FR2890691A1 - "systeme de commande du debit de combustible pour un appareil de rechauffage de moteur a turbine a gaz" - Google Patents

Abstract

Système de commande du débit de carburant vers chacun d'une série de brûleurs de rechauffage d'un moteur (10) de turbine à gaz, caractérisé en ce qu'il comprend une série de dispositifs de mesure (15) pour la régulation du débit du carburant aux brûleurs correspondants, et une série avec lesdits dispositifs respectifs, l'une des vannes à tiroirs étant pourvue de moyens de régulation du débit en réponse à une différence de pression de mesure de part et d'autre du dispositif de mesure avec laquel elle est en série, pour maintenir ladite différente pression sensiblement constante, les vannes à tiroirs restantes étant directement sensibles à la différence de pression de part et d'autre dudit dispositif de mesure, pour maintenir la différence de pression de part et d'autrre des autres dispositifs sensiblement égale à celle qui règne de part et d'autre dudit dispositif.

Description

La présente invention a pour objet un système de commande de

l'alimentation des brûleurs d'un appareil de réchauffage de moteur à turbine à gaz. Un appareil de réchauffage de moteur à turbine à gaz comprend habituellement trois brûleurs séparés, dis-posés concentriquement, les brûleurs dans les courants gazeux plus chauds et plus froids étant respectivement appelés brûleurs de coeur et brûleurs de dérivation, et un troisième brûleur primaire qui fournit une flamme pilote. Il est nécessaire de commander l'alimentation en combustible de chaque brûleur. Le brevet britannique 1 456 976 décrit un agencement dans lequel des vannes séparées de commande de l'alimentation pour les brûleurs respectifs sont commandées par des actionneurs électriques, qui à leur tour répondent à des signaux provenant d'un circuit de commande électronique, et dans lequel il est prévu une pompe d'alimentation du système en combustible, pour augmenter l'arrivée de combustible en réponse à la plus faible des différences de pression dans les vannes de commande d'alimentation respectives.

Il est souhaitable que les différences de pression de mesure dans les vannes de commande soient maintenues sensiblement égales l'une à l'autre, et la présente invention a pour objet un système permettant l'obtention de ce résultat.

Dans le brevet précité, la pompe d'alimentation en combustible est pourvue d'un tiroir d'entrée capable de répondre à une pression d'asservissement, laquelle répond à la différence de pression de mesure mentionnée ci-dessus. Il est souhaitable que la réponse du tiroir d'entrée de la pompe aux variations de la différence de pression de mesure soit aussi rapide que possible. La pression d'asservissement de l'art antérieur est une pression intermédiaire régulée par une vanne de commande de pression d'asservissement qui répond à la différence de pression de mesure. L'invention fournit au tiroir d'entrée de la pompe une réponse améliorée par application d'une pression mesurée directement à un élément de commande du tiroir d'entrée, pour ouvrir ce dernier, afin qu'une augmentation de la pression mesurée, représentative d'une diminution de la différence de pression mesurée, ac- croisse l'alimentation depuis la pompe pour ramener cette différence de pression à son niveau d'origine. L'utilisation d'un ressort de sollicitation dans le tiroir d'entrée est évitée en prévoyant une vanne de régulation de la pression d'asservissement, qui est déplaçable en réponse à des variations de la pression d'alimentation de la pompe à partir d'une position fermée, pour appliquer sélectivement soit la pression d'alimentation de pompe, soit une faible pression au tiroir d'entrée, en opposition à la pression mesurée.

Selon divers modes de réalisation, une vanne de fermeture est disposée dans une canalisation d'alimentation en combustible des vannes de commande de me-sure, cette vanne de fermeture répondant à une pression d'asservissement constituant le résultat du pas- sage d'au moins l'une des vannes de commande de mesure à une position ouverte. La vanne de fermeture n'est donc pas ouverte jusqu'à ce qu'au moins l'une des vannes de commande ait été ouverte par un signal provenant du circuit de commande électronique.

Suivant l'invention, le système de commande de l'alimentation en combustible de chaque brûleur d'une série de brûleurs de réchauffage d'un moteur à turbine à gaz, est caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de dispositifs de mesure pour réguler l'al- mentation en combustible vers les brûleurs respectifs, et un ensemble correspondant de vannes à tiroir en série avec des dispositifs correspondants de l'ensemble de dispositifs précités, l'une des vannes à tiroir étant munie de moyens de régulation de l'écoulement en réponse à une différence de pression de mesure de part et d'autre d'un dispositif de mesure avec lequel elle est en série, pour maintenir ladite différence de pression sensiblement constante, les vannes à tiroir restantes répondant directement à la différence de pression dans le dispositif de mesure afin de main-tenir la différence de pression dans les dispositifs restants égale à celle qui règne dans ledit dispositif.

Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, le système d'alimentation en carburant du moteur à turbine à gaz comprend une vanne de mesure de carburant, un passage d'alimentation de combustible communiquant avec une entrée de ladite vanne de mesu- re, une vanne de fermeture pour commander l'écoulement à travers ledit passage d'alimentation, des moyens ré-pondant à un signal de pression d'asservissement pour ouvrir ladite vanne de fermeture, et des moyens pouvant être déclenchés par ladite vanne de mesure dans une position ouverte de cette dernière, afin de four- nir ledit signal de pression d'asservissement.

Selon une autre forme de réalisation de l'invention, le système de commande de combustible comprend une unité de pompage de combustible et une unité de mesure du débit de combustible à partir de l'unité de pompage, cette unité de pompage comprenant une pompe, une vanne à tiroir pour augmenter ou diminuer le débit à travers la pompe en réponse à des pressions dans des première et seconde chambres respectivement, des moyens pour mettre en pression ladite première chambre à partir d'une pression en aval de ladite unité de mesure, et une vanne à navette pour réguler la pression dans ladite seconde chambre en réponse à la pression à la sortie de la pompe, ladite vanne à navette présentant des ouvertures qui communiquent avec ladite seconde chambre et avec une liaison basse pression respectivement, une navette mobile contre un ressort de rappel et contre la pression dans ladite seconde chambre par la pression dans la sortie de la pompe, les deux dites ouvertures étant obturées dans une position d'équilibre de la navette.

On décrira maintenant ci-après un mode de réalisation de l'invention à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la Figure 1 est un schéma-bloc montrant un moteur à turbine à gaz et un système de commande du réchauffage du combustible; - la Figure 2 est une vue en coupe d'une pompe faisant partie du sytème de la Figure 1; - la Figure 3 est ue vue en coupe partielle d'une unité de mesure faisant partie du système de la Figure 1; - la Figure 4 est une vue en coupe partielle d'une variante de réalisation de la pompe; - la Figure 5 est un schéma bloc d'un autre mode de réalisation d'un moteur à turbine à gaz et du système de commande du réchauffage du combustible; - la Figure 6 est une vue en coupe partielle d'une pompe faisant partie du dispositif de la Figure 5; - la Figure 7 est une vue en coupe partielle d'une unité de mesure faisant partie du dispositif de la Figure 5; et -la Figure 8 est un schéma bloc d'un autre mode de réalisation du moteur à turbine à gaz et du système de commande de réchauffage du carburant.

Les Figures 1, 2 et 3 comportent les mêmes numéros de référence pour les éléments correspondants.

On voit à la Figure 1 un moteur 10 à turbine à gaz alimenté en carburant par une pompe 11 au moyen d'un dispositif de mesure variable 12, qui peut d'un type connu et qui ne fait pas partie de la présente invention. Le moteur 10 comporte un appareil de réchauffage d'un type connu, et est équipé de brûleurs centraux, de dérivation et primaire comme indiqué cidessus. Le combustible est fourni aux brûleurs de ré-chauffage à partir d'une pompe basse pression 13 par l'intermédiaire d'une unité de pompe principale 14, d'une unité de mesure 15 et d'un dispositif de vanne de fermeture 16. La pompe 14 et l'unité de mesure 15 sont commandées par un dispositif de calculateur 17 qui fournit des signaux sur les canalisations 18, 19, 20 à la pompe 14 et à l'unité de mesure 15. Le dispositif 17 peut être de toute forme conventionnelle, et répond à des conditions opératoires du moteur 10 pour produire des signaux de commande pour le système de réchauffage. Une unité 31 à vanne et accumulateur combinés de type connu, communément appelée unité d'allumage à jet chaud de flammes ("hot shot unit"), est sensible à un signal provenant du dispositif 17 pour fournir des quantités mesurées de combustible supplémentaire aux brûleurs principaux du moteur 10, et à un endroit situé entre les brûleurs principaux et les brûleurs de réchauffage, créant de ce fait un jet de flammes qui alumera les brûleurs de réchauffage.

Un mode de réalisation du dispositif de pompe 14 est montré en détail à la Figure 2, et comprend une pompe 20 qui reçoit du carburant par une canalisation 21 à partir de la pompe basse pression 13, et fournit ce carburant à un passage de sortie 23 au moyen d'une aube à ailettes 22. La pompe 20 est munie d'un tiroir d'entrée 24 qui comprend un piston double effet, sollicité dans des directions opposées par les pressions dans les conduites 25, 26 respectivement. La pression dans la conduite 25 pousse le tiroir 24 vers une position de fermeture, et peut être dérivée d'une pression dans une conduite 27 depuis la sortie de la pompe 11, par une vanne de sélection 28, cette dernière étant montré dans un état correspondant au fonctionnement du système de réchauffage.

Une extrémité de la vanne de sélection 28 est commandée par la pression dans une conduite 29, dérivée de la pression dans la conduite 27 par une vanne à clapet 40, commandée par un moteur 41 à couple de verrouillage à double bobine, qui est excité à partir du dispositif de calculateur 17. Dans la posi- tion de la vanne à clapet 40 représentée au dessin, la pression dans la conduite 27 est appliquée à la con-duite 29 pour pousser la vanne 28 contre un ressort 42, afin de relier le passage de sortie 23 à la con-duite 25. L'autre extrémité de la vanne 28 est soumise à. la basse pression à l'entrée de la pompe 13 par l'intermédiaire d'une conduite 43.

En fonctionnement (condition non réprésentée) de la vanne 28, la pression dans la conduite 27 est également appliquée à une canalisation 44. La pression dans la conduite 26 est dérivée par une vanne 45 de celle de la canalisation 44, et également de la pression dans une conduite 30 reliée àl'entrée de la pompe 20. La vanne 45 répond à la pression la plus élevée de celles qui règnent dans les trois conduites 46, 47, 48 à partir de l'unité de mesure 15, ces pres- sions étant obtenues d'une manière qui sera décrite plus loin. La vanne 45 est également sensible à la pression dans le passage de sortie 23 de la pompe, par l'intermédiaire d'une conduite 49. La vanne 45 comprend un tiroir 50 mobile contre la pression dans le passage 23 par la pression dans la conduite 46. Le tiroir 50 est également déplaçable contre la pression dans le passage 23 par une navette-tiroir 51 qui peut venir en butée contre le tiroir 50 et répond à une différence entre les pressions dans les conduites 46, 47. Le tiroir 50 peut également être déplacé contre la pression dans le passage 23 par un plongeur 52 qui peut venir en butée contre la navette 51, et est sensible à une différence entre les pressions dans les conduites 47, 48. Le tiroir 50 présente des bords de mesure qui commandent l'écoulement entre les conduites 44 et 30, la pression de la conduite 26 étant intermédiaire entre les pressions dans les conduites 44 et 20 30.

Dans la position de gauche, telle que réprésentée sur le dessin de la vanne à clapet 40, la pression dans la conduite 29 tombe jusqu'au faible niveau régnant dans la conduit 43, et la vanne 28 est déplacée vers la gauche par le ressort 42 afin de relier la conduite 25 à la haute pression dans la conduite 27. Le tiroir 24 est de ce fait sollicité en position fermée. Le passage de sortie 23 est relié à la conduite 43 par un perçage axial 53 dans la vanne 28, et la conduite 44 est isolée de la conduite 27 et est reliée à la conduite 43. La chute de pression dans le passage 23 permet au tiroir 50 d'être entraîné vers la gauche par un ressort 54, de sorte que la conduite 26 est re-liée à la conduite 44 qui est maintenant à basse pres- 10 15 30 sion.

L'unité de mesure 15 montrée en détail à la Figure 3 comprend trois vannes de mesure 60, 61, 62 pour commander l'alimentation de combustible par des 5 passages d'alimentation 63, 64, 65 respectivement, vers les brûleurs primaire, centraux et de dérivation. Les vannes 60, 61, 62 sont pratiquement identiques et ne diffèrent que par leurs dimensions, la vanne 60 seulement allant être maintenant décrite en détail. La vanne 60 est pourvue d'un élément de commande 66 pré-sentant deux parties de surface actives différentes, de sorte que l'élément 66 est sollicité vers une position d'ouverture par la pression dans le passage 23 et dans une chambre 67. L'élément 66 est sollicité contre ces pressions par un ressort 68. La chambre 67 est reliée au côté aval de la vanne 62 par un passage 69. La conduite 49 communique avec la chambre 67 par l'intermédiaire de l'agencement en série d'un rétré- cissement fixe 70, d'une chambre 71, d'un passage 20 axial 72 dans l'élément 66 et d'une vanne 73 de régulation de la pression asservie. La vanne 73 comporte un levier monté pivotant sur l'élément 66 et déplaçable par un collier 74 dans lequel est vissée une tige filetée 75 pouvant être mise en rotation par 25 un moteur pas à pas 76, ce dernier répondant à des signaux du dispositif de calculateur 17. Un déplace-ment vers le bas du collier 74 sous l'action du moteur 76 ouvre la vanne 73, réduisant la pression dans la chambre 71 et obligeant l'élément 66 à se déplacer vers le bas pour augmenter l'écoulement de combustible. Le collier 74 étant fixe, ce déplacement vers le bas de l'élément 76 ferme à nouveau la vanne 73 pour arrêter tout déplacement supplémentaire de l'élément 66. Cet agencement assure un asservissement tel que la position de l'élément 66 correspond à la position de fonctionnement du moteur pas à pas 76, et l'élément de commande 66 adopte une position d'équilibre dans laquelle les forces développées par le ressort 68 et par la pression dans la chambre 71 équilibrent les forces appliquées par les pressions dans le passage 23 et dans la chambre 67. Un dispositif de résolution 77 est relié au moteur pas à pas 76, de manière à pouvoir être entraîné par celui-ci, et fournit au dispositif calculateur 17 des signaux représentatifs de la position de fonctionnement du moteur 76.

La sortie de la vanne 60 communique avec le passage d'alimentation 63 par une vanne 80 commandée par une pression asservie qui répond à une différence entre les pressions à l'entrée et à la sortie de la vanne 60. La vanne 80 comprend un élément de commande 81 sollicité vers sa position d'ouverture par un ressort 82, et répond à une pression asservie dans une chambre 83 qui se trouve entre un orifice variable 84 et un rétrécissement fixe 85. L'écoulement par l'orifice 84 est commandé par un plongeur 86 sollicité par des pressions dans la conduite 49 et à la sortie de la vanne 60. Le plongeur 86 est poussé contre la pression dans la conduite 49 par un ressort 89 et un empilement 90 de rondelles de plastique sensibles à la température. Du fait que la pression dans la conduite 49 est égale à celle qui règne dans le passage 43, le plongeur 86 est sensible à la différence de pression de part et d'autre de la vanne 60. La pression asservie dans la chambre 83 et la position de l'élément de commande 81 correspondent alors à cette différence de pression. L'agencement est tel qu'une augmentation de ladite différence de pression oblige le plongeur 86 à se déplacer contre la force du ressort 89, augmentant l'écoulement de l'orifice 84 et accroissant par conséquent la pression dans la chambre 83. L'élément de commande 81 suit alors le plongeur 86 et réduit l'écoulement par les vannes 80 et 60, ce qui diminue la différence de pression de part et d'autre de la vanne 60. La vanne 80 agit inversement pour accroître une différence de pression réduite de part et d'autre de la vanne 60. La différence de pression de part et d'autre de la vanne 60 est de ce fait maintenue sensiblement constante.

Des vannes à tiroirs identiques 100, 101 sont disposées en aval des vannes 60, 62 respective-ment. Les vannes 100, 101 sont munies d'un élément de commande 102 sensible aux pressions en aval des vannes respectives 61, 62 ainsi qu'à la pression en aval de la vanne 60. L'agencement est tel que les pressions en aval des vannes 61, 62 sont maintenues égales à la pression en aval de la vanne 60. Du fait que les pressions en amont des vannes 60, 61, 62 sont identiques, des différences de pression de part et d'autre de toutes les vannes de mesure sont maintenues égales.

Les canalisations 46, 47, 48 communiquent avec les passages d'alimentation respectifs 63, 64, 65. La vanne 48 (Figure 2) est par conséquent sensible à celle des pressions d'alimentation qui est la plus élevée, et par conséquent assure dans la conduite 26 une pression asservie qui dépend de la plus faible différence de pression dans les trois séries d'agencements des vannes de mesure 60, 61, 62 et de leurs vannes à tiroirs associées 80, 100, 101. Une augmentation de cette pression d'alimentation la plus élevée entraîne une élévation de la pression asservie dans la canalisation 26, augmentant la pression d'alimentation de la pompe 20. En service, la pression dans le passage d'alimentation 23 de la pompe est appliquée à la conduite 25, et une augmentation de cette pression pousse le tiroir d'entrée 24 contre la pression dans la conduite 26 jusqu'à ce qu'une nouvel- le position d'équilibre soit atteinte, dans laquelle la différence de pression en débit mesuré jusqu'aux brûleurs est ramenée à son niveau d'origine. Du fait que la pompe 20 comporte une partie centrale remplie de vapeur, sa pression de refoulement s'élève relati- vement lentement en réponse au déplacement du tiroir 24, pour accroître le débit de carburant. Néanmoins, du fait que la conduite 25 est reliée en fonctionne-ment normal au passage de sortie 23 de la pompe, dès que le tiroir d'entrée 24 se déplace vers la gauche, comme visible à la Figure 2, ii déplace du carburant par la conduite 25 jusqu'au passage de sortie 23, provoquant une augmentation immédiate du débit dans le passage 23, qui compense grandement l'augmentation lente de la pression de refoulement de la pompe 20. On notera que quand la pression dans le passage 23 est réduite par suite de la fermeture de la pompe 20 (Figure 2) par les dispositifs 40, 28, cette réduction et la chute consécutive de pression dans les chambres 67, 71 permettent au ressort 68 de fermer la vanne 60, les vannes 61, 62 étant fermées par des moyens r similaires.

L'agencement 16 de fermeture de vanne (Figure 1) est sensible à la pression dans la conduite 29, de sorte que lorsque cette pression est élevée, les trois vannes de l'agencement 16 sont ouvertes, et comme on le voit sur la figure 2, la pression dans la conduite 29 est élevée toute les fois que la vanne à clapet 40 est dans la position qui correspond à une condition impérative pour faire fonctionner le système de réchauffage.

La figure 4 montre une variante du dispositif de pompage 14, dans laquelle la pompe 20 est identique à la pompe 20 de la figure 2. Une vanne 110 est, cependant, substituée à la vanne 25 et comporte trois entrées reliées à des conduites 46, 47, 48 respectivement, deux orifices de sortie 111, 112 interconnectés et deux tiroirs 113, 114 pouvant coulisser dans un manchon ouvert 115. Le tiroir 113 présente deux faces opposées identiques, sensibles aux pressions dans les conduites 46, 48 respectivement, la pression dans la conduite 46 atteignant radialement les surfaces intérieures du tiroir 113 par l'intermédiaire d'orifices 116 dans celui-ci. Les faces actives du tiroir 114 sont sensibles aux pressions dans les conduites 46, 47, et si la pression de la conduite 47 est la plus élevée, les tiroirs 113, 114 sont écartés l'un de l'autre, comme représenté, pour relier la conduite 46 à l'orifice de sortie 111.

Si la pression dans la conduite 48 est la plus élevée, le tiroir 113 est poussé en butée contre le tiroir 114 pour relier la conduite 48 à l'orifice 112. Si la pression dans la conduite 47 est la plus élevée, le tiroir 114 vient en butée contre le tiroir 113 pour relier la conduite 47 à l'ouverture 111. La pression dans les orifices 111, 112 est appliquée par l'intermédiaire d'une canalisation 117 au tiroir 24 de la pompe 20, de sorte que la pression dans la canalisation 117 peut pousser ce tiroir dans une direction telle qu'il en résulte un accroissement du débit de carburant à partir de la pompe 20. Une autre vanne 118 comporte un tiroir unique 119 déplaçable contre la force de rappel de ressort 120 par la pression dans le passage de sortie 23 de la pompe 20. Le tiroir 119 est déplaçable dans l'une ou l'autre direction à partir d'une position d'équilibre dans laquelle il obture les orifices 121, 122, et dans laquelle la force excercée sur le tiroir 119 par le ressort 120 et la pression dans la conduite 123 est équilibrée par la pression dans le passage 22. L'orifice 121 communique, par une canalisation 123 avec un côté du tiroir 24, de sorte qu'un accroissement de la pression dans la canalisation 123 pousse le tiroir 24, ce qui diminue le débit à travers la pompe 20. La pression dans la canalisation 123 est également appliquée à la vanne 118, en fournissant ainsi une aide à la force du ressort 120.

En service, une augmentation de la pression la plus élevée dans les conduites 46, 47, 48, correspondant à une chute de la différence de pression, et par conséquent à une diminution de l'écoulement jusqu'aux brûleurs de réchauffage correspondants, est appliquée à la canalisation 117, de sorte que le tiroir d'entrée 24 est poussé en augmentant le débit de carburant depuis la pompe 20, ce qui tend à rétablir l'écoulement dans le brûleur. L'augmentation consécutive de la pression dans le passage 23 pousse le tiroir 119 qui découvre l'orifice 121, et applique la pression de refoulement de la pompe à la canalisation 123, obligeant le tiroir d'entrée 24 à prendre une nouvelle position d'équilibre, dans laquelle la différence de pression en débit mesuré jusqu'aux brûleurs est rétablie à son niveau d'origine. Si la pression dans le passage 23 s'élève par rapport a celle qui règne dans la canalisation 117, le tiroir 119 est sollicité contre le ressort 120, ouvrant l'orifice 22 et sollicitant le tiroir de manière à réduire l'écoulement de carburant jusqu'à ce qu'une chute de pression dans le passage ramène le tiroir 119 à sa position d'équilibre initiale, maintenant le tiroir 24 dans une nouvelle position d'équilibre dans laquelle la pression réduite dans le passage 23 est maintenue. Le dispositif assure ainsi une différence de pression sensiblement constante entre les débits à chacun des brûleurs. Comme décrit en référence à la figure 2, la pompe 20 a un grand volume, et la pression dans le passage 23 s'élève relativement lentement en réponse au déplacement des tiroirs d'entrée 24.

Néanmoins, la vanne 118 oblige la position du tiroir d'entrée 24 à réagir de manière pratiquement immédiate aux variations de pression dans le passage 23.

L'autre forme de réalisation représentée à la figure 5 comprend un moteur 210 à turbine à gaz muni de brûleurs de réchauffage primaires, centraux et de dérivation. Les brûleurs principaux du moteur 210 sont alimentés en carburant à partir d'une pompe 211 par l'intermédiaire d'un dispositif de mesure variable 212. Le carburant est amené aux brûleurs de réchauf- fage à partir d'une basse pression 213 par l'intermédiaire d'une pompe principale 214, d'une unité de mesure 215 et d'un système de vanne de fermeture 216. L'unité de mesure 215 est sensible à des signaux électriques provenant d'un dispositif calculateur 217, qui peut être de type conventionel, et qui est sensible aux conditions de fonctionnement du moteur 210 pour générer des signaux de commande du système. Une unité 218 d'allumage par jet chaud de flammes correspondant au dispositif 31 de la figure 1, est également sensible à un signal provenant de l'unité 217 pour fournir des quantités mesurées de carburant additionnel aux brûleurs principaux du moteur 210, et à un emplacement situé entre les brûleurs principaux et les brûleurs de réchauffage, provoquant ainsi un jet de flammes qui allumera les brûleurs de réchauffage.

L'unité de pompage 214 est montrée plus en détail à la figure 7, et comprend une pompe centrifuge 220 qui reçoit du carburant sur une conduite d'entrée 221 à partir de la pompe 213. La pompe 220 comporte une vanne de fermeture d'entrée 222 déplaçable par un ressort 223, pour isoler la conduite 221 de la turbine 224 de la pompe. La vanne 222 présente une partie tronconique 225 qui peut coopérer avec un siège complèmentaire sur le corps de pompe pour effectuer cette fermeture.

Une pression de commande peut être appliquer, par une canalisation 226 depuis une unité de mesure 215, sur une face de piston 227 de la vanne 222 pour ouvrir cette dernière. Une liaison 228 sur l'uni-té de mesure 215 communique avec la canalisation 226 par l'intermédiaire d'un rétrécissement 229 d'écoulement, et communique également avec la canalisation d'entrée 221. Une vanne de purge 230 comporte un élément obturateur 231 sollicité en engagement avec un siège de 232, position dans laquelle le carburant provenant de la pompe 220 peut traverser un alésage dans l'obturateur 231 jusqu'à une conduite de purge 233. En fonctionnement, l'obturateur 231 est sollicité par la pression de refoulement de la pompe vers une position (représentée au dessin) dans laquelle la tige de l'obturateur ferme la liaison avec la conduite de purge 233. Une conduite 234 venant de l'unité de mesure 215 communique, par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour 236, avec la chambre de la pompe 220 immédiatement en amont de la turbine 224. Comme visible à la figure 6, la conduite 234 communique également avec une conduite 221 venant de l'unité 215, par l'intermédiaire d'un rétrécisseur d'écoulement 242.

Un filtre 237 assure une alimentation filtrée de carburant depuis le passage de sortie 240 de la pompe parune conduite 239 vers l'unité de mesure 215.

Comme représenté à la figure 8, l'unité de mesure 215 comporte trois vannes de mesure 250, 251, 252 pour les écoulements de carburant vers les brûleurs primaires, centraux, de dérivation respectivement, chacune de ces trois vannes recevant du carburant par le passage 240 de refoulement de la pompe. Les vannes 250, 251 sont pratiquement identiques, elles ne diffèrent que par leurs dimensions, et seule de ces deux vannes, la vanne 250 sera donc décrite ci-après en détail. La vanne 250 comporte un élément de commande 253 sollicité vers une position de fermeture par un ressort 254, et est soumise, à ses extrémités opposées, à des pressions commandées par une vanne à clapet 255. La vanne 255 est commandée par un moteur-couple 256 sollicité dans une position centrale et qui est sensible à des signaux électriques du dispositif calculateur 217 (figure 5) ; l'information relative à la position de l'élément de commande 253 est renvoyée au dispositif 217 par un résolveur 257.

Le carburant s'écoulant depuis la pompe 211 est amené jusqu'à une liaison 258, et la vanne à clapet 255 commande simultanément l'écoulement de la liaison. 258 à la liaison 228 par l'intermédiaire de deux rétrécisseurs d'écoulement parallèles 259 et de deux orifices opposés, la pression entre les rétrécisseurs et les orifices étant appliquée aux extrémités opposées de l'élément 253. L'élément 253 présente un évidemment annulaire 260 qui, lorsque l'élément 253 est en position ouverte, relie une conduite hautepression 259 partant de la pompe 211 à un passage 261. Ce dernier est relié par un évidement similaire 262 dans la vanne 251, à la liaison 226 pour appliquer la haute pression dans la liaison 258 à l'ouverture de la vanne de fermeture 222 de la pompe 201 (figure 6). La vanne de fermeture 222 n'est par conséquent poussée en position d'ouverture que lorsque les deux vannes 250 et 251 sont ouvertes.

La vanne 252 correspond pour l'essentiel aux vannes 250, 251, par le fait que dans la vanne 250 il n'est pas prévu de commande pour l'application de la pression à la vanne 222. La vanne 252 présente un évidement annulaire 263 qui, lorsque la vanne 252 est ouverte, relie le passage de refoulement 240 de la pompe à la conduite 241.

La sortie de la vanne 250 communique avec un collecteur 270 des brûleurs primaires du moteur, par l'intermédiaire d'une vanne 271 commandée par une pression asservie et qui est sensible à une différence entre les pressions à l'entrée et à la sortie de la vanne 250. La vanne 271 comprend un élément de commande 272 sollicité vers une position d'ouverture par un ressort 273, et est sensible à une pression asservie dans une chambre 274 qui se trouve entre un orifice variable 275 et un rétrécissement fixe 276. L'écoulement par l'orifice 275 est commandé par un plongeur 277 sollicité dans des directions opposées par les pressions dans la conduite 239 et à la sortie de la vanne 260. Le plongeur 277 est poussé contre la pression dans la conduite 239 par un ressort 278 et par un empilement 279 de rondelles élastiques sensi- bles à la température. Du fait que la pression dans la conduite 239 est égale à celle dans le passage 240, le plongeur 277 est sensible à la différence de pression de part et d'autre de la vanne 250. La pression est asservie dans la chambre 274 et la position de l'élé- ment de commande 272 correspond ainsi à cette différence de pression. L'agencement est tel qu'une augmentation de ladite différence de pression entraîne un déplacement du plongeur 277 contre la force du ressort 278, et un accroissement de l'écoulement par l'orifice 275 et par conséquent un accroissement de la pression dans la chambre 274. L'élément de commande 272 suit ensuite le plongeur 277, et réduit l'écoulement par les vannes 271 et 250, diminuant de ce fait la différence de pression de part et d'autre de la vanne 250. La vanne 271 agit inversement pour accroître une différence de pression de part et d'autre de la vanne 250. La pression de part et d'autre de la vanne 250 est donc maintenue sensiblement constante.

Des vannes à tiroirs identiques 280, 281 sont disposées en aval des vannes 251, 252 respectivement. Chacune des vannes 280, 281 comporte un élément de commande 282 sensible aux pressions en aval des vannes respectives 251, 252 et également à la pression en aval de la vanne 250. L'agencement est tel que les pressions en aval des vannes 251, 252 sont maintenues égales à celles en aval de la vanne 250. Du fait que les pressions en amont des vannes 250, 251, 252 sont identiques, les différentes pressions de part et d'autre de toutes les vannes de mesure sont main- tenues égales, de la même façon que décrit en référence à la figure 3.

Le dispositif de vanne de fermeture 216 (figure 1) est en aval du collecteur 270 des brûleurs primaires, ainsi que des collecteurs 285, 286 respectivement des brûleurs centraux et de dérivation, de sorte que tous ces collecteurs restent remplis de carburant lorsque le système de réchauffage est fermé, fournissant une réponse rapide à une sélection suivante de l'opération de réchauffage par un pilote. Les vannes de fermeture des débits des brûleurs primaires et centraux sont ouvertes en réponse à une augmentation de la pression dans la conduite 239, dérivée de la sortie de la pompe 220 (figure 7). Les vannes de fermeture de l'écoulement des brûleurs de dérivation sont ouvertes en réponse à une augmentation de la pression dans la conduite 241 lorsque la vanne 252 s'ouvre.

Au démarrage de l'opération de réchauffage, les vannes de mesure primaires et centrales 250, 251 sont ouvertes en réponse à des signaux provenant du dispositif calculateur 217, et une haute pression provenant de la pompe 211 est utilisée, par la con- duite 226, pour ouvrir la vanne de fermeture 222 de la pompe 220. Un accroissement de pression dans la con-duite 239 ouvre les vannes de fermeture des écoulements primaires et centraux dans le dispositif 216 (figure 1). Lorsque la vanne 252 s'ouvre en réponse à un signal provenant du dispositif 217, l'augmentation de pression dans la conduite 241 ouvre la vanne de fermeture pour l'écoulement en dérivation dans le dispositif 216. Du fait que les deux dispositifs 250, 251 doivent s'ouvrir pour entraîner l'ouverture de la vanne 230, l'obturation de l'un ou l'autre des dis-positifs 250, 251, par exemple en cas d'urgence, entraînera la fermeture de la vanne 250 pour stopper l'écoulement de carburant.

La figure 9 montre un autre mode de réa- lisation du système de commande de réchauffage, dans lequel un agencement de pompe unique 300, qui peut être un agencement de pompe centrifuge, fournit du carburant à la fois aux brûleurs principaux et de réchauffage d'un moteur 301, les brûleurs principaux étant alimentés par l'intermédiaire d'un dispositif de mesure variable 302 qui ne fait pas partie de la pré-sente invention. Le système inclut une unité de mesure de réchauffage 303, à laquelle du carburant provenant de l'agencement de pompe 300 est amené par une vanne de fermeture asservie 304. La vanne 304 est sollicitée dans sa position d'ouverture par une pression de refoulement du dispositif de pompe 300, et est sollicitée dans sa position fermée par un ressort 305 combiné avec une pression dans une conduite 306, cette pression étant dérivée de la pression de refoulement de la pompe par un rétrécissement 307.

L'unité de mesure de réchauffage 303 est structurellement identique à l'unité 215 décrite en référence à la figure 7 et les liaisons 228, 258 de l'unité 303 ont été affectées de références numériques identiques à celles des liaisons correspondantes dans l'unité 215. La différence essentielle dans le système représenté à la figure 8 consiste dans le fait que la liaison 258 communique avec l'entrée du dispositif de pompe 300 par une conduite de retour basse pression 308, et la liaison 228 communique avec la sortie du dispositif de pompe 300. Avec une telle liaison, lorsque l'une ou l'autre des vannes 250, 251 est fermée, la pression dans la conduite 226 augmente pour arrêter l'écoulement à travers la vanne 304. Lorsque les deux vannes de mesure centrales et primaires sont ouvertes, la conduite 226 est reliée à la conduite de retour basse pression 308, et la pression de refou- lement de la pompe ouvre la vanne 304. Le système fonctionne ensuite comme décrit ci-dessus en référence à la figure 7. Un dispositif de vanne de fermeture 216, un dispositif calculateur 217 et une unité 218 d'allumage par jet chaud de flammes sont prévus, comme précédemment.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Système de commande du débit de carburant vers chacun d'une série de brûleurs de réchauffage d'un moteur (10) de turbine à gaz, caractérisé en ce qu'il comprend une série de dispositifs de mesure (15) pour la régulation du débit du carburant aux brûleurs correspondants, et une série correspondante de vannes à tiroirs (100, 101) en série avec lesdits dispositifs respectifs, l'une des vannes à tiroirs (100, 101) étant pourvue de moyens de régulation du débit en réponse à une différence de pression de mesure de part et d'autre du dispositif de mesure avec lequel elle est en série, pour maintenir ladite différente pression sensiblement constante, les vannes à tiroirs restantes étant directement sensibles à la différence de pression de part et d'autre dudit dispositif de mesure, pour maintenir la différence de pression de part et d'autre des autres dispositifs sensiblement égale à celle qui règne de part et d'autre dudit dispositif.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une pompe (20) d'alimentation dudit dispositif de mesure (60, 61, 62) en carburant, cette pompe (20) étant munie d'un tiroir d'entrée (24) et de moyens, sensibles à la plus faible des différences de pression de mesure de part et d'autre desdits dispositifs de mesure (60, 61, 62), pour faire varier le débit de carburant dans ladite pompe (20).

3. Système selon l'une des revendications 1 30 et 2, caractérisé en ce que lesdits dispositifs de 15 20 mesure (60, 61, 62) sont sensibles à des signaux de commande électriques correspondants et comprennent des moyens sensibles à un autre signal de commande électrique, pour solliciter le tiroir d'entrée (24) de la pompe (20) dans sa position entièrement fermée.

4. Système d'alimentation de carburant pour un moteur (10) à turbine à gaz, caractérisé en ce qu'il comprend une vanne de mesure du débit de carburant (60, 61, 62), un passage d'alimentation en carburant (23) communiquant avec une entrée de ladite vanne de mesure, une vanne de fermeture (16) pour commander le débit par ledit passage (23), des moyens sensibles à un signal de pression asservie pour ouvrir la vanne de fermeture (16), et des moyens pouvant être déclenchés par ladite vanne de mesure dans une position ouverte de celle-ci, pour fournir ledit signal de pression asservie.

5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une pompe (20) dans ledit passage l'alimentation (23), et la vanne de fermeture (16) peut être commandée pour obturer l'écoulement de carburant vers l'entrée de ladite pompe.

6. Système selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend une série de vannes de mesure (60, 61, 62), deux desdites vannes comprenant des moyens, pouvant être commandés par les vannes de mesures respectives dans la position d'ouverture de celles-ci, pour fournir ledit signal asservi, lesdits moyens pour fournir le signal étant reliés en série de telle sorte que lesdites deux vannes de mesure doivent être ouvertes pour ouvrir la vanne de fermeture (16).

7. Système de commande du débit de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de pompage de carburant (14) et une unité (15) pour mesurer le débit de carburant depuis l'unité de pompage, cette unité de pompage comprenant une pompe (20), une vanne à tiroir (100, 101) pour augmenter ou pour diminuer l'écoulement par la pompe (20) en répon- se à des pressions dans lesdites première et seconde chambres, des moyens pour dériver la pression dans la première chambre depuis une pression en aval de ladite unité de mesure (15), et une vanne à navette (45) de régulation de la pression dans ladite seconde chambre en réponse à la pression à la sortie de la pompe (20), cette vanne à navette (45) présentant des orifices communiquant avec ladite seconde chambre et avec une liaison basse pression respectivement, une navette ou tiroir (51) déplaçable contre la sollicitation d'un ressort et contre la pression de ladite seconde chambre par la pression dans la sortie de la pompe.

8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'unité de mesure (15) comprend une série de vannes de mesure (60, 61, 62) alimentées indépendamment l'une de l'autre en carburant depuis la sortie de la pompe (20), et lesdits moyens pour dériver la pression dans la première chambre peuvent être commandés pour dériver la pression dans la seconde chambre à partir de celle des pressions en aval des vannes de mesure (60, 61, 62) qui est la plus élevée.