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"Perfectionnements apportés ou relatifs à des dispositifs de commande des systèmes à combustible des moteurs à turbine à gaz.
La présente invention a trait à des sytèmes à combustible pour moteurs à turbine à gaz, qui comprennent un mécanisme appelé ci-dessous "dispositif régulateur hydraulique" comprenant un dis- positif répondant à la pression, destiné à effectuer une modifica- tion dans l'alimentation en combustible du moteur par suite de sa réponse aux changements de pression et agencé de façon à répondre
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à la chute de pression entre deux côtés d'un dispositif d'étran- glement par lequel un fluide est amené à s'écouler par une pompe à capacité volumétrique fixe menée à une vitesse proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur.
Dans le système à combustible d'un moteur à turbine à gaz, il est désirable d'empêcher une alimentation excessive en combus- tible lors des accélérations et d'assurer une alimentation adéqua- te en combustible pendant les ralentissements, puisqu'une alimen- tation trop riche ou trop pauvre peut provoquer l'extinction de la combustion dans l'équipement de combustion.
Dans le système à combustible d'un moteur à turbine à gaz employé pour la propulsion des aéronefs, il est désirable d'assu- rer que l'alimentation en combustible soit modifiée d'une façon appropriée suivant les variations de l'altitude en vol. Avec l'augmentation de l'altitude, la quantité d'air passant vers 1' équipement de combustion décroît et la quantité de combustible fourni doit être pareillement diminuée.
C'est un objet de la présente invention de présenter un système à combustible pour moteur à turbine à gaz qui satisfasse à un ou plusieurs de ces désiderata.
Selon la présente invention, un système à combustible pour moteur à turbine à gaz comprend une pompe destinée à fournir le combustible au moteur et un dispositif de commande de l'écoulement venant de la pompe à combustible vers le moteur, comprenant un premier dispositif régulateur hydraulique qui fonctionne pour dé- limiter, pour chaque vitesse de rotation instantanée du moteur en accélération, un débit d'alimentation en combustible maximum choisi d'avance, lequel débit d'alimentation maximum dépasse les besoins du moteur pour la marche en régime à chacune desdites vitesses, et un second dispositif régulateur hydraulique ayant un repère variable destiné à choisir d'avance une vitesse de rotation de régime,
lequel dispositif régulateur hydraulique fonctionne
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pour cpmmander l'alimentation en combustible du moteur afin de déterminer et de maintenir une telle vitesse désirée.
Selon un autre aspect de la présente invention, un système à combustible pour moteur à turbine à gaz peut comprendre une pom- pe à combustible destinée à fournir le combustible au moteur et un dispositif pour commander l'écoulement du combustible de la pompe vers le moteur, comprenant deux dispositifs régulateurs hydrauliques dont l'un est agencé de façon à régler la chute de pression entre les deux côtés d'une soupape actionnée par le se- cond dispositif régulateur hydraulique de façon qu'elle dépende de la vitesse de rotation du moteur et ledit second dispositif régulateur hydraulique qui a un repère variable destiné à choisir d'avance une vitesse de rotation de régime et qui est agencé pour régler l'alimentation en combustible du moteur par l'intermédiaire d'une soupape actionnée par lui afin de déterminer et de maintenir la vitesse de rotation
choisie d'avance.
Selon une autre particularité encore de la présente inven- tion, un système à combustible pour moteur à turbine à gaz peut comprendre une pompe d'alimentation en combustible, un dispositif d'injection de combustible alimenté en combustible par la pompe, au moins deux dispositifs d'étranglement à soupape situés en sé- rie entre la pompe d'alimentation en combustible et le dispositif d'injection de combustible, un premier régulateur hydraulique dont le dispositif répondant à la pression est soumis au moins à la pression existant entre les deux dispositifs d'étranglement à soupape, et, de préférence, chargé par la chute de pression entre les deux côtés du deuxième dispositif d'étranglement à soupape et un second dispositif régulateur hydraulique agencé pour commander desdits le second/dispositifs-d'étranglement à soupape,
ledit second dispositif régulateur hydraulique ayant un repère qui peut être modifié pour choisir d'avance une vitesse de rotation du moteur, grâce à quoi ledit dispositif régulateur fonctionne pour commander
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l'alimentation en combustible du dispositif d'injection du com- bustible de façon à déterminer et à maintenir la vitesse de ro- tation choisie d'avance.
Selon un autre aspect encore de la présente invention, un système à combustible pour moteur à turbine à gaz peut compren- dre une pompe à combustible agencée pour fournir le combustible au moteur et un dispositif destiné à commander l'écoulement du combustible de la pompe au moteur comprenant un premier disposi- tif régulateur hydraulique dont le dispositif répondant à la pression est agencé pour actionner un dispositif à soupape com- mandant l'écoulement du combustible de la pompe dans une chambre, un dispositif à soupape commandant l'écoulement du combustible hors de cette chambre vers le moteur et un second dispositif ré- gulateur hydraulique qui fonctionne pour commander ledit second dispositif à soupape,
ledit premier dispositif régulateur hydrau- lique étant agencé pour commander ledit premier dispositif à sou- pape de façon que la chute de pression entre les deux côtés du second dispositif à soupape soit proportionnel au carré de la vitesse de rotation du moteur, et un dispositif de commande fonc- tionnellement relié audit second dispositif régulateur hydrauli- que afin de choisir d'avance une vitesse de rotation du moteur, lesdits régulateurs fonctionnant pour commander l'alimentation en combustible du moteur de façon à déterminer à maintenir la vitesse du moteur choisie d'avance par ledit dispositif de com- mande.
Le dispositif de commande associé avec le second disposi- tif régulateur hydraulique afin de choisir d'avance une vitesse de rotation du moteur peut comprendre un dispositif pour modifier une charge élastique contre laquelle s'exerce la chute de pression entre les deux côtés du dispositif d'étranglement de ce régulateur; dans une variante, le choix de la vitesse de rotation du moteur peut être effectué en modifiant le degré d'étranglement du dispo-
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sitif d'étranglement associé avec le second régulateur hydrauli- que. Dans certains cas, la caractéristique de la charge variable peut être combinée avec celle du dispositif d'étranglement varia- ble.
Selon une autre particularité encore de l'invention, l'é- coulement du combustible vers le dispositif d'injection du combus- tible est en outre commandé par une soupape actionnée par un dis- positif sensible à la pression soumis à la pression déterminée par une des variables de fonctionnement du moteur. De préférence, dans l'application de la présente invention aux moteurs à turbine à gaz d'aviation, ce dispositif sensible à la pression est soumis à la pression ambiante ou pression de la prise d'air, grâce à quoi l'alimentation du moteur en combustible varie en fonction de l'altitude.
Dans une forme de l'invention, le dispositif à soupa- pe actionné par le second régulateur hydraulique est en outre commandé par le dispositif sensible à la pression ; exemple, il peut avoir deux directions de mouvement, le mouvement dans une direction étant effectué sous commande du dispositif sensible à la pression, et le mouvement dans l'autre direction étant comman- dé par le second régulateur hydraulique.
Les systèmes à combustible selon l'invention assurent, grâce au fonctionnement du premier dispositif régulateur hydrau- lique, la limitation de l'alimentation maximum possible du moteur en combustible d'après la vitesse de rotation instantanée de ce- lui-ci ; et, grâce au fonctionnement du second dispositif régula- teur hydraulique, la modification de l'alimentation en combustible à partir de cette valeur maximum jusqu'à celle qu'exige la vitesse de rotation choisie d'avance pour le moteur ; grâce au fonc- tionnement du dispositif sensible à la pression d'altitude, lors- que le système en comprend un, la réduction de cette alimentation maximum en combustible avec l'augmentation de l'altitude.
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Dans une réalisation de l'invention, le système à combus- tible comprend une pompe à combustible de l'espèce où la capacité volumétrique peut être modifiée et, en outre, une pompe de capa- cité volumétrique fixe, entraînée à une vitesse proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur, qui envoie un courant de flui- de hydraulique à travers un dispositif d'étranglement associé avec les deux dispositifs régulateurs hydrauliques.
Dans une autre réalisation de l'invention, la pompe four- nissant le combustible au moteur est de l'espèce à capacité volu- métrique fixe et est menée à une vitesse proportionnelle à la vi- tesse de rotation du moteur, et cette pompe, outre qu'elle alimente le moteur, refoule le combustible à travers un dispositif d'étran- glement associé avec le dispositif régulateur hydraulique, le courant étant proportionnel à la vitesse de rotation du moteur.
Quelques réalisations de l'invention sont illustrés sché- matiquement dans les dessins ci-annexés où : la fig. 1 illustre un système à combustible où une pompe séparée de la pompe à combustible principale est prévue pour fournir le fluide sous pression aux régulateurs hydrauliques et où la pompe à combustible principale est du type à débit variable. la fig. 2 illustre une variante du système à combustible illustré fig. 1, où la pompe à combustible principale fournit aussi du fluide sous pression aux dispositifs régulateurs hydrau- liques, les figs. 3A, 3B, 4A, 4B illustrent graphiquement le fonc- tionnement des commandes hydrauliques des systèmes de commande illustrés Figs. 1 et 2, et la fig. 5 représente une variante de l'arrangement montré fig. 2.
En se référant à la fig. 1, le système à combustible com- prend une pompe à combustible principale 10, par exemple,,du type alternatif multi-plongeurs, dont la capacité volumétrique peut
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être modifiée par un piston 11 agissant par le levier 12. Le combustible pénètre dans la pompe par le tuyau de succion 13 qui comprend un filtre de basse pression 14 et un robinet de basse pression 15, actionné à la main. Un réservoir d'alimenta- tion en combustible est indiqué schématiquement en 16. Le tuyau de refoulement de la pompe est montré en 17 qu'un tuyau 18 relie au cylindre, où fonctionne le piston 11, afin de charger ce der- nier dans le sens où la course du piston se trouve réduite.
Le piston est chargé dans le sens opposé par un ressort 19 et aussi par la pression hydraulique fournie d'une manière décrite plus en détail plus bas, par un tuyau 20 menant du tuyau 39 alimentant les injecteurs de combustible du moteur. L'un de ces derniers est illustré en 21.
Outre la pompe à débit variable susmentionnée, il y a une autre pompe menée par le moteur à une vitesse de rotation propor- tionnelle de celle du moteur. Cette pompe, qui a une capacité volumétrique sensiblement constante, aspire le combustible du tuyau d'alimentation 13 par l'intermédiaire d'une conduite 23 et refoule dans la conduite 24. L'écoulement à travers la pompe est ainsi sensiblement directement proportionnel à la vitesse de ro- tation du moteur. Ce courant est employé dans les systèmes régu- lateurs hydrauliques et passe par un orifice régulateur fixe 25 et de là, par une conduite 26, une chambre 32 et une conduite de retour 27, de retour vers le tuyau d'alimentation 13.
On notera que puisque le courant de refoulement venant de la pompe 22 est sensiblement proportionnel à la vitesse de rota- tion du moteur et que l'orifice régulateur 25 est de dimension fixe, une chute de pression a lieu entre les deux côtés de cet orifice, comme entre les conduites 24 et 28 de laquelle dérive la conduite 26, chute de pression qui est approximativement pro- portionnelle au carré de la vitesse de rotation du moteur. Cette chute de pression est appliquée au diaphragme 29, la pression en
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amont de l'orifice étant introduite par une conduite 30 venant de la conduite 24 jusqu'à la chambre 31 et la pression en aval de l'orifice étant introduite par la conduite 26 dans la chambre 32 comme il est décrit ci-dessus.
Le diaphragme 29 est relié à une tringle 33 portant un tiroir 34 agencé pour coopérer avec une lumière 35 à l'extrémité de sortie de la conduite de refou- lement du combustible 17. Le tiroir 34 commande ainsi le courant venant du tuyau d'alimentation 17 vers une chambre de pression intermédiaire 36. La pression régnant dans cette chambre agit sur un autre diaphragme 37 relié par la tringle 3$ avec le tiroir 34, le diaphragme 37 étant en outre chargé par la pression régnant dans la conduite 39, laquelle fournit le combustible aux disposi- tifs injecteurs de combustible tels que le bec 21 du moteur. La pression est transmise par le passage 40 à la chambre 41 dont le diaphragme 37 constitue une'paroi.
On notera que le tiroir 34 est commandé en ce qui concerne sa position par l'équilibre des charges qui s'exercent sur les diaphragmes 29 et 37. La charge sur le diaphragme 29 est appro- ximativement proportionnelle au carré de la vitesse de rotation du moteur, et la charge sur le diaphragme 37 est proportionnelle à la chute de pression existant entre la chambre 36 et la condui- te d'alimentation en combustible 39 menant aux injecteurs de com- bustible 21.
Un second mécanisme régulateur hydraulique est prévu pour commander un autre tiroir indiqué en 42 et situé entre la chambre intermédiaire 36 et la conduite 39. Ce tiroir peut être déplacé dans deux sens et est agencé pour être tourné par un dispositif régulateur hydraulique et pour être déplacé axialement par un dispositif sensible à l'altitude. Le dispositif régulateur com- prend un diaphragme 43 qui est soumis à la chute de pression en- tre les deux côtés de l'orifice régulateur 25, la pression en amont de l'orifice étant communiquée à la chambre 45 par la con-
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duite 44 (partant de la conduite 30), tandis que la pression en aval de l'orifice est communiquée à la chambre 46 par la conduite 28.
Le diaphragme est en outre chargé par le ressort 47, la char- ge du ressort étant modifiée par un levier de commande de puissan- ce 48. Le mouvement du diaphragme est transmis au tiroir 42 par une tringle 49 reliée au diaphragme et agencée pour tourner un levier 50 afin de faire tourner un arbre 51 lequel porte une cros- se 52 venant en prise avec des rainures axiales 53 aménagées dans le tiroir 42. Ainsi, les mouvements du diaphragme 43 provoquent un mouvement de rotation correspondant du tiroir 42. La prise de la crosse 52 dans les rainures 53 laisse toutefois la liberté du mouvement axial au tiroir 42.
Un ressort comprimé 54 pousse le tiroir dans le sens axial vers la droite, tandis que le mouvement vers la gauche est effectué par un servo-mécanisme mû par la pres- sion provenant de la chute de pression entre les deux côtés de l'ouverture 35, agissant sur un piston 55. Ce piston comporte un passage 56 que traverse un courant commandé au moyen d'un plon- geur 57 relié à une capsule à vide 58 logée dahs une chambre 59, laquelle est soumise à la pression atmosphérique ambiante par le tuyau 60. Cette capsule est du type qui se dilate axialement par suite de la réduction de la pression extérieure à laquelle elle est soumise.
L'alimentation en fluide sous pression pour l'ac- tionnement du servo-mécanisme est conduite vers l'espace 61 du cy- lindre par la conduite 62 et l'orifice étranglé 63, tandis que l'espace 64, de l'autre côté du piston 55, communique avec la cham- bre intermédiaire 36 par le passage 65.
Le fonctionnement du servo-mécanisme lors de la dilatation et de la contraction de la capsule 58 d'après les modifications de la pression atmosphérique et le suivant : La section de l'ori- fice étranglé 63 est choisie en relation avec la section effective du passage 56 commandé par le plongeur 57 de façon à maintenir l'équilibre des charges hydrauliques sur le piston 55. Ainsi,
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lorsque la capsule 58 se dilate, le plongeur 57 .ferme le passage 56 et une servo-pression survient dans l'espace 61 ce qui fait que le piston 55 se déplace vers la gauche et règle la position du tiroir 42 contre l'action du ressort 54 jusqu'à ce qu'une po- sition d'équilibre soit atteinte.
Une contraction de la capsule 58 ouvre le passage 56, égalisant les pressions des deux côtés du piston 55, si bien que le tiroir 42 se déplace alors sous la char- ge du ressort 54 de façon à suivre le mouvement du plongeur 57.
Le système à combustible comprend aussi un robinet de hau- te pression 68 qui est placé sur la conduite d'alimentation en combustible 39 et est employé pour la mise en marche et l'arrêt du moteur.
En envisageant maintenant le fonctionnement du tiroir sup- plémentaire 42, il faut noter que ce tiroir est prévu pour modi- fier la pression dans la chambre intermédiaire 36 de façon à l'ap- proprier aux conditions de marche du moteur choisies par la mise du levier 48 dans une certaine position, et aussi pour maintenir les conditions de marche choisies indépendamment des variations d'altitude. Le tiroir comporte donc une ouverture 66 de forme rectangulaire coopérant avec la lumière 67 située à l'entrée de la conduite 39 fournissant le combustible au dispositif d'injec- tion du combustible.
L'arrangement est tel que le mouvement axial du tiroir vers la gauche provoque la fermeture de la lumière 67, tandis que le mouvement tournant dm tiroir vers la gauche provo- que la fermeture de la lumière 67, tandis que le mouvement tour- nant du tiroir provenant du mouvement ascensionnel du diaphragme provoque aussi la fermeture de la lumière.
En considérant le fonctionnement des deux régulateurs hy- drauliques et en négligeant l'effet de la capsule d'altitude 58, on observe que le tiroir 42 va modifier la pression dans la cham- bre intermédiaire 36 en introduisant un étranglement supplémentai- re dans le courant de la conduite 39, cet étranglement augmen- tant lorsque le régulateur hydraulique comprenant le diaphragme
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43 subit les effets d'une vitesse du moteur dépassant la vitesse choisie par la mise en position du levier 48, c'est-à-dire lorsque la chute de pression entre les chambres 45 et 46 exerce une charge dépassant la charge due au ressort 47.
Dans une variante, si le régulateur hydraulique subit les effets d'une vitesse moindre que la vitesse choisie par la mise en position du levier 48, c'est-à- dire, lorsque la charge exercée par la chute de pression entre les chambres 45 et 46 est vaincue par le ressort 47, le tiroir 42 va ouvrir la lumière, réduisant l'étranglement du courant du combustible entre la chambre 36 et la conduite d'alimentation 39.
La différence de pression entre la conduite d'alimentation 39 et la chambre 36 est toutefois maintenue de façon à être sensiblement proportionnelle au carré de la vitesse de rotation du moteur, cet- te différence de pression étant déterminée par l'équilibre des cha ges hydrauliques qui s'exercent sur les diaphragmes 29 et 37.
Lorsque le levier 48 est déplacé pour accélerer le moteur, le ressort 47 est comprimé et le tiroir 42 tourne de façon à ou- vrir la lumière 67. La quantité maximum de combustible qui peut passer vers les injecteurs 21 lorsque la lumière 67 est pleine- ment ouverte dépend alors de la section de la lumière et de la différence de pression entre les deux côtés de la lumière. La différence de pression est maintenue sensiblement proportionnelle au carré de la vitesse de rotation du moteur, si bien que la quan- tité maximum de combustible qui peut passer vers les injecteurs est proportionnelle à la vitesse du moteur.
Lorsque le levier 48 est déplacé de façon à faire ralentir le moteur, le tiroir 42 tourne de façon à fermer la lumière 67, mais il n'est pas libre de la fermer complètement, si bien que la quantité minimum de combustible qui peut s'écouler vers le moteur, laquelle dépend de la section de la lumière 67 lorsque le tiroir 42 est tourné le plus loin possible dans le sens de la fermeture de la lumière, est aussi proportionnelle à la vitesse du moteur.
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L'angle dans lequel le tiroir 42 peut tourner pour fermer ou ouvrir la lumière 67 peut être limité par des arrêts qui peu- vent être réglables de façon que le courant maximum ou minimum que l'on peut obtenir à toute vitesse peut être réglé.
Ces caractéristiques constituent un avantage considérable puisqu'il est désirable de limiter le courant maximum et minimum possible de combustible vers un moteur à turbine à gaz d'après la vitesse de rotation du moteur, afin d'assurer que la combustion ne s'éteigne pas dans l'équipement de combustion par suite d'un changement trap grand et soudain dans la quantité de fluide fourni.
Le fonctionnement de la capsule d'altitude 58 peut être saisi en considérant le mouvement du tiroir 42 sous commande de la capsule indépendamment du mouvement de rotation du tiroir ef- fectué par le régulateur hydraulique. L'effet de la capsule 5$ est d'introduire un étranglement supplémentaire entre la chambre intermédiaire 36 et la conduite d'alimentation en combustible 39, étranglement qui est une fonction de la pression atmosphérique et qui augmente avec l'altitude. Le courant maximum possible vers la conduite 39, c'est-à-dire, maximum en considérant que le ti- roir est entièrement ouvert uniquement par un mouvement dû au diaphragme 43 du régulateur hydraulique, est ainsi réduit avec l'augmentation de l'altitude.
Cette caractéristique constitue un avantage considérable pour le système à combustible d'un moteur à turbine à gaz d'aviation, où le courant du combustible doit être modifié d'après l'altitude afin de maintenir une vitesse de rotation particulière du moteur.
Dans la fig. 2 il est illustré une variante de système à combustible décrit en se référant à la fig. 1, variante où la pom- pe à combustible est de type volumétrique fixe (par opposition à la pompe à débit variable montrée fig. 1) et où une forme modi- fiée de régulateur hydraulique à repères variables est illustrée.
Pour autant que le système de la fig. 2 est semblable à celui de la fig. 1, des nombres indicatifs pareils sont utilisés. Ainsi,
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le système comprend le premier régulateur hydraulique avec le diaphragme 29 et le diaphragme d'équilibre 37, le tiroir 34, et un second tiroir 42 agencé pour être tourné par un second régula- teur hydraulique et pour être déplacé axialement par la capsule répondant à la pression atmosphérique 58 par l'intermédiaire du servo-piston 55. Pareillement, la conduite d'alimentation en combustible des becs d'injection 21 du moteur est indiquée en 39 avec le robinet 68, la conduite d'amenée du combustible sous pres- sion étant indiquée en 17, communiquant avec la lumière 35.
Dans le système illustré fig. 2, la pompe à combustible 70, du type volumétrique fixe, c'est-à-dire une pompe à engrenage, est menée par le moteur à une vitesse proportionnelle à sa vitesse de rotation. Cette pompe aspire le combustible d'un réservoir, illustré schématiquement en 16, par le tuyau aspirant 13, le ro- binet à combustible de basse pression 15 et le filtre de basse pression 14. Le débit du combustible refoulé par la pompe 70 par la conduite 71 est ainsi approximativement proportionnel à la vi- tesse de rotation du moteur, et ce courant passe par l'orifice variable 72 dont la dimension peut être modifiée par le mouvement du plongeur 73 dû au réglage du levier de commande de puissance 74.
Le plein courant de refoulement de la pompe 70 passe aussi par un orifice d'étranglement à section fixe 75 (équivalent à l'orifice fixe 25 de la f ig. 1). En aval de l'orifice 75, la conduite 71 rejoint la conduite 17 communiquant avec la lumière d'admission 35 commandée par le tiroir 34. Le combustible refoulé par la pompe 70 par la conduite 71 en surplus du courant passant par la conduite 17 vers le bec 21 est by-passé par un clapet de sûreté 76, le combustible en excès pénétrant dans la chambre du clapet 77, sous le clapet 78 par la conduite 79 et quittant le clapet de sûreté par le tuyau de sortie 80 pour retourner au ré- servoir 16. Le clapet 78 est chargé par un ressort de compression 81 et aussi par la pression hydraulique agissant sur le piston 82.
La pression hydraulique est appliquée par la conduite 83 en com-
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munication avec la conduite d'alimentation en combustible 39.
La conduite 83 est équivalente à la conduite 20 de la fig. 1 et la pression qui y règne sert à régler la pression dans la conduite 17 de façon que cette dernière pression dépasse la pression d'ali- mentation du bec d'injection du combustible d'une valeur sensi- blement prédéterminée, de sorte que la chute de pression dans le système est suffisante au fonctionnement des régulateurs, mais n'est pas excessive, particulièrement dans les conditions du fonc- tionnement en altitude ou en marche lente.
On notera que puisque le courant passant par l'orifice 75 est sensiblement directement proportionnel à la vitesse de rota- tion du moteur, une chute de pression a lieu entre les côtés du- dit orifice qui est approximativement proportionnelle au carré de la vitesse de rotation du moteur. La pression en amont de l'ori- fice 75 est transmise à la chambre 31 par la conduite 84 (équiva- lente à la conduite 30, fig. 1), et la pression en aval de l'ori- fice 75 est transmise à la chambre 32 par la conduite 85 (équiva- lente à la conduite 26, fig. 1).
Le diaphragme 37 (comme fig. 1) est chargée hydrauliquement par la pression régnant dans la cham- bre intermédiaire 36 et, par la communication par le passage 40, par la pression régnant dans la conduite 39, grâce à quoi le ti- roir 34 est actionné d'une manière semblable à celle qui a été dé- crite en se référant à la fig. 1.
En outre, l'orifice variable 72 est raversé par le courant de refoulement de la pompe 70, et, ainsi, pour toute position choisie de la soupape 73 par le déplacement du levier de commande 74, la chute de pression entre les deux côtés de l'orifice 72 est approximativement proportionnelle au carré de la vitesse de rota- tion du moteur. Cette chute de pression est appliquée à un dis- positif à piston et cylindre dont le piston 86 équivaut au dia- phragme 43 de la fig. 1. Le piston est chargé par un ressort comprimant 87. La pression en amont de l'orifice 72 est transmise à l'espace 88 du cylindre par une conduite 89, et la pression en aval de l'orifice 72 est transmise à l'espace 90 du cylindre par
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la conduite 91.
Le régulateur hydraulique ainsi constitué est le/ relié au tiroir 42 pour faire tourner d'une façon similaire à celle qui a été décrite en se référant à la fig. 1, bien que le remplacement de la charge par ressort à repère variable 47 de la fig. 1 par l'orifice variable 72 donne une caractéristique de régulation différente, ainsi qu'il sera décrit ci-dessous.
Le fonctionnement des deux systèmes décrits en se référant aux figs. 1 et 2 peut être saisi plus aisément en se référant aux figs. 3A, 3B, 4A et 4B.
En se référant aux Figs. 3A et 3B, il y est illustré les courbes entre les axes du débit du combustible (F) et de la vi- tesse de rotation du moteur (N); la fig. 3A indique les courbes pour le vol en basse altitude, et l'indice o étant utilisé, et la fig. 3B illustre les courbes pour le vol en haute altitude, l'indice 40 étant utilisé, désignant par exemple, les conditions du vol à l'altitude de 40.000 pieds.
Dans la fig. 3A, les lignes droites OAo (max) et OAo (min) montrent respectivement les lignes de débit maximum et minimum comme elles sont déterminées par le tiroir actionné par le premier régulateur hydraulique 34 et les sections maximum et minimum pos- sibles de la lumière 67 (les arrêts réglables, s'il y en a, étant dans une position fixe) lorsque le tiroir 42 est mis en position par la capsule d'altitude 58 pour le séjour à basse altitude. La ligne de combustible OAo (max) indique le débit lorsque le tiroir 42 est entièrement ouvert pour autant qu'il soit déplacé par le second régulateur hydraulique, et la ligne de combustible OAo (min; indique le débit lorsque le tiroir 42 est entièrement fermé pour autant qu'il soit déplacé par le second régulateur hydraulique.
La ligne des besoins en combustible du moteur est indiquée par ERo et cette ligne se trouve entre OAo (max) et OAo (min).
Dans la fig. 3B sont montrées les lignes de débit corres- pondantes AO40 (max) et AO40 (min), qui sont dues à la position
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donnée au tiroir 42 par la capsule de pression 58 soumise à la pression de haute altitude, par exemple, 40. 000 pieds. La ligne des besoins du moteur est indiquée en ER40.
Les figs. 4A et 4B illustrent schématiquement les fonctions différentes du second régulateur hydraulique à repères varia bles selon la fig. 1, où les repères sont modifiés par la variation de la charge sur le ressort 47, et, selon la fig. 2, où les modi- fications des repères sont obtenues par la modification de l'ori- fice, respectivement. Dans les Figs. 4A et 4B, la charge P agis- sant sur le diaphragme 43 ou le piston équivalent 86 (fig. 1 et 2 respectivement) est un des axes et la vitesse de rotation du mo- teur N est l'autre axe.
Bans la fig. 4A, puisque la chute de pression entre les deux côtés de l'orifice 25 est proportionnelle au carré de la vi- tesse N du moteur et que la charge sur le diaphragme 43 est pro- portionnelle à la chute de pression, il y a une courbe simple qui représente la relation entre la charge P sur le diaphragme 43 et la vitesse de rotation N du moteur. Cette courbe est représentée par la ligne OR. OP1 et OP2 mesurent respectivement deux charges sur le ressort 47 choisies d'avance au moyen du levier de commande 48. Ainsi, pour la charge choisie OP., lorsque la charge prove nant de la chute de pression entre les côtés de l'orifice 25 égale OP., le tiroir 42 va commencer à fermer la lumière et atteindra sa position de fermeture lorsque la charge égalera OP'1. En suppo- sant que le ressort 47 a un rapport de compression constant, P1 P'1 égale P2 P'2.
Les valeurs correspondantes de la vitesse de rotation du moteur pour lesquelles ce mouvement peut être repré- senté comme ayant lieu sont indiquées par 3 Ne #N'- L'ensemble de ces valeurs est appelé le "run-up" et, en se référant à la fig. 4A, l'on voit que pour la vitesse de rotation du moteur in- férieure le run-up est plus grand que pour la vitesse de rotation du moteur supérieure.
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En se référant maintenant à la fig. 4B, les courbes OR, et OR2 illustrent la charge exercée sur le piston 86 et due à la chute de pression entre les deux côtés de l'orifice variable 72 (fig. 2) pour deux mises en positions différentes de celui-ci.
Une mise en position intermédiaire est montrée par une courbe intermédiaire sans indicatif. OP représente la charge sur le ressort 87, correspondant à la pleine ouverture du tiroir 42 pour autant que le régulateur hydraulique actionne ce tiroir, et OP' indique la charge exercée par le ressort 87 lorsque le tiroir 42 est entièrement fermé par l'action du régulateur hydraulique.
Le run-up correspondant est indiqué par #N1 et #N2 pour les deux états de l'orifice OR, et OR2. Ainsi, pour la plus petite vitesse de rotation du moteur choisie par la courbe de l'orifice OR1, le run-up est moindre que pour la plus grande vitesse de rotation du moteur choisie par la courbe de l'orifice OR 2*
Le choix de la caractéristique de run-up par la modifica- tion de la charge exercée sur le ressort 47, fig. 1, ou par la modification de l'orifice 72, fig. 2, est déterminé selon les exigences particulières du moteur qui doit être réglé.
En se référant de nouveau aux figs. 3A et 3B, les carac- téristiques de run-up, comme elles sont illustrées par la fig.
4A à titre d'exemple, sont indiquées par des lignes pointillées montrant l'obturation effectuée par le second régulateur hydrau- lique, ces lignes d'obturation portant les indicatifs N1, N2, se rapportant respectivement aux deux vitesses choisies ayant les valeurs de run-up AN, AN' (ou bien #N1, AN2 lorsque les li- gnes d'obturation se rapportent au run-up de la fig. 4B).
En fonctionnement, la vitesse de rotation du moteur se sta- bilise à l'intersection des lignes d'obturation N1, N2 avec les lignes des besoins du moteur ERo et EN40. On notera que puisque les lignes des besoins du moteur ERo et ER40 se trouvent entre les lignes du débit maximum et minimum OAo (max), OA40 (max) et
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OAo (min), OA40 (min), la valeur de l'alimentation supplémentaire en combustible pendant l'accélération du moteur est limitée par la quantité représentée par la distance verticale entre les li- gnes des besoins du moteur et les lignes du débit maximum du com- bustible, et la valeur de la diminution de l'alimentation du mo- teur en combustible est représentée par la distance verticale en- tre les lignes du débit maximum du combustible et celles des be- soins du moteur.
De cette façon une suralimentation excessive ou une sousalimentation excessive en combustible sont évitées, particulièrement en altitude où le fonctionnement de la capsule sur le tiroir 42 provoque la réduction de la pente des lignes de débit OA40 par comparaison à la pente des lignes de débit OAo.
En se référant maintenant à la fig. 5, il y est illustré une variante de l'arrangement montré fig. 2. Bans cet arrange- ment, l'orifice d'étranglement fixe 75 est remplacé par un orifice d'étranglement 175 dont la section effective peut être modifiée selon la température de l'atmosphère- ambiante grâce à la com- mande par la capsule 176 qui répond aux variations de la tempéra- ture de l'atmosphère ambiante. Le rôle de cette capsule consiste à modifier la chute de pression entre les deux côtés de l'orifice étranglé 175 d'après la température ambiante en augmentant la section effective de l'orifice lors de la réduction de la tempéra- ture et vice versa.
Ainsi, la chute de pression agissant sur le diaphragme 29 est augmentée, augmentant ainsi le débit du combus- tible vers le moteur lors d'une réduction de la température am- biante, et faisant diminuer le débit du combustible lors d'une augmentation de la température ambiante. En combinaison avec la capsule répondant à la pression ambiante 58, la capsule 176 com- mande le débit du combustible vers le moteur exactement d'après la densité de l'air ..atmosphérique ambiant ou, lorsque les capsules répondent à la pression et à la température régnant dans le conduit de prise d'air du moteur, d'après la densité de l'air passant dans la prise d'air du compresseur.
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L'arrangement montré fig. 5 diffère aussi de l'arrangement montré fig. 2 par le fait qu'un by-pass 177 est prévu autour de l'orifice variable 72 et qu'un clapet de sûreté chargé par res- sort est prévu dans le by-pass de façon à s'ouvrir lorsque la chute de pression entre les deux côtés de l'orifice variable 72 dépasse une valeur prédéterminée. De cette façon, une diminution excessive du débit vers le moteur, par exemple, en cas d'une di- minution rapide de la vitesse du moteur, peut être évitée.
On notera que les particularités qui sont différentes/des deux systèmes illustrés respectivement par les figs. 1 et 2 peu- vent être modifiées en combinaison ; exemple, la commande de l'orifice variable peut être employée dans un système impliquant l'emploi d'une pompe régulatrice volumétrique fixe séparée, comme il est montré fig. 1. Dans certains cas, afin d'obtenir les ca- ractéristiques de run-up désirées, le régulateur hydraulique à repères variables peut comprendre à la fois la particularité de de la modification la charge exercée sur un ressort et aussi celle de la modification de la dimension d'un orifice d'étranglement.
En outre, le système peut être utilisé en combinaison avec un système de commande à température d'une espèce connue ou conve- nable , la fonction d'un tel système de commande à température étant de garantir que la température des gaz s'écoulant à travers le système à turbine du moteur ne dépasse pas une valeur prédéter- minée. Par exemple, un élément thermosensible tel qu'un thermo- couple ou un thermomètre à résistance situé dans le conduit d'é- chappement du moteur peut présenter une tension électrique lors- que la valeur prédéterminée de la température est dépassée, ten- sion qui donne lieu à un courant lequel est amplifié par un ampli- ficateur électronique convenable afin d'actionner un dispositif de commande de l'alimentation en combustible pour réduire l'ali- mentation en combustible du moteur.
En appliquant un tel système à l'arrangement décrit en se référant aux figs: 1 et 2, le courant de l'amplificateur peut être utilisé pour-ouvrir une soupape by- pass de combustible de la conduite d'alimentation 39 ; une
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variante, il peut être utilisé pour appliquer une charge à la capsule 58 dans un sens où l'alimentation en combustible est réduite, c'est-à-dire, en simulant une augmentation de l'altitu- de ; une autre variante encore peut être utilisée pour modifier l'orifice d'étranglement 25 ou 72.
Le système décrit en se référant aux Figs. 1 et 2 convien- nent particulièrement pour l'emploi avec le moteur à turbine à gaz utilisé pour la propulsion des aéronefs, dans lesquels la poussée propulsive est due à la grande vitesse de sortie du cou- rant des gaz d'échappement, la vitesse de rotation de l'assemblage des rotors du compresseur et de la turbine étant déterminée par l'alimentation en combustible du moteur. L'invention est aussi applicable aux moteurs à turbine à gaz desquels on retire une puissance motrice à l'arbre, puissance utilisée par exemple, pour l'attaque d'une hélice ou d'un ventilateur placé dans un conduit.
Dans ces cas, on s'arrange de préférence de façon que la charge imposée par l'hélice soit réglée au moyen d'un système de commande à température tel que le système esquissé ci-dessus, afin d'éviter la production de températures trop élevées dans la turbine.
REVENDICATIONS.
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