FR2485633A1

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Publication number: FR2485633A1
Application number: FR8112526A
Authority: FR
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1980-06-26
Filing date: 1981-06-25
Publication date: 1981-12-31
Also published as: GB2078859B; JPS5735105A; IT8122555A0; DE3124782A1; FR2485633B1; JPH02522B2; DE3124782C2; IT1137928B; GB2078859A; US4338061A

Abstract

DISPOSITIF ET PROCEDE POUR COMMANDER LE JEU ENTRE LES AUBES MOBILES D'UNE SECTION (COMPRESSEUR, TURBINEHP, TURBINEBP) D'UN MOTEUR A TURBINE A GAZ ET LE CARTER QUI ENTOURE CES AUBES. SELON L'INVENTION, DES SIGNAUX 51A, 51B QUI REPRESENTENT LA VITESSE N2 DES AUBES ET LA TEMPERATURE TCC DU GAZ A L'INTERIEUR DU CARTER AU VOISINAGE DES AUBES SONT APPLIQUES A UN PROGRAMMATEUR 51 QUI PRODUIT UN SIGNAL DE SORTIE PROGRAMME 51S REPRESENTATIF DELA TEMPERATURE DE REFERENCE TCC DU CARTER QUI CORRESPOND A UN JEU PREDETERMINE, CE SIGNAL EST COMPARE (COMPARATEUR52) A LA TEMPERATURE EFFECTIVE TCC DU CARTER ET LE SIGNAL DE DIFFERENCE 50S EST UTILISE POUR COMMANDER UNE VANNE 42 QUI AJUSTE LE DEBIT D'AIR DE REFROIDISSEMENT FOURNI AU CARTER. APPLICATION AUX MOTEURS D'AVION.

Description

1 - La présente invention concerne un moteur à turbine à cFaz du type qui

comporte des aubes rotatives à l'intérieur d'un carter qui les entoure, appelé carter d'aubage, et elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif de réglage de jeu servant à régler le jeu ou écartement entre les aubes

rotatives et le carter d'aubage.

Les moteurs à turbine à gaz modernes comprennent typi-

quement un certain nombre d'interfaces aubes-carter d'aubage.

Par exemple, un moteur à turbine à gaz caractéristique prévu

pour des applications aéronautiques peut comporter les inter-

faces aubes-carter d'aubage suivantes aubes de la soufflante, aubes du compresseur, aubes de la turbine haute pression et aubes de la turbine basse pression. L'écart entre les aubes et

le carter d'aubage à de telles interfaces est un facteur cri-

tique en ce qui concerne les performances de tels moteurs.

Plus particulièrement, des jeux d'aube d'une grandeur inutile sont aérodynamir'uement inefficaces tandis que des jeux

d'aube de faible valeu: se traduisent fréquemment par un frot-

tement des aubes qui peut raccourcir la durée de vie du moteur.

La large-gammé de conditions de fonctionnement de tels moteurs à turbine à gaz, et en particulier des moteurs d'avion, se

traduit par des variations importantes du jeu lorsque les con-

ditions de fonctionnement varient. Ainsi, on a mis au point des

techniques de réglage de jeu qui essaient de résoudre ce problème.

Bien que les techniques de réglage de jeu existantes soient acceptables pour certaines applications des moteurs à turbine à gaz, l'emploi de telles techniques pose fréquemment des problèmes. Ces problèmes sont dus, en grande partie, à la large gamme de conditions de fonctionnement de tels moteurs. A cet égard, il est bien connu que les jeux en régime permanent de tels moteurs sont très différents de leurs jeux pendant les conditions transitoires. Ainsi, on a trouvé que des paramètres

du moteur-commodément disponibles, tels que la vitesse du com-

presseur ou la température du gaz, ne sont pas en eux-mêmes capables de constituer des moyens de réglage de jeu des aubes qui fonctionnent convenablement sur la large gamme de conditions

de fonctionnement de tels moteurs.

Par conséquent, la présente invention a notamment pour buts:

de réaliser un dispositif de réglage de jeu perfec-

tionné pour un moteur à turbine à gaz;

5. de réaliser un tel dispositif de réglage de jeu per-

fectionné qui utilise des paramètres-du-moteur commodément dis-

ponibles; -

de réaliser un tel dispositif de réglage de jeu qui comporte des moyens de commande prioritaires pour tenir compte

des conditions de fonctionnement en régime transitoire. -

Un mode de réalisation de l'invention a pour objet un dispositif de réglage de jeu pour un moteur à turbine à gaz. Le

moteur à turbine à gaz est du type qui comporte une série d'au-

bes - orientées radialement tournant à l'intérieur d'un

carter d'aubage fixe par rapport aux aubes. Le dispositif com-

porte des moyens pour engendrer un premier signal représentatif de la température effective du carter. Il comporte des moyens pour engendrer un second signal représentatif de la température du gaz à l'intérieur du carter et au voisinage des aubes. Il comporte également des moyens pour produire un troisième signal représentatif de la vitesse de rotation des aubes. Il comporte un-programmateur pour recevoir les second et troisième signaux et pour engendrer un signal de sortie programmé représentatif d'une température de référence du carter à laquelle un jeu

prédéterminé est établi entre les aubes et le carter. Le dispo-

sitif comporte également des moyens pour comparer le premier signal et le signal de sortie programmé et pour engendrer un signal de réglage de jeu représentatif de la différence entre ces signaux. Une vanne est raccordée pour recevoir le signal de réglage de jeu afin d-ajuster le débit du courant d'air fourni au carter de manière à régler le jeu ou écartement entre les

aubes et le carter.

La suite de la description se réfère aux figures annexées

qui représentent respectivement: 35. figure 1, une vue en coupe schématique d'un type de moteur à turbine -à gaz auquel le dispositif de réglage de jeu de la présente invention est applicable;

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figure 2, une représentation schématique d'une par-

tie de la section de compresseur du moteur à turbine à gaz de la figure 1; figure 3, un schéma fonctionnel représentant un mode de réalisation du dispositif de réglage de jeu de la présente invention; figure 4, un graphique qui montre comment le jeu "d" varie en fonction de la vitesse N2 du générateur de gaz ou du compresseur dans le cas o il n'est fourni aucun débit d'air

de refroidissement et dans le cas o le débit d'air de refroi-

dissement est maximal; -

figure 5, un graphique qui montre comment la tempéra-

ture TCC du carter du compresseur varie en fonction de la vitesse N2 du générateur de gaz dans le cas o il n'est fourni aucun débit d'air de refroidissement et-dans le cas o le débit d'air de refroidissement est maximal; figure 6, un graphique qui montre comment le jeu "d" varie en fonction de la température TCC du carter, de la vitesse N2 du générateur de gaz, du débit drair de refroidissement et de la température T25 d'admission du gaz, pour divers points de fonctionnement du moteur; figure 7, un graphique qui montre la variation de la

température TCC du carter du compresseur en fonction de la vi-

tesse N2 du générateur de gaz et de la température T25 d'admis-

sion du gaz;.

figure 8, un schéma-bloc fonctionnel, semblable à

celui de la figure 3 qui montre d'autres.détails d'un disposi-

tif de réglage de jeu particulier de la présente invention; À figure 9, une représentation schématique d'une partie

des sections de turbine haute pression et de turbine basse pres-

sion du moteur à turbine à gaz de la figure 1; et

À figures 10,et 11, des schémas-blocs fonctionnels,.sem-

blables à celui de la figure 3, représentant des modes de réali-

sation du dispositif de réglage de jeu de la présente invention utilisés respectivement avec une turbine haute pression et avec

une turbine basse pression.

Sur la figure 1 à laquelle on se référera, on a représenté

un mode de réalisation d'un moteur à turbine à gaz caractéris-

tique auquel la. présente invention est applicable, moteur que

l'on a désigné par la référence générale 10. Le moteur 10 com-

porte un générateur de gaz 12 qui comporte, dans une disposi-

tion en série par rapport au sens d'écoulement des gaz, un com- presseur axial 14, une chambre de.combustion 16 et une turbi>pe haute pression 18. La turbine haute pression 18 est accouplée par un arbre 22 de turbine haute pression au compresseur 14 de*

façon à l'entraîner. Le moteur 10 comprend également une sec-

tion basse pression qui comprend une turbine-basse-pression 20.

La turbine basse pression 20 est accouplée par un arbre 24 de

turbine basse pression à-une soufflante 26. Une nacelle exté-

rieure 28 est montée espacée du générateur de gaz 12 pour déli-

miter avec lui un conduit 30 d'air de dilution.-

Sur la figure 2-à laquelle on se réfèrera maintenant,

on a représenté une partie du compresseur 14 de la figure 1.

Plus particulièrement, la figure 2 est censée représenter les-

cinq derniers étages d'un compresseur type à dix-étages. On notera que, pour plus de clarté, le moteur 10 représenté à

titre d'exemple sur la figure i a été représenté-comme compor-

tant moins de cinq étages de compresseur. Les étages d'aubes rotatives de turbine de compresseur de la figure 2 ont été

désignés par les références 32, à.325. -Les aubes fixes de com-

presseur correspondantes ont été désignées par les références 34 à 345. Le compresseur 14 comporte un carter intérieur 36 à

l'intérieur duquel les aubes 32, à 325 du compresseur sont mon-

tées rotatives. La distance entre les bords des aubds 32 du compresseur et la surface intérieure du carter 36 du compresseur

représente le jeu "d" des-aubes.

Un système de tubulure 40 constitue un moyen pour refroi-

dir l'extérieur du carter 36 en utilisant de l'air qui peut être -prélevé sur le compresseur à d'autres fins, par exemple' pour le refroidissement de la turbine ou pour la limitation des fuites internes. Ce courant d'air de refroidissement <dans le sens des flèches) est typiquement prélevé par un piquage effectué sur l'étage 5 (non représenté)-du compresseur.' La tubulure 40 reçoit un courant d'air de refroidissement par l'intermédiaire d'une aube 341 de stator du compresseur et elle offre à cet air deux trajets d'écoulement, à savoir le trajet d'écoulement 40A

et le trajet d'écoulement de dérivation 403. Le trajet d'écou-

lement 40A guide le courant d'air de refroidissement le long de la face extérieure du carter 36 puis jusqu'à une vanne 42 de réglage de jeu. On peut avantageusement faire varier le débit

d'air de refroidissement qui s'écoule le long de la face exté-

rieure du carter 36 à l'aide de la vanne-42 de réglage de jeu pour modifier le jeu "d' des aubes. La vanne 42 de réglage de jeu peut être constituée par une vanne classique de commande

de débit d'air qui sert à commander le débit d'air-qui la tra-

verse. Par exemple,. la vanne 42 peut comporter un élément qui

provoque un étranglement des trajets dlécoulement'40A, 40B.

Dans un mode de réalisation donné à titre d'illustration, l'im-

portance de l'étranglement du trajet d'écoulement 40A varie en

raison inverse de l'importance de l'étranglement du trajet d'é-

coulement 40B. Pour certaines applications, le courant de sortie 42X d'air de refroidissement de la vanne 42 de réglage de jeu peut être utilisé à d'autres fins que le réglage de jeu, par

exemple à des fins de purge. On peut trouver d'autres informa-

tions relatives à un exemple d'un système de tubulure pour un réglage de jeu dans la demande de brevet des SUA n 60 449, déposée le 25 juillet 1979 sous le titre "Active Clearance Control System for a Turbomachine" (Système de réglage de jeu

actif pour une turbomachine).

Dans un mode de réalisation de la présente invention, on prévoit undispbsitif 50 de réglage de jeu pour engendrer un

signal 50S de réglage de jeu parfaitement approprié pour action-

ner la vanne 42 d'ajustage du débit d'air de réglage de jeu. Sur

la figure 3 à laquelle on se réfèrera maintenant, on a repré-

santé de manière plus détaillée un mode de réalisation du dis-

positif 50 de réglage de jeu de la figure 2.

Dans le dispositif. 50 de la figure 3, le signal 50S de

réglage de jeu est représentatif de la différence entre la tem-

pérature effective du carter 36 du compresseur, désignée TCC et une température de référence du carter, désignée TCC'4 à laquelle on sait qu'il existe un jeu d'aube "d" prédéterminé dans des conditions stabilisées. Plus particulièrement, un programmateur

51 reçoit un premier signal 51A, représentatif d'une tempéra-

ture du gaz, désignée T25, à l'intérieur du carter 36 et au voisinage des aubes 32 et un second signal 51B représentatif de la vitesse de rotation du générateur de gaz ou du compres-

seur, désignée N2. Le programmateur 51 traite ces signaux d'en-

trée et engendre ensuite, d'une manière que l'on expliquera plus complètement ci-après, un signal de sortie programmé 51S représentatif d'une température de référence du carter, TCC', à laquelle il est formé un jeu "d" stabilisé prédéterminé. Un comparateur 52 est raccordé pour recevoir le signal de sortie programmé 51S représentatif de la température de référence du

carter TCC', et un second signal 54 représentatif de la tempé-

rature effective du carter du compresseur, désignée TCC. Le

comparateur 52 produit-alors un signal de sortie 50S qui est.

représentatif de la différence entre la température effective du carter TCC, et la temcprrature de référence. du carter TCC'O

Le signal de sortie du comparateur 52 est le signal 50S appli-

qué à la vanne 42 de réglage de jeu représentée sur la figure

2. Comme on l'expliquera plus complètement ci-après, pour cer-

taines applications, le signal de commande 50S peut être soumis à un traitement supplémentaire avant d'être appliqué à la vanne 42. On notera que les signaux représentatifs de la vitesse

N2 du compresseur et de-la température T25 d'admission du com-

presseur sont des signaux couramment utilisés dans les appli-

cations aéronautiques des moteurs. Plus particulièrement; on obtient la vitesse N2 du compresseur simplement au moyen d'un

dispositif électromagnétique de détection de mouvement de ro-

tation. On peut obtenir la température T25 d'admission du com-

presseur et la température TCC du carter du compresseur d'une manière simple à l'aide de thermomètres à résistance électrique

ou de dispositifs détecteurs de température, tels que ceux fré-

quemment utilisés dans les essais de développement des moteurs

à turbine à gaz.

Des exemples d'emplacements utilisables pour détecter la température TCC du carter du compresseur et la température T25 du gaz ont été représentés sur la figure 1, respectivement au point A et au point B. On a trouvé qu'une combinaison des trois variables ci-dessus mentionnées, à savoir la vitesse N2

de rotation du compresseur, la température T25 de l'air d'ad-

mission et la température TCC du carter du compresseur, cons- titue un moyen excellent pour fournir une indication du jeu "d" stabilisé à partir de laquelle on peut commodément établir

un programme avantageux de commande du débit d'air de refroi-

dissement du carter. Pour mieux comprendre le fonctionnement du dispositif de réglage de jeu de la présente invention, il

est utile de se reporter aux figures 4 à 7, lesquelles repré-

sentent un-certain nombre de relations importantes.

Sur la figure 4 à laquelle on se référera tout d'abord, on a représenté le jeu "d" des aubes en fonction de la-vitesse N2 du générateur de gaz, à la fois en cas de refroidissement

et en l'absence de refroidissement du carter 36 du-compresseur.

La figure 5 représente la relation qui existe entre la tempéra--

ture TCC du carter du compresseur et la vitesse N2 du généra-

teur de gaz en cas de refroidissement et en l'absence de refroi-

dissement. La figure 6 représente une combinaison des graphiques

des figures 4 et 5 qui montre le jeu "d" en fonction de la tem-

pérature TCC du carter, de la vitesse N2 du générateur de gaz

et de la température T25 du gaz.

Sur le graphique de la figure 6 à laquelle on se réfè-

rera maintenant plus particulièrement, on a représenté le jeu "d" en fonction de la température TCC du carter du compresseur pour un certain nombre de points de fonctionnement, à savoir,

au ralenti, à la puissance de croisière minimale,-à la puis-

sance de croisière maximale et au décollage.

En ce qui concerne la relation concernant la vitesse de ralenti, le point A de la courbe correspondante représente un débit d'air de refroidissement minimal tandis que le point B

opposé représente un débit d'air de refroidissement maximal.

Ain.si, dans les conditions de vitesse de ralenti, l'accroisse-

ment du débit d'air de refroidissement à travers la vanne 42 de commande de jeu, d'une valeur minimale à une valeur maximale a pour effet que le jeu "d" varie d'une valeur maximale vers une

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valeur minimale tandis que, simultanément, la température TCC du carter change d'une manière prédéterminée. Cette variation de la température du carter d'une telle manière prédéterminée est utilisée conformément à la présente invention pour fournir le jeu "d" voulu pour divers points de fonctionnement. Par

exemple, en ce qui concerne le point de fonctionnement au dé-

collage auquel on se référera maintenant, un jeu "d" donné quelconque est obtenu lorsque-la température TCC du carter varie entre le point A de refroidissement minimal et le point B de

refroidissement maximal.

Ainsi, on peut utiliser la température TCC du carter, en combinaison avec la vitesse N2 du générateur de gaz, pour

programmer une gamme continue de jeux "d" d'aubes en fonction-

nement les plus avantageux. Plus particulièrement, il est sou-

vent souhaitable de prévoir un jeu-de fonctionnement minimal

dl pour le décollage et pour le fonctionnement en vol de croi-

sière qui-est le mode de fonctionnement qui occupe la plus grande partie du temps de vol d'un avion tout en prévoyant un

jeu accru dans les modes de fonctionnement à une puissance infé-

rieure à une puissance de croisière minimale prédéterminée de façon à réduire les possibilités de frottements du rotor à la suite d'une accélération ultérieure. Ainsi, on peut prévoir un programme tel que celui représenté par les lignes en pointillés

sur la figure 6 pour établir une caractéristique de jeu voulue.

Les lignes des modes de fonctionnement de la figure 6 varient également en fonction de la température du gaz, telle que la température-T25. Plus particulièrement, un accroissement de la température du gaz a pour effet que chaque ligne de mode de

fonctionnement se déplace vers la droite tandis que l'abaisse-

ment'de la température du gaz provoque le déplacement vers la gauche de chacune des lignes de mode de fonctionnement, comme indiqué pour la ligne qui représente le mode de fonctionnement

au décollage.

Sur la figure 7 à laquelle on je référera maintenant, on a représenté la température TCC du carter du compresseur en

fonction de la vitesse N2 du générateur de gaz et de la tempé-

rature T25 d'admission-du gaz. On notera que la courbe de la

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figure 7 représente un programme de températures de carter du

compresseur qui est utilisé, conformément à la présente inven-

tion, pour actionner la vanne.42 d'ajustage de débit d'air de réglage de jeu des figures 2 et 3. Plus particulièrement, la température TCC du carter du compresseur représentée en ordon- née, en fonction de la température T25, correspond au signal de sortie programmé 51S de la figure 3 et est représentative d'une-température de ré érence TCCI du carter à laquelle on obtient le jeu "d" prédéterminé sur une gamme complète de

vitesse N2 de fonctionnement du moteur.

Pour certaines applications, on peut modifier le pro-

gramme de températuresdu carter. Par exemple, le programmateur

de températures du carter peut comporter un modificateur d'al-

titude qui détecte la pression d'altitude d'une manière classi-

que puis ajuste le programme pour fournir les jeux voulus. Plus particulièrement, le jeu3 minimal peut être établi pour les régimes de vol qui occupent la plus grande partie du temps de

vol tandis que des jeux plus importants sont établis dans d'au-

tres conditions pour créer une marge supplémentaire d'élimina-

tion du frottement pour les manoeuvres transitoires et les évolutions en vol.

On doit noter que, bien que les caractéristiques repré-

sentées sur les figures 4 à 7 s'appliquent à une section de com-

presseur de turbiné à gaz, d'autres combinaisons rotor/stator, telles que, par exemple, les sections de turbine basse pression et de turbine haute pression présentent des caractéristiques semblables. Sur la figure 8 à laquelle on se référera maintenant on a représenté de manière plus détaillée le mode de réalisation 3- du dispositif de réglage représenté sur la figure 3 que l'on a désigné par la référence 60. Le dispositif de réglage 60 de la figure 8 est semblable a de nombreux égards au dispositif de réglage 50 de la figure 3 de sorte que, chaque fois que cela a été possible, on a utilisé les mêmes références pour désigner

les mêmes éléments.

Le dispositif comporte un programmateur 51 qui reçoit des signaux d'entrée représentatifs de la vitesse du générateur

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-de gaz et de la température d'admission du gaz. Le programma-

teur 51 fonctionne, comme précédemment expliqué en se référant

aux figures 4 à 7, pour engendrer un signal de sortie de réfé-

rence 51S. Comme précédemment noté, le signal de sortie pro-

grammé représente une température de référence TCC' du carter à laquelle un jeu "d" prédéterminé est obtenu, Un comparateur 52 est raàcordé pour recevoir le signal de sortie programmé 51S et un -signal 54 représentatif de la température effective du carter du compresseur. Le comparateur 52 produit un signal de sortie 52S qui est représentatif de la différence entre les signaux 51S et 54 et peut être appelé le signal 525 d'erreur de température du carter. Ce signal d'erreur 52S correspond au signal 5OS'de commande de la vanne de réglage de jeu indiqué

sur la figure 3.

Le signal 52S d'erreur de température du carter est

appliqué, à un réseau de commande et de stabilisation qui com-

prend des moyens 56 d'intégration en fonction du temps, des moyens de compensation dynamique ou multiplicateur 58 et un circuit sommateur 59. Ce réseau produit une action de commande proportionnelle et intégrale entre le signal 52S d'erreur de température du carter et le signal de sortie 59S du circuit sommateur. Ainsi le circuit sommateur 59 produit un signal de

sortie 59S représentatif de la somme d'un signal d'erreur inté-

gré en fonction du temps 56S et d'un signal d'erreur compensé dynamiquement 58S. Pour de nombreuses applications du moteur, le signal de sortie 59S du circuit sommateur peut être utilisé pour actionner la vanne de réglage 42 afin d'ajuster le débit

d'air de refroidissement fourni au carter 36.

- Le dispositif de commande 60 comporte également des

moyens de commande prioritaires pour répondre aux besoins sup-

plémentaires des conditions transitoires. Plus particulière-

ment, le dispositif comporte des moyens prioritaires de décélé-

ration 70 pour éviter les frottements si le moteur est ré-

accéléré avant que les rotors se refroidissent à leur niveau

de température stabilisé. Les moyens prioritaires de décéléra-

tion 70 reçoivent le signal de sortie 59S du circuit sommateur qui représente la somme du signal d'erreur intégré et du signal d'erreur compensédynamiquement ainsi que le signal 52S d'erreur de température du carter. Les moyens prioritaires de décélération 70 produisent un signal de sortie 70S qui sert à

commander la vanne 42 de réglage de jeu de façon qu'elle ré-

duise, par exemple interrompe; l'écoulement d'air de reúroi- - dissement du carter lorsque le rotor du compresseur décélère et qu'elle maintienne cet écoulement interrompu jusqu'à-ce que la température du carter du compresseur ait diminué jusqu'à un

niveau égal au niveau programmé plus une différence prédéter-

minée qui tient compte de l'absence de refroidissement ou jusqu'à ce que le moteur accélère. Dans les autres conditions, les moyens prioritaires de décélération 70 ne modifient pas le

signal de sortie 59S du circuit sommateur.

Le dispositif peut comporter un autre circuit de com-

mande prioritaire pour tenir compte de la caractéristique tran-

sitoire suivant laquelle, après une accélération, l'air de

refroidissement de carter peut être plus chaud que le carter.

Lorsque cette condition transitoire-se produit, les moyens de commande prioritaires 80 fonctionnent pour produire un signal de sortie 80S qui a pour effet de maintenir ouverte la vanne de réglage 42. Ainsi, dans ce cas, l'air, qui est alors de l'air

de chauffage, est envoyé sur le carter pour accroître temporai-

rement le jeu afin d'éviter les frottements au cours d'une con-.

dition transitoire. Ceci est effectué en comparant la tempéra-

ture effective TCC du carter du compresseur, à savoir le signal 54, à un signal 82 représentatif de la température du courant d'air de refroidissement. Cette comparaison peut être --effectuée

par un comparateur 84 qui produit un signal de sortie 84S de com-

parateur qui est appliqué aux moyens de commande prioritaires 80.

Le signal 82 de température du courant d'air de refroidissement peut, par exemple, être produit par un calculateur 86 qui-reçoit,

comme signaux d'entrée, des signaux représentatifs des tempéra-

tures T3 et T25, à savoir, la température de l'air refoulé par le compresseur, et, respectivement, la température de l'air à son entrée dans le compresseur. Ainsi, les moyens de commande prioritaires 80 produisent un signal d'ouverture ou de mise en

service 80S pour provoquer la mise en service ou ouverture de -

la vanne de réglage 42, chaque fois que la température du

courant d'air de refroidissement est supérieure à la tempéra-

tureedu carter du compresseur.- Aux autres périodes, les moyens de commande prioritaires 80 ne modifient pas les informations fournies par le signai de sortie 59S du circuit sommateur.

- Le signal de sortie 80S des moyens de commande priori-

taires 80 peut être appliqué a une boucle 90 de commande de

position, comme montré sur la figure 8. La boucle 90 de com-

mande de position peut, par exemple, comporter un comparateur d'asservissement 92, un servomoteur 94, la vanne 42 d'ajustage

de débit d'air de réglage de jeu et un détecteur de position 96.

Plus précisément, le comparateur d'asservissement 92 reçoit le signal de sortie 80S et produit un signal de sortie 92S qui est appliqué au servomoteur 94 de la vanne 42. Le signal de sortie

94S du servomoteur 94 de la vanne actionne la vanne 42 d'ajus-

tage de débit d'air. On notera que le signal de sortie 94S du servomoteur94 de la vanne est semblable au signal 50S de

réglage de jeu des figures 2 et 3. Un signal 92F de retour d'as-

servissement de position de la vanne est produit dans la'va:nne 42 d'ajustage de débit d'air ou au voisinage de cette vanne et

est appliqué au détecteur de position 96. Le détecteur de posi-

tion-96 produit un signal de sortie 96S de détecteur de posi-

* tion qui est appliqué au comparateur d'asservissement 92, four-

nissant ainsi une commande d'asservissement de la vanne 42

d'ajustage de débit d'air.

Un avantage important de la présente invention réside

en ce que la température du carter répond relativement lente-

ment aux changements des conditions de fonctionnement du moteur.

Cette caractéristique est avantageuse du fait qu'elle réduit la possibilité de frottements transitoires. En fait, lorsqu'une accélération est effectuée, il faut plusieurs minutes pour que

le carter parvienne à une condition de température stabilisée.

Pendant la plus grande partie de cette période de stabilisation, la température du carter sera inférieure à la température du

carter programmée de sorte que le.programme provoquera l'inter- ruption de l'alimentation en air de refroidissement. Cette carac-

téristique assure un accroissement temporaire du jeu qui contribue 13- à éviter les frottements du rotor pendant des manoeuvres, telles que le décollage de l'avion ou le cabrage au début d'une montée,

qui suivent fréquemment une accélération du moteur.

Bien qu'on ait décrit ci-dessus le dispositif de com-

mande de jeu de la présente invention en se référant aux aubes

rotatives d'une section de compresseur, ce dispositif de ré-

glage est applicable, d'une manière générale, à toute aube rota-

tive disposée à l'intérieur d'un carter d'aubage relativement fixe. En outre, le carter d'aubage peut être constitué par un carter, comme décrit ci-dessus, ou il peut être constitué par une structure intermédiaire qui est elle-même mécaniquement

raccordée à un carter. Par exemple, le carter d'aubage relati-

vement fixe peut être constitué par des viroles dIaubage rac-

cordées à un carter.

Sur la figure 9 à laquelle on se référera maintenant,

on a représenté une partie des sections de turbine haute pres-

sion et de turbine basse pression de la figure 1. La turbine haute pression 1.8 est r7présentée comme étant une turbine à deux étages et la turbine basse pression 20 est représentée comme étant une turbine à cinq étages. Ainsi, on a représenté les aubes rotatives 18, et 182 de la turbine haute pression et les aubes rotatives 20, et 205 de la turbine basse pression0 Le

carter de la turbine haute pression a été désigné par la réfé-

rence 100 tandis que le carter de la turbine basse pression a été désigné par la référence 102. Des viroles lOOS, 102S sont montées respectivement sur le carter 100 et sur- le carter 102 de telle sorte que leur position par rapport aux bords des aubes est déterminée par la position des carters 100, 102 par rapport aux bords des aubes. Le jeu ou écartement entre les aubes rotatives et les viroles a été désigné par la référence rd". Des vannes de commande 104H et 104L ajustent séparément le débit d'air de refroidissement qui -est par exemple, de l'air prélêvé sur la soufflante, fourni au carter 100 de la turbine

haute pression et au carter 102 de la turbine basse pression.

Les vannes 104H et 104L sont semblables à la vanne 42 de ré-

glage de jeu de la figure 3. L'air de refroidissement, par exemple de l'air prélevé sur la soufflante, est envoyé par un conduit 106A et des conduits d'embranchement 106B et 106C aux

vannes de commande séparées 104H et 104L.

Conformément à un mode de réalisation de la présente invention, des signaux 108H et 108L de commande de vanne de réglage de jeu sont appliqués respectivement à la vanne 104H

et à la vanne 104L de la figure 9.

Sur la figure 10 à laquelle on se réfèrera maintenant,

on a représenté un mode de réalisation du dispositif de ré-

glage de jeu pour la turbine haute pression, dispositif que l'on a désigné par la référence générale 120. Le dispositif de

réglage 120 comporte un programmateur 51, semblable aux pro-

grammateurs précédemment décrits qui reçoit des signaux d'en-

trée représentatifs d'une vitesse et d'une température de gaz.

Par exemple on peut utiliser la vitesse N2 du compresseur et

la température T3 de refoulement du compresseur. Le programma-

teur 51 produit alors son signal de sortie programmé 51S qui est représentatif de la température de référence, THPT', du carter de la turbine haute pression à laquelle un jeu stabilisé prédéterminé est obtenu. Un comparateur 52 reçoit le signal de

référence 51S de température du carter et un signal de tempéra-

ture effective THPT du carter de la turbine et produit un signal de sortie 108H représentatif de la différence entre ces deux

signaux 51S et 54, comme dans le dispositif 50 de la figure 3.

Sur la figure 1i à laquelle on se référera maintenant, on a représenté un dispositif de réglage servant à régler le jeu dans la turbine basse pression 20, dispositif que l'on a désigné par la référence générale 130 et qui est semblable aux dispositifs de réglage des figures 3 et 10 à cette différence

près qu'un certain nombre de signaux d'entrée sont modifiés.

Plus précisément, le-dispositif de réglage 130 reçoit des si-

gnaux représentatifs de la vitesse de la turbine basse pression, par exemple Ni, et de la température du gaz, par exemple T3,

pour produire un signal 51S de température de référence du car-

ter de la turbine basse. pression auquel le jeu prédéterminé est obtenu. Le dispositif de réglage 130 compare alors le signal 51S, qui représente la température de référence TLPT' du carter de la turbine basse pression, à la température effective TLPT

du carter de la turbine basse pression, représenté par le si-

gnal 54, pour produire le signal de commande 108L.

On notera que la description qui précède du dispositif

de réglage de jeu du compresseur de la présente invention est également applicable à la fois au dispositif de commande de la

turbine haute pression et au dispositif de commande de la tur-

bine basse pression.

Un avantage important du dispositif de réglage de jeu de la présente invention réside en ce que le réglage de la température du carter fournit une caractéristique de réglage

de jeu avantageuse sur une large gamme de conditions de fonc-

tionnement. A cet égard, la température du carter s'est avérée

être plus étroitement apparentée au jeu que les paramètres pré-

cédemment utilisés.

Il est souhaitable, d'une manière générale, que les pa-

ramètres variables utilisés dans le dispositif de réglage de la présente invention soient orientés vers les jeux d'aubes à

contrôler. Par exemple, il est avantageux que le signal d'en-

trée représentatif du paramètre de température de gaz soit prélevé à un point proche des aubes en cause. A cet égard, par le terme "proche", on entend un point de trajet d'écoulement interne du moteur étroitement lié à-la température du rotor

et des aubes en cause. -

Comme suggéré ci-dessus, pour certaines applications, il peut être avantageux de choisir des valeurs représentatives des divers paramètres nécessaires au dispositif de réglage de la présente invention. Plus particulièrement,-pour des raisons de commodité, il peut être avantageux d'utiliser la vitesse N2 du générateur de gaz comme paramètre avec la section de turbine haute pression. De même, il peut être avantageux d'utiliser la température de refoulement du compresseur pour le réglage de jeu de la turbine haute pression. Dans certains cas, cependant,

pour pouvoir utiliser de telles commodités, il peut être néces-

saire d'ajuster le programme prédéterminé afin de tenir compte du fait que les paramètres ne sont pas prélevés au point précis

auquel le jeu des aubes particulières en cause doit être com-

mandé. A cet égard, la turbine haute pression 18 à deux étages représentée à titre d'exemple sur la figure 8 a été montrée comme ayant son jeu réglé par une unique vanne de commande 104H. Ceci peut être effectué à partir d'un unique groupe de paramètres d'entrée comme décrit ci-dessus. De-la même manière, le dispositif de réglage de jeu de la turbine basse pression à cinq étages peut utiliser des paramètres de vitesse et de température appropriés quelconques et ces paramètres peuvent être prélevés à tout emplacement approprié. Cependant, comme

précédemment mentionné, il peut être nécessaire, dans certai-

nes applications, d'apporter les ajustements nécessaires au programme prédéterminé de façon à-compenser le fait que les paramètres ne sont pas détectés au point auquel le jeu doit être réglé. En outre, on--doit reconnaître que dans le cas o cela apparaît souhaitable, la présente invention peut comporter des mesures de réglage-de jeu et un réglage de jeu séparés pour chaque étage de l'une quelconque des sections précitées

comportant des aubes rotatives.

Dans le sens o il est utilisé ici, le terme "signal" peut désigner une indication physique, telle que le déplacement

d'une tringlerie mécanique, ou analogue, ou une indication élec-

trique, telle qu'une tension ou une intensité.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de réglage de jeu pour un moteur à tur-

bine à gaz qui comporte une série d'aubes orientées radiale-

ment (321, 325; 181, 182; 201, 205) montées rotatives à l'in-

térieur d'un carter d'aubage relativement fixe (36; 100; 102),

ce dispositif de réglage de jeu qui sert à commander la four-

niture d'un courant d'air au carter pour régler le jeu ("d") entre les aubes et le carter, étant caractérisé en ce qu'il comprend: a. des moyens pour produire un premier signal (54) représentatif de la température effective (TCC; THPT) du carter;

b. des moyens pour produire un second signal (51B) re-

présentatif de la température (T25; T3) du gaz à l'intérieur du-

carter et au voisinage des aubesî c. des moyens pour produire un troisième signal (51A) représentatif de la vitesse (N2; N1) de rotation des aubes; d. un programmateur (51) pour recevoir les second et troisième signaux et p.uduire un signal de sortie programmé (51S) représentatif d'une température de référence (TCC'; THPT'; TLPT') du carter à laquelle un jeu prédéterminé est obtenu; e. un comparateur (52) pour comparer le premier signal au signal de sortie programmé et pour produire un signal (505) de commande de jeu représentatif de la différence entre ces deux signaux; et f. une vanne (42; 104H; 104L) raccordée pour recevoir le signal de réglage de jeu afin d'ajuster le débit d'air fourni

au carter.

2. Dispositif de réglage de jeu selon la revendication

1, caractérisé en ce que le moteur comporte une section de com-

presseur (14), les aubes précitées étant les aubes mobiles (321, 325) du compresseur et le carter étant le carter (36) du compresseur.

3. Dispositif de réglage de jeu selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier signal (54) est représentatif de la température effective (TCC) du carter (36) du compresseur et en ce que le troisième signal (51A) est représentatif de la

vitesse (N2) des aubes mobiles du compresseur.

4. Dispositif de réglage de jeu selon la revendication

3, caractérisé en ce que le second signal (51B) est représen-

tatif de la température d'admission (T25) du compresseur.

5. Dispositif de réglage de jeu selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte. des moyens de commande

prioritaires (70,80) pour tenir compte des conditions de fonc-

tionnement transitoires du moteur.

6. Dispositif de réglage de jeu selon la revendication , caractérisé en ce que les moyens de commande prioritaires comportent des moyens prioritaires de décélération (70) qui fonctionnent en réponse à la vitesse (N2) du compresseur pour commander la vanne (42) afin qu'elle réduise le débit d'air fourni au carter (36) lorsqu'une décélération prédéterminée se produit.

7. Dispositif de réglage de jeu selon la revendication , caractérisé en ce que-les moyens de commande prioritaires comportent des moyens prioritaires de température de l'air (80) qui fonctionnent en réponse à la température du courant d'air pour commander la vanne (42) de façon à accroître le débit d'air fourni au carter lorsque la température du courant d'air

dépasse la température effective du carter du compresseur.

8. Dispositif de réglage de jeu selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur comporte une section de turbine haute pression (18), les aubes étant les aubes (181,182) de la turbine haute pression et le carter étant le carter (100)

de la turbine haute pression.

9. Dispositif de réglage de jeu selon la revendication

1, caractérisé en ce que le moteur comporte une section de tur-

bine basse pression (20), les aubes étant les aubes (201, 205) de la turbine basse pression (20) et le carter étant le carter

(102) de la turbine basse pression.

10. Dispositif de réglage de jeu selon l'une quelconque

des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte des

moyens de commande prioritaires pour tenir compte des conditions

de fonctionnement transitoires du moteur.

11. Dispositif de réglage de jeu selon la revendication

1, caractérisé en ce que le moteur est un moteur d'avion (10).

12. Procédé pour ajuster le débit d'air fourni à un carter d'un moteur à turbine à gaz du type comprenant une série d'aubes orientées radialement (321, 325; 18i, 182; 201, 205) montées à rotation à l'intérieur d'un carter d'aubage relativement fixe (36; 100; 102), ce procédé servant à réali- ser le réglage du jeu (d) entre les aubes et le carter, étant caractérisé en ce qu'il consiste: a. à produire un premier signal (54) représentatif de -la température effective (TCC) du carter; b. à produire un second signal (51B) représentatif de la température (T25, T3) du gaz à l'intérieur du carter et au voisinage des aubes; c. à produire un troisième signal (51A) représentatif de la vitesse de rotation des aubes; d. à utiliser un programmateur (51) pour recevoir les second et troisième signaux et produire un signal de sortie programmé (51S) représentatif d'une température de référence (TCC'; THPT'; TLPT') du carter à laquelle un jeu prédéterminé est obtenu;

Je. à appliquer les second et troisième signaux au pro-

grammateur et à produire ainsi le signal de sortie programmé; f. à comparer le premier signal au signal de sortie programmé et à produire un signal (50S) de commande de jeu représentatif de la différence entre ces deux signaux; et g. à appliquer le signal de commande de jeu à une -vanne (42; 104H; 104L) de commande de jeu pour commander le débit d'air

fourni au carter.