FR3114617A1 - PRESSURE RELIEF VALVE AND FUEL SYSTEM FOR AN AIRCRAFT TURBOMACHINE - Google Patents
PRESSURE RELIEF VALVE AND FUEL SYSTEM FOR AN AIRCRAFT TURBOMACHINE Download PDFInfo
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Abstract
Clapet de surpression (40) pour un circuit de carburant (10) d’une turbomachine d’aéronef, ce clapet comportant : - un premier orifice (40a) d’entrée de carburant, - un orifice (40b) de sortie de carburant, - un tiroir (48) monté mobile entre deux positions de fermeture et d’ouverture du clapet, - et un ressort de compression (52) pour solliciter le tiroir (48) dans sa position de fermeture, caractérisé en ce que ledit ressort (52) est taré de sorte qu’il se comprime automatiquement et autorise le déplacement du tiroir (48) de la première à la seconde position lorsqu’une différence de pression au niveau des orifices est supérieure ou égale à un seuil prédéterminé, et en ce qu’il comprend en outre : - un second orifice (40c) d’entrée de carburant uniquement lorsque le tiroir (48) est dans sa position d’ouverture afin que ce carburant maintienne le tiroir dans cette position. Figure pour l'abrégé : Figure 3Pressure relief valve (40) for a fuel circuit (10) of an aircraft turbine engine, this valve comprising: - a first fuel inlet orifice (40a), - a fuel outlet orifice (40b), - a spool (48) mounted to move between two positions of closing and opening of the valve, - and a compression spring (52) for urging the spool (48) into its closed position, characterized in that the said spring (52 ) is calibrated so that it automatically compresses and allows movement of the spool (48) from the first to the second position when a pressure difference at the orifices is greater than or equal to a predetermined threshold, and in that it further comprises: - a second fuel inlet port (40c) only when the slider (48) is in its open position so that this fuel maintains the slider in this position. Figure for abstract: Figure 3
Description
Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention
La présente invention concerne notamment un clapet de surpression et un circuit de carburant pour une turbomachine d’aéronef.The present invention relates in particular to a pressure relief valve and a fuel circuit for an aircraft turbine engine.
Arrière-plan techniqueTechnical background
L’arrière-plan technique comprend notamment les documents FR-A1-2 685 735, FR-A1-2 911 634 et FR-A1-3 021 073.The technical background includes in particular the documents FR-A1-2 685 735, FR-A1-2 911 634 and FR-A1-3 021 073.
De façon classique, une turbomachine d’aéronef comprend d’amont en aval, c'est-à-dire dans le sens d’écoulement des flux de gaz, une soufflante, un ou plusieurs compresseurs, une chambre de combustion, une ou plusieurs turbines, et une tuyère d’éjection des gaz de combustion sortant de la ou des turbines.Conventionally, an aircraft turbomachine comprises, from upstream to downstream, that is to say in the direction of flow of the gas flows, a fan, one or more compressors, a combustion chamber, one or more turbines, and a nozzle for ejecting the combustion gases leaving the turbine or turbines.
Une partie de l’air qui traverse la soufflante en fonctionnement est comprimée dans le ou les compresseur(s) puis est mélangée à du carburant et brûlée dans la chambre de combustion. Les gaz de combustion sortant de la chambre sont détendus dans la ou les turbine(s) et entraînent en rotation son ou ses rotor(s) qui entraîne(nt) à son tour le rotor du compresseur ainsi que le rotor de la soufflante.Some of the air passing through the operating fan is compressed in the compressor(s) and then mixed with fuel and burned in the combustion chamber. The combustion gases leaving the chamber are expanded in the turbine(s) and drive its rotor(s) in rotation, which in turn drives the rotor of the compressor as well as the rotor of the fan.
Le carburant qui alimente la chambre de combustion provient d’un circuit de carburant dont une représentation schématique est illustrée à la
Le circuit de carburant 10 comprend pour l’essentiel :The fuel circuit 10 essentially comprises:
- un réservoir de carburant 12,- a fuel tank 12,
- une pompe basse pression 14 comportant une entrée 14a reliée au réservoir 12 et deux sorties 14b, 14c,- a low pressure pump 14 comprising an inlet 14a connected to the reservoir 12 and two outlets 14b, 14c,
- un filtre 16 comportant une entrée 16a reliée à l’une des sorties 14b de la pompe basse pression 14, et une sortie 16b,- a filter 16 comprising an inlet 16a connected to one of the outlets 14b of the low pressure pump 14, and an outlet 16b,
- une pompe haute pression 18 comportant une entrée 18a reliée à la sortie 16b du filtre 16, et des sorties 18b, 18c,- a high pressure pump 18 comprising an inlet 18a connected to the outlet 16b of the filter 16, and outlets 18b, 18c,
- un système 20 de régulation du débit de carburant, et- a fuel flow control system 20, and
- deux rampes 22, 24 d’alimentation d’injecteurs de la chambre de combustion.- two rails 22, 24 for supplying combustion chamber injectors.
Un système de régulation 20 de la technique antérieure est représenté de manière schématique à la
- un port d’entrée de carburant 20a à une pression P1, qui est relié à la sortie 18b de la pompe 18,- a fuel inlet port 20a at a pressure P1, which is connected to the outlet 18b of the pump 18,
- un port de sortie principale de carburant 20b à une pression P2, qui est relié au port d’entrée 20a et alimente l’une des rampes 22, et- a main fuel outlet port 20b at a pressure P2, which is connected to the inlet port 20a and supplies one of the ramps 22, and
- un port de sortie secondaire de carburant 20c à une pression P3, qui est relié au port d’entrée 20a et alimente l’autre rampes 24.- a secondary fuel outlet port 20c at a pressure P3, which is connected to the inlet port 20a and supplies the other ramps 24.
La pression P2 est similaire à la pression P1 en fonction des pertes de charge dans le système 20.The pressure P2 is similar to the pressure P1 depending on the pressure drops in the system 20.
La liaison du port d’entrée 20a au port de sortie secondaire 20c est réalisée au moyen d’un clapet 26 en général du type à tiroir. La pression P3 dépend de l’état (ouvert ou fermé) de ce clapet 26 et des pertes de charge dans le système 20.The connection of the inlet port 20a to the secondary outlet port 20c is carried out by means of a valve 26 generally of the drawer type. The pressure P3 depends on the state (open or closed) of this valve 26 and the pressure drops in the system 20.
Le tiroir du clapet 26 forme un élément mobile commandé par un organe électrique de contrôle 28 du type électrovanne par exemple. Le tiroir est mobile depuis une position d’ouverture par défaut et de mise en communication fluidique du port de sortie secondaire 20c au port d’entrée 20a, jusqu’à une position de fermeture et d’isolement du port de sortie secondaire 20c vis-à-vis du port d’entrée 20a.The valve spool 26 forms a movable element controlled by an electric control member 28 of the solenoid valve type for example. The drawer is movable from a default open position and fluid communication of the secondary outlet port 20c to the inlet port 20a, to a closed position and isolation of the secondary outlet port 20c vis- vis-a-vis the input port 20a.
Le système de régulation 20 comporte en outre deux entrées 20d, 20e destinées à être reliées respectivement à la sortie 14c de la pompe 14 en vue de l’alimentation en carburant à basse pression du système 20, et l’une des sorties 18c de la pompe 18 en vue de l’alimentation en carburant à haute pression du système 20.The regulation system 20 further comprises two inputs 20d, 20e intended to be connected respectively to the output 14c of the pump 14 for the low pressure fuel supply of the system 20, and one of the outputs 18c of the pump 18 for supplying high pressure fuel to system 20.
Dans ce qui suit, la basse pression sera appelée et notée PBP et la haute pression sera appelée et notée PHP.In what follows, the low pressure will be called and denoted PBP and the high pressure will be called and denoted PHP.
Le système 20 comprend en outre un capteur 30 de détection du positionnement du tiroir du clapet 26.The system 20 further comprises a sensor 30 for detecting the positioning of the valve spool 26.
L’organe de contrôle 28 et le capteur 30 sont reliés électriquement à un calculateur 32 de la turbomachine.The control unit 28 and the sensor 30 are electrically connected to a computer 32 of the turbomachine.
Le circuit de carburant 10 est configuré pour fonctionner selon deux modes distincts.The fuel circuit 10 is configured to operate according to two distinct modes.
Le premier mode de fonctionnement est le fonctionnement par défaut et consiste à alimenter l’ensemble des injecteurs de la chambre de combustion et donc les deux rampes de carburant 22, 24. Dans ce premier mode de fonctionnement, le clapet 26 du système de régulation 20 est ouvert. Du carburant circule dans le système 20, depuis son port d’entrée 20a jusqu’à ses deux ports de sorties principale et secondaire 20b, 20c.The first mode of operation is the default operation and consists in supplying all of the injectors of the combustion chamber and therefore the two fuel rails 22, 24. In this first mode of operation, the valve 26 of the regulation system 20 is open. Fuel circulates in the system 20, from its inlet port 20a to its two main and secondary outlet ports 20b, 20c.
Le second mode de fonctionnement est en général utilisé pour augmenter la zone de pilotabilité du moteur, c’est-à-dire la phase de fonctionnement ou « d’enroulement » du moteur pendant laquelle la combustion dans la chambre permet d’entraîner le rotor de la turbine. Le second mode de fonctionnement est par exemple utilisé lorsqu’un phénomène d’autorotation de la soufflante (appelé couramment Windmilling) intervient en vol ou après un rallumage de la chambre de combustion qui vient de s’éteindre. Pour éviter une surchauffe de la chambre de combustion après un rallumage de la chambre et l’alimentation en carburant de tous les injecteurs de la chambre, le système 20 impose le second mode de fonctionnement dans lequel une seule des deux rampes est alimentée en carburant et donc une partie seulement des injecteurs est alimentée en carburant.The second mode of operation is generally used to increase the controllability zone of the engine, that is to say the operating or "winding" phase of the engine during which the combustion in the chamber makes it possible to drive the rotor. of the turbine. The second mode of operation is used, for example, when a phenomenon of autorotation of the fan (commonly called Windmilling) occurs in flight or after re-ignition of the combustion chamber which has just been extinguished. To avoid overheating of the combustion chamber after re-ignition of the chamber and fuel supply to all the injectors of the chamber, the system 20 imposes the second mode of operation in which only one of the two rails is supplied with fuel and therefore only part of the injectors is supplied with fuel.
Dans le second mode de fonctionnement, le clapet 26 du système de régulation 20 est fermé par l’organe de contrôle 28. Du carburant circule donc dans le système 20, uniquement depuis son port d’entrée 20a jusqu’à son port de sortie principale 20b. La fermeture du clapet 26 par l’organe 28 est en général commandée hydrauliquement car l’organe 28 reçoit une consigne du calculateur 22 sous forme d’un signal électrique, qu’il transforme en commande en pression du clapet 26. L’organe 28 contrôle l’alimentation en carburant aux pressions PBP et PHP du clapet 26. Lorsque l’organe 28 est activé, le clapet 26 est alimenté en carburant à la pression PHP, et cette pression provoque le déplacement du tiroir dans sa position de fermeture. Lorsque l’organe 28 est désactivé, le clapet 26 est alimenté en carburant à la pression PBP, et un organe élastique de rappel permet au tiroir de revenir dans sa position d’ouverture. Le capteur 30 permet de connaitre la position du tiroir dans le clapet 26.In the second mode of operation, the valve 26 of the regulation system 20 is closed by the control member 28. Fuel therefore circulates in the system 20, only from its inlet port 20a to its main outlet port. 20b. Closing of the valve 26 by the member 28 is generally hydraulically controlled because the member 28 receives an instruction from the computer 22 in the form of an electrical signal, which it transforms into a pressure command of the valve 26. The member 28 controls the supply of fuel to the pressures PBP and PHP of the valve 26. When the member 28 is activated, the valve 26 is supplied with fuel to the pressure PHP, and this pressure causes the slide to move into its closed position. When member 28 is deactivated, valve 26 is supplied with fuel at pressure PBP, and an elastic return member allows the slide to return to its open position. The sensor 30 makes it possible to know the position of the drawer in the valve 26.
Une fois le régime ralenti atteint, le système 20 impose à nouveau le premier mode de fonctionnement de façon à alimenter les deux rampes de carburant 22, 24.Once the idle speed has been reached, the system 20 again imposes the first mode of operation so as to supply the two fuel rails 22, 24.
Les technologies actuelles présentent toutefois des inconvénients.However, current technologies have drawbacks.
Le tiroir du clapet est susceptible de rester bloqué dans la position de fermeture ou dans une position intermédiaire entre ses positions d’ouverture et de fermeture. Une solution à ce problème consiste à équiper le clapet d’un bouton de réinitialisation qui permet, lors d’une opération de maintenance, de remettre le tiroir du clapet dans une position extrême en appuyant sur le bouton. Le clapet est alors équipé d’une butée mécanique, par exemple du type à billage, qui permet de retenir le tiroir dans cette position extrême jusqu’à ce qu’une nouvelle commande de l’organe de contrôle intervienne.The valve spool is liable to remain blocked in the closed position or in an intermediate position between its open and closed positions. A solution to this problem is to equip the damper with a reset button which, during a maintenance operation, allows the damper spool to be returned to an extreme position by pressing the button. The damper is then equipped with a mechanical stop, for example of the ball-and-socket type, which makes it possible to retain the spool in this extreme position until a new command from the control device intervenes.
Cependant, cette solution n’est pas satisfaisante car elle augmente le nombre de pièces à assembler, donc le taux de panne, la masse et le coût total du clapet et du système de régulation.However, this solution is not satisfactory because it increases the number of parts to be assembled, therefore the failure rate, the mass and the total cost of the valve and the regulation system.
De manière générale, les clapets et les systèmes de régulation de la technique actuelle sont complexes et coûteux à réaliser.In general, valves and control systems of the current technique are complex and expensive to produce.
La présente invention a pour but de remédier à au moins une partie des inconvénients décrits dans ce qui précède, de manière simple, efficace et économique.The object of the present invention is to remedy at least some of the drawbacks described above, in a simple, efficient and economical manner.
À cet effet, l’invention propose un clapet de surpression pour un circuit de carburant d’une turbomachine d’aéronef, ce clapet comportant :To this end, the invention proposes a pressure relief valve for a fuel circuit of an aircraft turbomachine, this valve comprising:
- un corps,- a body,
- une première chambre de réception de carburant formée dans le corps,- a first fuel receiving chamber formed in the body,
- une seconde chambre de réception de carburant formée dans le corps,- a second fuel receiving chamber formed in the body,
- un premier orifice d’entrée de carburant destiné à être à une pression P1, formé dans le corps et apte à être relié à la première chambre,- a first fuel inlet orifice intended to be at a pressure P1, formed in the body and able to be connected to the first chamber,
- un orifice de sortie de carburant destiné à être à une pression P3, formé dans le corps et apte à être relié à la seconde chambre,- a fuel outlet orifice intended to be at a pressure P3, formed in the body and adapted to be connected to the second chamber,
- un tiroir monté dans les première et seconde chambres et comportant une première surface sur laquelle le carburant contenu dans la première chambre est destiné à exercer une pression, le tiroir étant mobile en translation dans le corps entre :- a drawer mounted in the first and second chambers and comprising a first surface on which the fuel contained in the first chamber is intended to exert pressure, the drawer being movable in translation in the body between:
+ une première position de fermeture par défaut dans laquelle ledit premier orifice d’entrée n’est pas en communication fluidique avec l’orifice de sortie, et+ a first default closed position in which said first inlet port is not in fluid communication with the outlet port, and
+ une seconde position d’ouverture automatique dans laquelle ledit premier orifice d’entrée est mis en communication fluidique avec l’orifice de sortie,+ a second automatic opening position in which said first inlet orifice is placed in fluid communication with the outlet orifice,
- et un ressort de compression monté dans le corps et configuré pour solliciter le tiroir dans sa première position,- and a compression spring mounted in the body and configured to bias the spool into its first position,
caractérisé en ce que ledit ressort est taré de sorte qu’il se comprime automatiquement et autorise le déplacement du tiroir de la première à la seconde position lorsque la différence de pression P1-P3 est supérieure ou égale à un seuil prédéterminé, et en ce qu’il comprend en outre :characterized in that said spring is calibrated so that it compresses automatically and authorizes movement of the slide from the first to the second position when the pressure difference P1-P3 is greater than or equal to a predetermined threshold, and in that it further includes:
- un second orifice d’entrée de carburant destiné à être à une pression PHP, supérieure à la pression P1, ce second orifice étant formé dans le corps et étant configuré pour être mis en communication fluidique avec ladite première chambre uniquement lorsque le tiroir est dans sa seconde position afin que le carburant situé dans la première chambre exerce la pression PHP sur une seconde surface du tiroir, distincte de la première surface, et le maintienne ainsi dans sa seconde position.- a second fuel inlet orifice intended to be at a pressure PHP, greater than the pressure P1, this second orifice being formed in the body and being configured to be placed in fluid communication with the said first chamber only when the drawer is in its second position so that the fuel located in the first chamber exerts the pressure PHP on a second surface of the slide, distinct from the first surface, and thus maintains it in its second position.
Le clapet de surpression selon l’invention est destiné à équiper un système de régulation de débit d’un circuit de carburant d’une turbomachine d’aéronef. Ce système de régulation comprend un clapet, appelé clapet principal, similaire à celui de la technique antérieure et est en outre destiné à comprendre un clapet de surpression selon l’invention.The pressure relief valve according to the invention is intended to equip a system for regulating the flow of a fuel circuit of an aircraft turbine engine. This regulation system comprises a valve, called main valve, similar to that of the prior art and is further intended to include a pressure relief valve according to the invention.
Le clapet de surpression est destiné à être monté en parallèle ou en dérivation par rapport au clapet principal et est destiné à palier un éventuel dysfonctionnement de ce dernier et en particulier un éventuel blocage de ce dernier dans sa position de fermeture.The pressure relief valve is intended to be mounted in parallel or in bypass with respect to the main valve and is intended to overcome any malfunction of the latter and in particular any blocking of the latter in its closed position.
Lorsque le clapet principal est bloqué en position fermée, le clapet de surpression est destiné à s’ouvrir lorsque la différence de pression P1-P3 est supérieure ou égale à un certain seul, qui est de préférence de 10 bars, et par exemple compris entre 12,5 et 14 bars.When the main valve is blocked in the closed position, the pressure relief valve is intended to open when the pressure difference P1-P3 is greater than or equal to a certain value, which is preferably 10 bars, and for example between 12.5 and 14 bar.
Malgré le blocage du clapet principal, le clapet de surpression assure l’alimentation en carburant de la seconde rampe de façon à ce que l’ensemble des injecteurs puisse être alimentés en carburant.Despite the blockage of the main valve, the pressure relief valve ensures the fuel supply to the second rail so that all the injectors can be supplied with fuel.
Pour maintenir le tiroir du clapet de surpression dans sa position d’ouverture, du carburant à la pression PHP, plus élevée que P1, applique une force hydraulique de maintien sur le tiroir. Ceci empêche au clapet de vibrer ou d’osciller entre ses positions d’ouverture et de fermeture. De par son (mauvais) dimensionnement, un clapet peut en effet s’ouvrir et se fermer très rapidement, puis se rouvrir puis se refermer infiniment.To maintain the pressure relief valve spool in its open position, fuel at pressure PHP, higher than P1, applies a hydraulic holding force on the spool. This prevents the damper from vibrating or oscillating between its open and closed positions. Due to its (poor) sizing, a damper can indeed open and close very quickly, then reopen and then close infinitely.
A l’arrêt de la turbomachine, le clapet de surpression ne sera plus alimenté en carburant à la pression PHP et son tiroir reviendra alors dans sa position initiale de fermeture sous l’effet du ressort de rappel.When the turbomachine stops, the pressure relief valve will no longer be supplied with fuel at the PHP pressure and its spool will then return to its initial closed position under the effect of the return spring.
L’invention propose ainsi un clapet de surpression à commande hydraulique et automatique. L’ouverture du clapet est réalisée hydrauliquement et automatiquement par la différence de pression P1-P3, et la fermeture du clapet est également réalisée hydrauliquement et automatiquement par la chute de la pression PHP.The invention thus proposes a pressure relief valve with hydraulic and automatic control. The opening of the valve is carried out hydraulically and automatically by the difference in pressure P1-P3, and the closing of the valve is also carried out hydraulically and automatically by the drop in pressure PHP.
Comme évoqué dans ce qui précède, la pression PHP peut correspondre à la pression du carburant en sortie de la pompe basse pression du circuit de carburant, et la pression P1 peut correspondre à la pression du carburant en en entrée du système de régulation. La pression P3 est nulle ou quasi nulle lorsque le clapet de surpression est fermé. Lorsque le clapet de surpression est ouvert, la pression P3 est inférieure ou égale à la pression P1. En pratique, elle est inférieure à cause des pertes de charge que le carburant subit en circulant depuis le premier orifice d’entrée jusqu’à l’orifice de sortie du clapet.As mentioned above, the pressure PHP may correspond to the pressure of the fuel at the outlet of the low pressure pump of the fuel circuit, and the pressure P1 may correspond to the pressure of the fuel at the inlet of the regulation system. The pressure P3 is zero or almost zero when the overpressure valve is closed. When the pressure relief valve is open, the pressure P3 is less than or equal to the pressure P1. In practice, it is lower because of the pressure drops that the fuel undergoes while circulating from the first inlet orifice to the outlet orifice of the valve.
Typiquement, P1 est comprise entre 50 et 60 bars et PHP est comprise entre 55 et 65 bars. P3 peut être comprise entre 50 et 60bars.Typically, P1 is between 50 and 60 bars and PHP is between 55 and 65 bars. P3 can be between 50 and 60bars.
Le clapet de surpression selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :The pressure relief valve according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately from each other or in combination with each other:
-- le ressort est monté dans la seconde chambre ;-- the spring is mounted in the second chamber;
- le tiroir comprend une queue cylindrique située dans la première chambre et un piston cylindrique situé dans la seconde chambre, le piston comportant une première face située du côté de la première chambre et formant ladite première surface, et une seconde face opposée sur laquelle prend appui ledit ressort ;- the spool comprises a cylindrical shank located in the first chamber and a cylindrical piston located in the second chamber, the piston having a first face located on the side of the first chamber and forming said first surface, and a second opposite face on which bears said spring;
- ladite queue comprend une rainure annulaire externe et un alésage interne, ledit alésage s’étendant sur une partie de la longueur de la queue et comportant une première extrémité longitudinale débouchant à une extrémité libre de la queue située du côté opposé au piston, et une seconde extrémité longitudinale reliée à ladite rainure annulaire ;- said shank comprises an external annular groove and an internal bore, said bore extending over part of the length of the shank and comprising a first longitudinal end opening out at a free end of the shank located on the side opposite the piston, and a second longitudinal end connected to said annular groove;
- ledit premier orifice d’entrée est relié à deux conduits internes du corps, dont un premier conduit qui débouche entre la queue et le piston, et un second conduit qui débouche au niveau de la queue et qui est configuré pour être mis en communication fluidique avec ladite rainure lorsque le tiroir est dans la première position ;- said first inlet port is connected to two internal ducts of the body, including a first duct which opens between the tail and the piston, and a second duct which opens at the level of the tail and which is configured to be placed in fluid communication with said groove when the drawer is in the first position;
- ladite queue est configurée pour obturer ledit second orifice lorsque le tiroir est dans la première position, et pour libérer ce second orifice lorsque le tiroir est dans la seconde position ;- Said stem is configured to close said second orifice when the drawer is in the first position, and to release this second orifice when the drawer is in the second position;
- ledit orifice de sortie est relié à deux conduits internes du corps, dont un premier conduit qui débouche du côté de ladite première face du piston lorsque le tiroir est dans la seconde position, et un second conduit qui débouche du côté de ladite seconde face du piston ;- said outlet orifice is connected to two internal ducts of the body, including a first duct which opens on the side of said first face of the piston when the spool is in the second position, and a second duct which opens on the side of said second face of the plunger;
- ladite première face du piston est configurée pour prendre appui de manière étanche sur un siège annulaire dudit corps lorsque le tiroir est dans la première position ; et- Said first face of the piston is configured to bear in leaktight manner on an annular seat of said body when the spool is in the first position; and
- ladite queue porte au moins deux joints annulaires d’étanchéité situés respectivement de part et d’autre de ladite rainure.- said tail carries at least two annular seals located respectively on either side of said groove.
La présente invention concerne également un système de régulation du débit de carburant pour un circuit de carburant d’une turbomachine d’aéronef, ce système comportant :The present invention also relates to a system for regulating the flow of fuel for a fuel circuit of an aircraft turbine engine, this system comprising:
- un port d’entrée de carburant,- a fuel inlet port,
- un port de sortie principale de carburant relié au port d’entrée,- a main fuel outlet port connected to the inlet port,
- un port de sortie secondaire de carburant,- a secondary fuel outlet port,
- un clapet principal de liaison du port de sortie secondaire au port d’entrée,- a main valve connecting the secondary outlet port to the inlet port,
caractérisé en ce qu’il comprend en outre un clapet de surpression tel que décrit ci-dessus, dont le premier orifice d’entrée est relié au port d’entrée, dont l’orifice de sortie est relié au port de sortie secondaire, et dont ledit second orifice d’entrée est destiné à être alimenté par du carburant à la pression PHP.characterized in that it further comprises a pressure relief valve as described above, the first inlet orifice of which is connected to the inlet port, the outlet orifice of which is connected to the secondary outlet port, and of which said second inlet port is intended to be supplied with fuel at pressure PHP.
Avantageusement, le clapet principal comporte un élément qui est commandé par un organe électrique de contrôle et qui est mobile depuis une position d’ouverture par défaut et de mise en communication fluidique du port de sortie secondaire au port d’entrée, jusqu’à une position de fermeture et d’isolement du port de sortie secondaire vis-à-vis du port d’entrée, ce clapet principal comportant en outre deux entrées destinées à être alimentées respectivement par du carburant à la pression PHP et par du carburant à une pression PBP, inférieure à la pression PHP.Advantageously, the main valve comprises an element which is controlled by an electrical control device and which is movable from a position of opening by default and of fluidic communication between the secondary outlet port and the inlet port, up to a position of closure and isolation of the secondary outlet port vis-à-vis the inlet port, this main valve further comprising two inlets intended to be supplied respectively by fuel at the pressure PHP and by fuel at a pressure PBP, lower than PHP pressure.
La présente invention concerne encore un circuit de carburant pour une turbomachine d’aéronef, comportant :The present invention also relates to a fuel circuit for an aircraft turbine engine, comprising:
- un réservoir de carburant,- a fuel tank,
- une pompe basse pression reliée au réservoir et comportant u deux sorties,- a low pressure pump connected to the tank and comprising two outlets,
- une pompe haute pression reliée au réservoir et comportant des sorties,- a high pressure pump connected to the tank and comprising outlets,
- un système tel que décrit ci-dessus, dont le port d’entrée est relié à une sortie de la pompe haute pression, les entrées du clapet principal étant reliées respectivement à l’autre des sorties de la pompe basse pression et à l’une des sorties de la pompe haute pression, et le second orifice d’entrée du clapet de surpression étant relié à l’une des sorties de la pompe haute pression,- a system as described above, the inlet port of which is connected to an outlet of the high pressure pump, the inlets of the main valve being respectively connected to the other of the outlets of the low pressure pump and to the one of the outlets of the high pressure pump, and the second inlet port of the pressure relief valve being connected to one of the outlets of the high pressure pump,
- une première rampe d’alimentation d’injecteurs d’une chambre de combustion, qui est raccordée au port de sortie principale du système, et- a first injector supply rail of a combustion chamber, which is connected to the main output port of the system, and
- une seconde rampe d’alimentation d’injecteurs de la chambre de combustion, qui est raccordée au port de sortie secondaire du système.- a second combustion chamber injector supply rail, which is connected to the system's secondary output port.
Le circuit de carburant selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :The fuel circuit according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately from each other or in combination with each other:
- la pompe basse pression comporte une entrée reliée au réservoir;- the low pressure pump has an inlet connected to the tank;
- un filtre comportant une entrée reliée à l’une des sorties de la pompe basse pression, et une sortie ;- a filter comprising an inlet connected to one of the outlets of the low pressure pump, and an outlet;
- la pompe haute pression comporte une entrée reliée à la sortie du filtre.- the high pressure pump has an inlet connected to the outlet of the filter.
La présente invention concerne enfin un procédé d’alimentation en carburant d’une chambre de combustion de turbomachine d’aéronef, au moyen d’un circuit tel que décrit ci-dessus, le procédé comprenant deux modes distincts de fonctionnement :The present invention finally relates to a method for supplying fuel to an aircraft turbomachine combustion chamber, by means of a circuit as described above, the method comprising two distinct modes of operation:
a) un premier mode de fonctionnement par défaut dans lequel le clapet principal est ouvert et le clapet de surpression est fermé, de façon à ce que les deux rampes soient alimentées en carburant,a) a first default operating mode in which the main valve is open and the overpressure valve is closed, so that the two rails are supplied with fuel,
b) un deuxième mode de fonctionnement de la chambre dans lequel le clapet principal est fermé et le clapet de surpression est fermé, de façon à ce que l’une des deux rampes soit alimentée en carburant,b) a second operating mode of the chamber in which the main valve is closed and the pressure relief valve is closed, so that one of the two ramps is supplied with fuel,
le deuxième mode étant suivi par le premier mode, par exemple après rallumage de la chambre, ce qui se traduit par l’ouverture du clapet principal,the second mode being followed by the first mode, for example after re-ignition of the chamber, which results in the opening of the main valve,
caractérisé en ce que, en cas de blocage du clapet principal dans sa position de fermeture après un deuxième mode, le procédé comprend un troisième mode dégradé dans lequel le clapet de surpression s’ouvre automatiquement de façon à ce que les deux rampes soient alimentées en carburant.characterized in that, in the event of blocking of the main valve in its closed position after a second mode, the method comprises a third degraded mode in which the overpressure valve opens automatically so that the two ramps are supplied with fuel.
Avantageusement, à l’arrêt de la turbomachine après un troisième mode, le clapet de surpression reprend automatiquement sa position de fermeture.Advantageously, when the turbomachine stops after a third mode, the overpressure valve automatically returns to its closed position.
Brève description des figuresBrief description of figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear during the reading of the detailed description which will follow for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which:
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
Les figures 1 et 2 ont déjà été décrites dans ce qui précède.Figures 1 and 2 have already been described above.
L’invention concerne plusieurs aspects. Le premier aspect est illustré aux figures 4 à 7 et concernent un clapet de surpression 40. Le second aspect est illustré à la
Le système de régulation 50 de la
Le clapet de surpression 40 comprend un premier orifice d’entrée 40a reliée au port d’entrée 20a qui est à une pression P1, et un orifice de sortie 40b relié au port de sortie secondaire 20c qui est à une pression P3. Le clapet 40 comprend en outre un second orifice d’entrée 40c destinée à être alimentée par du carburant à la pression PHP et donc reliée à l’une des sorties de la pompe haute pression 18 (
Les figures 4 à 7 illustrent un mode préféré de réalisation du clapet de surpression 40 qui comprend pour l’essentiel :Figures 4 to 7 illustrate a preferred embodiment of the pressure relief valve 40 which essentially comprises:
- un corps 42,- a body 42,
- une première chambre 44 de réception de carburant formée dans le corps 42,- a first chamber 44 for receiving fuel formed in the body 42,
- une seconde chambre 46 de réception de carburant formée dans le corps 42,- a second chamber 46 for receiving fuel formed in the body 42,
- les orifices d’entrée 40a, 40c formés dans le corps 42 et aptes à être reliés à la première chambre 44,- the inlet orifices 40a, 40c formed in the body 42 and able to be connected to the first chamber 44,
- l’orifice de sortie 40b de carburant destiné à être à une pression P3, formé dans le corps 42 et apte à être relié à la seconde chambre 46,- the fuel outlet orifice 40b intended to be at a pressure P3, formed in the body 42 and able to be connected to the second chamber 46,
- un tiroir 48 monté coulissant dans les chambres 44, 46 et mobile en translation dans le corps 42 entre :- a drawer 48 slidably mounted in the chambers 44, 46 and movable in translation in the body 42 between:
+ une première position de fermeture par défaut dans laquelle ledit premier orifice d’entrée 40a n’est pas en communication fluidique avec l’orifice de sortie 40b (cf. figures 4 et 5), et+ a first default closed position in which said first inlet 40a is not in fluid communication with outlet 40b (see Figures 4 and 5), and
+ une seconde position d’ouverture automatique dans laquelle ledit premier orifice d’entrée 40a est mis en communication fluidique avec l’orifice de sortie 40b (cf. figures 6 et 7),+ a second automatic opening position in which said first inlet orifice 40a is placed in fluid communication with the outlet orifice 40b (see figures 6 and 7),
- et un ressort de compression 52 monté dans le corps 42 et configuré pour solliciter le tiroir 48 dans sa première position. Ici, le ressort 52 est monté dans la seconde chambre 46.- And a compression spring 52 mounted in the body 42 and configured to urge the slide 48 into its first position. Here, the spring 52 is mounted in the second chamber 46.
Le corps 42 du clapet 40 a une forme générale cylindrique et allongée le long d’un axe A.The body 42 of the valve 40 has a generally cylindrical and elongated shape along an axis A.
Les chambres 44, 46 ont également chacune une forme générale cylindrique et sont disposées de manière coaxiales l’une à côté de l’autre. La chambre 44 comprend une extrémité longitudinale qui débouche dans une extrémité longitudinale de l’autre chambre 46. Les autres extrémités longitudinales des chambres 44, 46 sont fermées de manière étanche. Les chambres 44, 46 ont ici des diamètres différents. La chambre 44 a par exemple un diamètre inférieur à celui de la chambre 46. Un épaulement annulaire 45 est situé à la jonction entre les chambres 44, 46.The chambers 44, 46 also each have a generally cylindrical shape and are arranged coaxially next to each other. The chamber 44 includes a longitudinal end which opens into a longitudinal end of the other chamber 46. The other longitudinal ends of the chambers 44, 46 are sealed. The chambers 44, 46 here have different diameters. Chamber 44, for example, has a smaller diameter than chamber 46. An annular shoulder 45 is located at the junction between chambers 44, 46.
Les orifices 40a, 40b, 40c ont des orientations sensiblement radiales par rapport à l’axe A. L’orifice 40c débouche dans la chambre 44 et est situé du côté de l’extrémité fermée de la chambre 44 opposée à la chambre 46.The orifices 40a, 40b, 40c have substantially radial orientations with respect to the axis A. The orifice 40c opens into the chamber 44 and is located on the side of the closed end of the chamber 44 opposite to the chamber 46.
L’orifice 40b débouche dans la chambre 46. En particulier, l’orifice 40b est relié à deux conduits internes 40ba, 40bb du corps, qui débouchent tous les deux dans la chambre 46. L’un des conduits 40ba débouche du côté de l’extrémité fermée de la chambre 46 opposée à la chambre 44. L’autre conduit 40bb débouche au voisinage de la jonction entre les chambres 44, 46.The orifice 40b opens into the chamber 46. In particular, the orifice 40b is connected to two internal ducts 40ba, 40bb of the body, which both open into the chamber 46. One of the ducts 40ba opens on the side of the closed end of chamber 46 opposite chamber 44. The other conduit 40bb opens near the junction between chambers 44, 46.
L’orifice 40a débouche dans la chambre 44. L’orifice 40a est également relié à deux conduits internes 40aa, 40ab du corps, qui débouchent tous les deux dans la chambre 44. Ceci permet de faciliter le déplacement du tiroir vers la position d’ouverture. L’un des conduits 40aa débouche au milieu de la chambre 44 et l’autre conduit 40ab débouche au voisinage de la jonction entre les chambres 44, 46.The orifice 40a opens into the chamber 44. The orifice 40a is also connected to two internal ducts 40aa, 40ab of the body, which both open into the chamber 44. This facilitates the movement of the drawer towards the position of opening. One of the ducts 40aa opens in the middle of the chamber 44 and the other duct 40ab opens near the junction between the chambers 44, 46.
De manière alternative, le corps 42 du clapet est formé par une première partie 42a dans laquelle sont ménagés les orifices 40a, 40b, 40c et d’une deuxième partie 42b dans laquelle sont ménagés les conduits internes 40aa, 40ab, 40ba, 40bb. La première partie pouvant être formée par une portion d’un carter du système de régulation 50.Alternatively, the body 42 of the valve is formed by a first part 42a in which the orifices 40a, 40b, 40c are formed and a second part 42b in which the internal ducts 40aa, 40ab, 40ba, 40bb are formed. The first part being able to be formed by a portion of a casing of the regulation system 50.
Le tiroir 48 a une forme allongée et comprend dans l’exemple représenté deux parties à savoir une queue cylindrique 54 située dans la chambre 44 et un piston cylindrique 56 situé dans la chambre 46. La queue 54 et le piston 56 sont ici reliés rigidement entre eux par une tige intermédiaire 58 de façon à former un ensemble unitaire.The drawer 48 has an elongated shape and comprises in the example shown two parts, namely a cylindrical stem 54 located in the chamber 44 and a cylindrical piston 56 located in the chamber 46. The stem 54 and the piston 56 are here rigidly connected between them by an intermediate rod 58 so as to form a unitary assembly.
Le tiroir 48 est apte à coulisser dans le corps 42 le long de l’axe A. La queue 54 est apte à coulisser dans la chambre 44 et le piston 56 est apte à coulisser dans la chambre 46.The drawer 48 is able to slide in the body 42 along the axis A. The tail 54 is able to slide in the chamber 44 and the piston 56 is able to slide in the chamber 46.
Le piston 56 comprend une première face 56a située du côté de la chambre 44, et une seconde face 56b opposée.The piston 56 comprises a first face 56a located on the side of the chamber 44, and a second opposite face 56b.
La face 56a est destinée à prendre appui sur l’épaulement 45 en position de fermeture du clapet 40, cet épaulement 45 formant ainsi un siège annulaire d’appui du piston 56. Dans le présent exemple, la face 56a est définie dans un plan qui est perpendiculaire à l’axe X du clapet. Cet épaulement 45 peut être équipé d’un joint annulaire d’étanchéité (cf.
Le ressort 52 est monté entre l’extrémité longitudinale fermée de la chambre 46, opposée à la chambre 44, et la face 56b du piston 56. Cette face 56b peut comprendre un doigt central 59 en saillie engagé dans le ressort 52 et destiné à le centrer et à guider sa compression (cf.
En position de fermeture représentée aux figures 4 et 5, le piston 56 est en appui contre l’épaulement 45 et est situé au droit du conduit 40bb. Le conduit 40bb est obturé par le piston 56. Le conduit 40ba reste en communication fluidique avec la chambre 46.In the closed position shown in Figures 4 and 5, the piston 56 bears against the shoulder 45 and is located to the right of the conduit 40bb. Duct 40bb is closed off by piston 56. Duct 40ba remains in fluid communication with chamber 46.
En position d’ouverture représentée aux figures 6 et 7, le piston 56 est écarté axialement de l’épaulement 45 et est situé axialement entre les conduits 40bb, 40ba. Ceci évite les fuites de carburant et permet au ressort de baigner dans le carburant pour sa lubrification. Le conduit 40bb débouche dans la chambre 46, entre l’épaulement 45 et la face 56a et les chambres 44, 46 sont en communication fluidique.In the open position shown in Figures 6 and 7, the piston 56 is spaced axially from the shoulder 45 and is located axially between the ducts 40bb, 40ba. This prevents fuel leaks and allows the spring to bathe in fuel for lubrication. The conduit 40bb opens into the chamber 46, between the shoulder 45 and the face 56a and the chambers 44, 46 are in fluid communication.
La tige 58 a un diamètre inférieur à celui de la queue 54 qui a un diamètre inférieur à celui du piston 56. On comprend que la chambre 44 a un diamètre légèrement supérieur à celui de la queue 54 pour autoriser son coulissement axial et que la chambre 46 a un diamètre légèrement supérieur à celui du piston 56 pour autoriser son coulissement axial.The rod 58 has a smaller diameter than that of the stem 54 which has a smaller diameter than that of the piston 56. It is understood that the chamber 44 has a diameter slightly greater than that of the stem 54 to allow its axial sliding and that the chamber 46 has a diameter slightly greater than that of the piston 56 to allow its axial sliding.
La queue 54 comprend une rainure annulaire externe 60 et un alésage axial interne 62. L’alésage 62 s’étend sur une partie de la longueur de la queue 54 et comporte une première extrémité longitudinale débouchant à une extrémité libre 54a de la queue 54 située du côté opposé au piston 56, et une seconde extrémité longitudinale reliée à la rainure annulaire 60, par exemple par des trous radiaux formés au fond de la rainure 60.Shank 54 comprises an external annular groove 60 and an internal axial bore 62. Bore 62 extends over part of the length of shank 54 and has a first longitudinal end opening at a free end 54a of shank 54 located on the side opposite the piston 56, and a second longitudinal end connected to the annular groove 60, for example by radial holes formed at the bottom of the groove 60.
La queue 54 porte au moins deux joints annulaires d’étanchéité situés respectivement de part et d’autre de la rainure 60. Dans cette configuration, les joints empêchent le mélange des carburants qui sont à des pressions différentes P1 et PHP. Dans l’exemple représenté, elle porte trois joints 64a, 64b et 64c. Les joints 64a et 64b sont situés de part et d’autre de la rainure 60. Le joint 64a est situé du côté du piston 56. L’autre joint 64b est situé entre le joint 64a et le troisième joint 64c qui est situé au voisinage de l’extrémité libre 54a de la queue 54. Les joints 64b et 64c sont à distance axiale l’un de l’autre.The tail 54 carries at least two annular seals located respectively on either side of the groove 60. In this configuration, the seals prevent the mixing of fuels which are at different pressures P1 and PHP. In the example shown, it carries three seals 64a, 64b and 64c. The seals 64a and 64b are located on either side of the groove 60. The seal 64a is located on the side of the piston 56. The other seal 64b is located between the seal 64a and the third seal 64c which is located in the vicinity of the free end 54a of the tail 54. The seals 64b and 64c are at an axial distance from each other.
La queue 54 est configurée pour obturer l’orifice 40c lorsque le clapet 40 est fermé (figures 4 et 5), et pour libérer cet orifice lorsque le clapet est ouvert (figures 6 et 7).The tail 54 is configured to close the orifice 40c when the valve 40 is closed (FIGS. 4 and 5), and to release this orifice when the valve is open (FIGS. 6 and 7).
Dans la position de fermeture des figures 4 et 5, on constate que la queue 54 est positionnée de sorte que l’orifice 40c soit situé axialement entre les deux joints 64b, 64c qui assurent une étanchéité entre cet orifice 40c et la chambre 44.In the closed position of Figures 4 and 5, it can be seen that the tail 54 is positioned so that the orifice 40c is located axially between the two seals 64b, 64c which provide a seal between this orifice 40c and the chamber 44.
La
Dans la position d’ouverture des figures 6 et 7, la queue 54 laisse libre l’orifice 40c qui est en communication fluidique avec la chambre 44. La chambre 44 est alors alimentée en carburant à la pression PHP.In the open position of Figures 6 and 7, the stem 54 leaves free the orifice 40c which is in fluid communication with the chamber 44. The chamber 44 is then supplied with fuel at the pressure PHP.
Le conduit 40ab débouche dans la chambre 46 au niveau de la tige 58 et alimente constamment la portion de la chambre 46 située entre la queue 54 et le piston 56. Lorsque le clapet est fermé (figures 4 et 5), le conduit 40aa débouche dans la rainure 60 et est en communication fluidique avec l’autre portion de la chambre (via la rainure 60 et l’alésage 62) située entre la queue 54 et l’extrémité fermée de la chambre 44 opposée au piston 56.The conduit 40ab opens into the chamber 46 at the level of the rod 58 and constantly supplies the portion of the chamber 46 located between the stem 54 and the piston 56. When the valve is closed (FIGS. 4 and 5), the conduit 40aa opens into groove 60 and is in fluid communication with the other portion of the chamber (via groove 60 and bore 62) located between stem 54 and the closed end of chamber 44 opposite piston 56.
Lorsque le clapet est ouvert (figures 6 et 7), le conduit 40aa est fermé de manière étanche par la queue 54. Dans cette position, le conduit 40aa est situé axialement entre les joints 64b, 64c et la seconde portion de la chambre 44 est reliée à l’orifice 40c comme évoqué dans ce qui précède.When the valve is open (FIGS. 6 and 7), the duct 40aa is sealed closed by the stem 54. In this position, the duct 40aa is located axially between the seals 64b, 64c and the second portion of the chamber 44 is connected to the orifice 40c as mentioned above.
La face 56a du piston 56 forme une surface d’application d’une pression par le carburant situé dans la chambre 44 et plus particulièrement dans la portion de la chambre 44 traversée par la tige 58. Cette pression est celle du carburant provenant de l’orifice d’entrée 40a. Ce carburant exerce une force schématisée par les flèches F1 sur la face 56a (
Le ressort 52 est taré de sorte qu’il se comprime automatiquement et autorise le déplacement du tiroir 48 de la position de fermeture à la position d’ouverture lorsque la différence de pression P1-P3 du carburant entre les orifices 40a, 40b est supérieure ou égale à un seuil prédéterminé.The spring 52 is calibrated so that it compresses automatically and authorizes the displacement of the slide 48 from the closed position to the open position when the pressure difference P1-P3 of the fuel between the orifices 40a, 40b is greater than or equal to a predetermined threshold.
Ce seuil est de préférence supérieur à 10 bars et est par exemple compris entre 12,5 et 14 bars.This threshold is preferably greater than 10 bars and is for example between 12.5 and 14 bars.
La queue 54 comprend en outre au moins une face sur laquelle le carburant applique une pression. Ici, la queue comprend des faces 54a, 54b formant des surfaces d’application d’une pression par le carburant situé dans la chambre 44 et plus particulièrement dans la portion de la chambre 44 située du côté opposé au piston 56. Cette pression est celle du carburant provenant de l’orifice d’entrée 40c. La face 54a est annulaire et correspond à la face d’extrémité de la queue 54 située du côté opposé au piston 56 et s’étendant autour de l’alésage 62. La face 54b est située à l’extrémité opposée de l’alésage 62, au droit de la rainure 60. Ce carburant exerce une force schématisée par les flèches F2 sur les faces 54a, 54b (figures 7).Tail 54 further includes at least one face to which fuel applies pressure. Here, the tail comprises faces 54a, 54b forming surfaces for the application of pressure by the fuel located in the chamber 44 and more particularly in the portion of the chamber 44 located on the side opposite the piston 56. This pressure is that fuel from inlet port 40c. Face 54a is annular and corresponds to the end face of stem 54 located on the side opposite piston 56 and extending around bore 62. Face 54b is located at the opposite end of bore 62 , to the right of the groove 60. This fuel exerts a force schematized by the arrows F2 on the faces 54a, 54b (Figures 7).
Le système de régulation 50 et le circuit de carburant 10 sont configurés pour fonctionner selon deux modes distincts (cf.
a) un premier mode de fonctionnement par défaut (MODE 1 à la
b) un deuxième mode de fonctionnement (MODE 2 à la
Le deuxième mode est suivi par le premier mode, par exemple après rallumage de la chambre, ce qui se traduit par l’ouverture du clapet principal 26.The second mode is followed by the first mode, for example after re-ignition of the chamber, which results in the opening of the main valve 26.
Dans le cas d’un dysfonctionnement du système 50, et de blocage du clapet principal 26 dans sa position de fermeture (après le deuxième mode), un troisième mode dégradé (MODE 3 à la
Lors de ce dysfonctionnement, la pression P3 du carburant à l’orifice de sortie 40b est nulle ou quasi nulle et la pression P1 du carburant à l’orifice d’entrée 40a augmente jusqu’à atteindre une valeur telle que la différence de pression P1-P3 est supérieure au seuil. La force F1 exercée sur le piston 56 est supérieure à la force de rappel du ressort 52 qui se comprime. Le tiroir 48 se déplace de la position des figures 4 et 5 à la position des figures 6 et 7.During this malfunction, the pressure P3 of the fuel at the outlet orifice 40b is zero or almost zero and the pressure P1 of the fuel at the inlet orifice 40a increases until it reaches a value such that the pressure difference P1 -P3 is greater than the threshold. The force F1 exerted on the piston 56 is greater than the restoring force of the spring 52 which compresses. The drawer 48 moves from the position of Figures 4 and 5 to the position of Figures 6 and 7.
Le déplacement du tiroir 48 et l’ouverture du clapet 40 sont faibles, ce qui induit de fortes pertes de charge lors de la circulation du carburant entre l’orifice d’entrée 40a et l’orifice de sortie 40b. Par la même occasion, une faible ouverture du clapet 40 induit des forces de jet qui vont tendre à refermer le clapet et induire un mouvement oscillant du clapet (ouverture et fermeture répétées). Les oscillations interviennent autour d’une position d’équilibre donc il n’y pas de sens préférentiel. Ce cycle n’est pas souhaitable selon les précisions des exigences de débit et de pression. De plus, ce cycle peut aboutir à ce que le ressort 52 atteigne sa fréquence de résonance et se casse.The displacement of the slide valve 48 and the opening of the valve 40 are small, which induces high pressure drops during the circulation of the fuel between the inlet orifice 40a and the outlet orifice 40b. At the same time, a slight opening of the valve 40 induces jet forces which will tend to close the valve and induce an oscillating movement of the valve (repeated opening and closing). The oscillations occur around a position of equilibrium so there is no preferential direction. This cycle is not desirable depending on the precision of the flow and pressure requirements. Additionally, this cycle may result in the spring 52 reaching its resonant frequency and breaking.
Ce problème est évité par l’alimentation de la chambre 44 avec du carburant à la pression PHP. Ce carburant pénètre dans la chambre 44 et exerce la force F2 sur la queue 54 pour maintenir le tiroir 48 dans cette position d’ouverture. Cette pression PHP sera maintenue sur le tiroir 48 tant que le circuit de carburant génèrera du carburant haute pression, c’est-à-dire tant que la turbomachine fonctionnera.This problem is avoided by supplying chamber 44 with fuel at PHP pressure. This fuel enters the chamber 44 and exerts the force F2 on the tail 54 to maintain the slide 48 in this open position. This PHP pressure will be maintained on slide valve 48 as long as the fuel circuit generates high-pressure fuel, that is to say as long as the turbomachine is operating.
A l’arrêt de la turbomachine (ARRET MOTEUR à la
Claims (13)
- un corps (42),
- une première chambre (44) de réception de carburant formée dans le corps,
- une seconde chambre (46) de réception de carburant formée dans le corps,
- un premier orifice (40a) d’entrée de carburant destiné à être à une pression P1, formé dans le corps et apte à être relié à la première chambre (44),
- un orifice (40b) de sortie de carburant destiné à être à une pression P3, formé dans le corps et apte à être relié à la seconde chambre (46),
- un tiroir (48) monté dans les première et seconde chambres (44, 46) et comportant une première surface (56a) sur laquelle le carburant contenu dans la première chambre (44) est destiné à exercer une pression, le tiroir étant mobile en translation dans le corps entre :
+ une première position de fermeture par défaut dans laquelle ledit premier orifice d’entrée (40a) n’est pas en communication fluidique avec l’orifice de sortie (40b), et
+ une seconde position d’ouverture automatique dans laquelle ledit premier orifice d’entrée (40a) est mis en communication fluidique avec l’orifice de sortie (40b),
- et un ressort de compression (52) monté dans le corps (42) et configuré pour solliciter le tiroir (48) dans sa première position,
caractérisé en ce que ledit ressort (52) est taré de sorte qu’il se comprime automatiquement et autorise le déplacement du tiroir (48) de la première à la seconde position lorsque la différence de pression P1-P3 est supérieure ou égale à un seuil prédéterminé, et en ce qu’il comprend en outre :
- un second orifice (40c) d’entrée de carburant destiné à être à une pression PHP, supérieure à la pression P1, ce second orifice étant formé dans le corps (42) et étant configuré pour être mis en communication fluidique avec ladite première chambre (44) uniquement lorsque le tiroir (48) est dans sa seconde position afin que le carburant situé dans la première chambre exerce la pression PHP sur une seconde surface (54a, 54b) du tiroir, distincte de la première surface (56a), et le maintienne ainsi dans sa seconde position.Pressure relief valve (40) for a fuel circuit (10) of an aircraft turbine engine, this valve comprising:
- a body (42),
- a first chamber (44) for receiving fuel formed in the body,
- a second chamber (46) for receiving fuel formed in the body,
- a first fuel inlet orifice (40a) intended to be at a pressure P1, formed in the body and able to be connected to the first chamber (44),
- a fuel outlet orifice (40b) intended to be at a pressure P3, formed in the body and able to be connected to the second chamber (46),
- a drawer (48) mounted in the first and second chambers (44, 46) and comprising a first surface (56a) on which the fuel contained in the first chamber (44) is intended to exert pressure, the drawer being movable in translation in the body between:
+ a first default closed position in which said first inlet (40a) is not in fluid communication with the outlet (40b), and
+ a second automatic opening position in which said first inlet orifice (40a) is placed in fluid communication with the outlet orifice (40b),
- and a compression spring (52) mounted in the body (42) and configured to bias the spool (48) into its first position,
characterized in that said spring (52) is calibrated so that it compresses automatically and authorizes the displacement of the slide (48) from the first to the second position when the pressure difference P1-P3 is greater than or equal to a threshold predetermined, and in that it further comprises:
- a second fuel inlet orifice (40c) intended to be at a pressure PHP, greater than the pressure P1, this second orifice being formed in the body (42) and being configured to be placed in fluid communication with the said first chamber (44) only when the spool (48) is in its second position so that the fuel located in the first chamber exerts the pressure PHP on a second surface (54a, 54b) of the spool, distinct from the first surface (56a), and thus maintains it in its second position.
- un port (20a) d’entrée de carburant,
- un port (20b) de sortie principale de carburant relié au port d’entrée (20a),
- un port (20c) de sortie secondaire de carburant,
- un clapet principal (26) de liaison du port (20c) de sortie secondaire au port d’entrée (20a),
caractérisé en ce qu’il comprend en outre un clapet de surpression (40) selon l’une des revendications précédentes, dont le premier orifice (40a) d’entrée est relié au port d’entrée (20a), dont l’orifice de sortie (40b) est relié au port (20c) de sortie secondaire, et dont ledit second orifice d’entrée (40c) est destiné à être alimenté par du carburant à la pression PHP.Fuel flow control system (50) for a fuel circuit (10) of an aircraft turbine engine, this system comprising:
- a fuel inlet port (20a),
- a main fuel outlet port (20b) connected to the inlet port (20a),
- a secondary fuel outlet port (20c),
- a main valve (26) connecting the secondary outlet port (20c) to the inlet port (20a),
characterized in that it further comprises a pressure relief valve (40) according to one of the preceding claims, the first inlet orifice (40a) of which is connected to the inlet port (20a), the outlet (40b) is connected to the secondary outlet port (20c), and of which said second inlet port (40c) is intended to be supplied with fuel at pressure PHP.
- un réservoir (12) de carburant,
- une pompe basse pression (14) reliée au réservoir de carburant et comportant deux sorties (14b, 14c),
- une pompe haute pression (18) reliée au réservoir de carburant et comportant des sorties (18b, 18c),
- un système (50) selon la revendication 10, dont le port d’entrée (20a) est relié à une sortie (18b) de la pompe haute pression (18), les entrées (20d, 20e) du clapet principal (26) étant reliées respectivement à l’autre des sorties (14c) de la pompe basse pression (14) et à l’une des sorties (18c) de la pompe haute pression (18), et le second orifice d’entrée (40c) du clapet de surpression (40) étant relié à l’une des sorties (18c) de la pompe haute pression (18),
- une première rampe (22) d’alimentation d’injecteurs d’une chambre de combustion, qui est raccordée au port (20b) de sortie principale du système (50), et
- une seconde rampe (24) d’alimentation d’injecteurs de la chambre de combustion, qui est raccordée au port (20c) de sortie secondaire du système (50).Fuel circuit (10) for an aircraft turbine engine, comprising:
- a fuel tank (12),
- a low pressure pump (14) connected to the fuel tank and comprising two outlets (14b, 14c),
- a high pressure pump (18) connected to the fuel tank and comprising outlets (18b, 18c),
- a system (50) according to claim 10, the inlet port (20a) of which is connected to an outlet (18b) of the high pressure pump (18), the inlets (20d, 20e) of the main valve (26) being connected respectively to the other of the outlets (14c) of the low pressure pump (14) and to one of the outlets (18c) of the high pressure pump (18), and the second inlet port (40c) of the pressure relief valve (40) being connected to one of the outlets (18c) of the high pressure pump (18),
- a first rail (22) for supplying injectors to a combustion chamber, which is connected to the main output port (20b) of the system (50), and
- a second ramp (24) for supplying injectors to the combustion chamber, which is connected to the secondary output port (20c) of the system (50).
a) un premier mode de fonctionnement par défaut dans lequel le clapet principal (26) est ouvert et le clapet de surpression (40) est fermé, de façon à ce que les deux rampes (22, 24) soient alimentées en carburant,
b) un deuxième mode de fonctionnement de la chambre dans lequel le clapet principal (26) est fermé et le clapet de surpression (40) est fermé, de façon à ce que l’une des deux rampes soit alimentée en carburant,
le deuxième mode étant suivi par le premier mode, par exemple après rallumage de la chambre, ce qui se traduit par l’ouverture du clapet principal (26),
caractérisé en ce que, en cas de blocage du clapet principal (26) dans sa position de fermeture après un deuxième mode, le procédé comprend un troisième mode dégradé dans lequel le clapet de surpression (40) s’ouvre automatiquement de façon à ce que les deux rampes (22, 24) soient alimentées en carburant.Method for supplying fuel to an aircraft turbomachine combustion chamber, by means of a circuit (10) according to the preceding claim, the method comprising two distinct modes of operation:
a) a first default operating mode in which the main valve (26) is open and the pressure relief valve (40) is closed, so that the two ramps (22, 24) are supplied with fuel,
b) a second operating mode of the chamber in which the main valve (26) is closed and the overpressure valve (40) is closed, so that one of the two rails is supplied with fuel,
the second mode being followed by the first mode, for example after re-ignition of the chamber, which results in the opening of the main valve (26),
characterized in that, in the event of blocking of the main valve (26) in its closed position after a second mode, the method comprises a third degraded mode in which the pressure relief valve (40) opens automatically so that the two ramps (22, 24) are supplied with fuel.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2009761A FR3114617B1 (en) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | PRESSURE RELIEF VALVE AND FUEL SYSTEM FOR AN AIRCRAFT TURBOMACHINE |
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|---|---|---|---|
| FR2009761A FR3114617B1 (en) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | PRESSURE RELIEF VALVE AND FUEL SYSTEM FOR AN AIRCRAFT TURBOMACHINE |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR3114617A1 true FR3114617A1 (en) | 2022-04-01 |
| FR3114617B1 FR3114617B1 (en) | 2022-09-30 |
Family
ID=74045650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2009761A Active FR3114617B1 (en) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | PRESSURE RELIEF VALVE AND FUEL SYSTEM FOR AN AIRCRAFT TURBOMACHINE |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3114617B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3538707A (en) * | 1969-04-01 | 1970-11-10 | Avco Corp | Fuel flow control valve for gas turbine |
| FR2685735A1 (en) | 1991-12-31 | 1993-07-02 | Snecma | System for injecting and metering fuel delivered to a turbomachine |
| FR2911634A1 (en) | 2007-01-19 | 2008-07-25 | Hispano Suiza Sa | DEVICE FOR FUEL INJECTION IN A TURBOMACHINE |
| FR3021073A1 (en) | 2014-05-19 | 2015-11-20 | Turbomeca | IMPROVED FUEL INJECTION ARCHITECTURE. |
-
2020
- 2020-09-25 FR FR2009761A patent/FR3114617B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3538707A (en) * | 1969-04-01 | 1970-11-10 | Avco Corp | Fuel flow control valve for gas turbine |
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| FR2911634A1 (en) | 2007-01-19 | 2008-07-25 | Hispano Suiza Sa | DEVICE FOR FUEL INJECTION IN A TURBOMACHINE |
| FR3021073A1 (en) | 2014-05-19 | 2015-11-20 | Turbomeca | IMPROVED FUEL INJECTION ARCHITECTURE. |
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| Publication number | Publication date |
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