Brevet FR2943724A1 — publié le 20101001

Générateur d'allumage à haute énergie notamment pour turbine à gaz. La présente invention concerne un générateur d'allumage à haute énergie notamment pour turbine à gaz. De tels générateurs d'allumage sont par exemple utilisés dans des turbo- machines aéronautiques ou encore industrielles, de façon générale. Un tel générateur est alors utilisé pour provoquer la formation d'une étincelle entre deux électrodes d'une bougie d'allumage associée à un bobinage de sortie du générateur. La forme d'onde de l'étincelle, c'est-à-dire sa durée et son amplitude, est caractérisée par le bobinage de sortie et l'on conçoit que ce bobinage de sortie est traversé par le courant à l'étincelle. On conçoit alors que pour des générateurs à haute énergie, c'est-à-dire à courant élevé, ceci se traduit par une élévation de température et des pertes d'énergie conséquentes dans le bobinage de sortie. Les bobinages de sortie sont actuellement réalisés sous la forme de bobines à air avec un fil mono-conducteur et de section importante pour réduire les pertes. Cependant, le bobinage reste le siège d'une élévation de température très importante et de pertes d'énergie également importantes se traduisant par un rendement dégradé de l'ensemble du générateur. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet l'invention a pour objet un générateur d'allumage à haute énergie notamment pour turbine à gaz, du type comportant un bobinage de sortie raccordé à une bougie d'allumage de génération d'étincelles, caractérisé en ce que le bobinage de sortie présente une structure à conducteurs multiples, isolés les uns des autres et torsadés ensemble pour former un fil de LITZ. Selon d'autres modes de réalisation, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le bobinage de sortie est une inductance connectée en série avec la bougie ; - l'inductance est choisie dans le groupe comprenant une bobine à air, une bobine à noyau magnétique ou une bobine à noyau magnétique saturable ; et - le bobinage de sortie constitue le secondaire d'un transformateur de puisage, raccordé à la bougie. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 représente un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement d'un premier mode de réalisation d'un générateur d'allumage selon l'invention ; et - la Figure 2 représente un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement d'un second mode de réalisation d'un générateur d'allumage selon l'invention. On a en effet illustré sur ces figures et en particulier sur la figure 1, un générateur d'allumage à haute énergie, notamment pour turbine à gaz et désigné par la référence générale 1. Le générateur est raccordé à une source d'alimentation en énergie désignée par la référence générale 2 présentant n'importe quelle structure appropriée et raccordée à travers une ou plusieurs diodes de redressement désignées par la référence générale 3, à un ou plusieurs condensateurs de stockage d'énergie désigné par la référence 4, lui-même raccordé en série avec une bougie d'allumage 5 à travers un bobinage de sortie désigné par la référence générale 6 sur cette figure. De façon classique des résistances et une diode de roue libre respectivement 7, 8 et 9 sont également prévues. De même, un organe commutateur désigné par la référence générale 10 peut être utilisé pour déclencher la génération d'une étincelle aux bornes des électrodes de la bougie, sous le contrôle si requis de moyens de commande désignés par la référence générale 11. L'organe commutateur peut se présenter sous différentes formes. Il peut en effet être auto-amorçable comme par exemple un éclateur, ou déclenchable comme par exemple un éclateur à gâchette ou un dispositif à semi-conducteur. De façon classique et comme cela est bien connu, lors d'une première phase de fonctionnement de ce générateur, de l'énergie est stockée dans le condensateur de stockage d'énergie 4, cette énergie étant libérée lors d'une seconde phase de fonctionnement, sous la forme d'une étincelle dans la bougie, lors de la fermeture de l'organe commutateur. Comme cela est indiqué précédemment, dans les générateurs d'allumage à haute énergie de ce type, des courants de très forte intensité sont amenés à circuler dans la bougie. Or, ce courant circule également dans le bobinage de sortie et celui-ci est alors le siège d'une augmentation de température importante et de fortes pertes d'énergie. Pour réduire les problèmes liés à ces phénomènes, dans le générateur d'allumage selon l'invention, le bobinage de sortie présente une structure à conducteurs multiples, isolés les uns des autres et torsadés ensemble pour former un fil de LITZ. Ainsi, dans l'exemple de réalisation représenté sur la Figure 1, le bobinage de sortie est une inductance 6 connectée en série avec la bougie 5 et cette inductance peut être choisie dans le groupe comprenant une bobine à air, une bobine à noyau magnétique ou une bobine à noyau magnétique saturable. Des essais ont montré que l'utilisation de cette structure particulière permettait d'augmenter le rendement du générateur d'allumage d'au moins 10% et de diminuer la température de l'inductance d'au moins 30°C. Sur la Figure 2, on a illustré un second mode de réalisation d'un générateur selon l'invention qui met en oeuvre un transformateur de puisage. Sur cette Figure 2, des éléments identiques ou analogues à ceux de la figure 1, sont désignés par les mêmes références. C'est ainsi que l'on reconnaît sur cette figure 2, la source d'alimentation 2 et la ou les diodes de redressement 3, le ou les condensateurs de stockage d'énergie 4, la bougie 5, les résistances et la diode de roue libre 7, 8 et 9 et l'organe commutateur 10 et ses éventuels moyens de commande 11. Dans ce second mode de réalisation, le bobinage de sortie du générateur est désigné par la référence générale 12 sur cette figure 2 et constitue en fait le secondaire d'un transformateur de puisage désigné par la référence générale 13 sur cette figure, dont le primaire 14 est connecté en série entre un condensateur de puisage 15 et une résistance de puisage 16. Dans ce cas également, le bobinage secondaire 12 du transformateur de puisage 13 raccordé à la bougie 5, est réalisé sur la base d'une structure à conducteurs multiples, isolés les uns des autres et torsadés ensemble pour former un fil de LITZ. Ceci permet également dans ce cas de réduire les pertes dans ce secondaire et donc d'augmenter le rendement du générateur tout en réduisant la température de celui-ci. Il convient également de noter que le dimensionnement de cette structure à conducteurs multiples est établi de façon classique en fonction de l'énergie stockée et de la forme d'onde recherchée. Bien entendu, des applications autres que les turbines à gaz peuvent être envisagées comme par exemple des torches industrielles .... REVENDICATIONS1.- Générateur d'allumage à haute énergie notamment pour turbine à gaz, du type comportant un bobinage de sortie (6 ; 12) raccordé à une bougie d'allumage (5) de génération d'étincelles, caractérisé en ce que le bobinage de sortie (6 ; 12) présente une structure à conducteurs multiples, isolés les uns des autres et torsadés ensemble pour former un fil de LITZ. 2.- Générateur d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bobinage de sortie est une inductance (6) connectée en série avec la bougie (5). 3.- Générateur d'allumage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'inductance est choisie dans le groupe comprenant une bobine à air, une bobine à noyau magnétique ou une bobine à noyau magnétique saturable. 4.- Générateur d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bobinage de sortie constitue le secondaire (12) d'un transformateur de puisage (13), raccordé à la bougie (5).15