WO2010018338A2 - Doseur de debit de carburant - Google Patents

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WO2010018338A2
WO2010018338A2 PCT/FR2009/051542 FR2009051542W WO2010018338A2 WO 2010018338 A2 WO2010018338 A2 WO 2010018338A2 FR 2009051542 W FR2009051542 W FR 2009051542W WO 2010018338 A2 WO2010018338 A2 WO 2010018338A2
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emergency
control
orifices
needle
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Jean-Claude Lancereau
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Turbomeca SA
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    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22—Fuel supply systems
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    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26—Control of fuel supply
    • F02C9/263—Control of fuel supply by means of fuel metering valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02C9/26—Control of fuel supply
    • F02C9/32—Control of fuel supply characterised by throttling of fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/329—Application in turbines in gas turbines in helicopters

Definitions

  • the present invention relates to the field of fuel supply of engines and in particular turbomachines.
  • fuel flow is regulated to maintain the engine within a predetermined operating range.
  • the main requirement is to obtain a single rotation speed, which is kept constant regardless of the torque applied to the rotor. To do this, the fuel flow must be metered.
  • the present invention more particularly relates to a fuel flow metering device, preferably but not exclusively for a turbomachine, such as a helicopter gas turbine for example.
  • a control needle associated with the orifice, is moved by a stepper motor so as to gradually decrease or increase the flow section through the orifice. 'orifice.
  • stepper motors are not very reliable and it happens that the engine pitch, although initially precalibrated, changes during severe operating conditions, for example when mounted in a turbomachine producing significant vibrations during its operation. This phenomenon distorts the regulation of the fuel because the controller of the control valve does not know a priori the new value of the pitch.
  • a control member is generally provided to monitor the operation of the stepper motor. This member is fixed to the motor to verify that the displacement of the control pin corresponds to the setpoint provided by the electronic control member. If this is not the case, the controller corrects the setpoint signals as a function of the offset measured by the control member.
  • the management of the control and control elements generates an undesirable rise in temperature of the computers on board the aircraft.
  • An object of the invention is to provide a simpler fuel flow metering dispenser overcoming the disadvantages mentioned above.
  • the dispenser according to the invention comprises a plurality of orifices and a plurality of control needles capable of closing said orifices, each of the control needles being movable independently of the other control pins between a open position in which the associated orifice is open and a closed position in which the associated orifice is closed.
  • each of the control pins is movable only between said open position in which the associated orifice is open and said closed position in which the associated orifice is closed.
  • the associated orifice can take only two states: open or closed.
  • the regulation of the flow takes place by opening a more or less large number of orifices while closing off the others, depending on the flow rate that one wishes to obtain.
  • the surfaces of the orifices follow a law of increasing variation.
  • the orifices are dimensioned such that the flow of fuel intended to flow through each of the orifices is proportional to a power of 2.
  • each orifice (except the first) has a flow rate twice as large as the previous one.
  • each orifice (except the first) has an opening area twice as large as the previous one.
  • each of the control valves is moved by an electromagnet of said metering device. They can also be moved by a piezoelectric actuator.
  • the fuel flow metering device further comprises a plurality of springs associated with the control pins so that each of said control valves tends to be brought by the associated spring in the closed position when the electromagnet associated with said needle command is not enabled.
  • the dispenser further advantageously has at least one position sensor for detecting the position of one of the control needles.
  • This sensor therefore advantageously makes it possible to control whether the orifice is open or closed, that from the position of the control needle. To do this, it is possible to use a Hall effect cell, a GMR or any other device allowing such a position determination.
  • the metering device in order to reduce the volume of the dispenser, it may for example be arranged in such a way that the orifices are formed in the form of barrel. That is to say that the orifices are formed substantially in the same plane while being arranged along a circular line.
  • the metering device according to the invention further comprises an emergency port associated with a relief needle such that the emergency orifice is closed by the emergency needle during normal operation of the metering device. while the emergency port is open in case of total failure.
  • the engine continues to be supplied with fuel although the other orifices are closed by the control valves. This keeps the engine running.
  • the emergency needle is preferably actuated by an emergency electromagnet, and the dispenser further comprises an emergency spring cooperating with the emergency needle to bring it to the open position when the emergency electromagnet is not not activated.
  • the invention also relates to a system for regulating the fuel supply comprising a metering device according to the invention, an electronic control member of the metering device and an input for supplying the metering device with fuel.
  • the electronic control member is arranged to be cooled by the flow of fuel flowing through said inlet.
  • control member may advantageously be arranged around the feed inlet so as to be cooled by the flow of fuel entering the dispenser.
  • the invention further relates to a fuel supply circuit of a turbomachine comprising a regulation system according to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic view of a fuel supply circuit of a turbomachine according to the invention
  • FIG. 2 shows a flow metering device according to the present invention comprising eight control points, three of which are in the closed position and five in the open position;
  • FIG. 3 is a detailed view of a control valve of the dispenser according to the invention, the needle being shown with its electromagnet and the associated spring;
  • FIG. 4 is a schematic view of a control pin of FIG. 2, in the open position and in the closed position;
  • - Figure 5 is a sectional view of the dispenser according to the invention, where only one of the control pins has been shown, the latter not obturating the associated orifice;
  • FIG. 6 is a sectional view of a variant of the dispenser according to the invention, the latter further comprising a relief needle, which is here shown in the open position while the control needle is in the closed position; and
  • FIG. 7 is a variant of the metering device of FIG. 5 in which the electronic control element is traversed by the fuel supply inlet.
  • turbomachines such as, for example, helicopter gas turbines, comprise a fuel supply circuit 10 such as that shown in FIG.
  • This schematic circuit 10 comprises a fuel tank 12 connected to one (or more) pump 14 for sending the fuel to an injection wheel 16 which comprises a plurality of injectors.
  • the circuit 10 includes a first ignition conduit 10a opening on igniters 18 for ignition of the fuel / air mixture in the combustion chamber.
  • the supply circuit 10 further comprises a main injection conduit 10b opening into the injection wheel 16 and wherein the fuel flow rate Q is regulated by a fuel flow control system 20 according to the present invention.
  • This control system 20 comprises a fuel flow metering device 22 according to the present invention.
  • the metering device 22 comprises eight orifices 24a, 24h, as well as eight control pins 26a, 26b movable and able to close off said orifices.
  • each of the control pins is movable independently of the others between an open position in which the associated orifice is open and a closed position in which the associated orifice is closed by said control needle.
  • the orifices 24a..24h are formed on a thick disc 28 so as to have the shape of a barrel.
  • This particular form has the advantage of being compact.
  • control pins 26 In Figure 3, there is shown in more detail one of the control pins 26 and its associated orifice 24, the other pins being substantially similar.
  • the control needle 26 is in the form of a needle whose one end forms a conical tip intended to close the orifice 24.
  • the end opposite the tip carries a stop 32 against which a spring 33 abuts in order to exert an axial force on the control needle 26, said force being directed towards the associated orifice 24. It follows that the spring 33 exerts a force tending to move the needle in its closed position in which the associated orifice 24 is closed.
  • Each control pin 26 is further actuated by an electromagnet 34 which encloses it.
  • This electromagnet powered by an electronic control member 37, has a state of rest in which it exerts no force on the needle 26, as a result of which the needle is brought into its closed position by the spring 33.
  • the electromagnet 34 exerts on the control pin 26 an axial force, opposite to that of the spring, which tends to bring it into its open position.
  • the electromagnet 34 is chosen so as to be able to generate a force of intensity greater than that generated by the spring 33. It follows that when the electromagnet is activated, it counteracts the force of the spring 33 so that the control valve 26 moves to the open position. It is therefore clear that the position of each control valve 26a. 26h preferably corresponds to a binary state; open or closed. In the example shown in FIG. 2, the control valves 24a to 24e are in the open position, while the 24f control valves at 24 hours are in the closed position.
  • FIG. 4 shows the control needle 26 in its closed position (closed orifice) and in its open position (open orifice).
  • the openings 14a .14h are dimensioned so that their surfaces follow a law of increasing variation so that their corresponding rates are proportional to a power of two, the coefficient of proportionality being in this case equal to one.
  • the flow rate Q1 of the orifice 24a is 1 liter per hour
  • the flow rate Q2 of the orifice 24b is 2 liters per hour
  • the flow rate Q3 of the orifice 24c is 4 liters per hour
  • the flow rate Q4 of the orifice 24d is 8 liters per hour
  • the flow rate Q5 of the orifice 24e is 16 liters per hour
  • the flow rate Q6 of the orifice 24f is 32 liters per hour
  • the flow rate Q7 of the orifice 24g is 64 liters per hour
  • the flow rate Q8 of the orifice 24 is 128 liters per hour.
  • the range of flow rates dosable by the dispenser ranges between 0 liter per hour (all orifices are closed) and 255 liters per hour (all orifices are open), with an increment of 1 liter per hour. It is therefore understood that each of the flow rates in this range is selected by actuating the appropriate control needles.
  • control system 20 and the metering device 22 will now be described in more detail the control system 20 and the metering device 22 according to the invention.
  • control pins 26a are shown. 26h. He is called later; control valve 26.
  • each control needle 26 is also associated with a position sensor 36, in this case an HaII effect cell for detecting the position of the control needle 26.
  • the metering device 22 is housed in a first chamber 38 of the regulation system 20, which first chamber 38 is intended to be filled with fuel.
  • the first chamber 38 is supplied with fuel via an inlet pipe 40 connected to the outlet of the pump 14.
  • the disk 28 comprising the orifices 24 separates the first chamber 38 from a second chamber 42 opening on a fuel supply line 44 of the regulation system, it being specified that said outlet pipe 44 is connected to the injection wheel 16.
  • control pin 26 is shown in the open position, where the fuel can flow from the first chamber 38 to the second chamber 42 before exiting through the outlet 44 at a controlled flow rate.
  • the electromagnet moves the control pin 26 in a direction opposite to the orifice 24 against the force exerted by the spring 33.
  • the position sensor 36 is fixed on a wall 46 of the control system. regulation 20 in the axial extension of the end of the control needle 26 opposite the tip 30.
  • the spring 32 is mounted coaxially with the control pin 26 by bearing on said wall 46 of the control system 20.
  • the spring 32 therefore extends orthogonally from the wall 46.
  • the senor 36, the spring 33 and the stop 32 are also housed in the first chamber 38 and are also immersed in the fuel. Furthermore, both the electromagnet 34 and the position sensor 36 are connected to the electronic control member 37 whose function is to control the control points according to a flow setpoint C.
  • the flow metering device 20 further comprises an emergency orifice 50 associated with a needle of relief 52 having an open position in which the orifice 50 is open and a closed position in which the emergency port is closed by the emergency needle.
  • the emergency needle 52 carries at one of its ends a point 54 of conical shape able to close the orifice 50.
  • a point 54 of conical shape able to close the orifice 50.
  • the end of the emergency needle 52 opposite the tip 54 also carries a stop 56 fixed to a backup spring 58.
  • This emergency spring 58 is supported on the wall 46 so that it tends to move the control needle 52 axially towards the second chamber 42. Thus the emergency spring 58 tends, by its own action, to bring the emergency needle in its open position.
  • the emergency needle 52 is in this case actuated by an emergency electromagnet 60 similar to the electromagnets 34 which are intended to actuate the control pins 26.
  • the emergency electromagnet 60 tends to move axially the relief needle 52 to the wall 46.
  • the emergency electromagnet by its own action, tends to bring the emergency needle 52 in its closed position.
  • the electromagnet 60 is chosen so as to be able to generate a force of intensity greater than that generated by the spring 58 as a result of which, when activated, the emergency electromagnet counteracts the force generated by the spring 58 and brings the emergency needle 52 to the closed position. Conversely, when it is not activated, the emergency spring brings the emergency needle 52 to the open position.
  • the emergency electromagnet 60 is activated during normal operation of the control valves 24a..24h, so that in normal operation of the dispenser, the emergency port 50 is closed.
  • the electronic control member 37 is disposed against the wall 46 while being traversed by the inlet duct 40 for supplying fuel to the first chamber 38. Thanks to this arrangement, the fresh fuel flow advantageously cools the electronic control member 37 which, like any electronic device, tends to heat up during use.

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Abstract

La présente invention concerne un doseur (22) de débit de carburant. L'invention se caractérise par le fait qu'elle comporte une pluralité d'orifices (24a...24h) et une pluralité de pointeaux de commande (26a...26h) aptes à obturer lesdits orifices, chacun des pointeaux de commande étant déplaçable séparément des autres pointeaux de commande entre une position ouverte dans laquelle l'orifice associé est ouvert et une position fermée dans laquelle l'orifice associé est obturé.

Description

Doseur de débit de carburant
La présente invention concerne le domaine de l'alimentation en carburant des moteurs et notamment des turbomachines.
Traditionnellement, dans un moteur d'aéronef, tel un hélicoptère, le débit de carburant est régulé afin de maintenir le moteur dans une plage de fonctionnement prédéterminée.
Par exemple, lorsque le moteur est un turbomoteur d'hélicoptère, l'exigence principale est celle d'obtenir une vitesse de rotation unique, qui est maintenue constante quelle que soit le couple appliqué au rotor. Pour ce faire, le débit de carburant doit être dosé.
La présente invention concerne plus particulièrement un doseur de débit de carburant, de préférence mais pas exclusivement pour une turbomachine, telle une turbine à gaz d'hélicoptère par exemple.
Un tel doseur est déjà connu par ailleurs. Pour réguler le débit de carburant s'écoulant à travers un orifice du doseur, un pointeau de commande, associé à l'orifice, est déplacé grâce un moteur pas à pas de manière à diminuer ou augmenter progressivement la section d'écoulement à travers l'orifice.
A l'usage, ce type de doseur présente quelques inconvénients. Tout d'abord, il faut noter que les moteurs pas à pas ne sont pas très fiables et il arrive que le pas du moteur, bien qu'initialement précalibré, change lors de conditions de fonctionnement sévères, par exemple lorsqu'il est monté dans une turbomachine produisant d'importantes vibrations lors de son fonctionnement. Ce phénomène fausse la régulation du carburant car l'organe de commande du pointeau de commande ne connaît pas a priori la nouvelle valeur du pas.
On conçoit que l'apparition d'un décalage entre la consigne et le débit obtenu ne permet pas de piloter correctement l'aéronef, ce qui peut être dommageable.
Pour pallier à cet inconvénient, un organe de contrôle est généralement prévu pour surveiller le fonctionnement du moteur pas à pas. Cet organe est fixé au moteur pour vérifier que le déplacement du pointeau de commande correspond bien à la consigne fournie par l'organe électronique de commande. Si tel n'est pas le cas, l'organe de commande corrige les signaux de consigne en fonction du décalage mesuré par l'organe de contrôle. Cependant, la gestion des organes de contrôle et de commande génère une indésirable élévation de température des calculateurs embarqués dans l'aéronef.
Un but de l'invention est de proposer un doseur de débit de carburant plus simple s'affranchissant des inconvénients mentionnés ci- dessus.
L'invention atteint son but par le fait que le doseur selon l'invention comporte une pluralité d'orifices et une pluralité de pointeaux de commande aptes à obturer lesdits orifices, chacun des pointeaux de commande étant déplaçable indépendamment des autres pointeaux de commande entre une position ouverte dans laquelle l'orifice associé est ouvert et une position fermée dans laquelle l'orifice associé est obturé.
De préférence, chacun des pointeaux de commande est déplaçable uniquement entre ladite position ouverte dans laquelle l'orifice associé est ouvert et ladite position fermée dans laquelle l'orifice associé est obturé.
Autrement dit, l'orifice associé ne peut prendre que deux états : ouvert ou fermé.
Selon l'invention, la régulation du débit s'opère en ouvrant un nombre plus ou moins important d'orifices tout en obturant les autres, selon le débit que l'on souhaite obtenir.
On comprend en effet que plus l'on ouvre d'orifices, plus la surface totale de passage offerte au flux de carburant est grande de sorte que le débit de carburant augmente en conséquence.
De manière avantageuse, les surfaces des orifices suivent une loi de variation croissante.
Il s'ensuit que les débits des orifices suivent également une loi de variation croissante. Un intérêt est de pouvoir adapter la plage de débits que le doseur peut offrir aux caractéristiques de fonctionnement du moteur. En effet, en combinant des orifices ayant des débits différente, il est possible d'obtenir une large plage de débits possibles avec un nombre réduit d'orifices.
De manière préférentielle, mais non exclusivement, les orifices sont dimensionnés de telle sorte que le débit de carburant destiné à s'écouler au travers de chacun des orifices est proportionnel à une puissance de 2. Autrement dit, chaque orifice (sauf le premier) présente un débit deux fois plus grand que le précédent. De préférence, chaque orifice (sauf le premier) présente une surface d'ouverture deux fois plus grande que le précédent. Ainsi pourra-t-on avantageusement dîmensionner les orifices de sorte que le premier orifice présente un débit de un litre par heure, le second orifice un débit de deux litres par heure, le troisième orifice un débit de quatre litres par heure, etc.
Grâce à la présente invention, il est donc possible d'obtenir une plage de débits très large avec un nombre réduit de pointeaux de commande, tout en s'affranchissant des moteurs pas à pas.
Par exemple, avec huit orifices dimensionnés comme précisé ci- dessus, il est avantageusement possible d'obtenir une plage de débits comprise entre 0 litre par heure et 255 litres par heure avec un incrément de 1 litre par heure. Par ailleurs, avec neuf orifices, il est possible d'obtenir une plage de débit s'étendant entre 0 litre par heure et 511 litres par heure avec un pas de 1 litre par heure.
Selon une variante avantageuse, chacun des pointeaux de commande est mû par un électroaimant dudit doseur. Ils peuvent également être déplacés par un actionneur piézo-électrique.
De préférence, le doseur de débit de carburant selon l'invention comporte en outre une pluralité de ressorts associés aux pointeaux de commande de telle sorte que chacun desdits pointeaux de commande tend à être amené par le ressort associé en position fermée lorsque rélectroaimant associé audit pointeau de commande n'est pas activé.
Qui plus est, le doseur comporte en outre, de manière avantageuse, au moins un capteur de position pour détecter la position de l'un des pointeaux de commande.
Ce capteur permet donc avantageusement de contrôler si l'orifice est ouvert ou obturé, cela à partir de la position du pointeau de commande. Pour ce faire, on peut utiliser une cellule à effet Hall, un GMR ou tout autre dispositif permettant une telle détermination de position.
Afin de diminuer le volume du doseur, ce dernier pourra par exemple être agencé de telle manière que les orifices sont ménagés en forme de barillet. C'est-à-dire que les orifices sont ménagés sensiblement dans un même plan tout en étant disposés le long d'une ligne circulaire. Selon une variante avantageuse de l'invention, Ie doseur selon l'invention comporte en outre un orifice de secours associé à un pointeau de secours de telle façon que l'orifice de secours est obturé par le pointeau de secours lors du fonctionnement normal du doseur alors que l'orifice de secours est ouvert en cas de panne totale.
On comprend donc que grâce à l'orifice de secours, le moteur continue à être alimenté en carburant bien que les autres orifices soient obturés par les pointeaux de commande. Cela permet de maintenir le moteur en fonctionnement. Pour ce faire, le pointeau de secours est préférentiellement actionné par un électroaimant de secours, et le doseur comporte en outre un ressort de secours coopérant avec le pointeau de secours afin de l'amener en position ouverte lorsque l'électroaimant de secours n'est pas activé. L'invention concerne également un système de régulation de l'alimentation en carburant comportant un doseur selon l'invention, un organe électronique de commande du doseur ainsi qu'une entrée pour l'alimentation du doseur en carburant.
Selon un aspect avantageux de l'invention, l'organe électronique de commande est arrangé de manière à être refroidi par le flux de carburant s'écoulant à travers ladite entrée.
Pour ce faire l'organe de commande, peut avantageusement être disposé autour de l'entrée d'alimentation de manière à être refroidis par le flux de carburant entrant dans le doseur. L'invention porte en outre sur un circuit d'alimentation en carburant d'une turbomachîne comportant un système de régulation selon l'invention.
Enfin, l'invention porte sur une turbomachine comportant un circuit d'alimentation en carburant selon l'invention. L'invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit, d'un mode de réalisation indiqué à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'un circuit d'alimentation en carburant d'une turbomachine selon l'invention ; - Ia figure 2 montre un doseur de débit selon la présente invention comportant huit pointeaux de commande dont trois sont en position fermée et cinq en position ouverte ;
- la figure 3 est une vue de détail d'un pointeau de commande du doseur selon l'invention, le pointeau étant représenté avec son électroaimant et Ie ressort associé ;
- Ia figure 4 est une vue schématique d'un pointeau de commande de la figure 2, en position ouverte et en positon fermée ; - la figure 5 est une vue en coupe du doseur selon l'invention, où un seul des pointeaux de commande a été représenté, celui-ci n'obturant pas l'orifice associé ;
- la figure 6 est une vue en coupe d'une variante du doseur selon l'invention, ce dernier comportant en outre un pointeau de secours, qui est ici représenté en position ouverte alors que le pointeau de commande est en position fermée; et
- Ia figure 7 est une variante du doseur de Ia figure 5 dans laquelle l'organe électronique de commande est traversé par l'entrée d'alimentation en carburant.
Traditionnellement, les turbomachines, telles par exemple les turbines à gaz d'hélicoptère, comportent un circuit d'alimentation en carburant 10 tel que celui représenté sur Ia figure 1.
Ce circuit 10 schématique comporte un réservoir de carburant 12 connecté à une (ou plusieurs) pompe 14 permettant d'envoyer le carburant vers une roue d'injection 16 qui comporte une pluralité d'injecteurs.
Comme on Ie voit sur cette figure, Ie circuit 10 comporte un premier conduit d'allumage 10a débouchant sur des allumeurs 18 pour l'inflammation du mélange carburant/air dans Ia chambre de combustion.
Le circuit d'alimentation 10 comporte en outre un conduit d'injection principale 10b débouchant dans Ia roue d'injection 16 et dans lequel le débit de carburant Q est régulé par un système de régulation de débit de carburant 20 conforme à la présente invention. Ce système de régulation 20 comprend quant à lui un doseur de débit de carburant 22 conforme à Ia présente invention. Dans l'exemple représenté ici, on constate en se référant à Ia figure 2 que le doseur 22 comporte huit orifices 24a..24h, ainsi que huit pointeaux de commandes 26a .26h déplaçables et aptes à obturer lesdits orifices. Selon l'invention, chacun des pointeaux de commande est déplaçable indépendamment des autres entre une position ouverte dans laquelle l'orifice associé est ouvert et une position fermée dans laquelle l'orifice associé est obturé par ledit pointeau de commande.
Comme on le voit sur la figure 2, les orifices 24a..24h sont ménagés sur un disque épais 28 de façon à présenter la forme d'un barillet. Cette forme particulière présente l'avantage d'être peu encombrante.
Sur la figure 3, on a représenté plus en détail l'un des pointeaux de commande 26 et son orifice 24 associé, les autres pointeaux lui étant sensiblement similaires. Le pointeau de commande 26 se présente sous la forme d'une aiguille dont l'une des extrémités forme une pointe conique destinée à venir obturer l'orifice 24.
L'extrémité opposée à la pointe porte une butée 32 contre laquelle un ressort 33 vient en appui afin d'exercer une force axiale sur le pointeau de commande 26, ladite force étant dirigée vers l'orifice associé 24. Il s'ensuit que le ressort 33 exerce une force tendant à déplacer le pointeau dans sa position fermée dans laquelle l'orifice associé 24 est obturé.
Chaque pointeau de commande 26 est en outre actionné par un électroaimant 34 qui l'enserre. Cet électroaimant, alimenté par un organe électronique de commande 37, présente un état de repos dans lequel il n'exerce aucune force sur le pointeau 26, en conséquence de quoi le pointeau est amené dans sa position fermée par le ressort 33. En revanche, lorsqu'il est actionné, l'électroaimant 34 exerce sur le pointeau de commande 26 une force axiale, opposée à celle du ressort, qui tend à l'amener dans sa position ouverte.
L'électroaimant 34 est choisi de manière à être apte à générer une force d'intensité supérieure à celle générée par le ressort 33. Il s'ensuit que lorsque l'électroaimant est activé, il contrecarre la force du ressort 33 de sorte que le pointeau de commande 26 passe en position ouverte. On comprend donc que la position de chaque pointeau de commande 26a. 26h correspond préférentieliement à un état binaire ; ouvert ou fermé. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, les pointeaux de commande 24a à 24e sont en position ouverte, tandis que les pointeaux de commande 24f à 24h sont en position fermée.
Ceci est également illustré par la figure 4 qui montre le pointeau de commande 26 dans sa position fermée (orifice obturé) et dans sa position ouverte (orifice ouvert).
Dans cet exemple, les orifices 14a .14h sont dimensionnés de telle sorte que leurs surfaces suivent une loi de variation croissante de sorte que leurs débits correspondants soient proportionnels à une puissance de deux, le coefficient de proportionnalité étant en l'espèce égal à un.
Ainsi, dans cet exemple :
- le débit Ql de l'orifice 24a est de 1 litre par heure, - le débit Q2 de l'orifice 24b est de 2 litres par heure,
- le débit Q3 de l'orifice 24c est de 4 litres par heure,
- le débit Q4 de l'orifice 24d est de 8 litres par heure,
- le débit Q5 de l'orifice 24e est de 16 litres par heure,
- le débit Q6 de l'orifice 24f est de 32 litres par heure, - le débit Q7 de l'orifice 24g est de 64 litres par heure, et
- le débit Q8 de l'orifice 24h est de 128 litres par heure.
On comprend donc que si uniquement l'orifice 24g est ouvert, les autres étant obturés, alors le doseur fixe le débit à 64 litres par heure. De même, si les orifices 24g et 24c sont ouverts, alors le doseur fixe le débit à 68 litres par heure, et ainsi de suite.
Il s'ensuit que, dans cet exemple, la plage de débits dosables par le doseur s'étend entre 0 litre par heure (tous les orifices sont obturés) et 255 litres par heure (tous les orifices sont ouverts), avec un incrément de 1 litre par heure. On comprend donc que l'on sélectionne chacun des débits de cette plage en actionnant les pointeaux de commande appropriés.
A l'aide des figures 5 à 7, on va maintenant décrire plus en détail le système de régulation 20 et le doseur 22 selon l'invention. Sur ces figures, par souci de simplicité, on a représenté un seul des pointeaux de commande 26a. 26h. Il est appelé dans la suite ; pointeau de commande 26. Comme on le voit sur ces figures, chaque pointeau de commande 26 est également associé à un capteur de position 36, en l'espèce une cellule à effet HaII permettant de détecter la position du pointeau de commande 26. En se référant à Ia figure 5, on constate que le doseur 22 est logé dans une première chambre 38 du système de régulation 20, laquelle première chambre 38 est destinée à être remplie de carburant.
La première chambre 38 est alimentée en carburant par le biais d'une conduite d'entrée 40 connectée à la sortie de la pompe 14. En outre, le disque 28 comprenant les orifices 24 sépare la première chambre 38 d'une seconde chambre 42 débouchant sur une conduite de sortie 44 de carburant du système de régulation, étant précisé que ladite conduite de sortie 44 est reliée à la roue d'injection 16.
Sur Ia figure 5, on a représenté le pointeau de commande 26 en position ouverte, position dans laquelle Ie carburant peut s'écouler de la première chambre 38 vers Ia seconde chambre 42 avant de sortir par la sortie 44 selon un débit régulé Q. L'électroaimant déplace donc le pointeau de commande 26 dans une direction opposée à l'orifice 24 à rencontre de la force exercée par Ie ressort 33. Dans cet exemple, on voit que le capteur de position 36 est fixée sur une paroi 46 du système de régulation 20 dans le prolongement axial de l'extrémité du pointeau de commande 26 opposée à la pointe 30.
Qui plus est, le ressort 32 est monté de manière coaxiale par rapport au pointeau de commande 26 en prenant appui sur ladite paroi 46 du système de régulation 20. Le ressort 32 s'étend donc orthogonalement depuis la paroi 46.
On constate donc dans cet exemple que Ie capteur 36, le ressort 33 et Ia butée 32 sont également logés dans Ia première chambre 38 donc baignent également dans le carburant. Par ailleurs, tant l'électroaimant 34 que Ie capteur de position 36 sont reliés à l'organe électronique de commande 37 dont Ia fonction est de piloter les pointeaux de commande en fonction d'une consigne de débit C.
En se référant à Ia figure 6, on va maintenant décrire une variante avantageuse de l'invention. Dans cette variante, Ie doseur de débit 20 comporte en outre un orifice de secours 50 associé à un pointeau de secours 52 présentant une position ouverte dans laquelle l'orifice 50 est ouvert et une position fermée dans laquelle l'orifice de secours est obturé par le pointeau de secours.
Le pointeau de secours 52 porte à l'une de ses extrémités une pointe 54 de forme conique apte à obturer l'orifice 50. Cependant, contrairement à Ia pointe 30 des pointeaux de commande 26, celle du pointeau de secours 52 est disposée sur un côté du disque 28 opposé à celui contre lequel les pointes 30 des pointeaux de commande 26 sont destinées à venir en appui. Par ailleurs, l'extrémité du pointeau de secours 52 opposée à la pointe 54 porte également une butée 56 fixée à un ressort de secours 58.
Ce ressort de secours 58 prend appui sur la paroi 46 de sorte qu'il tend à déplacer le pointeau de commande 52 axialement vers la seconde chambre 42. Ainsi le ressort de secours 58 tend, par son action propre, à amener le pointeau de secours dans sa position ouverte.
Le pointeau de secours 52 est en l'espèce actionné par un électroaimant de secours 60 similaire aux électroaimants 34 qui sont destinés à actionner les pointeaux de commande 26. Ainsi, lorsqu'il est activé, l'électroaimant de secours 60 tend à déplacer axialement le pointeau de secours 52 vers la paroi 46. Autrement dit, l'électroaimant de secours, par son action propre, tend à amener le pointeau de secours 52 dans sa position fermée.
L'électroaimant 60 est choisi de manière à être apte à générer une force d'intensité supérieure à celle générée par le ressort 58 en conséquence de quoi, lorsqu'il est activé, l'électroaimant de secours contrecarre la force générée par le ressort 58 et amène le pointeau de secours 52 en position fermée. A l'inverse, lorsqu'il n'est pas activé, le ressort de secours amène le pointeau de secours 52 en position ouverte. De manière avantageuse, l'électroaimant de secours 60 est activé lors du fonctionnement normal des pointeaux de commande 24a..24h, de sorte qu'en fonctionnement normal du doseur, l'orifice de secours 50 est obturé.
A l'inverse, dans le cas d'une panne du doseur, par exemple en cas de panne de courant électrique, les électroaimants 34 des pointeaux de commande 26 et l'électroaimant du pointeau de secours 52 sont désactivés si bien que tous les pointeaux de commande 26a. 26h sont amenés en position fermée par l'action de leurs ressorts associés et, à l'inverse, le pointeau de secours 52 est amené en position ouverte par l'action du ressort de secours 58. Dès lors, on comprend qu'en cas de panne, un débit de carburant
Q' est avantageusement assuré quand bien même le doseur 22 est hors service.
Cela permet notamment de maintenir le moteur allumé, certes dans un mode dégradé, malgré une panne de courant électrique se produisant à bord de l'aéronef.
A l'aide de la figure 7 on va maintenant décrire une variante avantageuse du système de régulation.
Dans cette variante, l'organe électronique de commande 37 est disposé contre la paroi 46 tout en étant traversé par la conduite d'entrée 40 permettant l'alimentation en carburant de la première chambre 38. Grâce à ce montage, le flux de carburant frais refroidit avantageusement l'organe électronique de commande 37 qui, comme tout appareil électronique, tend à s'échauffer lors de son utilisation.

Claims

REVENDICATIONS
1. Doseur (22) de débit de carburant comportant une pluralité d'orifices (24, 24a...24h) et une pluralité de pointeaux de commande (26, 26a...26h) aptes à obturer lesdîts orifices, chacun des pointeaux de commande étant déplaçable indépendamment des autres pointeaux de commande entre une position ouverte dans laquelle l'orifice associé est ouvert et une position fermée dans laquelle l'orifice associé est obturé, le doseur étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre un orifice de secours (50) associé à un pointeau de secours (52) qui sont agencés de telle façon que l'orifice de secours est obturé par le pointeau de secours lors du fonctionnement normal du doseur (22) alors que l'orifice de secours est ouvert en cas de panne totale.
2. Doseur de débit de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pointeau de secours (52) est actionné par un électroaimant (60) de secours, et en ce que le doseur comporte en outre un ressort de secours (58) fixé au pointeau de secours afin de l'amener en position ouverte lorsque l'électroaimant de secours n'est pas activé.
3. Doseur de débit de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces des orifices (24, 24a...24h) suivent une loi de variation croissante.
4. Doseur de débit de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les orifices (24, 24a...24h) sont dimensionnés de telle sorte que le débit de carburant destiné à s'écouler au travers de chacun des orifices est proportionnel à une puissance de 2.
5. Doseur de débit de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chacun des pointeaux de commande (26, 26a...26h) est mû par un électroaimant (34) dudit doseur (22).
6. Doseur de débit de carburant selon Ia revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité de ressorts (33) coopérant avec les pointeaux de commande (26) de telle sorte que chacun desdits pointeaux de commande tend à être amené en position fermée lorsque l'electroaimant (34) associé audit pointeau de commande n'est pas activé.
7. Doseur de débit de carburant selon Tune quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un capteur de position (36) pour détecter la position de l'un des pointeaux de commande (26a...26h).
8. Doseur de débit de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les orifices (24a...24h) sont ménagés en forme de barillet.
9. Système de régulation de l'alimentation en carburant (20) comportant un doseur (22) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, un organe électronique de commande (37) du doseur (22) ainsi qu'une conduite d'entrée (40) pour l'alimentation du doseur en carburant.
10. Système de régulation de l'alimentation en carburant selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'organe électronique de commande (37) est arrangé de manière à être refroidi par le flux de carburant s'écoulant à travers ladite conduite d'entrée (40).
11. Circuit d'alimentation (10) en carburant d'une turbomachine comportant un système de régulation (20) selon la revendication 9 ou 10.
12. Turbomachine comportant un circuit d'alimentation (10) en carburant selon la revendication 11.
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