FR3020404A1 - FLUID SUPPLY CIRCUIT FOR VARIABLE TURBOMACHINE GEOMETRIES WITHOUT VOLUMETRIC PUMP - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système d'alimentation (10) de turbomachine en fluide, le système d'alimentation (10) comprenant un bloc de pompage basse pression (101) destiné à augmenter la pression du fluide s'écoulant en direction d'un circuit aval (50, 60). Selon l'invention, le circuit aval (50, 60) se subdivise à un nœud d'entrée (E) en un circuit d'alimentation (60) d'un système d'injection (62) et en un circuit d'alimentation (50) de géométries variables. Le circuit d'alimentation (50) de géométries variables est configuré pour acheminer du fluide vers des géométries variables (54) depuis le nœud d'entrée (E) jusqu'à un nœud de sortie (S) raccordant le circuit d'alimentation (50) de géométries variables au circuit amont (100). Le circuit d'alimentation (60) du système d'injection comprend une pompe volumétrique haute pression (102).A fluid turbomachine feed system (10), the feed system (10) comprising a low pressure pump unit (101) for increasing the pressure of the fluid flowing to a fluid downstream circuit (50, 60). According to the invention, the downstream circuit (50, 60) is subdivided into an input node (E) into a supply circuit (60) of an injection system (62) and into a supply circuit (50) of variable geometries. The variable geometry feed circuit (50) is configured to convey fluid to variable geometries (54) from the input node (E) to an output node (S) connecting the power supply circuit ( 50) of variable geometries to the upstream circuit (100). The feed system (60) of the injection system comprises a high pressure displacement pump (102).
Description
CIRCUIT D'ALIMENTATION EN FLUIDE DE GEOMETRIES VARIABLES DE TURBOMACHINE SANS POMPE VOLUMETRIQUE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine technique général des systèmes d'alimentation en fluide pour turbomachine, notamment en lubrifiant ou en carburant. Plus précisément, l'invention concerne un système d'alimentation en fluide à la fois d'une chambre de combustion de turbomachine et de géométries variables de turbomachine. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE La figure 1 représente un système d'alimentation 10 en carburant pour turbomachine 1, selon une conception connue de l'état de la technique. Le système d'alimentation 1 comprend une pompe basse pression 11 configurée pour augmenter la pression du carburant s'écoulant vers une résistance hydraulique 104. La pompe basse pression 11 est notamment une pompe centrifuge. Le fluide en aval de la pompe basse pression 11 s'écoule ensuite en direction d'une pompe volumétrique haute pression 102.TECHNICAL FIELD The invention relates to the general technical field of turbomachine fluid supply systems, in particular lubricant or fuel. BACKGROUND OF THE INVENTION More specifically, the invention relates to a fluid supply system for both a turbomachine combustion chamber and turbomachine variable geometries. STATE OF THE PRIOR ART FIG. 1 represents a fuel supply system 10 for a turbomachine 1, according to a design known from the state of the art. The feed system 1 comprises a low pressure pump 11 configured to increase the pressure of the fuel flowing to a hydraulic resistor 104. The low pressure pump 11 is in particular a centrifugal pump. The fluid downstream of the low pressure pump 11 then flows towards a high pressure volumetric pump 102.
La pompe volumétrique haute pression 102 est destinée à alimenter en fluide à débit constant à la fois un circuit d'alimentation 50 de géométries variables 54 et un circuit d'alimentation 60 en carburant d'une chambre de combustion 2. Le circuit d'alimentation 50 de géométries variables 54 est conçu pour acheminer du carburant depuis un noeud d'entrée E de séparation du circuit d'alimentation 50 de géométries variables 54 et du circuit d'alimentation en carburant de la chambre de combustion 2, jusqu'à un noeud de sortie C situé entre la pompe basse pression 11 et la pompe volumétrique haute pression 102. Ce circuit d'alimentation 50 de géométries variables 54 est destiné à fournir aux géométries variables 54 une puissance hydraulique variable.The high-pressure displacement pump 102 is intended to supply fluid at a constant flow rate both a supply circuit 50 of variable geometries 54 and a fuel supply circuit 60 of a combustion chamber 2. The supply circuit 50 of variable geometries 54 is designed to convey fuel from a separation input node E of the supply circuit 50 of variable geometries 54 and the fuel supply circuit of the combustion chamber 2, to a node outlet circuit C located between the low pressure pump 11 and the high pressure displacement pump 102. This supply circuit 50 of variable geometries 54 is intended to provide the variable geometry variable hydraulic power 54.
Le circuit d'alimentation 60 en carburant de la chambre de combustion 2 comprend un doseur de carburant 64 configuré pour réguler le débit de carburant à travers une conduite d'alimentation 68 et à destination des systèmes d'injection 62 de la chambre de combustion 2. Pour ce faire, le doseur de carburant 64 est destiné à laisser s'écouler un excès de carburant à travers une boucle de recirculation de fluide 610 depuis un premier noeud A situé en aval du noeud d'entrée E jusqu'au noeud de sortie C. Cependant, cet excès de carburant circulant dans la boucle de recirculation de fluide 610 génère une dissipation d'énergie thermique importante dans le système d'alimentation 10. Plus généralement, la puissance thermique dissipée dans le système d'alimentation 10 de la figure 1 est élevée. Il en découle une diminution des performances globales d'une turbomachine 1 comprenant le système d'alimentation 10. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à résoudre au moins partiellement les problèmes rencontrés dans les solutions de l'art antérieur.The fuel supply circuit 60 of the combustion chamber 2 comprises a fuel dispenser 64 configured to regulate the flow of fuel through a supply line 68 and to the injection systems 62 of the combustion chamber 2 To do this, the fuel dispenser 64 is intended to allow an excess of fuel to flow through a fluid recirculation loop 610 from a first node A downstream of the input node E to the output node. C. However, this excess fuel circulating in the fluid recirculation loop 610 generates a considerable heat energy dissipation in the supply system 10. More generally, the thermal power dissipated in the supply system 10 of FIG. 1 is high. This results in a decrease in the overall performance of a turbomachine 1 comprising the supply system 10. SUMMARY OF THE INVENTION The invention aims to solve at least partially the problems encountered in the solutions of the prior art.
A cet égard, l'invention a pour objet un système d'alimentation de turbomachine en fluide, le système d'alimentation comprenant un circuit amont et un circuit aval raccordé au circuit amont. Le circuit amont comprend un bloc de pompage basse pression destiné à augmenter la pression du fluide s'écoulant en direction du circuit aval.In this regard, the invention relates to a turbomachine fluid supply system, the supply system comprising an upstream circuit and a downstream circuit connected to the upstream circuit. The upstream circuit comprises a low pressure pumping unit for increasing the pressure of the fluid flowing in the direction of the downstream circuit.
Selon l'invention, le circuit aval se subdivise à un noeud d'entrée en un circuit d'alimentation d'un système d'injection pour chambre de combustion et en un circuit d'alimentation de géométries variables. Le circuit d'alimentation de géométries variables est configuré pour acheminer du fluide vers des géométries variables depuis le noeud d'entrée jusqu'à un noeud de sortie raccordant le circuit d'alimentation des géométries variables au circuit amont. Le circuit d'alimentation du système d'injection comprend une pompe volumétrique haute pression. L'augmentation de pression du fluide dans le circuit amont sert à la fois à alimenter le circuit d'alimentation de géométries variables et le circuit d'alimentation du système d'injection, tandis que les besoins en débit de fluide du système d'injection et en pression hydraulique des géométries variables sont traités de manière distincte par une architecture de régulation de l'alimentation en fluide. En particulier, les géométries variables ne sont pas alimentées en fluide par la pompe volumétrique haute pression. La puissance thermique dissipée dans le système d'alimentation, en particulier dans une boucle de recirculation d'un excès de fluide vers l'amont de la pompe volumétrique haute pression, est alors réduite. Le fluide dans le système d'alimentation est notamment du lubrifiant, typiquement de l'huile, ou du carburant. L'invention peut comporter de façon facultative une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles ou non. Selon une forme de réalisation avantageuse, le bloc de pompage basse pression comprend une pluralité de pompes centrifuges, et le noeud de sortie est situé entre deux pompes du bloc de pompage basse pression. La pluralité de pompes centrifuges est destinée à augmenter davantage la pression du fluide qui les traverse, tout en limitant l'encombrement et la dissipation d'énergie thermique du bloc de pompage basse pression. L'augmentation de pression du carburant en entrée de la pompe volumétrique haute pression permet de réduire d'autant plus la puissance qu'elle doit fournir pour délivrer un débit de fluide constant. L'augmentation de la puissance mécanique fournie par le bloc de pompage basse pression, dans le système d'alimentation selon l'invention, est notamment susceptible de compenser davantage la baisse de la puissance fournie par la pompe volumétrique, en termes de puissance thermique dissipée. De préférence, le bloc de pompage basse pression est constitué d'une pluralité de pompes centrifuges en série. Le bloc de pompage basse pression comprend préférablement de deux à cinq pompes centrifuges. Avantageusement, la pompe haute pression est une pompe volumétrique à engrenages configurée pour être entrainée mécaniquement par une boite de transmission de turbomachine. La boite de transmission transmet de préférence un couple transmis par un arbre haute pression de turbomachine, pour entraîner mécaniquement la pompe volumétrique haute pression. La pompe volumétrique haute pression est notamment située à l'intérieur d'une boite de relais d'accessoires, également connue sous le nom d' « Accesorry Gear Box» ou « AGB ». La pompe volumétrique haute pression relève alors d'une technologie robuste et éprouvée, qui nécessite des efforts de développement et de certifications limités.According to the invention, the downstream circuit is subdivided into an input node into a supply circuit of an injection system for a combustion chamber and into a supply circuit of variable geometries. The variable geometry feed circuit is configured to convey fluid to variable geometries from the input node to an output node connecting the variable geometry feed circuit to the upstream circuit. The feed system of the injection system comprises a high pressure displacement pump. The pressure increase of the fluid in the upstream circuit serves both to feed the variable geometry feed circuit and the supply system of the injection system, while the fluid flow requirements of the injection system. and in hydraulic pressure variable geometries are treated separately by a fluid supply control architecture. In particular, the variable geometries are not supplied with fluid by the high pressure displacement pump. The thermal power dissipated in the supply system, in particular in a loop for recirculating an excess of fluid upstream of the high pressure displacement pump, is then reduced. The fluid in the feed system is especially lubricant, typically oil, or fuel. The invention may optionally include one or more of the following features combined with one another or not. According to an advantageous embodiment, the low pressure pump unit comprises a plurality of centrifugal pumps, and the output node is located between two pumps of the low pressure pump unit. The plurality of centrifugal pumps is intended to further increase the pressure of the fluid passing therethrough, while limiting the bulk and heat dissipation of the low pressure pump unit. The increase in fuel pressure at the inlet of the high pressure displacement pump makes it possible to reduce all the more the power it must supply to deliver a constant fluid flow rate. The increase of the mechanical power provided by the low pressure pump unit, in the supply system according to the invention, is particularly likely to further compensate for the decrease in the power delivered by the positive displacement pump, in terms of thermal power dissipated. . Preferably, the low pressure pumping unit consists of a plurality of centrifugal pumps in series. The low pressure pumping unit preferably comprises from two to five centrifugal pumps. Advantageously, the high pressure pump is a positive displacement pump gear configured to be driven mechanically by a turbomachine transmission box. The transmission box preferably transmits a torque transmitted by a turbomachine high pressure shaft to mechanically drive the high pressure displacement pump. The high pressure displacement pump is located in particular inside an accessory relay box, also known as the "Accesorry Gear Box" or "AGB". The high-pressure displacement pump is then a robust and proven technology, which requires development efforts and limited certifications.
En variante, la pompe volumétrique haute pression est par exemple une pompe volumétrique électrique dont le fonctionnement est contrôlé/commandé par un module électronique de régulation. Lorsque la pompe haute pression est une pompe volumétrique à engrenages, le circuit d'alimentation du système d'injection comprend de préférence un doseur de fluide et un système d'injection, le doseur de fluide étant configuré pour réguler le débit en direction du système d'injection et/ou en direction d'une boucle de recirculation de fluide configurée pour acheminer du fluide en amont de la pompe haute pression. La boucle de recirculation de fluide est notamment configurée pour acheminer du fluide en provenance du doseur jusqu'à un noeud d'évacuation situé entre le bloc de pompage basse pression et la pompe haute pression. Le noeud d'évacuation raccorde par exemple le circuit d'alimentation du système d'injection au circuit amont. Le noeud d'évacuation se trouve aussi proche que possible de l'entrée de la pompe volumétrique haute pression, afin de limiter la puissance thermique dissipée dans la boucle de recirculation de fluide. Néanmoins, le noeud d'évacuation se trouve généralement en amont d'une résistance hydraulique comprenant par exemple un filtre et/ou un débitmètre. A ce titre, le système d'alimentation comprend de préférence une résistance hydraulique entre le bloc de pompage basse pression et la pompe haute pression, la résistance hydraulique comprenant au moins l'un des éléments suivants : un échangeur, un filtre, une vanne de coupure ou un débitmètre. Selon une autre forme de réalisation avantageuse, le circuit d'alimentation de géométries variables et le circuit amont sont dépourvus de pompes volumétriques.Alternatively, the high pressure displacement pump is for example an electric displacement pump whose operation is controlled / controlled by an electronic control module. When the high pressure pump is a positive displacement pump, the injection system feed circuit preferably comprises a fluid metering device and an injection system, the fluid metering device being configured to regulate the flow towards the system. injection and / or towards a fluid recirculation loop configured to convey fluid upstream of the high pressure pump. The fluid recirculation loop is in particular configured to convey fluid from the metering device to an evacuation node located between the low pressure pump unit and the high pressure pump. The evacuation node connects for example the feed circuit of the injection system to the upstream circuit. The evacuation node is as close as possible to the inlet of the high pressure displacement pump, in order to limit the thermal power dissipated in the fluid recirculation loop. Nevertheless, the evacuation node is generally upstream of a hydraulic resistor comprising for example a filter and / or a flow meter. As such, the supply system preferably comprises a hydraulic resistance between the low pressure pump unit and the high pressure pump, the hydraulic resistance comprising at least one of the following elements: an exchanger, a filter, a valve of cutoff or flowmeter. According to another advantageous embodiment, the feed circuit of variable geometries and the upstream circuit are devoid of volumetric pumps.
Selon une autre particularité de réalisation, le circuit d'alimentation de géométries variables comprend un ensemble de pompage complémentaire comprenant une ou plusieurs pompes centrifuges. De préférence, l'ensemble de pompage complémentaire est constitué d'une ou plusieurs pompes centrifuges.According to another particular embodiment, the variable geometry feed circuit comprises a complementary pumping assembly comprising one or more centrifugal pumps. Preferably, the complementary pumping assembly consists of one or more centrifugal pumps.
En variante, le circuit d'alimentation de géométries variables est dépourvu de pompe. Dans ce cas, la pression du fluide alimentant chaque géométrie variable est générée en dernier lieu par le bloc de pompage basse pression. Avantageusement, le circuit d'alimentation de géométries variables comprend au moins un actionneur hydraulique de géométries variables.Alternatively, the variable geometry feed circuit is devoid of pump. In this case, the pressure of the fluid supplying each variable geometry is generated lastly by the low pressure pumping unit. Advantageously, the variable geometry feed circuit comprises at least one hydraulic actuator of variable geometries.
L'invention se rapporte aussi à une turbomachine comprenant un système d'alimentation en fluide tel que défini ci-dessus. L'invention a également trait à une turbomachine comprenant un réducteur différentiel configuré pour entrainer en rotation au moins une hélice et destiné à être alimenté en lubrifiant par le système d'alimentation tel que défini ci-dessus. Dans ce cas, la turbomachine est par exemple une turbomachine à ensemble d'hélices contrarotatives non carénées, également connue sous le nom d'« Open Rotor ». BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique partielle d'un système d'alimentation en carburant de turbomachine d'aéronef, selon une conception connue de l'état de la technique ; la figure 2 est une représentation schématique partielle d'un système d'alimentation en fluide de turbomachine, selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 3 est une représentation schématique partielle d'un système d'alimentation en fluide de turbomachine, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.The invention also relates to a turbomachine comprising a fluid supply system as defined above. The invention also relates to a turbomachine comprising a differential gearbox configured to drive in rotation at least one propeller and intended to be supplied with lubricant by the feed system as defined above. In this case, the turbomachine is for example a turbomachine set of counter-rotating propellers not careened, also known as the "Open Rotor". BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be better understood on reading the description of exemplary embodiments, given purely by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a partial schematic view of an aircraft turbomachine fuel supply system, according to a known design of the state of the art; FIG. 2 is a partial schematic representation of a turbomachine fluid supply system, according to a first embodiment of the invention; FIG. 3 is a partial schematic representation of a turbomachine fluid supply system, according to a second embodiment of the invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. La figure 2 représente un système d'alimentation 10 de turbomachine 1 d'aéronef en fluide. Dans le mode de réalisation décrit, le fluide est du carburant. Néanmoins, lorsque la turbomachine 1 comprend un réducteur différentiel (non représenté) configuré pour entrainer en rotation au moins une hélice, le fluide peut également être du lubrifiant, typiquement de l'huile. La turbomachine 1 comprend le système d'alimentation 10, une ou plusieurs géométries variables 54 et une chambre de combustion 2. Ces géométries variables 54 sont des équipements de turbomachine 1 qui nécessitent de prélever une puissance hydraulique pour fonctionner. Les géométries variables 54 peuvent être de natures diverses, par exemple un vérin, une servovalve, une vanne de décharge ajustable de compresseur, une vanne de décharge transitoire de compresseur, et/ou une vanne de réglage de débit d'air pour un système de réglage de jeu au sommet d'aubes de rotor pour turbine basse pression ou turbine haute pression. La chambre de combustion 2 est alimentée en carburant par une pluralité d'injecteurs de carburant coopérant avec les systèmes d'injection 62 de carburant correspondant. Le système d'alimentation 10 comprend un circuit amont 100 et un circuit aval 50, 60. Le circuit aval 50, 60 est raccordé au circuit amont 100 et situé en aval du circuit amont 100. Les termes « amont » et « aval » sont définis en référence à la direction générale d'écoulement du carburant dans le système d'alimentation 10 en direction de la chambre de combustion 2. Le circuit amont 100 comprend un bloc de pompage basse pression 101 destiné à augmenter la pression de carburant s'écoulant en direction du circuit aval 50, 60. Le circuit amont 100 peut également comprendre une résistance hydraulique 104, telle que celle représentée à la figure 1, entre le bloc de pompage basse pression 101 et le circuit aval 50, 60 ou bien entre deux étages du bloc de pompes 101. Le terme « résistance hydraulique» sert à définir dans ce document, par analogie avec le domaine de l'électricité, la grandeur issue du rapport entre la différence de pression de fluide entre l'entrée et la sortie d'un élément du système d'alimentation sur le débit de fluide traversant l'élément. Par métonymie et toujours par analogie avec le domaine de l'électricité, le terme « résistance hydraulique » sert également à désigner un élément du système d'alimentation caractérisé par cette grandeur. La résistance hydraulique 104 du circuit amont 100 comprend par exemple un échangeur, un filtre à carburant, une vanne de coupure et /ou un débitmètre. Le circuit aval 50, 60 comprend un circuit d'alimentation 60 des systèmes d'injection 62 pour chambre de combustion 2, et un circuit d'alimentation 50 de géométries variables. Le circuit d'alimentation 50 de géométries variables et le circuit d'alimentation 60 des systèmes d'injection 62 se séparent au niveau d'un noeud d'entrée E situé en aval du bloc de pompage basse pression 101. Le circuit d'alimentation 50 de géométries variables est configuré pour acheminer du fluide transitant par les géométries variables 54, depuis le noeud d'entrée E jusqu'à un noeud de sortie S raccordant le circuit d'alimentation 50 de géométries variables au circuit amont 100.DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS Identical, similar or equivalent parts of the different figures bear the same numerical references so as to facilitate the passage from one figure to another. FIG. 2 represents a fluid turbine engine 1 supply system 10. In the embodiment described, the fluid is fuel. Nevertheless, when the turbomachine 1 comprises a differential gear (not shown) configured to drive in rotation at least one propeller, the fluid may also be lubricant, typically oil. The turbomachine 1 comprises the supply system 10, one or more variable geometries 54 and a combustion chamber 2. These variable geometries 54 are turbomachine equipment 1 which require taking a hydraulic power to operate. The variable geometries 54 may be of various natures, for example a jack, a servovalve, an adjustable compressor discharge valve, a transient compressor discharge valve, and / or an airflow control valve for a control system. clearance adjustment at the top of rotor blades for low pressure turbine or high pressure turbine. The combustion chamber 2 is supplied with fuel by a plurality of fuel injectors cooperating with the corresponding fuel injection systems 62. The supply system 10 comprises an upstream circuit 100 and a downstream circuit 50, 60. The downstream circuit 50, 60 is connected to the upstream circuit 100 and located downstream of the upstream circuit 100. The terms "upstream" and "downstream" are defined with reference to the general direction of flow of fuel in the supply system 10 towards the combustion chamber 2. The upstream circuit 100 comprises a low pressure pumping unit 101 for increasing the fuel pressure flowing towards the downstream circuit 50, 60. The upstream circuit 100 may also comprise a hydraulic resistor 104, such as that shown in FIG. 1, between the low-pressure pump unit 101 and the downstream circuit 50, 60 or between two stages. The term "hydraulic resistance" is used to define in this document, by analogy with the field of electricity, the magnitude resulting from the ratio of the difference in fluid pressure between and the output of an element of the supply system to the flow of fluid passing through the element. By metonymy and always by analogy with the field of electricity, the term "hydraulic resistance" is also used to designate an element of the power system characterized by this magnitude. The hydraulic resistor 104 of the upstream circuit 100 comprises for example an exchanger, a fuel filter, a shut-off valve and / or a flow meter. The downstream circuit 50, 60 comprises a supply circuit 60 of the injection systems 62 for the combustion chamber 2, and a supply circuit 50 of variable geometries. The supply circuit 50 of variable geometries and the supply circuit 60 of the injection systems 62 separate at an input node E situated downstream of the low-pressure pump unit 101. The supply circuit 50 of variable geometries is configured to convey fluid passing through the variable geometries 54, from the input node E to an output node S connecting the supply circuit 50 of variable geometries to the upstream circuit 100.
Le circuit d'alimentation 60 des systèmes d'injection comprend une vanne de décharge et un doseur de carburant qui sont représentés par le bloc 64 et qui sont configurés pour réguler le débit en direction du système d'injection 62. La vanne de décharge et le doseur de carburant 64 sont conçus pour rediriger le carburant en excès dans le circuit d'alimentation 60 des systèmes d'injection 62 vers le circuit amont 100 à travers une boucle de recirculation 610 de carburant. La boucle de recirculation 610 est située entre un premier noeud A en aval du noeud d'entrée E et un noeud d'évacuation B situé en aval du bloc de pompage basse pression 101. Le système d'alimentation 10 comprend une pompe volumétrique haute pression 102 configurée pour délivrer un débit de carburant constant en fonction du régime de rotation moteur. Le débit de carburant en sortie de la pompe volumétrique haute pression 102 est, de manière connue, supérieur au débit nécessaire pour approvisionner les systèmes d'injection 62, quelle que soit la phase concernée du vol de la turbomachine 1. En particulier, le débit constant fourni par la pompe volumétrique haute pression 102 est déterminé en fonction des débits nécessaire pour les régimes de fonctionnement de la turbomachine 1 les plus contraignants, c'est-à-dire les débits pour les bas régimes par exemple. Par conséquent, le débit circulant dans la boucle de recirculation 610 est susceptible d'être important, surtout dans la configuration de la figure 1. Il en résulte des puissances thermiques dissipées par le système d'alimentation 10.The feed system 60 of the injection systems comprises a relief valve and a fuel feeder which are represented by the block 64 and which are configured to regulate the flow towards the injection system 62. The discharge valve and the fuel dispenser 64 is adapted to redirect the excess fuel in the feed circuit 60 from the injection systems 62 to the upstream circuit 100 through a recirculation loop 610 of fuel. The recirculation loop 610 is located between a first node A downstream of the input node E and an evacuation node B located downstream of the low pressure pumping unit 101. The supply system 10 comprises a high pressure displacement pump 102 configured to deliver a constant fuel flow rate as a function of engine rotational speed. The fuel flow at the outlet of the high-pressure displacement pump 102 is, in a known manner, greater than the flow rate necessary to supply the injection systems 62, whatever the phase in question of the theft of the turbomachine 1. In particular, the flow rate constant provided by the high-pressure displacement pump 102 is determined as a function of the flow rates necessary for the operating speeds of the turbomachine 1 the most constraining, that is to say the flow rates for low speeds for example. Therefore, the flow circulating in the recirculation loop 610 is likely to be important, especially in the configuration of Figure 1. This results in thermal power dissipated by the supply system 10.
Le système d'alimentation 10 de la figure 2 et celui de la figure 3 se distinguent de celui de la figure 1 en ce que le circuit amont 100 est dépourvu de pompe volumétrique haute pression 102. Plus précisément, seul le circuit d'alimentation 60 des systèmes d'injection 62 comporte une pompe volumétrique haute pression 102. La pression du carburant nécessaire à l'alimentation en carburant du circuit d'alimentation 50 de géométries variables est générée en pratique par d'autres types de pompes. Le déplacement de la pompe volumétrique haute pression 102 du circuit amont 100 au circuit 60 d'alimentation des systèmes d'injection 62 permet de diminuer le débit de carburant fourni par la pompe volumétrique 102, et ainsi la puissance thermique dissipée par la pompe volumétrique haute pression 102 en fonctionnement. Le débit de carburant circulant dans la boucle de recirculation 610 est également réduit dans les configurations représentées à la figure 2 et à la figure 3. De ce fait, la puissance thermique dissipée dans la boucle de recirculation 610 est également limitée. Dans les modes de réalisation des figures 2 et 3, la pompe haute pression 102 est une pompe volumétrique à engrenages configurée pour être entrainée mécaniquement par une boite de transmission de turbomachine 1. Le noeud d'évacuation B est situé entre le bloc de pompage basse pression 101 et la pompe volumétrique haute pression 102. Le bloc de pompage basse pression 101 augmente la pression du carburant s'écoulant en direction du circuit 60 d'alimentation des systèmes d'injection 62, de manière à limiter/empêcher les risques de cavitation à l'intérieur de la pompe haute pression 102. Le système d'alimentation 10 des figures 2 et 3 est configuré de sorte que le bloc de pompage basse pression 101 augmente davantage la pression du fluide en direction de la pompe haute pression 102 par rapport à la pompe basse centrifuge basse pression 11 de la figure 1. La pompe volumétrique haute pression 102 des figures 2 et 3 fournit alors une augmentation de pression du fluide d'autant plus faible. Les pertes thermiques du système d'alimentation 10 des figures 2 et 3 sont donc d'autant plus réduites par rapport à celui de la figure 1, à encombrement de la turbomachine 1 sensiblement constant. Le bloc de pompage basse pression 101 de la figure 2 comprend une pluralité de pompes centrifuges 101a, 111a, 111b. A ce titre, il convient de noter qu'il n'aurait pas été pleinement satisfaisant de seulement remplacer la pompe basse pression 11 de la figure 1 par une pompe basse pression 11 de plus grande capacité. En effet, la différence de pression aux bornes d'une pompe centrifuge est proportionnelle au carré du rayon de la pompe. Surtout, le rendement énergétique d'une pompe centrifuge est proportionnel au cube du rayon de cette pompe. Remplacer la pompe basse pression 11 de la figure 1 par une pompe basse pression centrifuge, configurée pour augmenter davantage la pression du fluide qui la traverse, n'aurait donc pas produit des avantages aussi significatifs en termes de bilan thermique global du système d'alimentation 10. Le noeud de sortie S du système d'alimentation 10 des figures 2 et 3 est situé entre deux pompes 101a, 111a du bloc de pompage basse pression 101, de sorte à conserver une différence de pression entre l'aval de l'ensemble de pompage complémentaire 51 et le noeud de sortie S suffisante et tout en limitant la dissipation d'énergie thermique dans le système d'alimentation 10. Le système d'alimentation 10 des figures 2 et 3 est notamment configuré pour que la différence de pression entre l'aval de l'ensemble de pompage complémentaire 51 et le noeud de sortie S du système d'alimentation de ces figures soit sensiblement identique à celle de la figure 1, lors du fonctionnement du système d'alimentation 10.The supply system 10 of FIG. 2 and that of FIG. 3 differ from that of FIG. 1 in that the upstream circuit 100 is devoid of a high-pressure volumetric pump 102. More precisely, only the supply circuit 60 Injection systems 62 comprise a high pressure displacement pump 102. The fuel pressure necessary to supply fuel to the supply circuit 50 of variable geometries is generated in practice by other types of pumps. The displacement of the high-pressure displacement pump 102 of the upstream circuit 100 to the feed circuit 60 of the injection systems 62 makes it possible to reduce the flow of fuel supplied by the positive displacement pump 102, and thus the thermal power dissipated by the high-displacement pump. pressure 102 in operation. The flow of fuel flowing in the recirculation loop 610 is also reduced in the configurations shown in Figure 2 and Figure 3. As a result, the thermal power dissipated in the recirculation loop 610 is also limited. In the embodiments of Figures 2 and 3, the high pressure pump 102 is a positive displacement pump gear configured to be driven mechanically by a turbomachine transmission box 1. The discharge node B is located between the low pumping block pressure 101 and the high pressure displacement pump 102. The low pressure pumping unit 101 increases the pressure of the fuel flowing towards the feed circuit 60 of the injection systems 62, so as to limit / prevent cavitation risks within the high pressure pump 102. The supply system 10 of Figs. 2 and 3 is configured such that the low pressure pump unit 101 further increases the fluid pressure towards the high pressure pump 102 relative to the pump. to the low-pressure centrifugal low-pressure pump 11 of FIG. 1. The high-pressure displacement pump 102 of FIGS. 2 and 3 then provides a pressure increase of the fluid of a weaker. The thermal losses of the feed system 10 of Figures 2 and 3 are therefore reduced further compared to that of Figure 1, with the space of the substantially constant turbine engine 1. The low pressure pumping unit 101 of Figure 2 comprises a plurality of centrifugal pumps 101a, 111a, 111b. As such, it should be noted that it would not have been fully satisfactory to only replace the low pressure pump 11 of Figure 1 by a low pressure pump 11 of greater capacity. Indeed, the pressure difference across a centrifugal pump is proportional to the square radius of the pump. Above all, the energy efficiency of a centrifugal pump is proportional to the cube of the radius of this pump. Replacing the low-pressure pump 11 of FIG. 1 with a centrifugal low-pressure pump, configured to further increase the pressure of the fluid passing through it, would therefore not have produced such significant advantages in terms of the overall heat balance of the supply system. 10. The output node S of the feed system 10 of Figures 2 and 3 is located between two pumps 101a, 111a of the low pressure pump unit 101, so as to maintain a pressure difference between the downstream of the assembly complementary pump 51 and the output node S sufficient and while limiting the heat energy dissipation in the supply system 10. The feed system 10 of Figures 2 and 3 is in particular configured so that the pressure difference between the downstream of the complementary pumping assembly 51 and the output node S of the supply system of these figures is substantially identical to that of FIG. 1, during the operation of the system supply 10.
Plus précisément et en référence au mode de réalisation des figures 2 et 3, le bloc de pompage basse pression 101 est constitué de trois pompes centrifuges 101a, 111a, 111b montées en série. Par ailleurs, le noeud de sortie S se trouve entre un bloc de pompage amont 101a comprenant une pompe centrifuge et un bloc de pompage aval 110 comprenant deux pompes centrifuges 111a, 111b. De manière générale, le bloc de pompage amont 101a peut comprendre plusieurs pompes centrifuges et le nombre de pompes centrifuges du bloc de pompage aval 110 peut varier, en fonction des besoins en puissance hydraulique et en débit de fluide de la turbomachine 1. De même, les pompes du bloc de pompage basse pression 101 ne sont pas nécessairement identiques. Par ailleurs, l'augmentation de pression fournie par le bloc de pompage basse pression 101 des figures 2 et 3 par rapport au système d'alimentation 10 de la figure 1 est d'autant plus avantageuse que les besoins en pression hydraulique du circuit 50 d'alimentation des géométries variables est identique dans les système d'alimentation 10 des figures 1 à 3. Le circuit d'alimentation 50 de géométries variables de la figure 2 se distingue de celui de la figure 3 en ce qu'il comprend un ensemble de pompage complémentaire51. L'ensemble de pompage complémentaire 51 permet de supprimer toute baisse de pression issue de la suppression de la pompe volumétrique 102 dans le circuit amont 100, et qui ne serait pas entièrement compensée par la pluralité de pompes centrifuges 101a, 111a et 111b du bloc de pompage basse pression 101. Les géométries variables 54 peuvent alors rester de structure sensiblement inchangée par rapport à la configuration représentée à la figure 1. L'ensemble de pompage complémentaire 51 comprend une ou plusieurs pompes centrifuges, ou bien d'autres types de pompes autres qu'une pompe volumétrique. Dans le mode de réalisation de la figure 2, l'ensemble de pompage complémentaire 101 est constitué d'une pompe centrifuge. La pression du carburant alimentant les géométries variables 54 de la figure 3 est fournie uniquement par le bloc de pompage basse pression 101 décrit ci-dessus. Lorsque la puissance hydraulique maximale fournie aux géométries variables 54 est inférieure à celle de la figure 1, la configuration des géométries variables 54 est adaptée pour requérir une puissance hydraulique maximale moins importante lors de son fonctionnement. Par exemple, les géométries variables 54 comprennent un vérin de plus grande taille. De manière plus générale, la pression du fluide alimentant le circuit 50 d'alimentation de géométries variables peut être générée sans pompe volumétrique 102. La pression en fluide alimentant le circuit 50 d'alimentation de géométries variables des figures 2 et 3 est générée uniquement par des pompes centrifuges. La configuration du système d'alimentation 10 des figures 2 et 3 est donc d'autant plus adaptée que le besoin en débit des géométries variables 54 sont très variables, par exemple lors d'un déplacement de vérin hydraulique. Les configurations de la figure 2 et de la figure 3 reposent sur la communalisation de la montée en pression du carburant à destination du circuit aval 50, 60 par le bloc de pompage basse pression 101, et le traitement de manière distincte des besoins hydrauliques des systèmes d'injection 62 et des géométries variables 54. Ce traitement distinct s'effectue notamment au moyen d'une architecture de régulation de l'alimentation en fluide du circuit aval 50, 60 hybride entre une régulation de débit par une pompe volumétrique 102 pour l'alimentation des systèmes d'injection 62 et une régulation par des pompes centrifuges pour l'alimentation des géométries variables 54. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite sans sortir du cadre de l'exposé de l'invention.More specifically, and with reference to the embodiment of FIGS. 2 and 3, the low-pressure pump unit 101 consists of three centrifugal pumps 101a, 111a, 111b connected in series. Furthermore, the output node S is located between an upstream pump unit 101a comprising a centrifugal pump and a downstream pump unit 110 comprising two centrifugal pumps 111a, 111b. In general, the upstream pump unit 101a may comprise several centrifugal pumps and the number of centrifugal pumps of the downstream pump unit 110 may vary, depending on the hydraulic power requirements and the fluid flow rate of the turbomachine 1. the pumps of the low pressure pump unit 101 are not necessarily identical. Moreover, the pressure increase provided by the low-pressure pump unit 101 of FIGS. 2 and 3 with respect to the supply system 10 of FIG. 1 is all the more advantageous as the hydraulic pressure requirements of the circuit 50 of FIG. The supply of the variable geometries is identical in the feed systems 10 of FIGS. 1 to 3. The feed circuit 50 of variable geometries of FIG. 2 differs from that of FIG. 3 in that it comprises a set of additional pumping51. The complementary pumping assembly 51 makes it possible to eliminate any pressure drop resulting from the deletion of the positive displacement pump 102 in the upstream circuit 100, and which would not be fully compensated by the plurality of centrifugal pumps 101a, 111a and 111b of the pump block. Low pressure pumping 101. The variable geometries 54 can then remain structurally substantially unchanged from the configuration shown in Figure 1. The complementary pumping assembly 51 comprises one or more centrifugal pumps, or other types of pumps other than a positive displacement pump. In the embodiment of FIG. 2, the complementary pumping assembly 101 consists of a centrifugal pump. The fuel pressure supplying the variable geometries 54 of FIG. 3 is provided solely by the low pressure pump unit 101 described above. When the maximum hydraulic power supplied to the variable geometries 54 is smaller than that of FIG. 1, the configuration of the variable geometries 54 is adapted to require a smaller maximum hydraulic power during its operation. For example, the variable geometries 54 comprise a larger cylinder. More generally, the pressure of the fluid supplying the supply circuit 50 of variable geometries can be generated without positive displacement pump 102. The fluid pressure supplying the supply circuit 50 with variable geometries of FIGS. 2 and 3 is generated solely by centrifugal pumps. The configuration of the supply system 10 of FIGS. 2 and 3 is therefore all the more suitable as the flow requirement of the variable geometries 54 are very variable, for example during hydraulic cylinder displacement. The configurations of FIG. 2 and FIG. 3 are based on the communalisation of the increase in pressure of the fuel to the downstream circuit 50, 60 by the low-pressure pumping unit 101, and the distinct treatment of the hydraulic needs of the systems. injection 62 and variable geometries 54. This distinct processing is carried out in particular by means of an architecture for regulating the fluid supply of the downstream circuit 50, 60 hybridized between a flow control by a volumetric pump 102 for the supply of the injection systems 62 and regulation by centrifugal pumps for feeding the variable geometries 54. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the invention which has just been described without going out of the scope of the disclosure of the invention.
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