FR3088982A1 - Systeme de distribution a bascule - Google Patents

Abstract

L’invention porte sur un distributeur à bascule (1) comprenant :- un corps (3) comprenant une pluralité orifices (331, 332, 333, 334, 335),- un tiroir (5) mobile à l’intérieur de l’enceinte (33), comprenant une première chambre (551) de laquelle s’étend un circuit de communication fluidique (520)- des moyens de rappel élastique (7) s’étendant à l’intérieur de l’enceinte (33), relié d’une part au corps (3) et d’autre part au tiroir (5),caractérisé en ce qu’une première restriction hydraulique (81) est disposée sur le circuit de communication fluidique (520) en aval de la première chambre (551) par rapport au sens d’écoulement du fluide. Figure pour l’abrégé : [Fig. 4a]

Description

Description

Titre de l’invention : SYSTEME DE DISTRIBUTION A BASCULE

Domaine technique [0001] L’invention concerne l’alimentation de chambre de combustion de turbomachine.

[0002] L’invention vise plus spécifiquement les systèmes de distribution de carburant au sein de circuit d’alimentation de chambre de combustion de turbomachine.

Technique antérieure [0003] Certains circuits d’alimentation de turbomachine sont configurés pour distribuer du carburant aux buses d’injection de la chambre de combustion selon une loi déterminée.

[0004] Une chambre de combustion comprend classiquement une pluralité de premières buses d’injection formant une première rampe d’injection, et une pluralité de deuxièmes buses d’injection formant une deuxième rampe d’injection, alimentées en carburant par des circuits différents. Ces premières et deuxièmes buses présentent des propriétés différentes, et remplissent des rôles complémentaires lors des différentes phases de fonctionnement de la turbomachine, notamment lors du démarrage, de l’arrêt ou de la croisière.

[0005] A cet égard, la pression de carburant à l’entrée des premières buses varie selon une loi distincte de la loi d’évolution de la pression de carburant à l’entrée des deuxièmes buses. A cet égard, il est connu de doter le circuit d’alimentation d’une chambre de combustion d’un système de distribution, également appelé distributeur. Ces systèmes peuvent se comporter de manière passive (hydromécaniques) ou actives (électroniques), suivant les fonctionnalités recherchées.

[0006] De manière usuelle, un distributeur contrôle la pression de carburant délivrée à l’une ou l’autre des premières et deuxièmes buses d’injection. Ce contrôle peut être piloté électriquement dans le cas de systèmes actifs, ou en fonction du débit de fluide à l’entrée du distributeur dans le cas de systèmes passifs. Outre le respect de lois de pression optimales en entrée des rampes d’injection, le distributeur permet également de garantir la stabilité du circuit d’alimentation, notamment en ménageant les efforts fournis par la pompe fournissant le débit de fluide au circuit.

[0007] De nombreux distributeurs hydromécaniques ont été proposés. La plupart de ces distributeurs hydromécaniques comprend un corps pourvu d’orifices reliés à la pompe ou à l’une ou l’autre des rampes d’injection, et un tiroir comprenant des chambres communicantes, et mobile à l’intérieur du corps sous les effets du débit fourni par la pompe et d’un ressort de rappel s’étendant à l’intérieur du corps.

[0008] Sous l’action des variations de débit de fluide à l’entrée du distributeur, le tiroir se déplace entre différentes positions déterminées de sorte à mettre alternativement en communication certains orifices les uns avec les autres, via les chambres. En optimisant le nombre et l’agencement des orifices et des chambres, ainsi que les propriétés élastiques du ressort, il est possible de garantir une loi de pression donnée à l’entrée des buses d’injection, en fonction du débit fourni par la pompe.

[0009] Un comportement avantageux de circuits d’alimentations munis de tels distributeurs autorise une loi de pression sous forme d’hystérésis.

[0010] Au démarrage, une différence de pression est maintenue entre les premières et deuxièmes buses d’alimentation, le débit de carburant fourni par le circuit d’alimentation étant croissant.

[0011] Le déséquilibre est coupé à partir d’un certain niveau de débit d’alimentation, appelé débit de bascule.

[0012] Lors de l’arrêt, le débit d’alimentation décroissant, le distributeur ne crée pas un déséquilibre au passage du débit de bascule, mais à un débit de rebascule inférieur.

[0013] A chaque distributeur est donc associé une loi de pression donnée, avec un débit de bascule et de rebascule déterminés par la conception du distributeur. Ceci présente des inconvénients en termes de maintenance et de mise à jour des turbomachines. Il est en effet impossible d’adapter les débits de bascule et de rebascule d’un circuit d’alimentation sans changer tout le distributeur.

[0014] Il existe donc un besoin de système de distribution à bascule, pour circuit d’alimentation de chambre de combustion de turbomachine, permettant de contrôler les propriétés de loi de pression à l’entrée des buses d’injection de chambre de combustion.

Résumé de l’invention [0015] Un but de l’invention est d’alimenter en carburant une chambre de combustion de turbomachine selon une loi de distribution en hystérésis.

[0016] Un autre but de l’invention est de proposer un système de distribution pour circuit d’alimentation de chambre de combustion de turbomachine qui soit fiable et robuste.

[0017] Un autre but de l’invention est de pouvoir moduler le comportement de la loi de distribution du carburant au sein d’une chambre de combustion, sans avoir à remplacer tout le distributeur.

[0018] L’invention propose notamment un distributeur à bascule configuré pour relier une entrée de fluide alternativement à une première sortie de fluide, ou à une première et une deuxième sortie de fluide, de sorte à assurer une évolution de la différence de pression entre la première et la deuxième sortie de fluide en fonction d’un débit de fluide à l’entrée de fluide, de sorte que ladite différence de pression ait une forme d’hystérésis, le distributeur comprenant :

[0019] · un corps comprenant :

• une surface intérieure définissant une enceinte, et • une pluralité d’orifices débouchant dans l’enceinte, • un tiroir mobile à l’intérieur de l’enceinte sous l’action du débit de fluide, comprenant une première chambre de laquelle s’étend un circuit de communication fluidique, • des moyens de rappel élastique s’étendant à l’intérieur d’une portion de l’enceinte, reliés d’une part au corps et d’autre part au tiroir, et adaptés pour exercer sur le tiroir une contrainte opposée à l’action du débit de fluide, [0020] caractérisé en ce qu’une première restriction hydraulique est disposée sur le circuit de communication fluidique en aval de la première chambre par rapport au sens d’écoulement du fluide, ladite première restriction hydraulique étant dimensionnée pour adapter un débit de bascule de la différence de pression.

[0021] Dans un tel distributeur les mouvements du tiroir, sous l’action du débit de fluide en entrée de fluide, permettent de mettre alternativement en communication fluidiques la chambre du tiroir et les orifices du corps. Ces différentes positions du tiroir permettent d’ajuster la différence de pression entre les sorties de fluide, lesdites sorties étant respectivement reliées à une première et une deuxième rampe d’injection de chambre de combustion de turbomachine. Le contrôle de la conception du distributeur, notamment s’agissant de la forme, des dimensions et de l’agencement de la chambre et des orifices, permet de garantir une loi de pression en fonction du débit de fluide qui ait la forme d’une hystérésis à l’entrée des rampes d’injection. En outre, le dimensionnement de la restriction hydraulique, notamment s’agissant de sa perméabilité, permet d’ajuster le débit de bascule du distributeur, sans avoir à revoir toute la conception du distributeur.

[0022] L’ensemble selon l’invention peut en outre comprendre les caractéristiques suivantes :

[0023] · la pluralité d’orifices comprend :

• un premier orifice débouchant dans l’enceinte et en communication fluidique avec l’entrée de fluide, • un deuxième orifice débouchant dans l’enceinte et en communication fluidique d’une part avec l’entrée de fluide et d’autre part avec la première sortie de fluide, • un troisième orifice débouchant dans l’enceinte et en communication fluidique avec l’entrée de fluide, • un quatrième orifice débouchant dans l’enceinte et en communication fluidique avec la deuxième sortie de fluide, et • un cinquième orifice débouchant dans l’enceinte, et en communication fluidique d’une part avec la deuxième sortie de fluide, et d’autre part avec la portion d’enceinte, et [0024] le tiroir comprend une deuxième chambre en communication fluidique avec la première chambre par l’intermédiaire du circuit de communication fluidique, la première restriction étant disposée entre la première chambre et la deuxième chambre, [0025] · il comprend une deuxième restriction hydraulique disposée entre le premier orifice et le deuxième orifice, et dimensionnée pour ajuster l’évolution de la différence de pression entre une première valeur de différence de pression stabilisée et une deuxième valeur de différence de pression stabilisée, • il comprend une troisième restriction hydraulique disposée entre le premier orifice et le troisième orifice, et dimensionnée pour adapter un débit de rebascule de la différence de pression, • les orifices sont ménagés au niveau de la surface intérieure du corps, • les chambres sont ménagées au niveau d’une surface extérieure du tiroir, • la portion d’enceinte est en communication fluidique avec la deuxième sortie de fluide, le distributeur comprenant une quatrième restriction hydraulique disposée entre la portion d’enceinte et la deuxième sortie de fluide, • chaque restriction hydraulique est commandable, • chaque restriction hydraulique comprend un diaphragme et/ou un gicleur, • il comprend en outre un clapet d’isolement disposé entre un sommet du corps et un sommet du tiroir, et adapté pour assurer l’étanchéité de l’enceinte lorsque le débit de fluide est suffisamment faible, et • le tiroir est constitué de plusieurs éléments mobiles, accolés les uns aux autres, et présentant des surfaces extérieures usinées de sorte à ce que la mise en contact desdits éléments mobiles forme le tiroir.

[0026] L’invention porte également sur une turbomachine comprenant :

[0027] · une chambre de combustion comprenant une première et une deuxième rampe d’injection, chacune comprenant des buses d’injection de fluide, • une pompe configurée pour délivrer le débit de fluide, et • un distributeur tel que précédemment décrit, [0028] l’entrée de fluide étant en communication fluidique avec la sortie de la pompe, et chacune des rampes d’injection étant en communication fluidique avec une sortie de fluide.

[0029] DESCRIPTIF RAPIDE DES FIGURES [0030] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d’exemple non limitatif et sur lesquels :

[0031] [fig.l] [0032] · la figure 1 illustre schématiquement les principaux composants d’une tur5 [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] bomachine, [fig-2] • la figure 2 illustre schématiquement un circuit d’alimentation d’une chambre de combustion de turbomachine, [fig.3] • la figure 3 illustre une loi reliant la différence de pression entre deux rampes d’injection d’une chambre de combustion de turbomachine en fonction du débit de carburant au sein du circuit d’alimentation de ladite chambre de combustion, [fig.4a] • la figure 4a illustre une première alternative d’un premier mode de réalisation d’un exemple de distributeur selon l’invention, [fig.4b] • la figure 4b illustre une deuxième alternative d’un premier mode de réalisation d’un exemple de distributeur selon l’invention, [fig.4c] • la figure 4c illustre une troisième alternative d’un premier mode de réalisation d’un exemple de distributeur selon l’invention, et [fig.5] • la figure 5 illustre un second mode de réalisation d’un exemple de distributeur selon l’invention.

Description des modes de réalisation

En référence aux figures, on va maintenant décrire un système de distribution d’un circuit d’alimentation de chambre de combustion de turbomachine.

En référence aux figures 1 et 2, une turbomachine 10 comporte classiquement une entrée d’air 11, un compresseur 13, une chambre de combustion 15, une turbine 17, et une éjection d’air 19. L’air pénétrant par l’entrée d’air 11 est compressé au sein du compresseur 13, puis mélangé à du carburant avant d’être enflammé dans la chambre de combustion 15. L’énergie de l’explosion est récupérée par détente des produits de combustion dans la turbine 17, lesdits produits étant ensuite évacué par l’éjection d’air 19.

La chambre de combustion 15 comprend généralement une pluralité de premières buses d’injection 151, et une pluralité de deuxièmes buses d’injection 153, la plupart du temps rassemblées en une première 151 et une deuxième 153 rampe d’injection. Ces buses 151, 153 sont configurées pour alimenter la chambre de combustion 15 en carburant conformément à la puissance de turbomachine 10 requise. Elles dispersent le carburant sous forme de gouttelettes se mélangeant intiment à l’air comprimé. Les propriétés de dispersion des buses 151, 153, comme la fréquence de dispersion ou la taille des gouttelettes, sont notamment déterminées par la pression de carburant à l’entrée de ces buses 151, 153.

[0048] La forme et la répartition des rampes d’injection varient d’une turbomachine à l’autre. A titre d’exemple non limitatif, on trouve des chambres de combustion dites giratoires, présentant une forme substantiellement torique, de sorte à entretenir un mouvement annulaire de l’air comprimé, autour d’un axe longitudinal de turbomachine. Dans de telles chambres, la première et la deuxième rampe d’injection sont réparties de manière circonférentielle autour de l’axe de turbomachine. Les premières buses d’injection peuvent par exemple être mécaniques, et les deuxièmes buses d’injection être aérodynamiques.

[0049] Comme visible plus précisément sur la figure 2, la chambre de combustion 15 est alimentée en carburant au moyen d’un circuit d’alimentation 20 comportant un réservoir 21, une pompe 23, et un distributeur 1 reliés entre eux par un ou plusieurs conduits, le distributeur 1 étant disposé entre la pompe 23 et les rampes d’injection 151, 153.

[0050] Toujours en référence à la figure 2, le distributeur 1 est configuré pour fournir du carburant à chacune des premières 151 et deuxièmes 153 buses d’injection suivant une loi de distribution en pression P contrôlée par le débit de carburant Q injecté dans le circuit 20 par la pompe 23. Pour ce faire, le distributeur 1 possède une entrée de fluide 2 reliée à la sortie de la pompe 23, une première sortie de fluide 4 reliée à la première rampe d’injection 151, et une deuxième sortie de fluide 6 reliée à la deuxième rampe d’injection 153.

[0051] Cette loi de pression prend la forme d’une hystérésis, comme illustré sur la figure 3.

[0052] A partir d’un débit d’alimentation Q en entrée de fluide 2 nul, puis croissant tant que le débit Q est inférieur à un débit de bascule Ql, la différence de pression ΔΡ entre l’entrée de la première 151 et de la deuxième 153 rampe d’injection croît, puis est maintenue à un niveau stable, compris entre une première pression stabilisée P _a et une deuxième pression stabilisée P _b . Une fois le débit de bascule Ql atteint, et pour tout débit d’alimentation Q supérieur au débit de bascule Ql, la pression à l’entrée de la première rampe d’injection 151 est substantiellement la même que la pression à l’entrée de la deuxième rampe d’injection 153, c’est-à-dire que la différence de pression ΔΡ est nulle.

[0053] Le débit d’alimentation Q décroissant depuis un débit supérieur au débit de bascule Ql jusqu’à un débit de rebascule Q2 inférieur au débit de bascule Ql, la pression à l’entrée de la première rampe d’injection 151 est substantiellement la même que la pression à l’entrée de la deuxième rampe d’injection 153, c’est-à-dire que la différence de pression ΔΡ est nulle. Une fois le débit de rebascule Q2 atteint, et jusqu’à un débit d’alimentation Q nul, la pression à l’entrée de la première rampe d’injection 151 est maintenue supérieure à la pression à l’entrée de la deuxième rampe d’injection 153, la différence de pression ΔΡ étant décroissante.

[0054] Au démarrage, il peut en effet être nécessaire de déséquilibrer le comportement des premières 151 et deuxièmes 153 buses d’alimentation, de sorte à favoriser l’allumage de la chambre de combustion 15. C’est la raison pour laquelle la différence de pression ΔΡ est maintenue positive entre les premières 151 et deuxièmes 153 buses d’alimentation, le débit Q étant croissant.

[0055] Ce déséquilibre n’est cependant pas favorable à la croisière, car il pourrait mener à l’apparition de points chauds au sein de la chambre de combustion 15. Le déséquilibre doit donc être coupé à partir du débit de bascule Ql.

[0056] Lors de l’arrêt, il est impératif de conserver la même pression d’alimentation entre les premières 151 et deuxièmes buses 153 d’alimentation, et ce que quel que soit le débit Q, afin d’éviter la cokéfaction des buses 151, 153. Le débit Q décroissant, le distributeur 1 ne doit donc pas à renouveau créer un déséquilibre au passage du débit de bascule Ql, mais au débit de rebascule Q2, inférieur à Ql.

[0057] Un distributeur à bascule 1 configuré pour remplir ces fonctions va maintenant être décrit plus en détails.

[0058] Dans tout ce qui suit, on définit l’amont et l’aval par rapport à l’écoulement d’un fluide traversant le distributeur 1 depuis l’entrée de fluide 2, en direction de l’une ou l’autre des sorties de fluide 4, 6. Plus précisément sur les figures, l’amont d’un élément se situe à la gauche de cet élément, et l’aval à la droite dudit élément.

[0059] Le distributeur 1 se présente sous la forme d’un système hydromécanique comprenant :

[0060] · un corps 3 comprenant une surface intérieure 31 définissant une enceinte 33, et une pluralité d’orifices 331, 332, 333, 334, 335 débouchant dans l’enceinte 33, • un élément appelé tiroir 5, s’étendant à l’intérieur de l’enceinte 33, mobile par rapport au corps 3, et comprenant une pluralité de chambres 551, 553 débouchant également dans l’enceinte 33, un circuit de communication fluidique 520 s’étendant à partir d’une première chambre 551, • un composant 7 configuré pour exercer une force de type élastique sur le tiroir 5.

[0061] Les orifices 331, 332, 333, 334, 335 sont pratiqués au niveau de la surface intérieure 31 du corps 3 et présentent un agencement, une largeur, une circonférence et une profondeur variables.

[0062] Les chambres 551, 552 sont pratiquées au niveau de la surface extérieure 51 du tiroir 5, et présentent un agencement, une largeur, une circonférence et une profondeur variables.

[0063] Dans la suite, comme illustré schématiquement sur les figures 4a, 4b, 4c et 5, on va décrire un distributeur 1 comprenant un corps 3 de forme quelconque dont Γenceinte 33 est cylindrique de révolution autour d’un axe de symétrie X-X, et présente un contour 35, un sommet 37 et un fond 39. Une section orthogonale de l’enceinte 33 est de forme substantiellement rectangulaire, les longueurs du rectangle correspondant au contour 35, les largeurs correspondant au sommet 37 et au fond 39.

[0064] Le tiroir 5 est un élément venu de matière, présentant une forme complémentaire de l’enceinte 33, et étant mobile en translation le long de l’axe de symétrie X-X de l’ensemble formé par le corps 3 et le tiroir 5. Ceci n’est cependant pas limitatif, puisque la surface intérieure 31 du corps 3 et la surface extérieure 51 du tiroir 5 peuvent présenter n’importe que forme, complémentaires ou non, tant que la mobilité du tiroir 5 à l’intérieure de l’enceinte 33 est autorisée. Par ailleurs, le tiroir 5 peut également être mobile en rotation autour de l’axe de symétrie X-X, et être cylindrique de révolution autour de l’axe de symétrie X-X. Enfin, comme visible sur les figures 4b et 4c, le tiroir 5 peut être constitué de plusieurs éléments mobiles 50, 52, 54 (respectivement deux pour la figure 4b, et trois pour la figure 4c), accolés les uns aux autres, et présentant des surfaces extérieures 51 usinées de sorte à ce que la mise en contact desdits éléments mobiles 50, 52, 54 forme le tiroir 5 muni de ses chambres 551, 552. Cette constitution modulaire du tiroir 5 permet d’en faciliter la fabrication, mais également d’améliorer la modularité. En outre, dans un tel mode de réalisation modulaire du tiroir 5, le circuit hydraulique dans lequel est intégré le distributeur 1 garantit l’équilibre entre les forces de pression et la force du composant élastique 7, assurant ainsi le contact entre les différents éléments mobiles 50, 52, 54.

[0065] Le composant élastique 7 se présente sous la forme d’un ressort de rappel relié d’une part au fond 39 de l’enceinte 33, et d’autre part au fond 59 du tiroir 5, de sorte à exercer une contrainte longitudinale forçant la translation du tiroir 5 dans une direction donnée. Comme illustré sur la figure 4a, dans le cas d’espèce, un mouvement de compression du ressort 7 s’effectue par une translation du tiroir vers la droite, tandis que le ressort 7 exerce une contrainte tendant à repousser le tiroir 5 vers la gauche. Alternativement, le composant élastique 7 peut prendre n’importe quelle forme connue de l’homme de l’art, qui permette d’exercer une contrainte conforme au mouvement du tiroir 5 par rapport au corps 3. Ainsi, dans le cas où le tiroir 5 est mobile en rotation autour de l’axe de symétrie X-X, le ressort 7 peut être de torsion, et exercer une contrainte élastique de torsion selon le mouvement de rotation du tiroir 5.

[0066] Un premier orifice 331 est pratiqué au niveau du sommet 37 de l’enceinte 33.

D’autres orifices 332, 333, 334, 335, sont pratiqués circonférentiellement au niveau du contour 35 de l’enceinte 33 et présentent tous la même forme, de section substan9 [0067] [0068] [0069] [0070] [0071] [0072] [0073] [0074] [0075] [0076] tiellement trapézoïdale.

Les chambres 551, 552 sont pratiquées circonférentiellement au niveau de la surface extérieure 51 du tiroir 5 et présentent toutes la même forme, de section substantiellement rectangulaire.

Plus précisément, le corps 3 comprend quatre orifices 332, 333, 334, 335 au niveau du contour 35 de l’enceinte 33, et le tiroir 5 comprend deux chambres 551 et 552.

Ceci n’est cependant pas limitatif, puisque le nombres d’orifices et de chambres, la forme et les dimensions qu’ils présentent, et leurs agencements au niveau des surfaces intérieure 31 et extérieure 51 du corps 3 et du tiroir 5, sont autant de paramètres ajustables par l’homme de l’art en vue de remplir les fonctions décrites pour le distributeur 1.

Comme illustré schématiquement sur la figure 4a, les orifices 331, 332, 333, 334, 335 sont en communication fluidique avec le circuit d’alimentation 20 de la chambre de combustion 15 comme suit :

• le premier orifice 331 avec l’entrée de fluide 2, • un deuxième orifice 332 d’une part avec le premier orifice 331, et d’autre part avec la première sortie de fluide 4, • un troisième orifice 333 avec le premier orifice 331, • un quatrième orifice 334 avec la deuxième sortie de fluide 6, • un cinquième orifice 335 d’une part avec la deuxième sortie de fluide 6, et d’autre part avec la portion d’enceinte 337 au sein duquel s’étend le ressort 7.

Dans ce mode de réalisation, les chambres 551, 552 sont en communication fluidique par l’intermédiaire du circuit de communication fluidique 520.

Avantageusement, la communication fluidique est permise par des circuits fluidiques intégrés au corps 3.

De manière avantageuse, la portion d’enceinte 337 au sein duquel s’étend le ressort 7 contient du fluide.

Comme visible sur la figure 4, la taille et la disposition des chambres et des orifices permet de définir un ensemble de longueurs de couvrement Ll, L2, L3, L4 comprenant :

• une première longueur de couvrement Ll correspondant à la distance séparant l’extrémité amont du deuxième orifice 332 du sommet 57 du tiroir, • une deuxième longueur L2 de couvrement correspondant à la distance séparant l’extrémité amont de la première chambre 551 de l’extrémité aval du troisième orifice 333, • une troisième longueur L3 de couvrement correspondant à la distance séparant l’extrémité amont du quatrième orifice 334 de l’extrémité aval de la première chambre 551, et [0077] [0078] [0079] [0080] [0081] [0082] [0083] [0084] [0085] • une quatrième longueur L4 de couvrement correspondant à la distance séparant l’extrémité aval de la deuxième chambre 552 de l’extrémité amont du cinquième orifice 335.

En fonctionnement, ces longueurs de couvrement Ll, L2, L3, L4 sont amenées à évoluer, suivant la position du tiroir 5 à l’intérieur de l’enceinte 33. On parle de découvrement lorsqu’une chambre et un orifice sont mis en communication fluidique. Dans ce cas, la longueur de découvrement est arbitrairement considérée comme positive. On parle de recouvrement lorsqu’une chambre et un orifice ne sont pas mis en communication fluidique. Dans ce cas la longueur de recouvrement est arbitrairement considérée comme négative. Les longueurs de recouvrement/découvrement constituent des paramètres déterminants dans la conception du distributeur 1 afin de contrôler la loi de pression à l’entrée des rampes d’injection. Comme visible sur la figure 4a, les longueurs de couvrement dépendent de la taille, de la forme et de l’agencement des chambres et orifices de distributeur 1.

Comme visible sur la figure 4a, de manière avantageuse, le distributeur est conçu de sorte à ce que, lorsque la quatrième longueur de couvrement L4 est nulle, la première Ll et la troisième L3 longueur de couvrement sont négatives, et la deuxième longueur de couvrement L2 est positive. De plus, en valeur absolue, la première longueur Ll est supérieure à la troisième longueur L3, elle-même étant en valeur absolue supérieure à la deuxième longueur L2.

Le distributeur 1 peut également comprendre un ensemble de restrictions fluidiques 81, 82, 83, 84 disposées entre différents éléments en communication fluidiques.

Par restriction hydraulique, on comprend un élément disposé au sein d’un circuit fluidique, comme par exemple un gicleur ou un diaphragme, configuré pour relier la différence de pression à l’amont et à l’aval dudit élément au débit de fluide le traversant, suivant la loi suivante :

[Math.l]

Q F amont ~ ^aval) ·>

où F est appelée perméabilité de la restriction.

Les restrictions 81, 82, 83, 84, et plus précisément leur perméabilité F, peuvent être commandables, commande par exemple au moyen d’une commande électrique, de sorte à contrôler la loi de restriction hydraulique.

En référence à la figure 4a, Le distributeur 1 comprend :

• une première restriction 81 disposée en aval de la première chambre 551, • une deuxième restriction 82 disposée entre le premier orifice 331 et le deuxième orifice 332, • une troisième restriction 83 disposée entre le premier orifice 331 et le troisième orifice 333, • une quatrième restriction 84 disposée entre la portion d’enceinte 337 au sein de laquelle s’étend le ressort 7, et la deuxième sortie de fluide 6.

[0086] Ceci n’est cependant pas limitatif, puisque le distributeur 1 peut comprendre une seule ou une combinaison de ces restrictions 81, 82, 83, 84, en fonction des propriétés de distributeur 1 recherchées. Avantageusement, dans le mode de réalisation illustré en figure 4a, la première restriction 81 est disposée entre la première 551 et la deuxième chambre 553.

[0087] Dans un second mode de réalisation, comme visible sur la figure 5, le corps ne comprend que quatre orifices 331, 332, 333, 334. Dans ce mode de réalisation, le tiroir 5 ne comprend qu’une chambre 551. Dans ce mode de réalisation, le circuit de communication fluidique 520 s’étend, au sein du tiroir 5, depuis la chambre 551 jusqu’à un point de la surface extérieure 51 du tiroir 5. La première restriction 81 est alors disposée sur ce circuit de communication fluidique 520 entre la chambre 551 et la surface extérieure 51 du tiroir 5. De plus, la troisième longueur de couvrement L3 est supprimée, et on redéfinit la quatrième longueur de couvrement L4 comme la distance séparant l’extrémité amont du quatrième orifice 334 de l’extrémité de circuit de communication fluidique 520 débouchant au niveau de la surface extérieure 51 du tiroir 5.

[0088] Avantageusement, quel que soit le mode de réalisation, le tiroir 5 est muni, au niveau de son sommet 57, d’un clapet d’isolement 9, par exemple un joint isolant, assurant l’étanchéité de l’enceinte 33 lorsque le débit d’entrée est nul, ou suffisamment faible, de sorte à ce que le tiroir 5 ne se déplace pas vers la droite.

[0089] Un mode de fonctionnement privilégié du distributeur 1 selon le premier mode de réalisation va à présent être détaillé. Le mode de fonctionnement du distributeur 1 selon le second mode de réalisation est substantiellement similaire et se déduit logiquement du mode de fonctionnement privilégié à présent détaillé.

[0090] Le fonctionnement du distributeur 1 permet de garantir une loi de la différence de pression ΔΡ entre l’entrée de la première 151 et de la deuxième 153 rampe d’injection qui présente une forme d’hystérésis, comme illustré sur la figure 3. Pour cela, en fonctionnement, le distributeur 1 reçoit, au niveau de l’entrée de fluide 2, un débit d’alimentation Q en provenance de la pompe 23 du circuit d’alimentation 20. En fonction de la valeur du débit Q, le tiroir 5 se déplace à l’intérieur de l’enceinte 33 du corps 3 de sorte à découvrir et/ou recouvrir les longueurs de couvrement. Ce fonctionnement assure un passage du fluide à travers le distributeur 1 suivant des chemins fluidiques qui dépendent du débit Q. En fonction des chemins empruntés, la pression au niveau de la première 4 et de la deuxième 6 sortie de fluide évolue, ce qui assure le fonctionnement en hystérésis.

[0091] Le fonctionnement du distributeur 1 s’articule autour de cinq états principaux, le dis tributeur 1 passant successivement d’un état à un autre, en fonction du débit Q au niveau de l’entrée 2 de fluide.

[0092] Le premier état correspond à un fonctionnement pré-bascule initial, au démarrage de la turbomachine. Le débit Q au niveau de l’entrée de fluide 2 est croissant en vue de chauffer progressivement la chambre de combustion 15. Le débit Q reste par ailleurs inférieur à un débit de stabilisation Q _stab . La première Ll, la troisième L3, et la quatrième longueur L4 de couvrement sont négatives, et la deuxième longueur de couvrement L2 est positive. L’augmentation progressive du débit Q pousse le tiroir 5 de sorte à diminuer progressivement la valeur absolue de la quatrième longueur de couvrement L4. Le fluide circule alors du premier orifice 331 vers le troisième orifice 333, lui-même en communication fluidique avec la première chambre 551. Le fluide circule également du premier orifice 331 vers le deuxième orifice 332. Tout le fluide est ainsi dirigé vers la première sortie de fluide 4. La pression à la première sortie de fluide 4 augmente donc progressivement au fur et à mesure de la croissance du débit Q , tandis que la pression à la deuxième sortie de fluide 6 est constante, le débit de fluide au niveau de la deuxième sortie de fluide 6 étant nul.

[0093] Le second état correspond au fonctionnement pré-bascule stabilisé. Cet état se déclenche lorsque la quatrième longueur de couvrement L4 devient positive. Le débit Q continue à croître progressivement au niveau de l’entrée de fluide 2, tout en restant inférieur à un débit Q1 de bascule. Dans cet état, une partie du fluide circule vers la première sortie de fluide 4 en empruntant le même chemin fluidique que celui décrit pour le premier état. Une autre partie de fluide circule de la première chambre 551 vers la deuxième chambre 552, puis de la deuxième chambre 552 vers la deuxième sortie de fluide 6 en passant par le cinquième orifice 335. Il résulte de cette circulation répartie depuis l’entrée de fluide 2 vers l’une ou l’autre des sorties 4, 6 de fluide que la différence de pression ΔΡ entre la première 4 et la deuxième 6 sortie de fluide se stabilise dans un intervalle compris entre une première valeur de différence de pression stabilisée P _a et une deuxième valeur de différence de pression stabilisée P _b , la deuxième valeur P _b correspondant au débit de bascule Ql. Par ailleurs, la deuxième valeur P _b est alternativement supérieure, ou inférieure à la première valeur P _a. Avantageusement, le contrôle de la perméabilité F de la deuxième restriction 82 permet d’ajuster l’évolution de la différence de pression ΔΡ entre la première valeur de différence de pression stabilisée P _aet deuxième valeur de différence de pression stabilisée P _b , le débit Q en entrée de fluide 4 étant croissant.

[0094] Le troisième état correspond à la bascule du distributeur 1, au moment où le débit Q atteint la valeur du débit de bascule Ql. En effet, dans le deuxième état, lorsque le débit Q augmente, les pertes de charge au travers de la deuxième 82 et de la troisième 83 restriction augmentent. La différence de pression entre le sommet 57 et le fond 59 du tiroir 5 augmente donc également. Par conséquent, le débit Q croissant, la position d’équilibre du tiroir 5 s’obtient pour un mouvement vers la droite de plus en plus important. Dans ce mouvement, la valeur absolue de la quatrième longueur de couvrement L4 augmente, mais la valeur absolue de la deuxième longueur de couvrement L2 diminue. Cette évolution induit une augmentation des pertes de charges, et par suite une augmentation des efforts de pression aux extrémités 57, 59 du tiroir 5. Cette évolution va donc dans le sens d’un déplacement divergent du tiroir 5 vers la droite. Il vient en effet un point de divergence où un infime mouvement de translation du tiroir 5 vers la droite engendre une augmentation des efforts fluidiques vers la droite qui ne sont pas compensées par la contrainte exercée par le ressort de rappel 7. Le troisième état est donc un état transitoire divergent du deuxième au quatrième état. Une première partie du fluide circule alors du premier orifice 331 à la première sortie de fluide 4 via le deuxième orifice 332, tandis qu’une deuxième partie de fluide circule du premier orifice 331 à la deuxième sortie de fluide 6 via le deuxième orifice 332, puis la première chambre 551, puis la deuxième chambre 552, et enfin via le quatrième orifice 334. Par ailleurs, le déplacement du tiroir 5 vers la droite entraîne l’expulsion de fluide stocké au niveau de la portion d’enceinte 337 au sein de laquelle s’étend le ressort 7. Ce fluide circule alors à travers la quatrième restriction 84 et est évacué par la deuxième sortie de fluide 6. Il n’y a donc pas d’interruption du débit vers la première 4 et la deuxième 6 sortie de fluide lors de la bascule. Avantageusement, le contrôle de la perméabilité F de la première restriction 81 permet d’ajuster la valeur du débit de bascule Ql.

[0095] Le quatrième état correspond au fonctionnement post-bascule. Il se décompose en deux-sous états suivant que le débit Q est croissant, ou décroissant, le débit Q étant supérieur au débit de rebascule Q2. Dans chacun de ces deux sous-états, la première Ll, la troisième L3 et la quatrième longueur L4 de couvrement sont positives, tandis que la deuxième longueur de couvrement L2 est négative. Dans ce cas, une première partie de fluide circule du premier orifice 331 vers la première sortie de fluide 4 via le deuxième orifice 332, et une deuxième partie de fluide circule du premier orifice 331 vers la deuxième sortie de fluide 6 via le deuxième orifice 332 puis la première chambre 551 et le troisième orifice 333. Avantageusement, une troisième partie de fluide circule de la première chambre 551 à la deuxième chambre 552, puis à travers le cinquième orifice 335 jusqu’à la deuxième sortie de fluide 6. En tout état de cause, les débits au travers des deux sorties de fluides 4, 6 s’équilibrent. Par conséquent la différence de pression ΔΡ à l’entrée des deux rampes d’injection 151, 153 de chambre de combustion 15 est nulle.

[0096] Dans le cas où le débit d’entrée de fluide décroît, par exemple lors de l’extinction de la turbomachine 10, le distributeur 1 ne rebascule pas pour le débit de bascule Ql. En effet, les pertes de charge diminuent à mesure de la décroissance du débit Q. Ceci fait déplacer le tiroir 5 vers la gauche sous la contrainte du ressort 7. La perte de charge par le deuxième gicleur 82 diminue en conséquence. La valeur absolue de la deuxième longueur de couvrement L2 va également diminuer, ce qui va augmenter la perméabilité F du chemin hydraulique reliant l’entrée de fluide 2 à la deuxième sortie de fluide 4 via le deuxième orifice 332, puis la première chambre 551, puis la seconde chambre 552 et enfin le cinquième orifice 335.

[0097] Le cinquième état correspond à la rebascule du distributeur 1, au moment où le débit Q atteint la valeur du débit de rebascule Q2. A mesure de la décroissance du débit Q lors du deuxième-sous-état du quatrième état, il vient un point de divergence où l’augmentation de la perméabilité F par la réduction de la valeur absolue de la deuxième longueur de recouvrement L2 engendre un mouvement irréversible du tiroir 5 vers la gauche. Ce mouvement ne s’arrête que lorsque le distributeur 1 rebascule dans le premier état. Avantageusement, adapter la perméabilité F de la deuxième restriction hydraulique 82 permet donc d’ajuster le débit de rebascule Q2. L’alimentation des deux rampes d’injection 151, 153 est donc équivalente durant toute la procédure d’extinction du moteur, ce qui limite l’apparition de points chauds, et du phénomène de cokéfaction.

Claims (1)

1. [Revendication 1] [Revendication 2]

   Revendications

   Distributeur à bascule (1) configuré pour relier une entrée de fluide (2) alternativement à une première sortie de fluide (4), ou à une première (4) et une deuxième (6) sortie de fluide, de sorte à assurer une évolution de la différence de pression (ΔΡ) entre la première (4) et la deuxième (6) sortie de fluide en fonction d’un débit de fluide (Q) à l’entrée de fluide (2), de sorte que ladite différence de pression (ΔΡ) ait une forme d’hystérésis, le distributeur (1) comprenant :

   - un corps (3) comprenant :

   * une surface intérieure (31) définissant une enceinte (33), et * une pluralité d’orifices (331, 332, 333, 334, 335) débouchant dans l’enceinte (33),

   - un tiroir (5) mobile à l’intérieur de l’enceinte (33) sous l’action du débit de fluide (Q), comprenant une première chambre (551) de laquelle s’étend un circuit de communication fluidique (520),

   - des moyens de rappel élastique (7) s’étendant à l’intérieur d’une portion (337) de l’enceinte (33), reliés d’une part au corps (3) et d’autre part au tiroir (5), et adaptés pour exercer sur le tiroir (5) une contrainte opposée à l’action du débit de fluide (Q), caractérisé en ce qu’une première restriction hydraulique (81) est disposée sur le circuit de communication fluidique (520) en aval de la première chambre (551) par rapport au sens d’écoulement du fluide, ladite première restriction hydraulique (81) étant dimensionnée pour adapter un débit de bascule (Ql) de la différence de pression (ΔΡ). Distributeur (1) selon la revendication 1, dans lequel :

   - la pluralité d’orifices (331, 332, 333, 334, 335) comprend :

   * un premier orifice (331) débouchant dans l’enceinte (33) et en communication fluidique avec l’entrée de fluide (2), * un deuxième orifice (332) débouchant dans l’enceinte (33) et en communication fluidique d’une part avec l’entrée de fluide (2) et d’autre part avec la première sortie de fluide (4), * un troisième orifice (333) débouchant dans l’enceinte (33) et en communication fluidique avec l’entrée de fluide (2), * un quatrième orifice (334) débouchant dans l’enceinte (33) et en communication fluidique avec la deuxième sortie de fluide (6), et * un cinquième orifice (335) débouchant dans l’enceinte (33), et en communication fluidique d’une part avec la deuxième sortie de fluide

   (6), et d’autre part avec la portion d’enceinte (337), et - le tiroir (5) comprend une deuxième chambre (552) en communication fluidique avec la première chambre (551) par l’intermédiaire du circuit de communication fluidique (520), la première restriction (81) étant disposée entre la première chambre (551) et la deuxième chambre (552). [Revendication 3] Distributeur (1) selon la revendication 2, comprenant une deuxième restriction hydraulique (82) disposée entre le premier orifice (331) et le deuxième orifice (332), et dimensionnée pour ajuster l’évolution de la différence de pression (ΔΡ) entre une première valeur de différence de pression stabilisée (P_a) et une deuxième valeur de différence de pression stabilisée (P_b). [Revendication 4] Distributeur (1) selon l’une des revendications 2 ou 3, comprenant une troisième restriction hydraulique (83) disposée entre le premier orifice (331) et le troisième orifice (333), et dimensionnée pour adapter un débit de rebascule (Q2) de la différence de pression (ΔΡ). [Revendication 5] Distributeur (1) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel les orifices (331, 332, 333, 334, 335) sont ménagés au niveau de la surface intérieure (31) du corps (3). [Revendication 6] Distributeur (1) selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel les chambres (551, 552) sont ménagées au niveau d’une surface extérieure (51) du tiroir (5). [Revendication 7] Distributeur (1) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la portion d’enceinte (337) est en communication fluidique avec la deuxième sortie de fluide (6), le distributeur (1) comprenant une quatrième restriction hydraulique (84) disposée entre la portion d’enceinte (337) et la deuxième sortie de fluide (6). [Revendication 8] Distributeur (1) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel chaque restriction hydraulique (81, 82, 83, 84) est commandable. [Revendication 9] Distributeur (1) selon l’une revendications 1 à 8, dans lequel chaque restriction hydraulique (81, 82, 83, 84) comprend un diaphragme et/ou un gicleur. [Revendication 10] Distributeur (1) selon l’une des revendications 1 à 9, comprenant en outre un clapet d’isolement (9) disposé entre un sommet (37) du corps (3) et un sommet (57) du tiroir (5), et adapté pour assurer l’étanchéité de l’enceinte (33) lorsque le débit de fluide (Q) est suffisamment faible. [Revendication 11] Distributeur selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel le tiroir (5) est constitué de plusieurs éléments mobiles (50, 52, 54), accolés les uns aux autres, et présentant des surfaces extérieures (51) usinées de

   sorte à ce que la mise en contact desdits éléments mobiles (50, 52, 54) forme le tiroir (5).

   [Revendication 12] Turbomachine comprenant :

   - une chambre de combustion (15) comprenant une première (151) et une deuxième (153) rampe d’injection, chacune comprenant des buses d’injection de fluide,

   - une pompe (23) configurée pour délivrer le débit de fluide (Q), et

   - un distributeur (1) selon l’une des revendications 1 à 11,

   - l’entrée de fluide (2) étant en communication fluidique avec la sortie de la pompe (23), et chacune des rampes d’injection (151, 153) étant en communication fluidique avec une sortie de fluide (4, 6).