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"PROCEDE ET DISPOSITIF DE REGLAGE DE LA VITESSE DE SOUFFLANTES POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE DONT LES GAZ D'ECHAPPEMENT SERVENT A ACTIONNER LA SOUFFLANTE"
Il est connu d'actionner les soufflantes de surcompression et de balayage qui débitent l'air comburant nécessaire aux mo- teurs à combustion interne, au moyen d'une turbine à gaz d'échap- pement utilisant comme agent moteur les gaz d'échappement du moteur à combustion interne lui-même.
Le réglage de la puissance de ces turbines à gaz d'échapppement est relativement difficile en raison de ce que, d'une part, chaque variation de la quantité des gaz d'échappement ou de leur pression en amont de la turbine entraîne une réaction de la turbine .sur le moteur à combustion
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interne et que, d'autre part, les gaz d'échappement peuvent avoir des températures très élevées qui rendent extrêmement difficile la construction d'un dispositif de réglage sûr. C'est pourquoi on a déjà proposé de ne pas régler du tout la turbine à gaz d'échappement et de laisser la soufflante toujours libre de prendre la. vitesse qui résulte de la quantité, de la pression et de la température des gaz d'échappement.
Dans beaucoup de cas, par exemple pour la commande de bateaux, de locomotives, etc., ce procédé suffira parfaitement, mais il peut cependant ne pas convenir dans les cas où des variations de charge très brusques - se produisent, comme par exemple dasn les installations fixes qui servent à la production de courant électrique pour l'éclai- rage. Alors le moteur Diesel peut, il est vrai, débiter assez rapidement la quantité accrue d'huile lourde qui est nécessaire lors d'une brusque augmentation de la charge, mais par contre, il peut arriver que la vitesse de la soufflante ne puisse pas être -accélérée assez rapidement par les gaz d'échappement pour débiter le surplus d'air nécessaire pour la combustion de la quantité accrue de combustible injecté.
D'après la présente invention on renonce, même lorsque ce cas se présente, à prévoir le réglage de la turbine à gaz d'échappement, et on obtient le réglage de la soufflante en prévoyant un moteur additionnel réglable qui fournit le supplé- ment de puissances nécessaire pour l'accélération.
Ce moteur doit être réglé'de.préférence de manière à ne débiter l'énergie d'accélération nécessaire qu'en cas d'aug- mentations brusques de la charge, et à ne pas coopérer à la commande de la soufflante en régime normal.
Ce résultat peut s'obtenir par exemple en utilisant pour le réglage de ce moteur additionnel un régulateur d'inertie
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actionné indirectement ou directement par le moteur à combustion interne et qui ne développe un effort utile pour le réglage que lorsque la vitesse du moteur à combustion varie par suite d'une augmentation delà charge. En.conséquence, un régulateur de ce genre mettra le moteur additionnel en action lorsque la vitesse du moteur à combustion interne diminuera et le mettra à,nouveau hors d'action dès que la vitesse du moteur à combustion -aura atteint un nouveau régime permanent.
Comme moteur additionnel, on peut employer par exemple un électromoteur, dont la vitesse maximum correspond à la vitesse maximum de la soufflante, pourlaquelle le moteur à combustion donne sa puissance maxima. Le moteur additionnel peut être alimenté par la génératrice actionnée par le moteur à combustion interne et gouverné par le régulateur d'inertie ci-dessus men- tionné. Mis en circuit, il développera toujours une force d'accé- lératièn tant que la vitesse de la soufflante n'aura pas encore atteint la limite supérieure, tandis qu'une accélération -au-des- sus de cette limite, accélération qui serait contraire au but poursuivi, ne peut pas se produire.
Au lieu d'un électro moteur, on peut employer pour l'accélération de l'air comprimé, qui peut être tiré par exemple des bouteilles de démarrage du moteur à combustion. Comme dans ces processus d'accélération, il ne s'agit que d'une coopération du moteur auxiliaire pendant un temps de quelques secondes, la consommation en air comprimé est très faible. On obtient dans ce cas une solution particulièrement simple lorsque, -au lieu d'une turbine à air comprimé distincte, on fait agir l'air comprimé sur le rotor de la turbine à gaz d'échappement. Il suffit pour cela de disposer une tuyère spéciale ou un groupe spécial de tuyères, adapté à la chute de pression et IL la quantité de l'air comprimé
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employé.
L'emploi de la turbine à gaz d'échappement elle-même comme turbine additionnelle à air comprimé réduit notablement le risque de la congélation de la tuyère à air comprimé, car la tur- bine à gaz et son ailettage sont très chauds. Mais on peut en outre loger la conduite d'air comprimé à l'intérieur de la conduite de gaz d'échappement ou la chauffer de toute autre manière au moyen des gaz d'échappement. Toutefois, un inconvénient de cette disposition réside en ce que ces tuyères étant prévues pour l'air comprimé et ne travaillant chaque fois que pendant un temps très court, interrompent le courant normal d'agent moteur et causent ainsi des pertes sous forme de travail de ventila- tion. De plus, elles exigent une augmentation de la circonférence et en conséquence de la turbine.
Ces inconvénients sont supprimés d'après la présente invention du fait que pour l'amenée de l'air, on se sert d'une partie des tuyères qui sont normalement alimentées par les gaz.
On pourrait considérer comme un inconvénient de cette disposition le fait qu'une partie de la puissance -additionnelle de l'air comprimé est annulée par la mise hors circuit des tuyères à gaz correspondantes et que dès lors, il en résulte une plus grande consommation d'air comprimé. Tel n'est cepen- dant pas le cas, et au contraire, le fait de ne pas utiliser comme tuyères à gaz les tuyères qui servent pour l'air comprimé donne une augmentation de puissance qui vient très à propos, car grâce à la réduction du nombre des tuyères à gaz, la quantité totale de gaz n'en passe pas moins et avec une pression qui se trouve augmentée dans la mesure même où la section de passage offerte dans ces tuyères a été réduite. De ce fait, la puissance de la turbine à gaz augmente et la consommation d'air comprimé diminue.
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Au dessin ci-joint, la Fig. 1 représente, à titre d'exem- ple, une forme d'exécution d'une installation d'après la présente invention. Dans cette figure a désigne le moteur à combustion interne dont les gaz d'échappement se rendent par le tuyau b et la tuyère c à la turbine à gaz d, laquelle turbine actionne la soufflante d'air de surcompression et de balayage e.
Cette soufflante aspire l'air 'ambiant et le débite à une pression plus forte que le tuyau ilau moteur à combustion interne. -La tuyère c de la turbine à gaz d'échappement n'est, d'âpres l'in- vention, l'objet d'aucun réglage et il est prévu une autre tuyère g qui en cas d'à-coups de charge fait travailler passa- gèrement le rotor de la turbine à gaz avec de l'air, qui pro- vient par exemple des bouteilles de démarrage h. Cette tuyère g peut être influencée par un régulateur d'inertie i actionné par le moteur à combustion interne ou par sa génératrice k.
La Fig. 2 est une coupe radi-ale d'une autre forme d'exé- cution de l'invention où la turbine à gaz d'échappement est utilisée comme moteur additionnel.
La Fig. 3 est une coupe horizontale suivant la ligne 1-2 de la Fig. 2.
Dans ces figures, I désigne une chambre ou boîte à tuyères qui se trouve à l'intérieur de la boîte à tuyères normale m et peut être venue d'une seule pièce avec la couronne de tuyères n, ou bien en être distincte. En temps normal, du gaz passe de la chambre externe dans cette chambre interne par la soupape de retenue i pour arriver aux tuyères p et q, tandis que ce gaz passe directement de la boîte externe m aux -autres tuyères. Mais si pour augmenter la vitesse du rotor r on amène passagèrement au moyen d'un dispositif de réglage non représenté, par le tuyau s de l'air comprimé dans la chambre interne, cet air ferme la
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soupape de retenue o et s'interdit ainsi de passer dans la chambre externe.
Dès que le processus de réglage est terminé, @ et qu'il n'arrive plus d'air comprimé par le tuyau s, la soupape de retenue o s'ouvre d'elle-même par suite de l'excès de pression des gaz, de sorte que les tuyères d'air comprimé se retrouvent de nouveau sous l'action des gaz.
Au lieu d'alimenter à l'air comprimé, -ainsi que repré- senté, un seul groupe de tuyères, on peut évidemment en alimenter plusieurs groupes, de plus, le même groupe de tuyères peut être alimenté d'air et de gaz par plusieurs tuyaux d'air comprimé et plusieurs soupapes de retenue, au lieu d'un seul tuyau et d'une seule soupape.