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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS AUXDISPOSITIFS POUR COMBUSTIBLE
POUR MOTEURS A TURBINES A GAZ OU ANALOGUES. '
Cette invention est relative aux dispositifs pour combustible pour moteurs à turbines à gaz et elle concerne le contrôle de l'alimentation en combustible des systèmes multiples d'injecteurs de combustible, dans l'appa- reillage de combustion de tels moteurs.
L'invention est applicable aux systèmes d'injecteurs de combusti- ble utilisés dans l'appareillage principal de combustion du moteur, c'est-à- dire l'appareillage recevant l'air fourni par le compresseur et duquel les produits de la combustion passent vers un système de turbine,, et elle est aus- si applicable à l'appareillage auxiliaire de combustion tel qu'il est utilisé pour chauffer les gaz d'échappement d'un système de turbineo Dans la derniè- re application, les gaz d'échappement, quand ils sont chauffés par un tel ap- pareillage auxiliaire de combustion, peuvent être amenés à un second système de turbine ou peuvent passer dans l'atmosphère par une tuyère, la poussée pro- pulsive obtenue par le jet étant augmentée par le chauffage effectué dans l'ap- pareillage auxiliaire de combustion.
Conformément à la présente invention, dans un dispositif pour com- bustible pour l'alimentation'en combustible d'un appareillage de combustion d'un moteur à turbine à gaz du type comprenant un ou plusieurs injecteurs prin- cipaux de combustible et un injecteur secondaire de combustible, disposé de manière que la flamme produite par la combustion du combustible secondaire a- morce la combustion du combustible des injecteurs de combustible principaux, il existe un dispositif de contrôle de l'alimentation en combustible compre- nant un élément sensible à.
la température, situé de manière à être soumis à une élévation de température causée par la combustion du combustible fourni par l'injecteur secondaire, et un système de valves disposé pour être comman- dé par l'élément sensible à la température, décelant une élévation de tempé- rature telle que l'alimentation en combustible du ou des injecteurs princi- paux soit permise.
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L'adoption de l'invention garantit que le combustible ne peut être fourni au ou auxdits injecteurs principaux que lorsque ledit élément sen- sible à la température est soumis à une température élevée due à la combustion du combustible fourni par l'injecteur secondaire et, par conséquent, que lors- qu'il existe une flamme pour allumer l'alimentation principale du combustible.
L'invention a une application importante dans l'appareillage de combustion auxiliaire pour le chauffage des gaz d'échappement d'un système.de turbine où il est désirable de garantir que le combustible ne sera pas fourni par les injecteurs principaux dans l'appareillage de combustion auxiliaire, à moins que l'allumage de celui-ci ne puisse être assuré. Les difficultés que l'on a rencontrées pour l'allumage du combustible introduit dans un courant de gaz à grande vitesse, tel qu'il existe habituellement dans l'appareillage de combustion auxiliaire, sont évitées par une disposition conforme à cette in- vention, c'est-à-dire que le combustible principal ne peut être amené à l'ap- pareillage de combustion auxiliaire que lorsque l'allumage du combustible fourni par le gicleur secondaire a été effectué.
L'élément sensible à la température peut être disposé directement pour contrôler l'alimentation en combustible des injecteurs principaux, par exemple en effectuant, en décelant une élévation de la température, l'ouver- ture d'une valve de contrôle dans la tuyauterie de combustible vers le ou les injecteurs principaux, grâce à un mécanisme approprié.
En variante,quand l'invention est utilisée avec un appareillage de combustion auxiliaire, on préfère s'arranger pour que l'alimentation en combustible du ou des injecteurs principaux dépende d'une manoeuvre en rapport avec l'emploi de l'appareillage auxiliaire, laquelle manoeuvre est déclenchés sous le contrôle de l'élément sensible à la température, décelant une élévation de température causée par la combustion du combustible secondaire.
Par exemple, quand l'appareillage de combustion auxiliaire est em- ployé dans un moteur d'avion à propulsion par réaction, pour augmenter la pous- sée du jet, la mise en service de l'appareillage de combustion auxiliaire né- cessite l'usage d'une section agrandie de la tuyère de réaction et une autre caractéristique de l'invention prévoit, par conséquent, le fait que l'élément sensible à la température, en décelant une élévation de température due à la combustion du combustible fourni par l'injecteur secondaire de combustible, déclenche la manoeuvre d'augmentation de la section d'une tuyère à section va- riable et que la manoeuvre d'augmentation de la section de la tuyère commande l'alimentation en combustible du ou des injecteurs principaux de combustible.
Dans une disposition particulière d'un tel système, le débit du combustible dans les injecteurs principaux est contrôlé, comme il est décrit dans la spécification du brevet balge n 487.044 déposé le 28 janvier 1949, en concordance avec un autre élément sensible à la température, de manière à maintenir une température prédéterminée des gaz passant par la turbine, un tel élément sensible à la température étant situé du côté amont de l'appareillage de combustion auxiliaire.
Ainsi, il résulte de la manoeuvre d'augmentation de la section de la tuyère que la température décelée par l'élément addition- nel sensible à la température est réduite et que, par conséquent, l'alimenta- tion en combustible du ou des injecteurs principaux est accrue pour stabiliser à une valeur choisie la température décelée par l'élément additionnel sensible à la température.
L'élément sensible à la température utilisé dans les sytèmes con- formes à l'invention peut comprendre un thermocouple ou une résistance élec- trique ou un système fonctionnant suivant un changement de l'état physique pro- venant d'une élévation de température, comme, par exemple, un système compre- nant une tige de quartz ou'un équivalent disposé pour commander l'alimentation principale en combustible, par sa dilatation lors d'une élévation de tempéra- ture, ou un système comprenant un liquide qui se tranforme en gaz à une tempé-. rature prédéterminée, modifiant de cette manière une caractéristique électri- que du système.
Un thermocouple ou une résistance peut être associée à un amplifi- cateur électrique pour produire une force électromotrice convenable pour effec-
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tuer le déplacement du système de valves commandant l'alimentation en combus- tible des njecteurs principaux; ou encore, la puissance fournie par un ther- mocouple peut être utilisée directement pour effectuer l'enclenchement d'une source de puissance électrique au moyen d'un relais, tel que, par exemple, un relais polarisé ; on utilise un système comprenant une tige de quartz ou analogue, le système peut être arrangé mécaniquement pour effectuer directe- ment l'enclenchement d'une source de puissance électrique.
Les injecteurs de combustible utilisés dans les systèmes de combus- tible conformes à l'invention peuvent être de n'importe quel type convenable, tels que les injecteurs atomiseurs ou les injecteurs vaporiseurs de combustible, et ils peuvent introduire le combustible vers l'amont ou vers l'aval par rap- port à l'écoulement général du gaz dans l'appareillage de combustion.
Dans certains cas, les injecteurs secondaires et principaux peuvent être de type différent ainsi, un injecteur secondaire du type atomiseur de combustible peut être utilisé en combinaison avec des injecteurs principaux du type vapo- riseur de combustible, la chaleur dégagée par l'injecteur secondaire, en plus de l'allumage du combustible principal, servant à chauffer les tubes vaporiseurs des injecteurs principaux de combustible.,
Quelques dispositifs conformes à cette invention seront maintenant décrits avec référence aux dessins ci-annexés, dans lesquels : la figure 1 illustre un moteur d'avion à turbine à gaz d'une espè- ce dans laquelle du combustible peut être brûlé dans la tuyère d'échappement, pour augmenter la poussée obtenue par le jet propulsif;
la figure 2 illustre un moteur à turbine à gaz dans lequel les gaz d'échappement d'une turbine sont réchauffés avant d'entrer dans une seconde turbine; la figure 3 illustre schématiquement un dispositif de contrôle con- forme à cette invention; la figure 3A illustre une modification du dispositif conforme à la figure 3; la figure 4 illustre une application de l'invention au contrôle le l'alimentation en combustible d'un appareillage de combustion auxiliaire formé par la tuyère d'un moteur à turbine à gaz; la figure 5 illustre une variante du dispositif représenté à la figure 4;
la figure 6 illustre un autre dispositif de contrôle du combusti- ble conforme à cette invention et la figure 7 illustre encore un autre dispositif de contrôle du combustible conforme à cette invention.,
A toutes les figures des dessins, on a utilisé les mêmes numéros de référence pour indiquer les parties équivalentes.
En se référant à la figure 1, on voit un moteur de propulsion à réaction'à turbine à gaz, pouvant être utilisé sur un avion et comprenant un compresseur 10, disposé pour refouler de l'air comprimé à travers une tu- bulure d'alimentation 11, dans une série de chambres de combustion 12, qui sont reliées, à leur sortie, à une turbine 13. Le rotor de la turbine est relié au rotor du compresseur pour entraîner celui-ci par l'intermédiaire d'un arbre (non représenté) et 1-s chambres de combustion 12 sont disposées- en anneau autour de l'arbre.
Les gaz d'échappement de la turbine 13 s'écoulent dans une tuyère 14, ayant, à son extrémité de sortie, un ajutage 15 à section variable, com- prenant avantageusement une paire de segments ajustables 15a, disposés pour pivoter sur une partie fixe 15b de la tuyère, sous le contrôle d'un cylindre 16 à piston plongeur, auquel les segments 15a sont reliés par des tringles 17, de manière que. dans la position représentée, les segments 15a définissent une section minimum de l'ajutage de la tuyère et de manière que, lorsque les seg- ments 15a se retirent, la section de l'ajutage soit augmentée.
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Avec un tel moteur, dans les conditions normales de marche, le com- bustible n'est fourni qu'à l'équipement principal de combustion formé par les chambres de combustion 12. L'alimentation en combustible des chambres princi- pales de combustion 12 se fait par une tubulure secondaire 18 de combustible, ayant une série de branches 19 conduisant aux injecteurs secondaires de com- bustible 20, la tubulure étant alimentée en combustible par un tuyau d'amenée 21 et aussi par une tubulure principale de combustible 22, ayant une série de branches 23, conduisant aux injecteurs principaux de combustible 24, la tubu- lure 22 étant alimentée en combustible par un tuyau d'arrivée 250 Les injec- teurs secondaires 20 et principaux 24 peuvent avoir n'importe quelle forme ap- propriée;
par exemple, ils peuvent être des injecteurs atomiseurs de combusti- ble ou des injecteurs vaporiseurs de combustible et la disposition est telle que le combustible introduit dans les chambres de combustion 12 par les injec- teurs secondaires 20 soit allumé pour produire une flamme qui est employée pour allumer le combustible introduit dans les chambres de combustion 12 par les injecteurs principaux de combustible 24. Dans les conditions normales de mar- che, les segments 15a de l'ajutage 15 se trouvent dans la position illustrée aux dessins, c'est-à-dire dans la position de section minimum de l'ajutage.
Dans certaines conditions, il est désirable d'augmenter la poussée obtenue à partir de la tuyère d'échappement et dans ces conditions, on brûle du combustible dans la tuyère. L'alimentation du combustible dans la tuyère se fait aussi par un agencement d'injecteurs de combustible secondaires et prin- cipaux, tel que, par exemple, celui illustré à la figure 4, la flamme produite par la combustion du combustible fourni aux injecteurs secondaires étant uti- lisée pour allumer le combustible des injecteurs principaux. A la figure 1, le tuyau principal d'alimentation en combustible des injecteurs se trouvant dans la tuyère 14 est indiqué par 26 et le tuyau d'alimentation en combusti- ble secondaire, par 27.
Quand du combustible brûle dans la tuyère 14, les seg- ments 15a de l'ajutage à section variable 15 de la tuyère sont écartés pour donner à l'ajutage sa position de section maximum.
En se référant maintenant à la figure 2, on voit une autre forme de moteur à turbine à gaz avec laquelle l'invention peut être employée. Ce moteur comprend un compresseur 10, qui est représenté comme un compresseur à courant axial, un appareillage principal de combustion.comprenant un anneau de chambres de combustion 12, reliées pour recevoir l'air comprimé du compres- seur 10, une première turbine 13, reliée pour recevoir les gaz chauds des chambres de combustion 12, un appareillage auxiliaire de combustion comprenant un anneau de chambres de combustion 28, reliées pour recevoir les gaz d'échap- pement de la turbine 13, une seconde turbine 29, reliée pour recevoir les gaz d'échappement de l'anneau de chambres de combustion 28, et un assemblage d'é- chappement comprenant une tuyère 30.
Les rotors 13a et 29a des deux turbines sont montés sur un arbre commun 31, qui est relié au rotor 10a du compresseur.
Le compresseur est ainsi entraîné par les turbines. L'appareillage principal de combustion est alimenté en combustible (comme dans le dispositif de turbine à gaz de la figure 1) par des injecteurs secondaires 20 et des injecteurs prin- cipaux 24, et un dispositif similaire d'alimentation en combustible est prévu pour les chambres de combustion 28 de l'appareillage de combustion auxiliaire.
Dans chaque cas, la flamme des injecteurs secondaires 20 est disposée pour al- lumer l'alimentation principale de combustible des injecteurs principaux 24.
Avec le moteur à turbine à gaz de la figure 2, dans les conditions normales de marche, le combustible est uniquement fourni aux chambres de com- bustion principales 12, mais lorsqu'une puissance supplémentaire du moteur est requise, on brûle aussi du combustible dans les chambres de combustion auxi- liaires 28.
Il est désirable que l'alimentation en combustible des injecteurs de combustible principaux de l'appareillage de combustion ne se fasse pas, à moins que l'allumage de l'alimentation principale de combustible ne puisse être assuré, et la présente invention fournit un système d'alimentation en com- bustible des injecteurs de combustible secondaires et principaux, par lequel l'alimentation en combustible des injecteurs principaux n'est permise que lorsque le combustible fourni aux injecteurs secondaires a été enflammé. Par
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conséquent, l'arrivée du combustible aux injecteurs principaux ne peut se faire avant qu'il ne se produise une flamme des injecteurs secondaires pour enflammer le combustible de l'alimentation principale.
Un dispositif d'alimentation en combustible conforme à cette in- vention est illustré à-la figure 3, Le dispositif pour le combustible comprend une pompe de mise sous pression du combustible 32, disposée pour débiter dans une tuyauterie 33, reliée aux tuyaux pilote 21 et principal 25 d'alimentation en combustible, conduisant respectivement dans les tubulures 18 et 22 Le , tuyau 21, conduisant dans la tubulure secondaire 18, possède une valve de con- trôle 34, l'agencement étant tel qu'en ouvrant la valve de contrôle 34, le com- bustible soit admis dans la tubulure secondaire 18 L'alimentation en combus- tible des injecteurs principaux 24 est contrôlée par une valve commandée par un solénoide 35, comprenant une bobine 35b et une valve 35a formant l'armatu- re du solénoïde.
Quand la bobine 35b n'est plus excitée, la valve 35a est dans une position qui empêche l'écoulement du combustible vers les injecteurs principaux 24 et quand la bobine 35b est excitée, la valve 35a est retirée pour permettre au combustible de s'écouler vers les injecteurs de combustible prin- cipaux 24 o @
Un thermocouple 36 est supporté par la paroi d'une chambre de com- bustion dans une position telle que le thermocouple 36 soit sensible à une élé- vation de température due à la combustion u combustibel fourni par l'injec- teur secondaire de combustible 20, associé à cette chambre de combustion. Ce- pendant, si on le désire, des thermocouples peuvent être placés dans chacune d'une série de chambres de combustion.
Le ou les thermocouples sont connectés directement à un relais polarisé 37 et quand le ou les thermocouples 36 décè- lent une élévation de température due à la combustion du combustible des injec- teurs secondaires 20, le relais 37 agit pour fermer un circuit électrique 38 comprenant la bobine 35b du solénoide 350
En variante, le thermocouple 36 peut être connecté, comme il est illùstré à la figure 3A, à un appareil électrique 39 dans lequel une comparai- son est faite entre la tension du ou des thermocouples et une tension standard et qui est arrangé pour actionner, quand la tension atteint une valeur choisie, un amplificateur contrôlant l'alimentation en courant de la bobine 35b du so- lénoide 35,
par un circuit 38a
Un dispositif de n'importe quel type connu ou approprié peut être prévu pour enflammer le combustible de l'alimentation secondaire, et un tel dispositif peut comprendre, par exemple, une bobine de vibreur à haute ten- sion connectée à un système de bougies d'allumage, chaque chambre de combus- tion comprenant une bougie, dans l'intervalle des électrodes de laquelle les injecteurs secondaires pulvérisent le combustible. L'interrupteur pour l'ex- citation de la bobine du vibreur peut être relié à la valve 34 contrôlant l'alimentation en combustible de l'injecteur secondaire 20, de manière à exci- ter la bobine du vibreur en même temps que l'alimentation de l'injecteur se- condaire a lieu.
Pendant le fonctionnement, lorsque du combustible est fourni à l'in- jecteur secondaire et que le combustible secondaire fourni est enflammé, cha- que élément 36 sensible à la température détecte une élévation de température dans la chambre de combustion et provoque l'excitation de la bobine 35b du so- lénoide 35 de manière que l'élément de la valve 35a soit retiré et que le com- bustible soit fourni aux injecteurs principaux 24.
L'allumage de l'alimenta- tion principale en combustible par les injecteurs 24 est assuré puisque l'a- limentation en combustible des injecteurs 24 dépend du fait que le combustible des injecteurs secondaires 20 a été enflammée
Les arrangements représentés aux figures 3 et 3A conviennent pour contrôler l'alimentation principale en combustible des chambres principales de combustion 12 ou des chambres de combustion auxiliaires 28 des construc- tions de moteur à turbine à gaz illustrées par les figures 1 et 20
En se référant maintenant à la figure 4, on voit une application de l'invention à la fourniture de combustible à brûler dans la tuyère d'un mo- teur à turbine à gaz, telle que la tuyère 14 du moteur à turbine à gaz repré-
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senté à la figure 1.
A la figure 4 la tuyère est indiquée par 14 et le dis- positif d'alimentation en combustible comprend plusieurs injecteurs principaux de combustible 40, alimentés en combustible par le tuyau d'amenée 26 (voir aussi figure 1), les injecteurs étant disposés pour lancer le combustible vers l'amont du courant de gaz d'échappement dans la tuyère 14. Une série d'écrans 41 sont supportés dans la tuyère en alignement avec les brûleurs 40 pour créer des zones stagnantes, dans lesquelles le combustible an dé dans la tuyère 14 par les injecteurs principaux 40 est intimement mélangé aux gaz d'échappement.
Du combustible est aussi amené dans la tuyère par un injecteur secondaire 42, alimenté par un tuyau d'amenée 27 (voir aussi figure 1) et l'injecteur secon- daire 42 est disposé pour lancer le combustible vers l'aval du courant de gaz d'échappement dans la tuyère 14 Un écran 43 est porté par l'injecteur secon- daire de combustible 42 pour créer une zone de stagnation dans laquelle le combustible pilote est amené. La vitesse des gaz dans la zone de stagnation derrière l'écran 43 est nettement plus faible que celle du courant de gaz d'échappement dans la tuyère 14 et, ainsi, l'allumage du combustible secon- daire par un système normal d'allumage, tel qu'une bougie d'allumage, est facilité.
Comme dans l'arrangement montré à la figure 3, le combustible pour l'alimentation des injecteurs principaux 40 et de l'injecteur secondaire 42 est fourni par une pompe commune 32, ayant un tuyau de refoulement 33, auquel le tuyau d'arrivée principal de combustible 26 et le tuyau d'arrivée secondai- re 27 sont reliés. De même que dans la construction montrée à la figure 3, une valve de commande 34 est placée dans la tuyauterie d'amenée du combusti- ble secondaire,laquelle valve 34 peut être arrangée pour être ouverte lors de l'enclenchement de l'interrupteur du circuit du système d'allumage, et le passage du combustible dans la tuyauterie principale d'amenée du combustible est contrôlé par une valve actionnée par un solénoïde 35.
Comme dans la construction montrée à la figure 3, un système sen- sible à la température, par exemple un thermocouple 36, est prévu pour comman- der l'ouverture et la fermeture de la valve actionnée par un solénoide 35, par l'intermédiaire d'un relais polarisé 37.
Dans la construction représentée à la figure 4, le système sensi- ble à la température 36 est monté sur l'écran 43 pour se projeter dans la zone de stagnation,derrière celui-ci, et, ainsi, le dispositif 36 sensible à la tem- pérature sera sensible à une élévation de température due à la combustion du combustible fourni par l'injecteur secondaire de combustible 42.
Quand l'ap- pareil sensible à la température 36 détecte une élévation de température cau- sée par la combustion du combustible fourni par l'injecteur secondaire 42, le relais polarisé 37 est actionné pour fermer le circuit de la bobine 35b de la valve actionnée par un solénoïde 35, de manière à retirer l'élément 35a de la valve et à commencer l'alimentation du combustible aux injecteurs de combusti- ble principaux 40 Le combustible des injecteurs principaux se mélange inti- mement aux gaz d'échappement et il est emporté vers l'aval dans les gaz d'é- chappement, au delà de l'écran 43:
une partie du combustible principal est en- traîné dans la zone de stagnation, derrière l'écran 43, et là, il est enflammé par la flamme de l'injecteur secondaire 42. La combustion du combustible prin- cipal s'étend alors au reste du combustible entraîné dans les gaz d'échappe- ment et la combustion est complète avant que les gaz d'échappement n'atteignent l'ajutage 15.
A la place.de l'appareil sensible à la température 36 commandant la valve actionnée par un solénoide 35 par l'intermédiaire du relais polarisé 37, on peut employer un dispositif tel que celui illustré à la figure 3A.
On verra que dans le dispositif de la figure 3, l'alimentation en combustible des injecteurs principaux de combustible 40 ne peut s'effectuer avant que son allumage ne soit assuré.
Il est courant, dans le fonctionnement des moteurs à turbine à gaz dans lesquels du combustible est brûlé dans la tuyère, d'augmenter la section effective de l'ajutage 15 correspondant au moment où du combustible brûle dans la tuyère par rapport à la section correspondant au moment où on
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ne brûle pas de combustible dans la tuyère.et, afin d'éviter des températures excessives dans la 'turbine, il est désirable d'assurer que la section de 1'aju- tage soit augmentée quand on commence l'alimentation en combustible des injëc- teurs de combustible 40 Dans ce but, conformément à une caractéristique de cette invention, il est prévu que l'opération d'augmentation de la section ef- fective de l'ajutage 15 est aussi commandée par l'appareil sensible à la tem- pérature,
qui est sensible à la combustion du combustible de l'injecteur secon- daire 42
Dans la disposition illustrée à la figure 4, la section effective de l'ajutage est contrôlée par des segments réglables 15a, comme il a été dé- crit avec référence à la figure 1, et l'arrivée de fluide sous pression dans le cylindre 16 est contrôlée par un solénoîde 45, disposé pour être excité en même temps que la bobine 35b de la valve actionnée par un solénoide 350
Le solénoide 45 est connecté dans le circuit 38 en parallèle avec la bobine 35b de la valve actionnée par un solénoide 35, de manière que du courant soit fourni au solénoïde 45 quand le relais polarisé 37 est action- né par l'appareil sensible à la température 36.
L'armature 45a du solénoïde actionne un piston valve 46, contrôlant le courant de fluide sous pression vers le cylindre 16, à partir d'une pompe 47, débitant par une tuyauterie 48 dans le mécanisme de piston valve qui est relié par les tuyaux 49 et 50, aux extrémités respectives du cylindre 16 commandant la manoeuvre des segments basculants 15a. Une tuyauterie de retour 51 est placée du côté admission de la pompe 47, pour permettre le retour du fluide sous pression du cylindre vers l'admission de la pompe 47 Une soupape de décharge 52 est placée entre le tuyau 48 et le tuyau 51.
Quand le solénoide 45 n'est pas excité, le piston valve 46 est poussé par un ressort 53 dans une position dans laquelle la tuyauterie 49 est reliée au tuyau d'amenée de fluide sous pression 48, de manière que le piston 16a dans le cylindre 16 soit à l'extrémité droite de sa course, comme on le voit aux dessins et les segments soient dans la position en traits pleins correspondant à la section effective minimum de l'ajutage 15.
En excitant le solénoîde 45 pendant l'excitation de la bobine 35b de la valve actionnée par un solénoide 35, le piston valse 46 est déplacé vers la droite, comme on le voit au dessin, et la tuyauterie 50 est reliée au tuyau d'amenée 48 de fluide sous pression.- Le piston 16a dans le cylindre 16 se déplace donc vers la gauche, comme on le voit aux dessins, faisant rentrer les segments basculants 15a et augmentant la section effective de l'ajutage 15.
En se référant maintenant à la figure 5, on voit un arrangement similaire à celui qui a été décrit--avec référence à la figure 4 Dans cet arrangement, cependant, les injecteurs principaux de combustible 40 sont re- présentés injectant le combustible vers l'aval et un dispositif de contrôle est représenté lequel fournit le combustible aux injecteurs principaux 40 qui dépend de l'opération d'augmentation de. la section effective de l'ajuta- ge 15 sous le contrôle de l'appareil 36 sensible à la température. Une série d'écrans 41 sont supportés dans la tuyère, près des injecteurs 40, pour créer des zones de stagnation, dans lesquelles le combustible fourni par les injec- teurs est intimement mélangé aux gaz d'échappement.
Dans cet arrangement, quand l'appareil 36 sensible à la tempéra- ture détecte une élévation de température due à la combustion du combustible lancé dans la tuyère par l'injecteur secondaire 42, le relais polarisé 37 est actionné comme précédemment et ferme un circuit 38a comprenant le solénoide 45, par lequel l'arrivée du fluide sous pression au cylindre 16 est contrô- lée. En excitant le solénoide 45, le piston 16a se déplace dans le cylindre vers la gauche, comme on le voit aux dessins, et, dans ce mouvement, un pous- soir 55 porté par le piston 16a ferme une paire de contacts 56 connectés dans un circuit comprenant, outre ces contacts, la bobine 35b de la valve actionnée par un solénoïde 35.
Donc, avec cet arrangement, l'élément de valve 35a de la valve actionnée par un solénoide 35 ne peut être retiré pour permettre l'ar- rivée du combustible aux injecteurs principaux de combustible 40, sans que le
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piston 16a ne soit déplacé vers la gauche dans le cylindre, comme on le voit aux dessins,pour écarter les segments 15a et, par conséquent, augmenter la section effective de l'ajutage 15.
Par conséquent, avec cet arrangement, nor seulement l'arrivée du combustible aux injecteurs principaux de combustible
40 est empêchée avant que son allumage ne soit assuré par l'existence d'une flamme de l'injecteur secondaire 42, mais encore l'arrivée du combustible aux injecteurs principaux de combustible 40 est empêchée avant que l'ajutage 15 ait une section effective appropriée à la combustion du combustible dans la tuyère 14,
Dans un autre arrangement, l'appareil sensible à la température qui détecte une élévation de température due à la combustion du combustible fourni par l'injecteur secondaire'42, peut être disposé pour commander l'é- cartement des segments pivotants 15a de l'ajutage 15 à section variable, com- me il a été décrit ci-dessus,
et l'arrivée du combustible aux injecteurs principaux peut être rendue dépendante de la perception d'une réduction de température se produisant dans la tuyère par suite de l'ouverture de l'ajuta- ge. Ainsi, par exemple, l'arrivée du combustible aux injecteurs principaux de combustible 40 peut être contrôlée de manière à maintenir une température choisie à l'avance des gaz d'échappement, immédiatement en aval de la turbine et en amont des injecteurs principaux de combustible 40
En se référant à la figure 6, on voit un tel arrangement repré- senté. Dans cet arrangement, on voit une tuyère 14, ayant un ajutage à sec- tion variable 15, des injecteurs principaux de combustible 40 et un injecteur de combustible secondaire 42 pour fournir du combustible dans la tuyère afin de chauffer les gaz qui s'y écoulent,
la disposition de ces pièces étant tel- le que décrite avec référence à la figure 4
Comme il est aussi décrit avec référence à la figure 4, le combus- tible est amené aux injecteurs 40 et 42, à partir d'une pompe à combustible
32, par des tuyaux d'embranchement respectifs 26 et 27 Une valve de contrô- le 134 est placée sur la conduite de refoulement 33 de la pompe 32 et l'ouver- ture de la valve de contrôle 134 permet l'arrivée du combustible à l'injecteur secondaire 42, l'alimentation des injecteurs principaux de combustible 40 étant empêchée par un système obturateur 135, qui est fermé.
Comme il est aussi représenté à la figure 4, l'ajutage 15 comprend des segments pivotants 15a, dont le mouvement est commandé par un cylindre 16, alimenté en fluide moteur sous pression, à partir d'une pompe 47, placée sous le contrôle d'un piston valve 46, qui est agencé pour être actionné par un système à solénoide 45, dont l'armature 45a est reliée à une extension du pis- ton valve 46
Comme on le voit aussi à la figure, 4, il existe un appareil sen- sible à la température 36, tel qu'un thermocouple, arrangé pour être sensible à la combustion du combustible fourni par l'injecteur secondaire de combusti- ble 42 et l'appareil sensible à la température 36 est arrangé pour actionner un relais polarisé 37.
Comme il a été décrit avec référence à la figure 5, le relais po- larisé 37 est arrangé pour contrôler l'alimentation du courant par un circuit
38a au système à solénoïde 45, l'arrangement étant tel que, lorsque l'appareil
36 sensible à la température décèle une élévation de température due à la com- bustion du combustible fourni par l'injecteur de combustible secondaire 42, le relais 37 est excité pour.permettre l'arrivée du courant à la bobine du système à solénoîde 45 pour déplacer, par ce moyen, le piston valve 46 vers la droite, comme on le voit au dessin, ce qui permet l'arrivée du fluide sous pression au cylindre 16, pour écarter les segments pivotants 15a et pour aug- .
monter la section effective de l'ajutage 15
Dans l'arrangement représenté à la figure 6, l'arrivée du combus- tible aux injecteurs principaux de combustible 40 par la tuyauterie d'arrivée
26 est contrôlée par une valve obturatrice 135, qui est arrangée pour être ré- glée par un moteur électrique réversible 60
L'alimentation en courant du moteur réversible 60 est contrôlée
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iàre s3= rce Uzi- appareil sensible a la température, représenté comme u thermomètre à résistance 61 est situé dans la tuyère 14, en amont des imjecteurs de combustible principaux 40 Le thermomètre à résistance 61 est connecté dans un circuit à pont 62, pour former une branche de celui-ci, et la tension de sortie du circuit à pont est amenée par les conducteurs 63 1 une paire de relais polarisés 64 et 65, connectés er parallèle l'un avec l'autre et arrangés de manière que, lorsque le circuit à pont est déséquilibré dans un sens, le relais 64 soit actionné et que, lorsque le circuit à pont est déséquilibré dans le sens opposé, le relais 65 soit actionné.
Le circuit à pont 62 est réglé pour que, lorsque la température des gaz d'échappement dé- tectée par le thermomètre à résistance 61 a une valeur choisie, le circuit à pont soit en équilibre de manière qu'il n'y ait pas de tension de sortie.
Quand la température détectée par le thermomètre à résistance 61 tombe au- dessous de la valeur choisie, comme cela se produira, par exemple, lorsque les segments 15a sont écartés pour augmenter la section effective de l'ajuta- ge 15, le relais 64 sera excité pour fermer un circuit 66a afin d'alimenter en courant le moteur électrique, pour le faire tourner dans un sens tel qu'il ouvre l'obturateur 135.
Quand la température décelée par le thermomètre à ré- sistance 61 est supérieure à la valeur pour laquelle le circuit à pont est é- quilibré, le relais 65 est excité pour fermer un circuit 66b permettant l'ali- mentation en courant du moteur 60, pour le faire tourner dans le sens inverse afin de fermer l'obturateur 1350
On verra donc que l'appareil sensible à la température 61 agit pour maintenir une température prédéterminée dans la tuyère, en amont des injecteurs principaux de combustible 40
Pendant le fonctionnement, en ouvrant la valve de contrôle 134, le combustible arrive d'abcrd à l'injecteur de combustible secondaire 2.
Quand le combustible provenant de l'injecteur secondaire 42 est allumé, l'ap- pareil sensible à la température 36 actionne le relais 37 de manière à exciter le système à solénoïde 45 et à envoyer du fluide sous pression au cylindre 16 pour écarter les segments pivotants 15a afin d'augmenter la section effective de l'ajutage.
L'écartement des segments pivotants 15a provoque un abaissement de la température dans la tuyère 14, à l'endroit de l'appareil sensible à la température 61, de telle façon que le circuit à pont 62 soit déséquilibré et le relais 64, excité L'excitation du relais 64 provoque l'arrivée du courant par le circuit 66a au moteur 60 et la valve obturatrice 135 est ouverte pour permettre au combustible de s'écouler vers les injecteurs principaux de combus- tible 40 Le combustible injecté dans la tuyère par les injecteurs principaux de combustible 40 est intimement mélangé aux gaz d'échappement et entraîné vers l'aval, où il est enflammé par la flamme de l'injecteur secondaire 42.
L'ouverture de l'obturateur 135 continue jusqu'à ce que la température décelée par l'appareil 61 sensible à la température atteigne la valeur prédéterminéeo
Une fois que la combustion du combustible des injecteurs princi- paux 40 a été amorcée, l'appareil 61 sensible à la température agit pour main- tenir les gaz d'échappement à une température prédéterminée, dans la tuyère, à l'endroit de l'appareil sensible à la température, par un réglage convena- ble de l'obturateur 135 par l'intermédiaire du circuit à pont 62, des relais 54 et 65 et du moteur 60
On appréciera qu'avec l'arrangement représenté à la figure 6, ni une augmentation de la section de l'ajutage 15, ni l'alimentation en combus- tible des injecteurs principaux dé combustible 40 ne peuvent se faire avant que la combustion du combustible secondaire n'ait été amorcée,
de telle façon que l'arrangement offre l'avantage qu'aucune perte de poussée par ouverture de l'ajutage ne puisse se produire si, pour une raison quelconque, le combus- tible secondaire ne s'enflammait pas. De plus, quand la section de l'ajutage augmente, l'alimentation en combustible des injecteurs principaux de combusti- ble augmente aussi, de manière que l'opération d'augmentation de la section effective de l'ajutage ne produise aucune perte de poussée.
En se référant à la figure 7, on voit un arrangement qui convient
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pour l'usage sur un avion propulsé par deux ou plusieurs moteurs. Dans une installation à moteurs multiples. il est indésirable, particulièrement quand les moteurs sont placés à l'extérieur du fuselage de l'avion, d'augmenter la poussée développée par un moteur quelconque, par exemple en chauffant les gaz d'échappement dans la tuyère, sans augmenter simultanément la poussée dévelop- pée par un autre moteur, par exemple, un de ceux disposés du côté opposé du fuselage par rapport au moteur mentionné en premier lieu.
L'arrangement il- lustré à la figure 6 est tel qu'il empêche que du combustible arrive aux in- 'jecteurs principaux de combustible 40 d'un moteur, même si le combustible four- ni par l'injecteur secondaire associé 42 a été allumé, à moins que le combus- tible de l'alimentation secondaire d'un autre moteur n'ait aussi été enflammé.
L'arrangement est tel que les appareils 36 sensibles à la chaleur associés aux injecteurs secondaires des deux moteurs doivent chacun déceler une élévation de température due à la combustion du combustible fourni par les brûleurs se- condaires associés, avant qu'un circuit 38b comprenant les bobines 35b se fer- me pour exciter les bobines et permettre l'arrivée du combustible aux injec- teurs principaux 40 des deux moteurso Dans l'arrangement représenté,. chacun des appareils 36 sensibles à la température est associé à un relais polarisé 37 et le circuit 38b comprend les contacts de relais des deux relais 37 connec- tés en série de manière que, à moins que les deux relais 37 ne soient action- nés par l'appareil 36 sensible à la température qui leur est associé, le cir- cuit 38b ne puisse être fermé.
Un arrangement similaire peut être adopté pour assurer l'écartement simultané des segments basculants 15a de plusieurs ajuta- ges à section variable.
Pour des essais au sol et pour le fonctionnement de secours, un commutateur peut être prévu pour permettre le choix du chauffage des gaz d'é- chappement de n'importe quel moteur indépendamment des autres. De cette ma- nière, l'arrivée du combustible aux systèmes d'injecteurs principaux de tous les moteurs peut être prévue pour avoir lieu simultanément, pendant la marche normale, tandis que le commutateur permet le choix individuel dans des circon- stances particulières.
REVENDICATIONS.
1. - Dispositif pour combustible destiné à alimenter en combusti- ble l'appareillage de combustion d'un moteur à turbine à gaz, lequel disposi- tif pour combustible est du type comprenant un ou plusieurs injecteurs prin- cipaux de combustible et un injecteur secondaire de combustible, arrangé de manière que la flamme due à la combustion du combustible fourni par l'injec- teur secondaire allume le combustible des injecteurs principaux, et est carac- térisé par un dispositif-de contrôle du combustible, pour l'alimentation des injecteurs principaux,
comprenant un élément sensible à la température situé de manière à être soumis à une élévation de température due à la combustion du combustible fourni par l'injecteur secondaire et un dispositif à valve ar- rangé pour être contrôlé par l'élément sensible à la température décelant une élévation de température telle que l'arrivée du combustible aux injecteurs principaux soit permise.
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