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Machine à. piston avec turbines pour l'utilisation des cha- leurs perdues.
La présente invention a pour objet une machine à piston dont les chaleurs perdues sont utilisées dans une turbine agissant sur 1'arbre de la machine.
L'invention consiste à produire, lors du renverse- ment de marche de la machine à piston, la fermeture de la conduite d'amende de vapeur pour la turbine qui est reliée à l'arbre de la machine à piston par un accouplement. En cas d'emploi d'un accouplement débrayable,, hydraulique ou élas-
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tique, entre la turbine et l'arbre de la machine à piston, cet accouplement est dégagé en même temps ou à peu près en même temps qu'on coupe la vapeur pour la turbine. La mise hors service et la mise en service éventuelle de la turbine peuvent se faire en corrélation forcée avec le renversement de marche de la machine à piston.
En cas d'emploi d'un accou- plement débrayable entre la turbine et l'arbre de la machine à piston, le dégagement et l'engagement de cet accouplement peuvent être mis en corrélation forcée avec le renversement de marche de la machine à piston. La mise en service et hors service de la turbine peut également se faire en corrélation forcée avec le fonctionnement de l'accouplement*
Un exemple de réalisation de l'objet de l'invention est représenté schématiquement sur le dessin annexé. La Fig.l montre la position de fonctionnement pour la marche avant et la Fig.2 pour la marche arrière de l'installation de machines.
Sur le dessin on a désigné par a la machine à va- peur à piston et à renversement de marche, par! la turbine à vapeur d'échappement, par.2. l'accouplement hydraulique incorporé dans le mécanisme d'engrenages, par d la vanne d'inversion de vapeur, qui fait passer la vapeur d'échappe- ment de la machine à piston dans la turbine ou dans le condenseur, par e le tiroir distributeur d'huile relié au tringlage de renversement de marche de la machine à piston par une coulisse m, par f les pistons de commande pour le remplissage et la vidange de l'accouplement hydraulique, par ± le canal de vidange de l'accouplement, par h la con- duite d'amenée d'huile sous pression, venant dtune pompe à huile et allant au tiroir distributeur d'huile,
par i la conduite d'huile sous pression entre le tiroir distribu- teur d'huile ± et l'accouplement hydraulique c, par k une
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conduite d'huile sous pression qui est branchée sur la con- duite i et se rend à la. vanne d'inversion de vapeur d, par 1 une conduite de départ de l'huile qui aboutit à un réservoir non représenté, para et o des conduites d'eai sous pression .allant du tiroir distributeur d'huile e au piston de comman- de f, et par 1 une conduite de vapeur vive.
Le dispositif d'inversion de vapeur fonctionne de la manière suivante, dans la position de la Fig. l, pour la marche avant :
Après que la machine à vapeur à piston a a été mise en marche, on peut amener le tiroir distributeur d'hui- le e dans la position représentée. La coulisses prévue dans l'enclenchement avec le tringlage de renversement de marche permet ce mouvement. Pour cette position du tiroir distri- buteur d'huile ±, les pistons de commande f sont déplacés par suite de l'arrivée d'huile nous pression par la conduite n et du départ de l'huile par la conduite c, de telle fagon que le canal de vidange @ de l'accouplement hydraulique c est ferme. L'huile sous pression parvient alors par la con- duite i dans l'accouplement.
Après le remplissage de celui- ci il s'établit dans les conduites i et k une pression d'hui- le déterminée qui abaisse la vanne ± d'inversion de vapeur, placée sous l'action d'un ressort, de sorte que la vapeur d'échappement de la machine à piston peut se rendre à la turbine à vapeur d'échappement et que celle-ci peut, par l'entremise de l'accouplement hydraulique et du mécanisme d'engrenages, transmettre sa puissance à l'arbre moteur de la machine à piston.
Si la machine à piston est mise en marche arrière, les positions représentées à la Fig.2 s'obtiennent dé la manière suivante:
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Le tringlage de renversement de marche de la machi- ne à piston amène de force le tiroir distributeur d'huile e, au moyen de la coulisse d'enclenchement m, dans la position représentée, de sorte que les conduites d'huile sous pres-
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sion i et k sont déconnectées de 11arrivée d'huile.pous pres- sion et reliée à la conduite 1 de départ d'huile.
Par suite de la chute de pression dans les conduites i et k, la force du ressort de la vanne de renversement de vapeur d estpré- pondérante et renverse la position de cette vanne de maniè- re que la vapeur d'échappement ne soit plus conduite à la turbine à vapeur d'échappement mais au condenseur.
En même temps, de l'huile sous pression arrive maintenant par la conduite ± derrière les pistons distributeurs f, tandis que la conduite n sert alors pour l'échappement de sorte que le canal de vidange ^ de l'accouplement hydraulique est dégagé, que cet accouplement se vide et que la turbine à vapeur d'échappement est débrayée*
Dans cette position une mise en service intempes- tive de la turbine à vapeur d'échappement est impossible par suite de l'enclenchement du tiroir à huile ± avec le tringlage de renversement de marche de la machine à piston.
Pendant la manoeuvre de renversement de marche de la machine à piston, la turbine à vapeur d'échappement reste hors service, ce qui assure une manoeuvre rapide de la ma- chine à piston, et la turbine ne peut être remise en servi- ce que lorsque le tringlage de renversement de marche de la machine à piston a pris la position représentée a. la Fig.l pour la marche avant. Dans cette position, si pour l'une ou l'autre raison il est nécessaire d'évacuer directement la va- peur d'échappement vers le condenseur et de débrayer la turbi- ne à vapeur d'échappement, on peut le faire en amenant à la main le tiroir distributeur d'huile e dans la position de la
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Fig. 2.
On peut naturellement employer à la place de l'em- brayage 4 liquide un autre accouplement débrayable, et éga- lement d'autres organes pour produire le mouvement de la soupape d'inversion de vapeur.
Une conduite de vapeur vive 2 permet d'envoyer à la turbine à vapeur d'échappement de la vapeur vive dans le cas où. par suite d'une avarie de la machine à piston,il est nécessaire de détacher celle-ci de l'arbre et de mainte- nir l'installation en fonctionnement uniquement au moyen de la turbine.
Comme le montre le dessin, l'embrayage est avanta- geusement disposé sur l'arbre intermédiaire du mécanisme d'en- grenages de fagon que lorsque la turbine est hors service, seuls l'engrenage monté sur l'arbre principal et le premier pignon marchent avec l'arbre.
La présente invention donne donc la certitude que la turbine ne regoit la vapeur d'échappement de la machine piston que lorsque cette turbine est accouplée par l'embraya- ge à l'arbre de la machine à piston. L'effet technique im- portant de cette disposition consiste,en ce que ar la corré- lation forcée entre l'embrayage et la vanne d'inversion de vapeur, on empêche l'emballement et par conséquent la des- truction de la turbine.
Un autre avantage de la présente invention est le suivant. Comme on le sait, les turbines fonctionnent à des vitesses très élevées qui sont très incommodes lors du ren- versement de marche en ce sens que par suite des moments d'inertie des masses en rotation, il se produit un grand re- tard dans l'opération de renversement de marche d'une turbi- ne et que d'autre part il est impossible d'éviter des solli-
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citations considérables du mécanisme d'engrenages. Or, dans les installations de navires, le renversement rapide de la marche de la machine est d'une importance considérable pour la sécurité de marche du navire.
Il est également d'une grande importance pour le fonctionnement du navire, lorsque par exemple par suite d'un temps défavorable l'hélice sort fréquemment de l'eau, ce qui pourrait mettre en danger le fonctionnement de la turbi- ne à vapeur marchant à grande vitesse, ou pour d'autres rai- sons quelconques, par exemple dans le cas d'une avarie à la machine ou à l'embrayage, de pouvoir arrêter la turbine à va- peur d'échappement sans influencer la marche de la machine à piston.
Dans tous ces cas, la corrélation forcée de fonc- tionnements de l'accouplement et de vanne d'inversion est assurée de sorte qu'un emballement de la turbine à vapeur est en tous cas évite.
REVENDICATIONS
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1.- Machine à piston dont les chaleurs perdues sont employées dans une turbine agissant sur l'arbre de la machine à piston, caractérisée ennce que, pour le renverse- ment de marche de la machine à piston, la conduite d'amenée de vapeur à la turbine, qui est reliée à l'arbre de la ma- chine à piston par un accouplement, est fermée.
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Machine. piston with turbines for the use of waste heat.
The present invention relates to a piston machine, the waste heat of which is used in a turbine acting on the shaft of the machine.
The invention consists in producing, upon reversal of the position of the piston machine, the closure of the fine vapor line for the turbine which is connected to the shaft of the piston machine by a coupling. When using a disengageable, hydraulic or elastic coupling
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tick, between the turbine and the shaft of the piston machine, this coupling is released at the same time or at about the same time that the steam is cut for the turbine. The decommissioning and eventual commissioning of the turbine can occur in a forced correlation with the reversal of the piston machine.
If a disengageable coupling is used between the impeller and the piston machine shaft, the disengagement and engagement of this coupling can be forced into correlation with the reverse of the piston machine. . Turning the turbine on and off can also be forced to correlate with the operation of the coupling *
An exemplary embodiment of the object of the invention is shown schematically in the accompanying drawing. Fig.l shows the operating position for forward gear and Fig.2 for reverse gear of the machine installation.
In the drawing we denote by a the steam machine with piston and reversing, by! the exhaust steam turbine, paragraph 2. the hydraulic coupling incorporated in the gear mechanism, by d the steam reversing valve, which passes the exhaust steam from the piston machine into the turbine or into the condenser, by e the distributor spool of oil connected to the reversing linkage of the piston machine by a slide m, by f the control pistons for filling and emptying the hydraulic coupling, by ± the drain channel of the coupling, by h the pressurized oil supply pipe, coming from an oil pump and going to the oil distributor spool,
through i the pressurized oil line between the oil distributor spool ± and the hydraulic coupling c, through k a
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pressurized oil line which is connected to line i and goes to. steam reversal valve d, through 1 an oil outlet pipe which ends in a tank not shown, para and o pressurized water pipes. going from the oil distributor spool e to the control piston of f, and through 1 a live steam pipe.
The vapor inversion device operates as follows, in the position of FIG. l, for forward travel:
After the piston steam engine has been started, the oil dispenser spool can be moved to the position shown. The slides provided for the engagement with the reversing linkage allows this movement. For this position of the oil distributor spool ±, the control pistons f are displaced as a result of the oil coming to us under pressure via line n and the oil leaving via line c, in such a way that the drain channel @ of the hydraulic coupling c is closed. The pressurized oil then flows through line i into the coupling.
After filling the latter, a determined oil pressure is established in pipes i and k which lowers the ± vapor inversion valve, placed under the action of a spring, so that the exhaust steam from the piston engine can go to the exhaust steam turbine and the exhaust steam turbine can, through the hydraulic coupling and gear mechanism, transmit its power to the shaft piston machine engine.
If the piston machine is put in reverse, the positions shown in Fig. 2 are obtained as follows:
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The reversing linkage of the piston machine forces the oil distributor spool e, by means of the locking slide m, into the position shown, so that the oil lines under pressure.
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sion i and k are disconnected from the pressure oil supply 11 and connected to oil supply line 1.
As a result of the pressure drop in lines i and k, the spring force of the vapor reversal valve d becomes predominant and reverses the position of this valve so that the exhaust vapor is no longer conducted. to the exhaust steam turbine but to the condenser.
At the same time, pressurized oil now flows through the ± line behind the distributor pistons f, while the n line is then used for the exhaust so that the drain channel ^ of the hydraulic coupling is free, that this coupling empties and the exhaust steam turbine is disengaged *
In this position, inadvertent commissioning of the exhaust steam turbine is not possible due to the engagement of the oil slide ± with the reversing linkage of the piston machine.
During the reversing maneuver of the piston machine, the exhaust steam turbine remains out of service, which ensures rapid operation of the piston machine, and the turbine can only be put back into service. when the reversing linkage of the piston machine has assumed the position shown a. Fig.l for forward travel. In this position, if for one or the other reason it is necessary to discharge the exhaust vapor directly to the condenser and to disengage the exhaust vapor turbine, this can be done by bringing by hand, the oil distributor spool e in the position of the
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Fig. 2.
In place of the liquid clutch 4, of course, another disengageable coupling, and also other members, can be used to produce the movement of the vapor reversal valve.
A live steam line 2 makes it possible to send live steam to the exhaust steam turbine in the event that. due to damage to the piston machine, it is necessary to detach it from the shaft and keep the installation in operation only by means of the turbine.
As shown in the drawing, the clutch is advantageously arranged on the intermediate shaft of the gear mechanism so that when the turbine is out of service, only the gear mounted on the main shaft and the first pinion. walk with the tree.
The present invention therefore gives the certainty that the turbine receives the exhaust steam from the piston machine only when this turbine is coupled by the clutch to the shaft of the piston machine. The important technical effect of this arrangement is that by the forced correlation between the clutch and the steam reversing valve, the runaway and therefore the destruction of the turbine is prevented.
Another advantage of the present invention is the following. As is known, the turbines operate at very high speeds which are very inconvenient when reversing in the sense that as a result of the moments of inertia of the rotating masses there is a great delay in the process. operation of reversing the direction of a turbine and that on the other hand it is impossible to avoid
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Considerable quotes from the mechanism of gears. However, in ship installations, the rapid reversal of the machine's course is of considerable importance for the safe operation of the vessel.
It is also of great importance for the operation of the ship, when for example due to unfavorable weather the propeller frequently comes out of the water, which could endanger the operation of the steam turbine running. at high speed, or for any other reason, for example in the event of a damage to the machine or to the clutch, to be able to stop the exhaust steam turbine without influencing the operation of the piston machine.
In all these cases, the forced correlation of operations of the coupling and of the reversing valve is ensured so that runaway of the steam turbine is in any case avoided.
CLAIMS
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1.- Piston machine, the lost heat of which is used in a turbine acting on the shaft of the piston machine, characterized in that, for the reversal of the position of the piston machine, the steam supply pipe the impeller, which is connected to the shaft of the piston machine by a coupling, is closed.