FR2867513A1 - Systeme d'injection de carburant a regulation de pression - Google Patents

Abstract

Système d'alimentation (8) en carburant d'une turbine à gaz en plusieurs étapes, comprenant une pluralité d'injecteurs (10) de carburant et au moins un premier et un deuxième circuits d'injection (411, 412) de carburant en plusieurs étapes dans chacun des injecteurs (10) de carburant. Chacun des premier et deuxième circuits d'injection (411, 412) par étapes de carburant comporte un premier et un deuxième points (413, 414) d'injection de carburant et au moins une première et une deuxième vannes (415, 416) de tubulures de carburant conçues pour s'ouvrir à une première et une deuxième pressions d'ouverture différentes (419 et 420) et reliées de manière réglable respectivement au premier et au deuxième circuits (411, 412) d'injection étagée de carburant. Un unique collecteur (409) d'alimentation en carburant est raccordé à toutes les vannes (415, 416) de tubulures de carburant. Un unique distributeur (16) de signal de carburant est connecté de manière réglable à la totalité des première et deuxième vannes (415, 416) de tubulures de carburant. L'injecteur (10) de carburant peut avoir un carter de vannes contenant l'une des premières vannes (415) de tubulures de carburant et l'une des deuxièmes vannes (416) de tubulures de carburant.

Description

SYSTEME D'INJECTION DE CARBURANT A REGULATION DE

PRESSION

La présente invention concerne d'une façon générale des circuits de carburant pour chambres de combustion de turbines à gaz et, plus particulièrement, de tels circuits de carburant employant un étagement du carburant.

Afin de réduire les émissions, les turbines à gaz utilisent aujourd'hui des chambres de combustion brûlant un mélange pauvre, qui nécessitent l'ouverture et la fermeture de circuits de carburant indépendants dans une série de conditions de 1 o fonctionnement comprenant le niveau de puissance de la turbine à gaz et les conditions de respect de l'environnement. C'est ce qu'on appelle souvent l'étagement du carburant, lequel est nécessaire pour maintenir un rapport local carburant/air du moteur dans un intervalle étroit défini, à sa limite supérieure, par les émissions de NOx et, à sa limite inférieure, par une limite d'extinction.

Les moteurs actuels utilisent de multiples vannes d'étagement centralisées à commande individuelle avec de multiples rampes de distribution de carburant qui fournissent du carburant aux injecteurs de carburant. Il y a une rampe de distribution de carburant pour chaque étage, aussi chaque injecteur de carburant a-t-il de multiples branchements d'alimentation en carburant, un pour chaque étage. Pour empêcher la formation de dépôts charbonneux, le carburant doit être évacué de la rampe non étagée ou circuler en continu dans la rampe non étagée. Ces circuits de carburant à plusieurs rampes sont encombrants et nécessitent de nombreux tuyaux d'alimentation en boucle ou coudés, de formes et dimensions multiples pour alimenter les différents injecteurs de carburant étagés. Il est souhaitable d'avoir un circuit de carburant avec une seule rampe de distribution de carburant.

Les circuits de carburant à multiples vannes d'étagement centralisées sont coûteux et les motoristes cherchent constamment à construire des circuits de carburant plus fiables, réagissant d'une manière plus efficace. Les circuits de carburant à étagement centralisé présentent une baisse de vitesse pendant l'accélération, car, dans de tels systèmes, les rampes de distribution de carburant non étagées doivent être mises sous pression et les volumes vides doivent être remplis avant que le carburant ne circule dans le circuit. Il est très souhaitable de réduire la perte de vitesse.

Les injecteurs de carburant tels que ceux présents dans des turbines à gaz, 35 dirigent un carburant sous pression depuis une rampe de distribution vers une ou plusieurs chambres de combustion. Les injecteurs de carburant préparent également le carburant à être mélangé à de l'air avant la combustion. Normalement, chaque injecteur comporte un raccord d'entrée monté sur la rampe, une rallonge ou une tige tubulaire montée, en une extrémité, sur le raccord, et un ou plusieurs pulvérisateurs montés à l'autre extrémité de la tige pour diriger le carburant jusque dans la chambre de combustion. Un conduit ou passage de carburant (par exemple un tube, un tuyau ou un passage cylindrique) traverse la tige pour fournir au pulvérisateur le carburant venant du raccord d'entrée. Des vannes et/ou diviseurs de flux appropriés peuvent être prévus pour diriger et réguler le flux de carburant dans le pulvérisateur. Souvent, les injecteurs de carburant sont placés à équidistance suivant un agencement annulaire pour distribuer (pulvériser) du carburant d'une manière uniforme dans la chambre de combustion.

Un système d'alimentation en carburant à plusieurs étages pour une turbine à gaz comprend une pluralité d'injecteurs de carburant et au moins un premier et un deuxième circuits d'injection étagée de carburant dans chacun des injecteurs de carburant. Chacun des premier et deuxième circuits d'injection étagée de carburant a un premier et un deuxième points d'injection de carburant et au moins une première et une deuxième vannes d'injection de carburant respectivement montées d'une manière réglable sur les premier et deuxième circuits d'injection étagée de carburant.

Un système d'alimentation en carburant comprend une seule rampe de distribution de carburant montée de manière à fournir du carburant à toutes les vannes d'injection de carburant. Les première et deuxième vannes d'injection de carburant sont conçues pour s'ouvrir respectivement à une première et une deuxième pressions d'ouverture, et la première et la deuxième vannes d'injection de carburant sont toutes montées de manière réglable sur une seule rampe de transmission de signal de carburant dans un circuit de signal. Un exemple de forme de réalisation des injecteurs de carburant comporte une des premières vannes d'injection de carburant et une des deuxièmes vannes d'injection de carburant logées dans un corps de vanne de l'injecteur de carburant.

L'exemple de forme de réalisation du système comprend en outre un moyen de mesure de différence de pression pour détecter une différence de pression (DCPFN) entre une pression de signal du circuit de signal et une pression d'alimentation en carburant du système d'alimentation en carburant, un régulateur de carburant en relation, par un signal de réaction, avec le moyen de mesure de 35. différence de pression, et un régulateur de pression pour le circuit de signal monté de manière réglable sur le régulateur de carburant et monté de manière réglable en relation d'alimentation en pression de signal avec le circuit de signal. Une pompe de carburant est montée en relation d'alimentation en carburant avec un doseur de carburant, et le doseur de carburant est monté de manière réglable sur le régulateur de carburant. Une première conduite d'entrée de pression mène d'un point situé entre le régulateur de pression et le circuit de signal au moyen de mesure de différence de pression. Une deuxième conduite d'entrée de pression mène, depuis un point situé sur le système d'alimentation en carburant entre le doseur de carburant et la rampe de distribution de carburant, au moyen de mesure de différence de pression. Le moyen de mesure de différence de pression est un capteur de pression.

La pompe à carburant comporte une sortie de pompe reliée en relation d'alimentation en pression de carburant au régulateur de pression et également reliée en relation d'alimentation en carburant au doseur de carburant. Une conduite de dérivation de pompe mène de la sortie de pompe à une entrée de conduite de dérivation de pompe dans la pompe à carburant. Une conduite de retour de carburant de signal mène de la rampe de distribution de signal de carburant à une entrée de retour de carburant de signal de la pompe à carburant et un orifice de conduite de retour est ménagé dans la conduite de retour de carburant de signal. La pompe à carburant comprend un pompe de surpression en relation d'écoulement série vers l'aval avec une pompe principale. L'entrée de la conduite de dérivation de pompe est disposée entre la pompe de surpression et la pompe principale. La conduite de retour de carburant de signal mène de la rampe de distribution de signal de carburant à une entrée de retour de carburant de signal dans la pompe à carburant, à une entrée de la pompe de surpression, jusqu'à la pompe de surpression.

Dans une forme de réalisation des injecteurs de carburant, les premiers points d'injection de carburant des premiers circuits d'injection étagée de carburant sont des orifices au bout des injecteurs de carburant de pulvérisateurs pilotes des injecteurs de carburant. Les seconds points d'injection de carburant des deuxièmes circuits d'injection étagée de carburant sont des orifices de pulvérisation dans les pulvérisateurs principaux des injecteurs de carburant. Le système peut comprendre en outre des troisièmes circuits d'injection étagée de carburant ayant des troisièmes points d'injection de carburant dans les injecteurs de carburant. Les troisièmes points d'injection de carburant peuvent également se trouver dans les pulvérisateurs principaux des injecteurs de carburant.

L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 est une illustration schématique d'un système d'alimentation étagée en carburant d'une turbine à gaz, avec une seule rampe de distribution de carburant et une seule rampe de signal de carburant; la Fig. 2 est une illustration schématique d'un système d'alimentation à trois étages en carburant d'une turbine à gaz avec une seule rampe de distribution de carburant et une seule rampe de signal de carburant; la Fig. 3 est une illustration schématique d'un système d'alimentation en carburant d'une turbine à gaz avec des doubles injecteurs de carburant à deux étages comportant une seule rampe de distribution de carburant; la Fig. 4 est une illustration schématique d'un système d'alimentation en carburant de turbine à gaz avec des doubles injecteurs de carburant à trois étages comportant une seule rampe de distribution de carburant; la Fig. 5 est une illustration en coupe transversale d'une chambre de combustion d'une turbine à gaz avec un exemple de forme de réalisation d'un injecteur de carburant à trois étages; la Fig. 6 est une illustration agrandie en coupe transversale de l'injecteur de carburant comportant l'ensemble d'injection de carburant illustré sur la Fig. 5; la Fig. 7 est une illustration agrandie en coupe transversale de l'ensemble d'injection de carburant représenté sur la Fig. 6; la Fig. 8 est une illustration en perspective de l'injecteur de carburant représenté sur la Fig. 6; la Fig. 9 est une illustration en coupe transversale de la barrette d'alimentation en carburant prise suivant la ligne 9-9 de la Fig. 6; la Fig. 10 est une vue de dessus d'une plaque utilisée pour former la barrette d'alimentation en carburant représentée sur la Fig. 5; la Fig. 11 est une représentation schématique de circuits de carburant de l'injecteur de carburant représenté sur la Fig. 5; la Fig. 12 est une vue en perspective de la barrette d'alimentation en carburant avec les circuits de carburant représentés sur la Fig. 11; les Figures 13 à 16 sont des vues schématiques de deux vannes illustrant le fonctionnement d'un système d'alimentation en carburant d'une turbine à gaz à deux vannes et trois étages, destinées à servir avec une seule rampe de distribution de carburant et une seule rampe de signal de carburant.

Sur la Fig. 1 est illustré schématiquement un exemple de forme de réalisation d'un système d'alimentation 8 en carburant d'une turbine à gaz à plusieurs étages qui fournit du carburant à un premier et un deuxième circuits 411 et 412 d'injection étagée de carburant de chacun d'une pluralité d'injecteurs 10 de carburant. Chacun des premier et deuxième circuits 411 et 412 d'injection étagée de carburant comporte un premier et un deuxième points 413 et 414 d'injection de carburant. Une première et une deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant sont respectivement montées de manière à pouvoir être commandées sur les premier et deuxième circuits 411 et 412 d'injection étagée de carburant. Un système d'alimentation 431 en carburant comporte un seul collecteur 409 d'alimentation en carburant relié de manière à fournir du carburant à toutes les vannes 415 et 416 de tubulures de carburant. Les première et deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant sont actionnables pour s'ouvrir respectivement à une première et une deuxième pressions d'ouverture différentes 419 et 420, comme indiqué par les différentes longueurs de flèches représentant les différentes pressions d'ouverture. Les première et deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant sont toutes montées de manière à pouvoir être commandées sur un seul distributeur 16 de signal " de carburant dans un circuit 433 de signal.

Un exemple plus particulier de forme de réalisation des injecteurs 10 de carburant illustrés sur la Fig. 1 comprend les premiers points d'injection 413 de carburant des premiers circuits 411 d'injection étagée de carburant qui constituent des orifices 55 d'extrémités aux extrémités 57 d'injection de carburant de tubulures pilotes 58 des injecteurs 10 de carburant, comme illustré sur les figures 5 et 7. Les deuxièmes points d'injection 414 de carburant des deuxièmes circuits 412 d'injection étagée de carburant sont des orifices de pulvérisation 106 dans les tubulures principales 59 des injecteurs 10 de carburant illustrés sur les figures 5 et 7. Le système 8 peut comporter en outre des troisièmes circuits 460 d'injection étagée de carburant ayant des troisièmes points d'injection 462 de carburant dans les injecteurs 10 de carburant, comme illustré sur la Fig. 2. Des troisièmes vannes 480 de tubulures de carburant ayant des troisièmes pressions d'ouverture 482 sont présentes dans les troisièmes circuits 460 d'injection étagée de carburant. Le système peut avoir plus de trois circuits 460 d'injection étagée de carburant et plus de trois points 462 d'injection étagée de carburant dans les injecteurs 10 de carburant.

Les exemples de formes de réalisation du système 8 illustrés sur les figures 1 et 2 comportent en outre un moyen de mesure 418 de différence de pression pour mesurer une différence de pression DCPFN entre une pression 417 du signal du circuit 433 de signal et une pression 427 d'alimentation en carburant du système 431 d'alimentation en carburant. Un régulateur 421 d'alimentation en carburant lié par un signal de réaction au moyen de mesure 418 de différence de pression commande un régulateur 422 de pression relié de manière réglable au régulateur 421 de carburant.

Le régulateur 421 de carburant, en commandant le régulateur 422 de pression, commande et régule la pression dans le circuit 433 de signal et commande ainsi les pressions d'ouverture envoyées aux vannes de tubulures de carburant depuis l'unique distributeur 16 de signal de carburant dans le circuit 433 de signal. Les premières vannes 415 de tubulures de carburant s'ouvrent et restent ouvertes lorsque la pression dans le circuit 433 de signal est égale ou supérieure à la première pression d'ouverture 419. Les deuxièmes vannes 416 de tubulures de carburant s'ouvrent et restent ouvertes lorsque la pression dans le circuit 433 de signal est égale ou supérieure aux deuxièmes pressions d'ouverture 420. Cela supprime la nécessité de multiples conduites de carburant et de signaux vers chaque injecteur pour chaque étage.

Une pompe 441 de carburant est reliée, de manière à fournir du carburant, à une vanne de dosage 437 de carburant qui est reliée, pour fournir du carburant, au collecteur 409 d'alimentation en carburant. La vanne de dosage 437 de carburant est reliée de manière réglable au régulateur 421 de carburant. Une première conduite 435 d'entrée de pression mène, depuis un point situé entre le régulateur 422 de pression et le circuit 433 de signal, au moyen de mesure 418 de différence de pression. Une deuxième conduite 436 d'entrée de pression mène, depuis un point du système d'alimentation 431 en carburant situé entre la vanne de dosage 437 de carburant et le collecteur d'alimentation 409 en carburant, au moyen de mesure 418 de différence de pression. Le moyen de mesure 418 de différence de pression est normalement un capteur de pression. Le capteur de pression peut être mécanique ou électrique.

La pompe 441 de carburant a une sortie 443 de pompe reliée, de manière à fournir la pression du carburant, au régulateur 422, et reliée également, de manière à fournir du carburant, à la vanne de dosage 437 de carburant. Le régulateur 422 de pression est également relié, de manière à constituer un puits de pression de carburant, par une conduite de retour 450 du régulateur de pression, à une entrée 452 de la pompe de surpression 451 à utiliser pendant des états ou des régimes transitoires. Le régulateur 422 de pression est une servovalve à trois voies et sert à ouvrir la conduite de retour 452 du régulateur de pression lorsque le régulateur 422 de pression est mis dans une position fermée ou d'arrêt. On notera qu'une position fermée ou d'arrêt ne supprime pas entièrement l'écoulement jusqu'au distributeur 16 de signal de carburant. Une conduite de dérivation 439 de pompe mène de la sortie 443 de la pompe à une entrée 440 de conduite de dérivation de la pompe 441 de carburant et contient un clapet de dérivation 445. Une conduite de retour 447 de lo carburant de signal mène du distributeur 16 de signal de carburant à une entrée de retour 442 de carburant de signal de la pompe 441 de carburant. Un orifice 449 de conduite de retour est ménagé dans la conduite de retour 447 de carburant de signal. L'orifice 449 de conduite de retour permet au carburant de continuer à passer dans le distributeur 409 de signal et de ne pas être carbonisé dans les tubulures et il réduit l'augmentation de pression dans le régulateur 422 de pression pendant le fonctionnement du moteur. La pompe 441 de carburant comporte une pompe de surpression 451 en amont d'une pompe principale 453 et permettant un écoulement en série avec la pompe principale 453. L'entrée 440 de la conduite de dérivation de pompe est ménagée entre les pompes de surpression et principale 451 et 453. La conduite de retour 447 de carburant de signal mène du distributeur 16 de signal de carburant à l'entrée de retour 442 de carburant de signal de la pompe 441 de carburant à l'entrée 452 de la pompe de surpression 451.

Sur les figures 3 et 4 sont illustrés schématiquement des exemples de formes de réalisation d'un système d'alimentation 8 en carburant à pression régulée d'une turbine à gaz à plusieurs étages, qui comporte au moins deux pluralités d'injecteurs de carburant étagés 10. Le système 8 est illustré pour fournir du carburant à un premier et à un deuxième circuits d'injection étagée de carburant 411 ou 412, respectivement d'une première et d'une deuxième pluralités 406 et 408 d'injecteurs de carburant. Chacune des première et deuxième pluralités, ou plus le cas échéant, peut être activée ou inactivée tandis que l'autre ou les autres sont activées. Cela peut permettre un étagement circonférentiel. Le système 8 illustré sur la Fig. 3 est destiné à un double système à deux étages et le système 8 illustré sur la Fig. 4 est destiné à un double système à trois étages. Le système d'alimentation 431 en carburant pour les doubles systèmes à deux et à trois étages comporte un seul collecteur 409 d'alimentation en carburant relié, pour fournir du carburant, à toutes les vannes 415 et 416 de tubulures de carburant pour les premier et deuxième points d'injection 413 et 414 de carburant de la première et de la deuxième pluralités 406 et 408 d'injecteurs 10 de carburant, comme illustré sur les figures 3 et 4. Les injecteurs 10 de carburant de la première pluralité 406 sont entremêlés avec les injecteurs 10 de carburant de la deuxième pluralité 408 de façon que les injecteurs 10 de carburant adjacents dans la direction circonférentielle n'appartiennent pas à la même des première et deuxième pluralités 406 et 408 d'injecteurs 10 de carburant.

Les première et deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant sont conçues pour s'ouvrir respectivement à une première et une deuxième pressions d'ouverture différentes 419 et 420, comme indiqué par les différentes longueurs de flèches représentant les différentes pressions d'ouverture dans le système double à deux étages illustré sur la Fig. 3. Les pressions d'ouverture des première et deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant peuvent être les mêmes ou peuvent être différentes pour les première et deuxième pluralités 406 et 408 d'injecteurs 10 de carburant. Selon une autre possibilité, la programmation de l'ouverture et de la fermeture des première et deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant peut être la même ou peut être différente pour la première et la deuxième pluralités 406 et 408.

La première et la deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant pour la première pluralité 406 d'injecteurs 10 de carburant sont reliées, de manière réglable, pour fournir du carburant, respectivement au premier et au deuxième points 413 et 414 d'injection de carburant, dans la première pluralité 406 d'injecteurs 10 de carburant. La première et la deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant de la première pluralité 406 d'injecteurs 10 de carburant sont reliées de manière réglable à un premier distributeur 456 de signal de carburant dans un premier circuit 464 de signal pour la première pluralité 406 d'injecteurs 10 de carburant. La première et la deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant de la deuxième pluralité 408 d'injecteurs 10 de carburant sont reliées de manière réglable, pour fournir du carburant, respectivement au premier et au deuxième points 413 et 414 d'injection de carburant dans la deuxième pluralité 408 d'injecteurs 10 de carburant. La première et la deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant pour la deuxième pluralité 408 d'injecteurs 10 de carburant sont reliées de manière réglable à un deuxième distributeur 458 de signal de carburant dans un deuxième circuit 478 de signal de la deuxième pluralité 408 d'injecteurs 10 de carburant. La pompe 441 de carburant est reliée, pour fournir du carburant, à une vanne de dosage 437 de carburant qui est reliée, pour fournir du carburant, au distributeur 409 d'alimentation en carburant. La vanne de dosage 437 de carburant selon la présente forme de réalisation est située dans et commandée par le régulateur 421 de carburant. Le régulateur 421 de carburant contient et commande également le clapet de dérivation 445 dans la conduite de dérivation 439 de pompe menant de la sortie 443 de pompe à l'entrée 440 de conduite de dérivation de pompe de la pompe 441 de carburant. La première et la deuxième conduites 347 et 348 de retour de carburant de signal mènent respectivement du premier et du deuxième distributeurs 456 et 458 de signaux de carburant à l'entrée 442 de retour de carburant de signal de la pompe 441 de carburant. Le premier et le deuxième orifices 349 et 350 de conduites de retour sont ménagés respectivement dans la première et la deuxième conduites 347 et 348 de retour de carburant de signal.

Le système 8 illustré sur les figures 3 et 4 comprend en outre un premier moyen de mesure 468 de différence de pression pour détecter une première différence de pression DCPFN1 entre une première pression 472 de signal du premier circuit de signal 464 et une pression 427 d'alimentation en carburant du système 431 d'alimentation en carburant. Un deuxième moyen de mesure 470 de différence de pression sert à détecter une deuxième différence de pression DCPFN2 entre une deuxième pression de signal 474 d'un deuxième circuit 478 de signal et une pression 427 d'alimentation en carburant du système 431 d'alimentation en carburant. Un régulateur 423 d'injection de carburant est lié par un signal de réaction aux premier et deuxième moyens 468 et 470 de mesure de différence de pression et commande respectivement un premier et un deuxième régulateurs 492 et 494 de pression qui sont intégrés de manière réglable dans le régulateur 423 d'injection de carburant. Le régulateur 423 d'injection de carburant, en commandant les premier et deuxième régulateurs 492 et 494 de pression, commande et régule la pression dans le premier et le deuxième circuits 464 et 478 de signaux et commande donc les pressions envoyées aux vannes de tubulures de carburant pour provoquer leur ouverture et leur fermeture. Les premières vannes 415 de tubulures de carburant s'ouvrent et restent ouvertes lorsque la pression dans le circuit de signal 433 est égale ou supérieure à la première pression d'ouverture 419. Les deuxièmes vannes 416 de tubulures de carburant s'ouvrent et restent ouvertes lorsque la pression dans le circuit 433 de signal est égale ou supérieure aux deuxièmes pressions d'ouverture 420. Le système 8 illustré sur la Fig. 4 comprend des troisièmes circuits 460 d'injection étagée de carburant ayant des troisièmes points 462 d'injection de carburant dans les injecteurs 10 de carburant. Des troisièmes vannes 480 de tubulures de carburant ayant des troisièmes pressions d'ouverture 482 se trouvent dans les troisièmes circuits 460 d'injection étagée de carburant. Le système peut comporter plus de trois circuits 460 d'injection étagée de carburant et plus de trois points 462 d'injection étagée de carburant dans les injecteurs 10 de carburant.

Sur la Fig. 5 est illustré un exemple de forme de réalisation d'une chambre de combustion 15 comportant une zone de combustion 18 définie entre et par des cuves annulaires radialement extérieure et radialement intérieure, respectivement 20 et 22. Les cuves extérieure et intérieure 20 et 22 sont situées radialement vers l'intérieur d'une enveloppe annulaire 26 de chambre de combustion qui s'étend sur le pourtour des cuves extérieure et intérieure 20 et 22. La chambre de combustion 15 comporte également un dôme annulaire 34 monté en amont des cuves extérieure et intérieure 20 et 22. Le dôme 34 définie une extrémité amont 36 de la zone de combustion 18, et une pluralité d'ensembles mélangeurs 40 (un seul étant représenté) sont espacés sur le pourtour du dôme 34. Chaque ensemble mélangeur 40 contribue à supporter des tubulures pilote et principale, respectivement 58 et 59, d'un des injecteurs 10 de carburant. Les ensembles mélangeurs 40, conjointement avec les tubulures pilote et principale, délivrent un mélange de carburant et d'air dans la zone de combustion 18. Chaque ensemble mélangeur 40 a un axe 52 de tubulures autour duquel sont délimitées les tubulures pilote et principale 58 et 59.

L'exemple d'injecteur 10 de carburant illustré sur la Fig. 5 comporte trois logements 19 de vannes de carburant conçus pour recevoir la première, la deuxième et la troisième vannes 415, 416 et 480 de tubulures de carburant à l'intérieur d'un carter 43 de vannes de l'injecteur 10 de carburant. Les premier, deuxième et troisième circuits 411, 412 et 460 d'injection étagée de carburant sont illustrés plus spécifiquement sur les figures 5, 6 et 7 sous la forme d'un circuit de carburant pilote 288 pour la tubulure pilote 58 et d'un premier et d'un deuxième circuits de carburant 280 et 282 respectivement pour les tubulures principales 59 des injecteurs 10 de carburant. La première, la deuxième et la troisième vannes 415, 416 et 480 de tubulures de carburant (non représentées sur les figures 5 à 7) fournissent de manière régulable du carburant à partir de l'unique collecteur d'alimentation 409 en carburant respectivement au circuit de carburant pilote 288, au premier circuit de carburant de tubulures principale 280 et au deuxième circuit 282 de carburant de tubulures principale. Les premiers points 413 d'injection de carburant des premiers circuits 411 d'injection étagée de carburant sont des orifices terminaux 55 à l'extrémité 57 Il d'injection de carburant de tubulures pilotes 58 des injecteurs 10 de carburant. Le deuxième et le troisième points 414 et 462 d'injection de carburant sont des orifices de pulvérisation 106 présents dans les premier et deuxième circuits 280 et 282 de carburant de tubulures principales dans les tubulures principales 59 des injecteurs 10 de carburant.

Sur les figures 13 à 16 est illustré schématiquement le fonctionnement d'un système 8 d'alimentation en carburant de turbine à gaz à trois étages et deux vannes. La première et la deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant servent à fournir d'une manière régulable du carburant respectivement aux orifices terminaux 55 situés aux extrémités 57d'injection de carburant des tubulures pilotes 58 et aux orifices de pulvérisation 106 présents dans les tubulures principales 59 des injecteurs 10 de carburant. La deuxième vanne 416 de tubulures de carburant comporte un orifice principal 502 d'entrée de carburant pouvant être relié, pour fournir du carburant, à un orifice principal 506 de sortie de carburant, et un orifice pilote supplémentaire d'entrée 500 pouvant être relié, pour fournir du carburant, à un orifice pilote supplémentaire de sortie 504. Un deuxième tiroir 508 disposé de manière coulissante dans la deuxième vanne 416 de tubulures de carburant comporte des passages périphériques supérieur et inférieur 509 et 511 autour du deuxième tiroir 508.

L'unique collecteur 409 d'alimentation en carburant est relié, pour fournir du carburant, à l'orifice principal d'entrée 502 de carburant et à l'orifice pilote supplémentaire d'entrée 500. L'orifice principal d'entrée 502 de carburant peut être relié, pour fournir du carburant, à l'orifice principal de sortie 506 de carburant par l'intermédiaire du passage périphérique intérieur 511 autour du deuxième tiroir 508.

L'orifice pilote supplémentaire d'entrée 500 peut être relié, pour fournir du carburant, à l'orifice pilote supplémentaire de sortie 504 par l'intermédiaire du passage périphérique supérieur 509 entourant le deuxième tiroir 508. L'orifice pilote supplémentaire d'entrée 500 sert à réaliser une réduction pilote sur la deuxième vanne 416 pour réduire le débit de carburant vers la première vanne, puis vers les tubulures pilotes 58. Le deuxième tiroir 508 est poussé par un deuxième ressort 507 et déplacé par la différence de pression DCPFN entre la pression 417 de signal du circuit de signal 433 et une pression 427 d'alimentation en carburant du système d'alimentation 431 en carburant.

Un premier tiroir 514 comportant un troisième passage périphérique 513 est 35 logé de manière coulissante dans la première vanne 415 de tubulures de carburant.

La première vanne 415 de tubulures de carburant comporte un orifice pilote d'entrée de carburant 510 pouvant être relié, pour fournir du carburant par l'intermédiaire du troisième passage périphérique 513, à un orifice pilote de sortie de carburant 512. L'unique collecteur 409 d'alimentation en carburant et l'orifice pilote supplémentaire de sortie 504 de la deuxième vanne 416 sont reliés, pour fournir du carburant, à l'orifice pilote d'entrée de carburant 510. Le premier tiroir 514 est poussé par un premier ressort 517 et est déplacé par la différence de pression DCPFN entre la pression 407 de signal du circuit de signal 433 et une pression 427 d'alimentation en carburant du système 431 d'alimentation en carburant. Les premier et deuxième ressorts 517 et 507 ont des résistances différentes et, de ce fait, exercent des pressions d'ouverture différentes pour la première et la deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant.

La Fig. 13 représente la première et la deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant dans la position de fermeture pour laquelle la différence de pression DCPFN entre la pression 417 de signal du circuit 433 de signal et la pression 427 d'alimentation en carburant du système 431 d'alimentation en carburant est de 0. Un orifice de réduction 524 dans le circuit 433 de signal entre la première vanne 415 de tubulures de carburant et le distributeur 16 de signal de carburant empêche les cognements ou les oscillations indésirables de la forte pression dans le circuit de signal 433 et le distributeur 16 de signal de carburant. Le deuxième tiroir 508 présent dans la deuxième vanne 416 de tubulures de carburant empêche le carburant de passer par l'orifice principal d'entrée 502 de carburant et d'atteindre la tubulure principale 59. Le premier tiroir 514 présent dans la première vanne 415 de tubulures de carburant empêche le carburant de passer par l'orifice pilote d'entrée de carburant 510 et d'atteindre la tubulure pilote 58.

La Fig. 14 représente la première et la deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant réglées pour qu'il n'y ait pas d'écoulement de carburant vers la tubulure principale 59 et qu'il y ait un écoulement relativement fort ou complet de carburant pilote vers la tubulure pilote 58. Le deuxième tiroir 508 est placé dans la deuxième vanne 416 de tubulures de carburant pour empêcher le carburant de passer par l'orifice principal d'entrée de carburant 502 et d'atteindre la tubulure principale 59. Cette position du deuxième tiroir 508 permet effectivement le passage de carburant par l'orifice pilote supplémentaire d'entrée 500, via le passage périphérique 509, entourant le deuxième tiroir 508, jusqu'à l'orifice pilote supplémentaire de sortie 504 et jusqu'à la tubulure pilote 58. Le premier tiroir 514 présent dans la première vanne 415 de tubulures de carburant est placé pour permettre un écoulement direct de carburant depuis l'unique distributeur 16 de signal de carburant, via l'orifice de réduction 524, et depuis l'orifice pilote supplémentaire de sortie 504 via l'orifice pilote d'entrée de carburant 510 et jusqu'à la tubulure pilote 58. Ce mode ou stade de fonctionnement assure un écoulement complet du carburant par la tubulure pilote 58 et l'absence d'écoulement de carburant par la tubulure principale 59.

La Fig. 15 représente la première et la deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant réglées pour un écoulement complet du carburant vers la tubulure principale 59 et un écoulement relativement fort de carburant pilote vers la tubulure pilote 58. Le deuxième tiroir 508 est placé dans la deuxième vanne 416 de tubulures de carburant pour permettre le passage de carburant par l'orifice principal d'entrée de carburant 502 et jusqu'à la tubulure principale 59 et par l'orifice pilote supplémentaire d'entrée 500, via le passage périphérique 509, autour du deuxième tiroir 508, jusqu'à l'orifice pilote supplémentaire de sortie 504 et jusqu'à la tubulure pilote 58. Le premier tiroir 514 dans la première vanne 415 de tubulures de carburant est placé pour permettre un écoulement direct de carburant depuis l'unique distributeur 16 de signal de carburant via l'orifice de réduction 524 et depuis l'orifice pilote supplémentaire de sortie 504 via l'orifice pilote d'entrée de carburant 510 et jusqu'à la tubulure pilote 58. Ce mode ou stade de fonctionnement assure un écoulement complet du carburant par la tubulure pilote 58 et le passage complet du carburant par la tubulure principale 59.

La Fig. 16 représente la première et la deuxième vannes 415 et 416 de tubulures de carburant réglées pour le passage complet du carburant vers la tubulure principale 59 et un écoulement relativement faible ou partiel de carburant pilote vers la tubulure pilote 58. Ce mode est également appelé réduction pilote. Le deuxième tiroir 508 est placé dans la deuxième vanne 416 de tubulures de carburant pour permettre le passage de carburant par l'orifice principal d'entrée de carburant 502 et jusqu'à la tubulure principale 59. Le deuxième tiroir 508 est également placé dans la deuxième vanne 416 de tubulures de carburant pour empêcher le carburant de passer par l'orifice pilote supplémentaire d'entrée 500 et d'atteindre l'orifice pilote supplémentaire de sortie 504 et finalement la tubulure pilote 58. Le premier tiroir 514 présent dans la première vanne 415 de tubulures de carburant est placé pour permettre un écoulement direct de carburant depuis l'unique distributeur 16 de signal de carburant via l'orifice de réduction 524 et via l'orifice d'entrée 510 de carburant pilote et jusqu'à la tubulure pilote 58. Ainsi, la tubulure pilote 58 ne réalise pas le plus grand écoulement possible de carburant dont est capable le système 8.

L'exemple de forme de réalisation de l'injecteur 10 de carburant, illustré sur les figures 5 et 6, comporte un ensemble 12 de tubulures de carburant (il est possible d'utiliser plusieurs ensembles de tubulures espacés radialement les uns des autres) qui comprend respectivement les tubulures pilote et principale 58 et 59, pour diriger du carburant jusque dans la zone de combustion d'une chambre de combustion d'une turbine à gaz. L'injecteur 10 de carburant comporte un support ou rebord 30 de tubulures conçu pour être fixé et scellé sur l'enveloppe 26 de la chambre de combustion. Une tige creuse 32 fait corps avec ou est fixée (par exemple par brasage ou soudage) au rebord 30 et supporte l'ensemble 12 de tubulures de carburant et l'ensemble 40 de mélangeur.

En référence aux figures 6 et 8, la tige creuse 32 comporte un dispositif d'entrée 41 disposé au-dessus ou à l'intérieur d'une extrémité supérieure ouverte d'une chambre 39 et fait corps avec ou est fixée au rebord 30, par exemple par brasage. L'ensemble d'entrée 41 fait partie du carter 43 de vannes, la tige creuse 32 étant suspendue au carter. Le carter 43 comporte un seul raccord 484 d'alimentation en carburant pour relier l'unique collecteur 409 d'alimentation en carburant aux première, deuxième et troisième vannes 415, 416 et 480 de tubulures de carburant.

Le carter 43 comporte en outre un unique raccord 486 de signal de carburant pour relier l'unique distributeur 16 de signal de carburant aux première, deuxième et troisième vannes 415, 416 et 480 de tubulures de carburant, qui sont représentées schématiquement sur les figures 2 et 11.

L'ensemble d'entrée 41 sert à recevoir du carburant à brûler et une pression É de signal pour provoquer l'ouverture des vannes de tubulures, respectivement à partir du collecteur 409 d'alimentation en carburant et du distributeur 16 de signaux de carburant. Les première, deuxième et troisième vannes 415, 416 et 480 de tubulures de carburant régulent l'écoulement du carburant dans les premier et deuxième circuits 280 et 282 de carburant pour alimenter les circuits 102 de carburant de tubulure principale menant aux orifices de pulvérisation 106. Les deuxièmes points 414 d'injection de carburant des deuxièmes circuits d'injection étagée 412 de carburant sont des orifices terminaux 55 aux extrémités 57 d'injection de carburant de tubulures pilotes 58 des injecteurs 10 de carburant, comme illustré sur les figures 6 et 7.

L'ensemble 12 de tubulures comprend les tubulures pilote et principale, respectivement 58 et 59. D'une manière générale, les tubulures pilote et principale 58 et 59 sont utilisées pendant des situations de puissance normale et extrême, tandis que seule la tubulure pilote est utilisée pendant le démarrage et le fonctionnement à puissance partielle. Un conduit souple 60 d'injection de carburant, ayant au moins une barrette d'alimentation allongée 62 est utilisé pour fournir du carburant à l'ensemble de tubulures 12 depuis l'ensemble d'entrée 41. La barrette d'alimentation 62 est une barrette d'alimentation souple en matière qui peut subir sans dommages les températures régnant dans la chambre de combustion.

En référence aux figures 9 et 10, la barrette d'alimentation 62 comporte une paire d'une première et d'une deuxième plaques 76 et 78, s'étendant dans le sens de la longueur et fixées l'une à l'autre. Chacune des première et deuxième plaques 76 et 78 comporte une seule rangée 80 de rainures 84 espacées les unes des autres dans le sens de la largeur et s'étendant parallèlement dans le sens de la longueur. Les plaques sont fixées l'une à l'autre de façon que les rainures opposées 84 présentes dans chacune des plaques soient alignées en formant des passages internes 90 d'écoulement de carburant dans la barrette d'alimentation 62, depuis une extrémité d'entrée 66 jusqu'à une extrémité de sortie 69 de la barrette d'alimentation 62. Un prolongement 54 de tubulure pilote s'étend vers l'arrière depuis la tubulure principale 59 et est relié en communication de fluide à une extrémité 57 d'injection de carburant de la tubulure pilote 58 par le tuyau d'alimentation pilote 56, comme illustré plus en détail sur les figures 6 et 7. L'extrémité 57 d'injection de carburant comporte un orifice d'extrémité 55 qui est un point d'injection de carburant du circuit de carburant pilote 288. Le circuit de carburant pilote 288, le premier circuit 280 de carburant de tubulure pilote et le deuxième circuit 282 de carburant de tubulure principale sont formés par les passages internes 90 d'écoulement de carburant passant dans la barrette d'alimentation 62. La barrette d'alimentation 62 alimente la tubulure principale 59 et la tubulure pilote 58, comme illustré sur les figures 6 et 7.

En référence à la Fig. 6, la barrette d'alimentation 62 comporte entre l'extrémité d'entrée 66 et l'extrémité de sortie 69 une partie médiane 64 s'étendant radialement d'une manière sensiblement rectiligne. Un bec rectiligne 104 du conduit 60 d'injection de carburant s'étend transversalement (dans une direction axialement vers l'arrière) depuis l'extrémité de sortie 69 de la partie médiane 64 et aboutit à une tubulure principale annulaire 59 qui est fixée, ce qui l'empêche de se déformer. L'extrémité d'entrée 66 est fixée à l'intérieur du carter 43 de vannes. Le bec 104 est globalement parallèle à l'axe 52 de la tubulure et aboutit à la tubulure principale 59.

La barrette d'alimentation 62 a une forme allongée sensiblement plane avec une première et une deuxième surfaces latérales sensiblement parallèles 70 et 71 et une forme rectangulaire 74 en section transversale, comme illustré sur la Fig. 9.

En référence aux figures 6 et 12, les entrées 63 à l'extrémité d'entrée 66 de la barrette d'alimentation 62 sont en communication d'écoulement de fluide avec les premier et deuxième orifices d'entrée et de carburant, respectivement 46 et 47, dans l'ensemble d'entrée 41 pour diriger du carburant jusque dans le circuit 102 de carburant de la tubulure principale et le circuit 288 de carburant pilote. Les orifices d'entrée alimentent les multiples passages internes 90 d'écoulement de carburant présents dans la barrette d'alimentation 62 vers la tubulure pilote 58 et la tubulure principale 59 de l'ensemble 12 de tubulures, et constituent également des circuits de refroidissement pour réguler la température dans l'ensemble de tubulures. Le bec 104 de l'ensemble 12 de tubulures reçoit du carburant venant de la barrette 62 d'alimentation et achemine le carburant jusqu'à la tubulure principale 59 et, le cas échéant, jusqu'à la tubulure pilote 58 via les circuits 102 de carburant de tubulure 1 5 principale, comme illustré sur les figures 1 l et 12.

La barrette d'alimentation 62, la tubulure principale 59 et le bec 104 entre celles-ci sont construits d'une seule pièce à l'aide des première et deuxième plaques 76 et 78 qui s'étendent dans le sens de la longueur. La tubulure principale 59 et le bec 104 peuvent être considérés comme étant des éléments de la barrette d'alimentation 62. Les passages 90 d'écoulement de carburant des circuits 102 de carburant de la tubulure principale passent par la barrette d'alimentation 62, le bec 104 et la tubulure principale 59. Les passages 90 de carburant des circuits 102 de carburant de la buse principale aboutissent à des orifices de pulvérisation 106 et passent par le prolongement 104 de tubulure pilote qui est destiné à être relié en communication de fluide avec le tuyau 56 d'alimentation pilote pour alimenter la tubulure pilote 58, comme illustré sur les figures 5, 6 et 12. Les rainures parallèles 84 des passages 90 d'écoulement de carburant des circuits 102 de carburant de la tubulure principale sont formées par attaque chimique dans des surfaces adjacentes 210 des première et deuxième plaques 76 et 78, comme illustré sur les figures 9 et 10.

En référence aux figures 9 à 12, les premier et deuxième circuits 280 et 282 de carburant de la tubulure principale comportent chacun des branches annulaires s'étendant dans le sens horaire et dans le sens anti-horaire, respectivement 284 et 286, dans la tubulure principale 59. Les orifices de pulvérisation 106 s'étendent depuis les branches annulaires 284 et 286 à travers une seule ou les deux première et deuxième plaques 76 et 78. Les orifices de pulvérisation 106 s'étendent radialement vers l'extérieur à travers la première plaque 76 de la tubulure principale 59, qui est la plaque radialement extérieure parmi les première et deuxième plaques 76 et 78. Les branches annulaires 284 et 286, qui s'étendent dans le sens horaire et dans le sens anti-horaire ont une première et une deuxième ondulations 290 et 292 parallèles. Les orifices de pulvérisation 106 sont situés en alternance dans l'une des première et deuxième ondulations 290 et 292 de manière à être alignés sensiblement en cercle sur un cercle 300. Les première et deuxièmes vannes 415 et 416 de tubulures de carburant régulent le carburant vers les branches annulaires 284 et 286 s'étendant dans le sens horaire et dans le sens anti-horaire dans le premier et le deuxième circuits 280 et 282 de carburant de la tubulure principale 59. Ainsi, les orifices de pulvérisation 106 présents dans l'une des première et deuxième ondulations 290 et 292 peuvent être fermés cependant qu'on laisse les orifices de pulvérisation 106 présents dans l'autre des première et deuxième ondulations 290 et 292 pulvériser du carburant de façon que seulement un orifice de pulvérisation 106 sur deux ou un orifice 106 en alternance sur le cercle 300 fournisse du carburant pour la combustion. Les circuits 102 de carburant de la tubulure principale comportent également un circuit pilote en boucle 288 de carburant qui alimente le prolongement 104 de la tubulure pilote. Le circuit de carburant pilote en boucle 288 comporte, dans la tubulure principale 59 des branches pilotes annulaires, respectivement 294 et 296, qui s'étendent dans le sens horaire et le sens anti-horaire. On se reportera au brevet des E.U.A. n 6 321 541 pour trouver des informations sur les ensembles de tubulures et les circuits de carburant entre les plaques fixées.

En référence aux figures 11 et 12, les passages internes 90 d'écoulement de carburant le long des barrettes d'alimentation 62 servent à fournir du carburant aux circuits 102 de carburant des tubulures principales. Le carburant qui entre dans chacun des passages internes 90 d'écoulement de carburant dans les barrettes d'alimentation 62 et le bec 104 jusque dans les tubulures pilote et principale 58 et 59 est régulé par les première, deuxième et troisième vannes 415, 416 et 480 de tubulures de carburant. Le bec 104 de l'ensemble 12 de tubulures reçoit du carburant provenant des barrettes d'alimentation 62 et transporte le carburant jusqu'à la tubulure principale 59. La tubulure principale 59 est annulaire et a une forme ou une configuration cylindrique.

En référence aux figures 9 et 10, les passages d'écoulement, les ouvertures et les divers éléments des dispositifs de pulvérisation dans les plaques 76 et 78 35 peuvent être formés d'une manière appropriée, notamment par attaque et, plus particulièrement, par attaque chimique. L'attaque chimique de telles plaques doit être connue des spécialistes de la technique et est par exemple décrite dans le brevet des E.U.A. n 5 435 884. L'attaque des plaques permet également la formation d'ouvertures et de passages très fins, bien définis et complexes, permettant la réalisation de multiples circuits de carburant dans les barrettes d'alimentation 62 et la tubulure principale 59 tout en maintenant une faible section transversale pour ces éléments. Les plaques 76 et 78 peuvent être fixées l'une à l'autre par contact d'une surface contre une autre surface à l'aide d'un procédé de fixation tel que le brasage ou le soudage par diffusion. De tels processus de fixation sont bien connus des spécialistes de la technique et assurent une liaison très sure entre les diverses plaques. Le soudage par diffusion est particulièrement utile car il crée des liaisons (échanges mutuels d'atomes) aux limites entre les couches adjacentes.

En référence aux figures 5 et 7, chaque ensemble de mélangeurs 40 comprend un mélangeur pilote 142, un mélangeur principal 144 et un corps central 143 qui s'étend entre ceux-ci. Le corps central 143 définit une chambre 150 qui est en communication d'écoulement avec, et en aval du mélangeur pilote 142. La tubulure pilote 58 est supportée par le corps central 143 à l'intérieur de la chambre 150. La tubulure pilote 58 est conçue pour pulvériser des gouttelettes de carburant vers l'aval jusque dans la chambre 150. Le mélangeur principal 144 comporte des coupelles rotatives axiales principales 180 situées en amont de coupelles rotatives radiales principales 182 situées en amont des orifices de pulvérisation 106. Le mélangeur pilote 142 comporte une paire de coupelles rotatives pilotes 160 à montage concentrique. Les coupelles rotatives 160 sont représentées sous la forme de coupelles rotatives axiales et comportent une coupelle rotative pilote intérieure 162 et une coupelle rotative pilote extérieure 164. La coupelle rotative pilote intérieure 162 est annulaire et est disposée sur le pourtour de la tubulure pilote 58. Chacune des coupelles rotatives pilotes intérieure et extérieure 162 et 164 comporte une pluralité d'aubes pilotes intérieure et extérieure de tourbillonnement, respectivement 166 et 168, placées en amont de la tubulure pilote 58.

Considérant plus particulièrement la Fig. 7, un diviseur pilote annulaire 170 est disposé de manière radiale entre les coupelles rotatives pilotes intérieure et extérieure 162 et 164 et s'étend en aval des coupelles rotatives pilotes intérieur et extérieure 162 et 164. Le diviseur pilote 170 est conçu pour séparer le flux d'air 154 du mélangeur pilote, qui passe par la coupelle rotative pilote intérieure 162, du flux d'air passant par la coupelle rotative pilote extérieure 164. Le diviseur 170 a une surface intérieure convergente/divergente 174 qui crée une surface de formation de film de carburant pendant le fonctionnement à basse puissance du moteur. Le diviseur 170 réduit également les vitesses axiales du flux d'air 154 passant dans le mélangeur pilote 142 pour permettre une recirculation des gaz à haute température.

Les aubes pilotes intérieures de tourbillonnement 166 peuvent être agencées pour faire tourbillonner l'air passant dans celles-ci dans la même direction que l'air passant par les aubes pilotes extérieures de tourbillonnement 168 ou dans une première direction circonférentielle qui est opposée à une deuxième direction circonférentielle dans laquelle les aubes pilotes extérieures de tourbillonnement 168 font tourbillonner l'air passant par celles-ci.

Considérant plus particulièrement la Fig. 5, le mélangeur principal 144 comporte un carter annulaire 190 de tubulure principale qui définit une cavité annulaire 192. Le mélangeur principal 144 est un mélangeur de flux d'entrée radial aligné de manière concentrique par rapport au mélangeur pilote 142 et s'étend sur le pourtour du mélangeur pilote 142. Le mélangeur principal 144 produit un flux d'air 156 de mélangeur principal le long du carter 190 de tubulure. La tubulure principale annulaire 59 est disposée de manière circonférentielle entre le mélangeur pilote 142 et le mélangeur principal 144. Plus particulièrement, la tubulure principale 59 s'étend sur le pourtour du mélangeur pilote 142 et est située radialement à l'extérieur du corps central 143 et à l'intérieur de la cavité annulaire 192 du carter 190 de tubulure.

Considérant plus particulièrement la Fig. 7, le carter 190 de tubulure comporte des puits de pulvérisation 220 par l'intermédiaire desquels du carburant est injecté dans le flux d'air 156 du mélangeur principal depuis les orifices de pulvérisation 106 de la tubulure principale 59. Des écrans thermiques annulaires 194 et 196, radialement intérieur et extérieur, sont disposés de manière radiale entre la tubulure principale 59 et une paroi extérieure annulaire 172 de tubulure du carter 190 de tubulure. Les écrans thermiques intérieur et extérieur 194 et 196 comportent des parois radialement intérieure et extérieure, respectivement 202 et 204, et il y a entre celles-ci un espacement annulaire 200 de 360 degrés. Les écrans thermiques intérieur et extérieur 194 et 196 comportent chacun une pluralité d'ouvertures 206 alignées avec les orifices de pulvérisation 106 et les puits de pulvérisation 220. Les écrans thermiques intérieur et extérieur 194 et 196 sont fixés à la tige 32 d'une manière appropriée, par exemple par soudage ou brasage.

La tubulure principale 59 et les orifices de pulvérisation 106 injectent du 35 carburant de manière radiale vers l'extérieur dans la cavité 192 à travers les ouvertes 206 des écrans thermiques intérieur et extérieur 194 et 196. Un joint d'étanchéité annulaire coulissant 208 est disposé dans chaque ensemble d'ouvertures 206 de l'écran thermique intérieur 194, alignées avec chacun des orifices de pulvérisation 106 pour empêcher un écoulement croisé dans l'intervalle annulaire 200. Le joint annulaire à glissement 208 peut être fixé à la paroi intérieure 202 de l'écran thermique intérieur 194, par brasage ou autre.

On se reportera aux demandes de brevets des E.U.A. n de série 10/161 911, intitulé "FUEL INJECTOR LAMINATED FUEL STRIP", déposée le 4 juin 2002; 10/422 265, intitulé "DIFFERENTIAL PRESSURE INDICED PURGING FUEL INJECTOR WITH ASYMMETRIC CYCLONE", déposée le 24 avril 2003; et 10/356 009, intitulé "COOLED PURGING FUEL INJECTORS", déposée le 31 janvier 2003 pour les informations générales sur les ensembles de tubulures et les circuits de carburant entre plaques fixées.

20 25 30

LISTE DES REPERES

8. système d'alimentation en carburant d'une turbine à gaz 10. injecteur de carburant 12. ensemble de tubulures de carburant 15. chambre de combustion 16. unique distributeur de signal de carburant 18. zone de combustion 19. logements de vanne de carburant 20. cuves extérieures 22. cuves intérieures 26. enveloppe de chambre de combustion 30. rebord 32. tige creuse 34. dôme annulaire 36. extrémité amont 39. chambre 40. ensemble de mélangeurs 41. ensemble d'entrée 43. carter de vannes 46. premier orifice d'entrée de carburant 47. deuxième orifice d'entrée de carburant 52. axe de tubulure 54. prolongement de tubulure pilote 55. orifice terminal 56. tuyau d'alimentation pilote 57. extrémité d'injecteur de carburant 58. tubulure pilote 59. tubulure principale 60. conduit souple d'injection de carburant 62. barrette d'alimentation 63. entrées 64. partie médiane 66. extrémité d'entrée 69. extrémité de sortie 70. premières surfaces latérales 71. deuxièmes surfaces latérales 74. forme rectangulaire de la section transversale 76. première plaque 78. deuxième plaque 80. rangée unique 84. rainures 90. passages internes d'écoulement de carburant 102. circuit de carburant de tubulure principale 10 104. bec rectiligne 106. orifices de pulvérisation 142. mélangeur pilote 143. corps central 144. mélangeur principal 150. chambre 154. courant d'air dans le mélangeur pilote 156. courant d'air dans le mélangeur principal 160. coupelles rotatives pilotes 162. coupelles rotatives pilotes intérieures 164. coupelles rotatives pilotes extérieures 166. aube pilote intérieure de tourbillonnement 168. aube pilote extérieure de tourbillonnement 170. diviseur pilote annulaire 172. paroi de la tubulure 174. surface intérieure 180. coupelles rotatives axiales principales 182. coupelles rotatives radiales principales 190. carter annulaire de tubulure principale 192. cavité annulaire 194. écran thermique intérieur 196. écran thermique extérieur 200. espace annulaire 202. paroi intérieure 204. paroi extérieure 206. ouvertures 208. joint d'étanchéité annulaire à glissement 210. surfaces adjacentes 220. puits de pulvérisation 280. premier circuit de carburant de la tubulure principale 282. deuxièmecircuit de carburant de la tubulure principale 284. pieds annulaires s'étendant dans le sens horaire 286. branches annulaires s'étendant dans le sens anti-horaire 288. circuit de carburant pilote 290. premières ondulations 292. deuxièmes ondulations 294. branches annulaires pilotes s'étendant dans le sens horaire 296. branches annulaires pilotes s'étendant dans le sens anti-horaire 300. cercle 347. premières conduites de retour de carburant de signal 348. deuxièmes conduites de retour de carburant de signal 349. orifices des premières conduites de retour 350. orifices des deuxièmes conduites de retour 406. première pluralité 408. deuxième pluralité 409. unique collecteur d'alimentation en carburant 411. premiers circuits d'injection étagée de carburant 412. deuxièmes circuits d'injection étagée de carburant 413. premiers points d'injection de carburant 414. deuxièmes points d'injection de carburant 415. premières vannes de tubulures de carburant 416. deuxièmes vannes de tubulures de carburant 417. pression de signal 418. moyen de mesure de différence de pression 419. premières pressions d'ouverture 420. deuxièmes pressions d'ouverture 421. régulateur de carburant 422. régulateur de pression 423. régulateur de tubulure de carburant 427. pression d'alimentation en carburant 431. système d'alimentation en carburant 433. circuit de signal 435. première conduite d'entrée de pression 436. deuxième conduite d'entrée de pression 437. vanne de dosage de carburant 439. conduite de dérivation de pompe 440. entrée de conduite de dérivation de pompe 441. pompe de carburant 442. entrée de retour de carburant de signal 443. sortie de pompe 445. clapet de dérivation 447. conduite de retour 449. orifice de conduite de retour 450. conduite de retour du régulateur de pression 451. pompe de surpression 452. entrée de pompe de surpression 453. pompe principale 456. premier distributeur de signal de carburant 458. deuxième distributeur de signal de carburant 460. troisième circuit d'injection étagée de carburant 462. troisièmes points d'injection de carburant 464. premier circuit de signal 468. premier moyen de mesure de différence de pression 470. deuxième moyen de mesure de différence de pression 472. première pression de signal 474. deuxième pression de signal 478. deuxième circuit de signal 480. troisièmes vannes de tubulures de carburant 482. troisièmes pressions d'ouverture 484. connecteur de signal de carburant 486. raccord d'alimentation en carburant 492. premiers régulateurs de pression 494. deuxièmes régulateurs de pression 500. orifice pilote supplémentaire d'entrée 502. orifice principal d'entrée de carburant 504. orifice pilote supplémentaire de sortie 506. orifice principal de sortie de carburant 507. deuxième ressort 508. deuxième tiroir 509. passages périphériques supérieurs 510. orifice pilote d'entrée de carburant 511. passages périphériques inférieurs 512. orifice pilote de sortie de carburant 513. troisièmes passages périphériques 514. premier tiroir 517. premier ressort 524. orifice de réduction 20 25 30

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Système étagé (8) d'alimentation en carburant d'une turbine à gaz, caractérisé en ce qu'il comprenant: une pluralité d'injecteurs (10) de carburant, au moins un premier et un deuxième circuits d'injection (411 et 412) par étages de carburant dans chacun des injecteurs (10) de carburant, chacun des premier et deuxième circuits d'injection étagée (411 et 412) de carburant ayant un premier et un deuxième points (413 et 414) d'injection de 1 o carburant, au moins une première et une deuxième vannes (415 et 416) de tubulures de carburant respectivement reliées de manière réglable aux premiers et deuxièmes circuits (411 et 412) d'injection étagée de carburant, un circuit (431) d'alimentation en carburant comportant un unique collecteur (409) d'alimentation en carburant relié, de manière à fournir du carburant, à toutes les vannes (415 et 416) de tubulures de carburant, les premières et deuxièmes vannes (415 et 416) de tubulures de carburant étant conçues pour s'ouvrir respectivement à une première et une deuxième pression d'ouverture différentes (419 et 420), et les premières et secondes vannes (415 et 416) de tubulures de carburant étant toutes reliées de manière réglable à un unique distributeur (16) de signal de carburant dans un circuit (433) de signal.

2. Système (8) selon la revendication 1, dans lequel chacun des injecteurs (10) de carburant a un carter (43) de vannes contenant chacune des premières et deuxièmes vannes (415 et 416) de tubulures de carburant et un seul raccord (484) d'alimentation en carburant dans chacun des carters (43) de vannes relié au collecteur (409) d'alimentation en carburant et un unique connecteur (486) de signal de carburant dans chacun des carters (43) de vannes connecté à l'unique distributeur (16) de signal de carburant.

3. Système (8) selon la revendication 1, comprenant en outre: un moyen de mesure (418) de différence de pression pour détecter une différence de pression (DCPFN) entre une pression (417) de signal du circuit de signal (433) et une pression (427) d'alimentation en carburant du circuit (431) d'alimentation en carburant, un régulateur (421) de carburant lié par un signal de réaction au moyen (418) de mesure de différence de pression, et un régulateur (422) de pression pour le circuit (433) de signal, connecté de manière réglable au régulateur (421) de carburant d'un ordinateur et relié de manière réglable, pour fournir une pression de signal, au circuit (433) de signal.

4. Système (8) selon la revendication 3 comprenant en outre: une pompe (441) de carburant reliée, pour fournir du carburant, à une vanne de dosage (437) de carburant, la vanne de dosage (437) de carburant étant reliée, pour fournir du 10 carburant, au collecteur (409) d'alimentation en carburant, la vanne de dosage (437) de carburant étant reliée de manière réglable au régulateur (421) de carburant d'un ordinateur, une première conduite (435) d'entrée de pression menant, depuis un point situé entre le régulateur (422) de pression et le circuit (433) de signal, au moyen de 15 mesure (418) de différence de pression, une deuxième conduite (436) d'entrée de pression menant, depuis un point du circuit (431) d'alimentation en carburant situé entre la vanne de dosage (437) de carburant et le collecteur (409) d'alimentation en carburant, au moyen de mesure (418) de différence de pression, une sortie (443) de la pompe (441) de carburant, la sortie (443) de pompe étant reliée, pour fournir une pression de carburant, au régulateur (422) de pression, la sortie (443) de pompe étant reliée, pour fournir du carburant, à la vanne (437) de dosage de carburant, une conduite (439) de dérivation de pompe menant de la sortie (443) de pompe à une entrée (440) de conduite de dérivation de la pompe (441) de carburant, une conduite (447) de retour de carburant de signal menant du distributeur (16) de signal de carburant à une entrée (442) de retour de carburant de signal de la pompe (441) de carburant, et un orifice (449) de conduite de retour dans la conduite de retour (447) de carburant de signal.

5. Système (8) selon la revendication 1, dans lequel les premiers points d'injection (413) des premiers circuits d'injection étagée (411) de carburant sont des orifices terminaux (55) aux extrémités (57) d'injection de carburant de tubulures pilotes (58) des injecteurs (10) de carburant et les seconds points d'injection (414) de carburant des deuxièmes circuits d'injection étagée (412) de carburant se trouvent dans des injecteurs principaux (59) des injecteurs (10) de carburant.

6. Système (8) selon la revendication 5, comprenant des troisièmes circuits (460) d'injection étagée de carburant ayant des troisièmes points (462) d'injection de carburant dans les tubulures principales (59) des injecteurs (10) de carburant.

7. Système (8) selon la revendication 1, comprenant en outre: des tubulures pilotes (58) des injecteurs (10) de carburant comportant les premiers points d'injection (413) des premiers circuits (411) d'injection étagée de carburant, sous la forme des orifices terminaux (55) aux extrémités (57) d'injection de carburant des tubulures pilotes (58), les tubulures principales (59) des injecteurs (10) de carburant comportant les deuxièmes points (414) d'injection de carburant des deuxièmes circuits (412) d'injection étagée de carburant sous la forme d'orifices de pulvérisation (106) des tubulures principales (59), et les deuxièmes vannes (416) de tubulures de carburant étant également reliées de manière réglable, pour fournir du carburant, aux premières vannes (415) de tubulures de carburant.

8. Système (8) selon la revendication 7, comprenant en outre: un deuxième tiroir (508) disposé de manière coulissante à l'intérieur de la deuxième vanne (416) de tubulures de carburant et comportant des passages périphériques supérieur et inférieur (509 et 511) autour du deuxième tiroir (508), un orifice principal (502) d'entrée de carburant dans la deuxième vanne (416) de tubulures de carburant pouvant être relié, pour fournir du carburant, par l'intermédiaire des passages périphériques inférieurs (511), à un orifice principal (506) de sortie de carburant, un orifice pilote supplémentaire d'entrée (500) pouvant être relié, pour fournir du carburant, par l'intermédiaire des passages périphériques supérieurs (509), à un orifice pilote supplémentaire de sortie (504), l'unique collecteur (409) d'alimentation de carburant étant connecté, pour 30 fournir du carburant, à l'orifice principal d'entrée (502) de carburant et à l'orifice pilote supplémentaire d'entrée (500), un premier tiroir (514) étant disposé de manière coulissante dans la première vanne (415) de tubulures de carburant et comportant un troisième passage périphérique (513) autour du premier tiroir (514), un orifice pilote d'entrée (510) de carburant dans la première vanne (415) de tubulures de carburant pouvant être relié, pour fournir du carburant, par l'intermédiaire du troisième passage périphérique (513), à un orifice pilote de sortie (512) de carburant, l'unique collecteur (409) d'alimentation de carburant et l'orifice pilote supplémentaire de sortie (504) de la deuxième vanne (416) étant reliés, pour fournir du carburant, à l'orifice pilote d'entrée (510) de carburant, un deuxième ressort (507) poussant le deuxième tiroir (508) à l'intérieur de la deuxième vanne (416) de tubulures de carburant, un premier ressort (517) poussant le premier tiroir (514) à l'intérieur de la première vanne (415) de tubulures de carburant, et le premier et le deuxième tiroirs (514 et 508) étant actionnables par les différences de pression (DCPFN) entre une pression (417) de signal du circuit (433) de signal et une pression (427) d'alimentation en carburant du circuit (431) d'alimentation en carburant respectivement dans les premier et deuxième tiroirs (514 et 508).

9. Système d'alimentation (8) en carburant d'une turbine à gaz en plusieurs étapes, comprenant: au moins deux pluralités (406 et 408) d'injecteurs (10) de carburant; chacune des pluralités (406 et 408) comprenant: au moins un premier et un deuxième circuits d'injection étagée (411 et 412) de carburant dans chacun des injecteurs (10) de carburant, chacun des premiers et deuxièmes circuits d'injection (411 et 412) par étages de carburant ayant un premier et un deuxième points (413 et 414) d'injection de carburant, au moins une première et une deuxième vannes (415 et 416) de tubulures de carburant étant reliées de manière réglable respectivement aux premiers et deuxièmes circuits d'injection (411 et 412) par étages de carburant, un circuit (431) d'alimentation en carburant comportant un seul collecteur (409) d'alimentation en carburant relié, pour fournir du carburant, à toutes les vannes (415 et 416) de tubulures de carburant dans chacune des pluralités (406 et 408), les premières et deuxièmes vannes (415 et 416) de tubulures de carburant étant conçues pour s'ouvrir à une première et une deuxième pressions d'ouverture différentes, respectivement (419 et 420) ; les premières et deuxièmes vannes (415 et 416) de tubulures de carburant de la première pluralité (406) d'injecteurs (10) de carburant étant reliées de manière réglable à un premier distributeur (456) de signal de carburant dans un premier circuit (464) de signai pour la première pluralité (406) d'injecteurs (10) de carburant; et les premières et deuxièmes vannes (415 et 416) de tubulures de carburant de la deuxième pluralité (408) d'injecteurs (10) de carburant étant reliées de manière réglable à un deuxième distributeur (458) de signal de carburant dans un deuxième circuit (478) de signal de la deuxième pluralité (408) d'injecteurs (10) de carburant.

10. Système d'alimentation (8) en carburant d'une turbine à gaz en plusieurs étapes, comprenant: une pluralité d'injecteurs (10) de carburant, un premier, un deuxième et un troisième circuits (411, 412 et 460) d'injection étagée de carburant dans chacun des injecteurs (10) de carburant, chacun des premier, deuxième et troisième circuits (411, 412, 460) d'injection étagée de carburant ayant un premier, un deuxième et un troisième points (413, 414, 462) d'injection de carburant, des première, deuxième et troisième vannes (415, 416, 480) de tubulures de carburant reliées de manière réglable respectivement aux premier, deuxième et troisième circuits (411, 412, 460) d'injection étagée de carburant, un circuit (431) d'alimentation en carburant comportant un unique collecteur (409) d'alimentation en carburant relié, pour fournir du carburant, à la totalité des première, deuxième et troisième vannes (415, 416, 480) de tubulures de carburant, les première, deuxième et troisième vannes (415, 416, 480) de tubulures de carburant étant conçues pour s'ouvrir respectivement à une première, une deuxième et une troisième pressions d'ouverture différentes (419, 420, 482), et les première, deuxième et troisième vannes (415, 416, 480) de tubulures de carburant étant toutes reliées de manière réglable à un seul distributeur (16) de signal de carburant dans un circuit (433) de signal.