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EP1312863B1 - Perfectionnements apportés aux injecteurs de turbomachine - Google Patents

Perfectionnements apportés aux injecteurs de turbomachine Download PDF

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Publication number
EP1312863B1
EP1312863B1 EP02292867A EP02292867A EP1312863B1 EP 1312863 B1 EP1312863 B1 EP 1312863B1 EP 02292867 A EP02292867 A EP 02292867A EP 02292867 A EP02292867 A EP 02292867A EP 1312863 B1 EP1312863 B1 EP 1312863B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
valve
injector
threshold pressure
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02292867A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1312863A1 (fr
Inventor
Marion Michau
José Rodrigues
Alain Tiepel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Transmission Systems SAS
Original Assignee
Hispano Suiza SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hispano Suiza SA filed Critical Hispano Suiza SA
Publication of EP1312863A1 publication Critical patent/EP1312863A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1312863B1 publication Critical patent/EP1312863B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02—Liquid fuel
    • F23K5/14—Details thereof
    • F23K5/147—Valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/2496—Self-proportioning or correlating systems
    • Y10T137/2559—Self-controlled branched flow systems
    • Y10T137/265—Plural outflows
    • Y10T137/2663—Pressure responsive

Definitions

  • the present invention relates to improvements made to fuel injectors for a turbomachine engine. It relates more particularly to adjusting the fuel flow injected into a turbomachine combustion chamber.
  • a turbomachine engine comprises several injectors for supplying fuel and air to the combustion chamber during startup and normal operation of the engine of the turbomachine.
  • injectors there are two types of injectors: the so-called “aeromechanical” injectors designed for two fuel flow rates (primary and secondary) depending on the operating phases of the engine (ignition, from low to full power), and the so-called “aerodynamic” injectors Which have only one fuel system for all phases of operation.
  • the present invention is more particularly the injectors belonging to this first category.
  • the document US-A1-4491272 discloses an aeromechanical fuel injector for a turbomachine engine comprising two fuel supply circuits: a primary circuit corresponding to the low flow rates (for example for a phase of ignition and low power operation of the engine) and a secondary circuit intervening for medium and high flow rates (for example for subsequent operation phases up to full power).
  • This type of injector comprises in particular a stop valve intended to open for a first predetermined fuel supply pressure and remain open beyond this pressure in order to supply the primary fuel circuit.
  • a metering valve arranged to open under a second predetermined supply pressure, greater than the first predetermined pressure, and remain open in response to an increase in this pressure, provides the supply flow rate.
  • fuel secondary circuit is regulated by means of metering slots provided at a valve head and whose passage sections vary as a function of the applied supply pressure: the higher the pressure, the higher the pressure. the sections of passage of the slots are important.
  • the present invention therefore aims to overcome such drawbacks by proposing a fuel injector which makes it possible to reduce the heterogeneity in flow rate between injectors.
  • An object of the invention is also to provide an injector for simplifying the implementation and improve the performance of the control of the average fuel flow rates.
  • a fuel injector for a turbomachine engine comprising an injector body having pressurized fuel admission means, a first valve mounted downstream of said pressurized fuel admission means and arranged to opening in response to a predetermined fuel pressure defining a first threshold pressure to admit fuel into the injector body, a second valve mounted downstream of said first valve and openable in response to a second fuel threshold pressure, greater than said first threshold pressure, for dosing at least a portion of the fuel admitted into said injector body to means for using this fuel, the fuel flow rate dosed to the fuel injection means; use being a function of passage sections made at said second valve, characterized in that it further comprises a diaphragm disposed between the pressurized fuel inlet means and the first valve in order to fix at a determined value the fuel flow admitted into the injector body.
  • the fuel flow admitted into the injector body is in particular a function of the diaphragm. It is fixed to a determined value by choosing an opening of the diaphragm according to the technical characteristics of each injector of the same combustion chamber. More precisely, a diaphragm is chosen for each injector as a function of its flow differences with respect to a calculated average flow rate.
  • each injector of the same combustion chamber is provided with a diaphragm which can vary from one injector to another. In this way, it eliminates any risk of flow differences between the different injectors.
  • the replacement of the diaphragm is easy since it does not require the disassembly of the two valves.
  • the injector further comprises adjustment means for defining a third fuel threshold pressure, greater than the second threshold pressure, from which the flow of fuel dosed to the means of use is solely a function of the fuel supply pressure.
  • the setting means for defining a third fuel threshold pressure advantageously comprise a stop to limit the stroke of the second fuel metering valve.
  • FIG. 1 shows in longitudinal section a fuel injector for turbomachine engine according to the invention.
  • This injector is of the aeromechanical type, that is to say that it is designed to provide two fuel flow rates: a primary flow rate during a start-up phase of the turbomachine equipped with this injector and a low power operation phase, and a secondary flow for subsequent operating phases and up to full power.
  • the fuel injector 2 comprises, in an injector body 4, a fuel admission orifice 6 intended to receive the fuel under pressure coming from a suitable pump (not represented) and which opens into the a pre-admission chamber 8a after having passed through filtering means 9 of the strainer type.
  • a sealing valve 10 for sealing the injector at a standstill is mounted in an intake chamber 8b disposed downstream of the pre-admission chamber 8a in the direction of flow of the fuel. It is conventionally formed of a valve head 12 and a valve stem 14 and is held in position by means of a tubular central portion 16 forming a valve support.
  • the tubular central portion 16 further rests, by a cylindrical shoulder 17, on a first end of a cylindrical peripheral portion 18 which extends downstream from the central portion over a large part of the remaining internal volume of the injector body 4 and defining an annular primary fuel chamber 20 and an annular secondary fuel chamber 22.
  • the annular primary fuel chamber 20 communicates with the intake chamber 8b through a plurality of lateral holes 24 and through a strainer 25 defining fixed passage sections.
  • the annular secondary fuel chamber 22 is connected to the intake chamber 8b through longitudinal bores 26 pierced regularly in the cylindrical shoulder 17 of the valve support 16.
  • the seat of the sealing valve 10 is formed of a rim of a cylindrical liner 28 resting on the cylindrical shoulder 17 of the tubular central portion 16 and maintained in the injector body 4 sealingly via a sealing means 30 of the seal type.
  • a coil spring 32 is disposed between the valve support 16 and the valve head 12 to allow adjustment of a predetermined fuel supply pressure defining a first threshold pressure S1 beyond which the seal valve 10 opens.
  • the fuel present in the pre-admission chamber 8a then enters the intake chamber 8b and flows into the annular primary fuel chamber 20 through the lateral holes 24 before being discharged to a central ejection channel primary fuel 33 defining first means for using the fuel.
  • a fuel metering device 34 is also mounted directly in the annular secondary fuel chamber 22 so as to measure the fuel flowing from this chamber. It conventionally comprises a metering valve 36 of tubular shape provided at a first end of an opening 38 opening into a longitudinal bore 40 of the secondary fuel inlet, and at a second end forming a substantially circular shoulder forming a head valve 42 and supporting a second end of the cylindrical peripheral portion 18.
  • the metering valve 36 also has side outlets 44 for the flow of secondary fuel.
  • the valve head 42 comprises on its periphery fuel metering slots 46 opening into the longitudinal bore 40 and defining variable passage sections to second fuel utilization means. These slots 46 are shaped very precisely to measure the amount of fuel flowing from the annular secondary fuel chamber 22 to a receiving chamber 48 formed in the injector body 4 and opening towards a annular secondary fuel ejection channel 50 surrounding the central primary fuel ejection channel 33.
  • the metering valve 36 can slide in a cylindrical sleeve 52, one end of which has a circular recess 54 forming a valve seat. This sleeve is held on the cylindrical peripheral portion 18 sealingly via a sealing means 56 of the seal type.
  • the bushing 52 also forms a bearing surface for one end of a helical spring 58, the opposite end of which is mounted in an annular retaining element 60 threaded onto the first end of the metering valve 36 and fixed thereto. by means of a ring 62 C.
  • An annular shim 64 is disposed between the ring 62 at C and the annular retaining element 60 so as to adjust the load of the spring 58 and define a second threshold pressure S2, greater than the first threshold pressure S1, for which the metering valve 36 opens.
  • This spring load is selected to allow the metering valve to open for the second threshold pressure S2 and remain open in response to an increase in supply pressure, the flow rate then being a function of the sections. passage of the dosing slots 46.
  • the injector 2 is further provided with a diaphragm 66 disposed between the inlet orifice 6 and the sealing valve 10. More specifically, the diaphragm 66 is mounted in the pre-admission chamber 8a upstream, in the flow direction of the fuel, the cylindrical liner 28 resting on the cylindrical peripheral portion 18. This diaphragm makes it possible to set the fuel flow rate admitted in the intake chamber 8b to a predetermined value.
  • the opening of the diaphragm is chosen according to the characteristics of the injector (manufacture and machining of the metering valve and its slots, spring tension, effects of friction between the valve and the sleeve in which it slides ... ) and according to its flow differences with respect to a calculated average flow.
  • This choice is therefore made so that the average flow rate curve as a function of the fuel supply pressure does not come out of a pre-established tolerance envelope.
  • This tolerance envelope is pre-established according to a theoretical average calculated flow curve. For example, it can be defined by a maximum deviation of flow of the order of ⁇ 5% from this theoretical average curve.
  • the fuel injector further comprises adjustment means for defining a third fuel threshold pressure S3, greater than the second threshold pressure S2, from which the fuel flow rate is measured.
  • adjustment means are in the form of a stop 68, for example mounted at the sleeve 52 so as to cooperate with the annular retaining element 60 to limit the stroke of the metering valve 36.
  • This stop 68 is set for a predetermined fuel pressure corresponding to a flow rate close to full opening. It is also possible to consider mounting a ring (not shown) on the first end of the metering valve 36, this ring also to limit the stroke of the metering valve.
  • FIG. 2 clearly shows the effect of the diaphragm 66 on the differences in average flow rates that may exist at an injector 200 of a combustion chamber with respect to a calculated flow curve 202.
  • two curves 204 and 204 ' were also represented. They form a tolerance envelope beyond which the differences in flow rates with respect to the theoretical average curve 202 are considered too important. For this tolerance envelope, a maximum flow difference of ⁇ 5% was chosen.
  • the presence of the diaphragm 66 makes it possible to considerably reduce the heterogeneity at the average flow rates between several injectors of the same combustion chamber.
  • the fuel flow no longer depends on the machining characteristics of the spring and the slots, as well as on the friction of the injector valve, but on the pressure of the pressure. fuel supply and the passage section of the valve which is in abutment. From this third threshold pressure S3, the metering valve thus behaves like a fixed diaphragm.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux injecteurs de combustible pour moteur de turbomachine. Elle concerne plus particulièrement le réglage du débit de combustible injecté dans une chambre de combustion de turbomachine.
  • De façon connue, un moteur de turbomachine comporte plusieurs injecteurs permettant d'alimenter en carburant et en air la chambre de combustion lors du démarrage et du fonctionnement normal du moteur de la turbomachine. Principalement, il existe deux types d'injecteurs : les injecteurs dits « aéromécaniques » conçus pour deux débits de carburant (primaire et secondaire) suivant les phases de fonctionnement du moteur (allumage, de faible à pleine puissance), et les injecteurs dits « aérodynamiques » qui ne comportent qu'un seul circuit de carburant pour toutes les phases de fonctionnement. La présente invention vise plus particulièrement les injecteurs appartenant à cette première catégorie.
  • Le document US-A1-4491272 décrit un injecteur de combustible aéromécanique pour moteur de turbomachine comportant deux circuits d'alimentation en combustible : un circuit primaire correspondant aux faibles débits (destiné par exemple à une phase d'allumage et de fonctionnement à faible puissance du moteur) et un circuit secondaire intervenant pour les moyens et forts débits (destiné par exemple aux phases de fonctionnement ultérieur jusqu'à la pleine puissance).
  • Ce type d'injecteur comporte notamment une soupape d'arrêt destinée à s'ouvrir pour une première pression prédéterminée d'alimentation de combustible et rester ouverte au-delà de cette pression afin d'alimenter le circuit primaire de combustible. D'autre part, une soupape de dosage agencée pour s'ouvrir sous une seconde pression prédéterminée d'alimentation, supérieure à la première pression prédéterminée, et rester ouverte en réponse à une augmentation de cette pression, permet de fournir le débit d'alimentation en combustible du circuit secondaire. Le réglage de ce débit secondaire est réalisé par l'intermédiaire de fentes de dosage prévues au niveau d'une tête de la soupape et dont les sections de passage varient en fonction de la pression d'alimentation appliquée : plus cette pression est élevée, plus les sections de passage des fentes sont importantes.
  • En pratique, on constate que dans une chambre de combustion alimentée en carburant par plusieurs injecteurs comme celui décrit ci-dessus, il existe une hétérogénéité en débit dans la phase correspondant aux débits moyens lorsque ces injecteurs sont soumis à une même pression d'alimentation. Cette hétérogénéité est principalement due aux écarts de fabrication entre leurs soupapes de dosage respectives et peut atteindre jusqu'à 10%. Les tolérances de fabrication ou d'usinage des soupapes de dosage et de leurs fentes de dosage font que les débits moyens de combustible ne peuvent pas être identiques pour tous les injecteurs d'un moteur donné. La figure 3 montre bien les écarts de débits ΔD1 et ΔD2 pouvant exister au niveau de deux injecteurs différents 100, 102 d'une même chambre de combustion par rapport à un débit théorique calculé 104. Il en résulte une hétérogénéité au niveau des débits moyens entre injecteurs préjudiciable au bon fonctionnement du moteur de la turbomachine.
    • Objet et résumé de l'invention
  • La présente invention vise donc à pallier de tels inconvénients en proposant un injecteur de combustible qui permet de diminuer l'hétérogénéité en débit entre injecteurs. Un but de l'invention est aussi de proposer un injecteur permettant de simplifier la réalisation et d'améliorer les performances du réglage des débits moyens de combustible.
  • A cet effet, il est prévu un injecteur de combustible pour moteur de turbomachine comprenant un corps d'injecteur ayant des moyens d'admission de combustible sous pression, une première soupape montée en aval desdits moyens d'admission de combustible sous pression et agencée pour s'ouvrir en réponse à une pression prédéterminée de combustible définissant une première pression de seuil afin d'admettre du combustible dans le corps d'injecteur, une seconde soupape montée en aval de ladite première soupape et pouvant s'ouvrir en réponse à une seconde pression de seuil de combustible, supérieure à ladite première pression de seuil, afin de doser au moins une partie du combustible admis dans ledit corps d'injecteur vers des moyens d'utilisation de ce combustible, le débit de combustible dosé vers les moyens d'utilisation étant fonction de sections de passage pratiquées au niveau de ladite seconde soupape, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un diaphragme disposé entre les moyens d'admission de combustible sous pression et la première soupape afin de fixer à une valeur déterminée le débit de combustible admis dans le corps d'injecteur.
  • Le débit de combustible admis dans le corps d'injecteur est notamment fonction du diaphragme. Il est fixé à une valeur déterminée en choisissant une ouverture du diaphragme en fonction des caractéristiques techniques propres à chaque injecteur d'une même chambre de combustion. Plus précisément, on choisit un diaphragme pour chaque injecteur en fonction de ses écarts de débit par rapport à un débit moyen calculé. Ainsi, chaque injecteur d'une même chambre de combustion est muni d'un diaphragme qui peut varier d'un injecteur à l'autre. De la sorte, on élimine tout risque d'écarts de débits entre les différents injecteurs. En outre, le remplacement du diaphragme est aisé puisqu'il ne nécessite pas le démontage des deux soupapes.
  • Avantageusement, l'injecteur comporte en outre des moyens de réglage pour définir une troisième pression de seuil de combustible, supérieure à la seconde pression de seuil, à partir de laquelle le débit de combustible dosé vers les moyens d'utilisation est uniquement fonction de la pression d'alimentation de combustible.
  • Les moyens de réglage pour définir une troisième pression de seuil de combustible comportent avantageusement une butée pour limiter la course de la seconde soupape de dosage de combustible.
    • Brève description des dessins
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :
    • la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un injecteur de combustible de turbomachine selon l'invention ;
    • la figure 2 est une courbe illustrant un exemple de réglage de débit d'injection dans une turbomachine avec la mise en oeuvre de l'injecteur de la figure 1 ; et
    • la figure 3 est un graphique montrant un exemple d'écarts de réglage de débit d'injection dans une turbomachine de l'art antérieur.
    Description détaillée d'un mode de réalisation
  • On se réfère à la figure 1 qui représente en coupe longitudinale un injecteur de combustible pour moteur de turbomachine selon l'invention.
  • Cet injecteur est du type aéromécanique, c'est à dire qu'il est conçu pour fournir deux débits de combustible : un débit primaire pendant une phase de démarrage de la turbomachine équipée de cet injecteur et une phase de fonctionnement à faible puissance, et un débit secondaire pour les phases de fonctionnement ultérieur et jusqu'à la pleine puissance.
  • Selon l'invention, l'injecteur de combustible 2 comporte, dans un corps d'injecteur 4, un orifice d'admission de combustible 6 destiné à recevoir le combustible sous pression provenant d'une pompe appropriée (non représentée) et qui débouche dans une chambre de pré-admission 8a après avoir traversé des moyens de filtrage 9 du type crépine. Une soupape d'étanchéité 10 destinée à assurer l'étanchéité de l'injecteur à l'arrêt est montée dans une chambre d'admission 8b disposée en aval de la chambre de pré-admission 8a dans le sens d'écoulement du combustible. Elle est classiquement formée d'une tête de soupape 12 et d'une tige de soupape 14 et est maintenue en position au moyen d'une partie centrale tubulaire 16 formant support de soupape. La partie centrale tubulaire 16 repose en outre, par un épaulement cylindrique 17, sur une première extrémité d'une partie périphérique cylindrique 18 qui s'étend en aval depuis la partie centrale sur une grande partie du volume interne restant du corps d'injecteur 4 et qui délimite une chambre annulaire de combustible primaire 20 et une chambre annulaire de combustible secondaire 22.
  • La chambre annulaire de combustible primaire 20 communique avec la chambre d'admission 8b par l'intermédiaire d'une pluralité de trous latéraux 24 et au travers d'une crépine 25 définissant des sections de passage fixes. La chambre annulaire de combustible secondaire 22 est reliée à la chambre d'admission 8b au travers d'alésages longitudinaux 26 percés régulièrement dans l'épaulement cylindrique 17 du support de soupape 16. Le siège de la soupape d'étanchéité 10 est formé d'un rebord d'une chemise cylindrique 28 reposant sur l'épaulement cylindrique 17 de la partie centrale tubulaire 16 et maintenu dans le corps d'injecteur 4 de façon étanche par l'intermédiaire d'un moyen d'étanchéité 30 du type joint. Un ressort hélicoïdal 32 est disposé entre le support de soupape 16 et la tête de soupape 12 pour permettre un réglage d'une pression d'alimentation de combustible prédéterminée définissant une première pression de seuil S1 au-delà de laquelle la soupape d'étanchéité 10 s'ouvre. Le combustible présent dans la chambre de pré-admission 8a pénètre alors dans la chambre d'admission 8b et s'écoule dans la chambre annulaire de combustible primaire 20 au travers des trous latéraux 24 avant d'être évacué vers un canal central d'éjection du combustible primaire 33 définissant des premiers moyens d'utilisation du combustible.
  • Un dispositif doseur de combustible 34 est par ailleurs monté directement dans la chambre annulaire de combustible secondaire 22 de façon à doser le combustible s'écoulant depuis cette chambre. Il comprend classiquement une soupape de dosage 36 de forme tubulaire pourvue à une première extrémité d'une ouverture 38 débouchant dans un alésage longitudinal 40 d'admission du combustible secondaire, et à une seconde extrémité formant fond, d'un épaulement sensiblement circulaire formant tête de soupape 42 et supportant une seconde extrémité de la partie périphérique cylindrique 18. La soupape de dosage 36 comporte également des sorties latérales 44 d'écoulement du combustible secondaire. La tête de soupape 42 comprend sur son pourtour des fentes de dosage 46 du combustible s'ouvrant dans l'alésage longitudinal 40 et définissant des sections de passage variables vers des seconds moyens d'utilisation du combustible. Ces fentes 46 sont conformées très précisément pour doser la quantité de combustible s'écoulant depuis la chambre annulaire de combustible secondaire 22 vers une chambre de réception 48 formée dans le corps d'injecteur 4 et débouchant vers un canal annulaire d'éjection du combustible secondaire 50 entourant le canal central d'éjection du combustible primaire 33.
  • La soupape de dosage 36 peut coulisser dans une douille cylindrique 52 dont une extrémité comporte un évidemment circulaire 54 formant siège de soupape. Cette douille est maintenue sur la partie périphérique cylindrique 18 de façon étanche par l'intermédiaire d'un moyen d'étanchéité 56 du type joint. La douille 52 forme également une surface d'appui pour une extrémité d'un ressort hélicoïdal 58 dont l'extrémité opposée est montée dans un élément annulaire de retenue 60 enfilé sur la première extrémité de la soupape de dosage 36 et fixé à celle-ci à l'aide d'une bague 62 en C. Une cale annulaire 64 est disposée entre la bague 62 en C et l'élément annulaire de retenue 60 de façon à régler la charge du ressort 58 et définir une seconde pression de seuil S2, supérieure à la première pression de seuil S1, pour laquelle la soupape de dosage 36 s'ouvre. Cette charge du ressort est choisie de manière à permettre à la soupape de dosage de s'ouvrir pour la seconde pression de seuil S2 et de rester ouverte en réponse à une augmentation de la pression d'alimentation, le débit fourni étant alors fonction des sections de passage des fentes de dosage 46.
  • L'injecteur 2 est en outre muni d'un diaphragme 66 disposé entre l'orifice d'admission 6 et la soupape d'étanchéité 10. Plus précisément, le diaphragme 66 est monté dans la chambre de pré-admission 8a en amont, dans le sens d'écoulement du combustible, de la chemise cylindrique 28 reposant sur la partie périphérique cylindrique 18. Ce diaphragme permet de fixer à une valeur déterminée le débit de combustible admis dans la chambre d'admission 8b. L'ouverture du diaphragme est choisie en fonction des caractéristiques propres à l'injecteur (fabrication et usinage de la soupape de dosage et de ses fentes, tension du ressort, effets des frottements entre la soupape et la douille dans laquelle elle coulisse...) et selon ses écarts de débit par rapport à un débit moyen calculé. Ce choix est donc opéré de manière à ce que la courbe des débits moyens en fonction de la pression d'alimentation du combustible ne sorte pas d'une enveloppe de tolérance préétablie. Cette enveloppe de tolérance est pré-établie en fonction d'une courbe moyenne théorique de débit calculée. Par exemple, elle peut être définie par un écart maximal de débit de l'ordre de ± 5% par rapport à cette courbe moyenne théorique.
  • Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'injecteur de combustible comporte en outre des moyens de réglage pour définir une troisième pression de seuil de combustible S3, supérieure à la seconde pression de seuil S2, à partir de laquelle le débit de combustible dosé vers les seconds moyens d'utilisation est uniquement fonction de la pression d'alimentation de combustible. Ces moyens de réglage se présentent sous la forme d'une butée 68, par exemple montée au niveau de la douille 52 de façon à coopérer avec l'élément annulaire de retenue 60 pour limiter la course de la soupape de dosage 36. Cette butée 68 est réglée pour une pression de combustible prédéterminée correspondant à un débit proche de la pleine ouverture. Il est également possible d'envisager de monter une bague (non représentée) sur la première extrémité de la soupape de dosage 36, cette bague permettant également de limiter la course de la soupape de dosage.
  • La figure 2 montre bien l'effet du diaphragme 66 sur les écarts de débits moyens pouvant exister au niveau d'un injecteur 200 d'une chambre de combustion par rapport à une courbe de débit calculé 202. Sur cette figure, deux courbes 204 et 204' ont également été représentées. Elles forment une enveloppe de tolérance au-delà de laquelle les écarts de débits par rapport à la courbe moyenne théorique 202 sont considérés comme trop importants. Pour cette enveloppe de tolérance, on a choisi un écart maximal de débit de ± 5%. Ainsi, la présence du diaphragme 66 permet de réduire considérablement l'hétérogénéité au niveau des débits moyens entre plusieurs injecteurs d'une même chambre de combustion. Par ailleurs, à partir de la troisième pression de seuil S3, le débit de combustible n'est plus fonction des caractéristiques d'usinage du ressort et des fentes, ainsi que du frottement de la soupape de l'injecteur, mais de la pression d'alimentation en combustible et de la section de passage de la soupape qui est en butée. A partir de cette troisième pression de seuil S3, la soupape de dosage se comporte ainsi comme un diaphragme fixe.

Claims (5)

  1. Injecteur de combustible (2) pour moteur de turbomachine comprenant un corps d'injecteur (4) ayant des moyens d'admission de combustible sous pression (6), une première soupape (10) montée en aval desdits moyens d'admission de combustible sous pression et agencée pour s'ouvrir en réponse à une pression prédéterminée de combustible définissant une première pression de seuil (S1) afin d'admettre du combustible dans le corps d'injecteur, une seconde soupape (36) montée en aval de ladite première soupape et pouvant s'ouvrir en réponse à une seconde pression de seuil de combustible (S2), supérieure à ladite première pression de seuil, afin de doser au moins une partie du combustible admis dans ledit corps d'injecteur vers des moyens d'utilisation (48) de ce combustible, le débit de combustible dosé vers les moyens d'utilisation étant fonction de sections de passage (46) pratiquées au niveau de ladite seconde soupape, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un diaphragme (66) disposé entre les moyens d'admission de combustible sous pression et la première soupape afin de fixer à une valeur déterminée le débit de combustible admis dans le corps d'injecteur.
  2. Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de réglage (68) pour définir une troisième pression de seuil de combustible (S3), supérieure à ladite seconde pression de seuil, à partir de laquelle le débit de combustible dosé vers lesdits moyens d'utilisation est uniquement fonction de la pression d'alimentation de combustible.
  3. Injecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage comportent une butée (68) pour limiter la course de ladite seconde soupape de dosage de combustible.
  4. Injecteur de combustible (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que:
    - la première soupape (10) évacue le combustible vers des premiers moyens d'utilisation, le débit de combustible évacué étant fonction de sections de passage (24) pratiquées au niveau de ladite première soupape,
    - la seconde soupape (36) évacue le combustible vers des seconds moyens d'utilisation (48) de ce combustible,
    - des moyens de réglage (68) définissent une troisième pression de seuil de combustible (S3), supérieure à ladite seconde pression de seuil, à partir de laquelle le débit de combustible dosé vers lesdits seconds moyens d'utilisation est uniquement fonction de la pression d'alimentation de combustible.
  5. Injecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage comportent une butée (68) pour limiter la course de ladite seconde soupape de dosage de combustible.
EP02292867A 2001-11-20 2002-11-19 Perfectionnements apportés aux injecteurs de turbomachine Expired - Lifetime EP1312863B1 (fr)

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