la pression du signal d'air, dans le conduit 20, entrain la soupape 15 dans un sens tel que le signal de pression d'asservissement dans le conduit 13 s'accrott l'élément de commande du dispositif de commande 12 est, en conséquence, entraîné dans un sens tel que le débit de carburant s'accroit. Le dispositif de mesure 12 est donc sensible à la valeur du signal de pression d'air dans le conduit 20. Le moteur 10 comporte des connexions de compresseur 21, 22 sur lesquelles sont disponibles des pressions du compresseur du moteur, P4 et P3, respectivement. Les connexions ou conduits 21, 22 sont raccordés par l'intermédiaire d'un réducteur de débit 23 en série avec un venturi 24. Le soufflet 18 est soumis intérieurement à la pression P3 et le soufflet 19 est vidé. L'entrée d'un autre venturi 25 communique avec le conduit raccordant le réducteur 23 et le venturi 24. La sortie du venturi 25 communique avec une soupape 26, cette dernière étant commandée par un électroaimant 27, à l'encontre d'un ressort 28, dans un sens tel que le débit d'air s'accroît dans le venturi 25.Deux arrets ajustables 29 et 30 définissent respectivement les ouvertures maximum et minimum de la soupape 26, et, en conséquence, pour des valeurs données des pressions P3, P4, les valeurs maximum et minimum, respectivement, du signal de pression d'air dans le conduit 20. En fonctionnement, pour des valeurs données des pressions P3 et P4, la désexcitation de l'électro-aimant 27 provoque le mouvement de la vanne 26 vers l'arrêt 29, ce qui accroît la pression du signal d'air dans le conduit 20 et provoque un accroissement correspondant du débit de carburant vers le moteur. De façon similaire, l'excitation de l'électro-aimant 27 provoque la réduction du débit de carburant vers le moteur. Les arrêtes 29, 30 définissent ainsi des limites supérieure (accélération) et inférieure (décélération) pour les débits de carburant vers le moteur. Ces débits sont représentés lignes 40 et 41, respectivement, sur la figure 2. I1 est requis que les débits de carburant en cours de décélération vers le moteur 10 soient en proportion pratiquement constante avec les débits de carburant en cours d'accélération. Quoique cela soit obtenu sur une grande partie de la gamme de vitesse du moteur avec les systèmes connus, on a néanmoins trouvé qu'aux faibles vitesses, soit lorsque la différence entre les pressions P3 et P4 est faible, le niveau de pression du signal d'air dans le conduit 20 ne peut pas, en cours de décélération, être réduit suffisamment à une valeur beaucoup plus faible que celle en cours d'accélération. Cette condition est illustrée par la courbe 42 figure 2. La présence du venturi 25 a pour effet que, si la soupape 26 est ouverte et en butée contre l'arrêt 30, la pression du rétrécissement du venturi 25 peut tomber à une très faible valeur pouvant être inférieure à celle de la pression ambiante. L'introduction du venturi 25 et le raccordement du conduit 20 au niveau de son rétrécissement permettent à la pression du signal d'air entre réduite, aux faibles vitesses du moteur, à une valeur suffisamment basse pour obtenir la caractéristique illustrée à la partie inférieure de la courbe 41 figure 2. REVENDICATIONS 1 - Système de commande de débit de carburant pour moteur à turbine à gaz caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mesure variable à travers lequel le débit de carburant dépend de la valeur de pression d'un signal d'air formé à partir des pressions fournies par un premier et un second conduits de compresseur du moteur, deux réducteurs de débit en série entre les premier et second conduits de compresseur, un venturi communiquant avec le raccord entre les deux réducteurs, et une soupape pour commander le débit à travers ce venturi, la pression du signal d'air étant celle au niveau du rétrécissement du venturi. 2 - Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens sensibles à la pression du signal d'air pour former un signal de pression d'asservissement à partir de la pression d'alimentation en carburant, le dispositif de mesure étant sensible à ce signal de pression d'asservissement. 3 - Système de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour former le signal de pression d'asservissement comportent une soupape sensible à la pression, raccordée en série avec un réducteur de débit fixe entre un point à la pression d'alimentation en carburant et un point de retour à basse pression, le signal de pression d'asservissement étant formé entre la soupape sensible à la pression et le réducteur de débit fixe. 4 - Système de commande selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la soupape est commandée électriquement.