FR3009280A1

FR3009280A1 - Circuit carburant d'un moteur d'aeronef a vanne de retour de carburant commandee par un differentiel de pression d'une pompe basse pression du systeme carburant

Info

Publication number: FR3009280A1
Application number: FR1357736A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Gomes; Lauranne Mottet; Antoine Veyrat-Masson
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2015-02-06
Anticipated expiration: 2033-08-02
Also published as: FR3009280B1

Abstract

L'invention concerne un circuit carburant d'un moteur d'un aéronef comprenant un réservoir de carburant (10) ; un système carburant moteur (20) comprenant une pompe basse pression (21) et une pompe haute pression (22), une canalisation (2) de retour de carburant connectée au système carburant moteur (20) ; une vanne (30) de retour carburant agencée pour commuter entre une position ouverte et une position fermée, en fonction du différentiel de pression de la pompe basse pression (21), ladite vanne étant apte à obstruer, en position fermée, la canalisation de retour de carburant (2) et à mettre en communication, en position ouverte, la canalisation de retour de carburant avec le réservoir de carburant (10).

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne le domaine général des architectures de circuit carburant des moteurs d'aéronef à retour carburant (en anglais, « Motive Flow») piqué sur un système carburant moteur.

ETAT DE LA TECHNIQUE La figure 1 illustre une architecture carburant classique d'un moteur d'aéronef. Dans une telle architecture, une pompe 11 électrique, dite pompe avion, noyée dans un réservoir 10 de carburant permet d'envoyer du carburant dans un système carburant moteur 20 de l'aéronef par l'intermédiaire d'une canalisation d'alimentation 1. Le système carburant moteur 20 permet de produire de l'énergie hydraulique et d'alimenter en carburant le moteur d'un aéronef (non représenté) ainsi que aubes à géométrie variable (non représentées). Cette pompe avion nécessite d'être alimentée de manière électrique.

Pour éviter d'avoir recours systématiquement à cette pompe avion, une pompe à jet 12 fonctionnant selon l'effet venturi est également noyée dans le réservoir 10 et permet de prendre le relais de la pompe avion sous certaines conditions. Cette pompe à jet 12 a besoin d'une source de puissance hydraulique qui est de manière connue fournie par une canalisation de retour 2 de carburant piquée sur le système carburant moteur 20. Cette canalisation de retour 2 permet d'envoyer dans le réservoir de carburant 10, du carburant sous pression prélevé dans le système carburant moteur 20. Il n'est toutefois pas souhaitable que du carburant sous pression soit arbitrairement envoyé dans le réservoir 10 pour alimenter la pompe à jet 12.

Pour ce faire, une vanne 30 de retour de carburant (en anglais, « Motive Flow Valve ») peut être positionnée le long de la canalisation de retour 2 afin de l'obstruer, sous certaines conditions dépendantes de la conception et des performances du système carburant et en particulier en fonction du régime N2 de rotation du moteur de l'aéronef. Il existe donc un besoin de piloter une vanne de retour de carburant sous conditions de régime du système carburant. PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention répond à ce besoin et propose un circuit carburant d'un moteur d'un aéronef comprenant : un réservoir de carburant ; un système carburant moteur comprenant : une pompe basse pression connectée au réservoir de carburant, la pompe basse pression étant apte à rehausser une pression d'un flux de carburant basse pression issu du réservoir de carburant d'un différentiel de pression variable ; une pompe haute pression connectée à la pompe basse pression apte à convertir le flux de carburant basse pression en un flux de carburant haute pression ; une canalisation de retour de carburant connectée au système carburant moteur, ladite canalisation étant apte à amener du flux haute pression dans le réservoir de carburant ; une vanne de retour carburant agencée pour commuter entre une position ouverte et une position fermée, en fonction du différentiel de pression de la pompe basse pression, ladite vanne étant apte à obstruer, en position fermée, la canalisation de retour de carburant et à mettre en communication, en position ouverte, la canalisation de retour de carburant avec le réservoir de carburant. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - la vanne de retour de carburant commute de la position fermée à la position ouverte en fonction d'un seuil de tarage d'un ressort de ladite vanne ; - il comprend une canalisation d'actionnement connectée d'une part en amont de la pompe basse pression et d'autre part en aval de la pompe basse pression, la vanne de retour de carburant étant disposée dans ladite canalisation d'actionnement et est agencée pour commuter entre la position ouverte et fermée en fonction du différentiel de pression régnant dans ladite canalisation d'actionnement ; - la pompe haute pression est une pompe volumétrique. L'invention propose également un aéronef comprenant un moteur alimenté en carburant par un circuit carburant selon l'invention. L'actionnement de la vanne de retour de carburant est passif, l'ouverture et/ou la fermeture de la vanne sont commandées en fonction de pressions (de part et d'autre de la pompe basse pression) du flux de carburant Ainsi il n'est pas nécessaire de mettre en place une voie dédiée qui permettrait de piloter la vanne et éventuellement une seconde voie dédiée qui permettre d'acquérir le régime N2 et qui augmenterait la complexité et le coût du circuit carburant.35 PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels, outre la figure 1 déjà discutée, - la figure 2 illustre un fonctionnement d'un circuit carburant dans une position fermée d'une vanne de retour de carburant ; - la figure 3 illustre un fonctionnement d'un circuit carburant dans une position ouverte d'une vanne de retour de carburant ; Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Les figures 2 et 3 illustrent un fonctionnement du circuit carburant dans deux postions de la vanne de retour carburant. Le système carburant 20 comprend une pompe basse pression 21 apte à rehausser la pression du flux de carburant issu du réservoir 10 d'un différentiel de pression variable AP. La pompe basse pression 21 est connectée au réservoir 10 de carburant par la canalisation d'alimentation 1. La pompe basse pression 21 est suivie directement en aval par une pompe haute pression 22 apte à rehausser la pression du flux de carburant issu de la pompe basse pression 21 afin d'avoir en sortie de cette pompe haute pression un flux de carburant haute pression. La pompe haute pression 22 est connectée à la pompe basse pression 21 par l'intermédiaire d'une canalisation 1'. De manière avantageuse, la pompe haute pression 22 est une pompe volumétrique. On précise ici que l'on entend par « basse pression », une pression en amont de la pompe haute pression 22 et par « haute pression », une pression en aval de la pompe haute pression 22. Le flux de carburant issu de la pompe haute pression est alors dirigé d'une part vers le moteur (non représenté) et d'autre part vers les aubes à géométrie variable (non représentées) par l'intermédiaire de canalisations 3a, 3b respectives.

Bien entendu le circuit carburant comporte d'autres composants connus tels que des filtres, des échangeurs de chaleur, des contrôleurs de débit, etc. dont la description n'est pas nécessaire ici pour la compréhension de l'invention. Le circuit carburant comporte également une vanne de retour de carburant 30 disposée dans une canalisation d'actionnement 4 dont une première extrémité 4a est connectée en amont de la pompe basse pression 21 et dont une seconde extrémité 4b est connectée en aval de la pompe basse pression 21. La vanne de retour carburant est agencée pour commuter entre une position fermée (voir la figure 2) et une position ouverte (voir la figure 3) en fonction du différentiel de pression régnant entre les première et seconde extrémités 4a, 4b de la canalisation d'actionnement 4. En position ouverte, la vanne 30 permet de mettre en communication la canalisation de retour de carburant 2 avec le réservoir de carburant 10 afin que du flux haute pression soit envoyé dans la pompe à jet du réservoir de carburant 10.

En position fermée, la vanne 30 obstrue la canalisation de retour de carburant. L'actionnement de la vanne est avantageusement mis en oeuvre au moyen d'un ressort 30a dont le seuil de tarage est dimensionné pour une valeur d'un différentiel de pression AP=APO fixé. En effet, le demandeur a mis en évidence que le différentiel de pression appliqué par la pompe basse pression 21 est variable et dépend : du régime de rotation de la pompe basse pression 21 du système carburant mécaniquement lié au régime N2 de rotation du moteur de l'aéronef; - du débit du flux de carburant en entrée du moteur ; - des tolérances de fabrication de la pompe basse pression ; - de la température en entrée de la pompe basse pression. En outre, le demandeur a mis en évidence que le débit d'entrée moteur, les tolérances de fabrication de la pompe basse pression, la température en entrée de la pompe ont un impact d'ordre deux par rapport au régime de rotation de la pompe sur le différentiel de pression appliqué par la pompe basse pression de sorte que ce différentiel de pression est un indicateur du régime N2 de rotation du moteur En effet, il n'est pas souhaitable que la vanne de retour de carburant 30 envoie un flux de carburant haute pression pour certains régimes N2 de rotation du moteur . Ces régimes peuvent être définis par une plage de régime N2 de rotation du moteur de l'aéronef, par exemple supérieur à 50% et strictement inférieur à 50%.

Comme on l'aura compris l'actionnement de la vanne de retour de carburant 30 est un dispositif hydraulique et non électrique et ne nécessite donc pas de disposition auxiliaire pour l'actionner. Il s'agit d'un dispositif passif.35

Claims

REVENDICATIONS1. Circuit carburant d'un moteur d'un aéronef comprenant : un réservoir de carburant (10) ; un système carburant moteur (20) comprenant : une pompe basse pression (21) connectée au réservoir de carburant (10), la pompe basse pression étant apte à rehausser une pression d'un flux de carburant basse pression issu du réservoir de carburant (10) d'un différentiel de pression variable ; une pompe haute pression (22) connectée à la pompe basse pression (21) apte à convertir le flux de carburant basse pression en un flux de carburant haute pression ; une canalisation (2) de retour de carburant connectée au système carburant moteur (20), ladite canalisation étant apte à amener du flux haute pression dans le réservoir de carburant ; une vanne (30) de retour carburant agencée pour commuter entre une position ouverte et une position fermée, en fonction du différentiel de pression de la pompe basse pression, ladite vanne étant apte à obstruer, en position fermée, la canalisation de retour de carburant (2) et à mettre en communication, en position ouverte, la canalisation de retour de carburant avec le réservoir de carburant (10).
2. Circuit carburant d'un moteur d'aéronef selon la revendication 1, dans lequel la vanne (30) de retour de carburant commute de la position fermée à la position ouverte en fonction d'un seuil de tarage d'un ressort de ladite vanne (30).
3. Circuit carburant d'un moteur d'aéronef selon l'une des revendications précédentes, comprenant une canalisation d'actionnement (4) connectée d'une part en amont de la pompe basse pression et d'autre part en aval de la pompe basse pression, la vanne de retour de carburant étant disposée dans ladite canalisation d'actionnement (4) et est agencée pour commuter entre la position ouverte et fermée en fonction du différentiel de pression régnant dans ladite canalisation d'actionnement.
4. Circuit carburant d'un moteur d'aéronef selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la pompe haute pression (22) est une pompe volumétrique. . Aéronef comprenant un moteur alimenté en carburant par un circuit carburant selon l'une des revendications précédentes.