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'IJJ11L11I1Vf'IillJ'J POUR M PROPULSION DES NAVIRES AU MOYEN D'UNE MACHINE A VAPEUR ALTERNATIVE ET D'UNE OU PLUSIEURS TURBINES
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A VAPEUR D'ECHAPPEIvElTI',
Dans les machineries à vapeur combinées pour navires, comprenant une machine alternative avec laquelle sont accou- plées une ou plusieurs turbines à vapeur d'échappement non sus- ceptibles d'être débrayées et qui toutes transmettent leurs - puissances respectives . un .arbre porte-hélice commun, il a été proposé, pour passer de la Marche avant à la marche arriè- re, ou inversement, de freiner la turbine, qui tourne à grande vitesse, en inversant le sens d'arrivée de la vapeur d'échap- pement de la machine alternative dans cette turbine.
Comme dans ces machineries combinées, la machine alternative et la turbine sont rigidement accouplées par l'intermédiaire du
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train d'engrenages intercalé entre elles, Je changement de vitesse de la machine alternative et l'inversion du dens de sa rotation sont aussi imposés impérativement à la turbine à cha- que renversement de marche de la machine alternative
Lorsque la turbine a vapeur d'échappement n'est pas sus- septi'ole d'être débrayée, ce changeaient brusque du scns de la rotation peut alors provoquer dans la turbine et dans l'engre- nage intermédiaire des contraintes considérables, puisque ces organes tendent, en vertu de leur force d'inertie,
à continuer à tourner dans le même sens. Le temps qu'exige le changement de marche de la machine alternative étant très court, il importe d'annihiler également la force d'inertie, accumulée principa- lement dans le rotor de la. turbine, en un minimum de temps et de la faire renaître dans le sens de rotation opposé.
La présente invention a pour objet de rendre ce freinage et cette accélération encore beaucoup plus prompts et plus effectifs que ne le permet la simple inversion du distributeur de la vapeur d'échappement. Ce résultat s'obtient, suivant la présente invention, en admettant, à chaque passage de la marche avant à la marche arrière, directement de la vapeur vive à la turbine de marche arrière, ou pour passer de la marche arrière à la marche avant, à la turbine de marche avant, et cela dès le débat de la manoeuvre de renversement de la vapeur ou au moment de l'inversion du transmetteur d'ordres de la machine.
En raison de l'énergie considérable que renferme cette vapeur vive, et que l'on fait agir par des tuyères d'une forme appro- priée sur l'aubage intéressé de la turbine, on peut réaliser ainsi un freinage et une accélération beaucoup plus énergiques.
En outre, dans ces conditions , cette action de freinage coin- mence à se produire plus tôt, ce qui présente un intérêt con- sidérable, étant donné le temps, très bref en lui-même, que nécessite la manoeuvre du changement de marche.
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Etant donné que l'on dispose, pendant cette période de changement de marche, d'une quantité de vapeur vive suffisante, puisque cette vapeur ne peut de toutes façons passer qu'en partie dans la machine alternative, le groupe de tuyères pour la vapeur vive destinée au freinage et à l'accélération peut être disposé sans se préoccuper spécialement de l'économie, uniquement en vue de permettre d'obtenir le Maximum d'effica- cité du freinage.
Il et de la plus haute importance, comme il a déjà été exposé, qu'alors l'admission de la vapeur vive s'effectue de préférence en liaison desmodromique directement avec le changement de marche de la machine alternative, et cela de telle manière que le renversement du levier de change- ruent de marche détermine autant que possible l'ouverture simul- tanée du conduit d'admission de vapeur vive à la turbine inté- ressée.
Puisque chaque changement de marche de la machine alter- native est précédé d'une manoeuvre déterminée du transmetteur d'ordres de la machine, ce dernier peut être utilisé à régler impérativement l'admission de la vapeur vive.
Les groupes de tuyères pour la vapeur vive sont calculés, sans égard spécial à l'économie, uniquement en vue d'obtenir un freinage aussi prompt que possible. Il eàtpar conséquent préférable de couper de nouveau l'admission de vapeur vive à la turbine dès que le changement du sens de rotation, de la vitesse et de l'accélération sont obtenus. Cette suppression de la vapeur vive se fait ou bien séparément à la main, en ramenant le distributeur cylindrique à sa positionppimitive, ou par une commande impérative en fonction, soit de la posi- tion du dispositif du changement de marche, soit de la vites- se, ou bien enfin après un laps de temps déterminé.
Au changement de marche, indépendamment de cette admis- sion de vapeur vive à l'une des turbines, et d'après la pro-
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position antérieure, on renverse +1 xi lé senscl'.-rrivée de la vapeur d'échappement de la machine alternative dans la turbine intéressée ; au début cette vapeur d'échappement y contribue au freinage de la turbine;
après, elle y effectue un travail utile Cette inversion de l'admission de la vapeur d'échappement de la machine alternative de l'une des turbines à l'autre se fait pré- férablement directement en même temps que l'admission que l'admission de la vapeur vive à la turbine, ou bien dans une certaine corrélation (retard) avec cette admission.,
Afin d'utiliser l'énergie de la vapeur, réussi bien celle de la vapeur d'échappement que eelle de la vapeur vive, d'une façon aussi favorable que possible, il est avantageux de pour- voir les turbines, d'une manière connue en elle-même, de deux jeux de tuyères indépendants l'un de l'autre, dont l'un est calculé pour les conditions de la vapeur d'échappement et l'autre pour la vapeur vive.
Dans le cas d'une admission combinée de vapeur vive et de vapeur d'échappement à la turbine, l'admission de la vapeur d'échappement reste maintenue même après la suppression de 1'admission de la vapeur vive, puisque c'est la distribution qui correspond à l'état normal pour la marche avant. Dans de mêmes cas , la vapeur d'échappement, en ébant admise sur la turbine de marche arrière, contribue également à augmenter la puissance en marche arrière.
On économise ainsi en outre un changment de direction spécial pour conduire la vapeur d'é- chappement directement, de la machine alternative au conden- seur et, par suite, la tuyauterie correspondant, très impor- tante et coûteuse, avec les raccordements qu'elle comporte.
A la Fig. 1 est représentée, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
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désigne la machine alternative, h l'eJren&ge de réduction, g. le palier de butée, , l'arbre porte-hélice, g. l 'hélice , ± la turbine de marche avant la turbine de mar-
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che arrière,h latuyauterie'venant du générateur de vapeur vive, 1 une vanne de manoeuvre pour la machine alternative, k la tuyauterie d'arrivée de vapeur vive la machine alter- native, 1 le distributeur de changement de direction de la vapeur d'échappement, ou plus simplement l'inverseur de va- peur d'échappement, m le tuyau de vapeur d'échappement reliant - la machine alternative à l'inverseur de vapeur d'échappement, n la tuyauterie pour la vapeur d'échappement allant à la tur- bine de marche avant f,
o la tuyauterie pour la vapeur d'échap- pement allant à la turbine de marche arrière g, p le servo- moteur à huile sous pression servant à manoeuvrer l'inverseur l, q le distributeur de l'huile motrice pour le dit servo- moteur, r la conduite d'huile sous pression du distributeur q, s et 1 les conduites d'huile sous pression allant du dit distri buteur au servo-moteur p actionnant l'inverseur pour diriger la vapeur d'échappement sur la turbine de marche avant ou la tur- bine de marche arrière, Il le distributeur de vapeur vive chargé d'admettre de la vapeur vive par les tuyauteries v et w respec- tivement a la turbine de marche avantouàcelle de marche arriè- re, x le levier de manoeuvre de changement de marche,
y la ti- monerie de commande du changement de marche de la machine al- ternative, z le levier ae commande du distributeur d'huile sous pression q actionnant l'inverseur de vapeur d'échappement
1, a la timonerie de commande du distributeur de vapeur vive il
Les détails d'une machinerie établie en conformité de la présente invention peuvent, bien entendu, se construire aussi sous une forme différente quelconque. Le distributeur de vapeur vive .il peut par exemple être actionné également au moyen d'hui- le sous pression, il en estde même du dispositif de change- ment de marche de la machine alternative.
Pour l'inverseur de vapeur d'échappement 1 on peut encore prévoir une position neu- tre réalisable à la main de façon indépendante afin de permet-
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tre, en cas d'avarie, de couper la vapeur d'échappement de la machine alternative complètement de la turbine et .le la con- duire directement au condenseur. Comme il a été expliqué plus haut, l'aliénée de vapeur vive à la. turbine do marche avant ou à la turbine de marche arrière, s'effectue préférablement simul- tanérnent et en liaison impérative avec la @anoeuver du levier de changement de marche x.
L'admission de vapeur vive devrait cependant pouvoir être coupée à tout moment par une simple manoeuvre à la main, com- me cela est indiqué par exemple à la Fig. 2. Ici . désigne de nouveau le levier de changement de marche qui est muni de la manière usuelle d'encoches de verrouillage automatique aux deux positions extrêmes pour la marche avant et la Marche arrière. b1 est le levier de manoeuvre pour actionner le distributeur d'admission de vapeur vive à la turbine de marche avant et à celle de marche arrière.
Lorsque l'admission de vapeur vive est fermée, ce levier b1 occupe la position intermédiaire indiquée au dessin à la Fig. 2, de telle .sorte que les deux tuyaux abou- tissant aux turbines sont obturés par les pistons du dis tri- buteur u.
A la Fig. 2, le levier de changement de marche x est re- présenté occupant sa position de marche avant. Si à ce Moment l'ordre arrive de faire marche en arrière, lelevier x, une fois son verrou déclenché, est renversé à fond de course du cô- té opposé (indiqué en pointillé) et met -ainsi en train les o- pérations suivantes : 1 ) La manoeuvre du servo-moteur de changement de marche etc.., de la machine alternative.
2 ) Le changement de direction de la vapeur d'échappement de la machine alternative, laquelle vapeur passe de la turbine de marche avant à la turbine de marche arrière.
3 ) L'admission de vapeur vive à la turbine de marche arrière .
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Dans la forme d'exécution représentée aux Figs. 2 et 3 cette admission de vapeur vive s'opère comme suit : le taquet c1 adapté au levier de changement de marche 4 vient buter sur le nez d du verrou d'arrêt du levier b et déclen- che ce verrou jusqu'à ce que la Manoeuvre du levier ayant continué, il vienne retomber dans l'encoche du taquet c1. Le levier se trouve de ce fait solidarisé avec le levier da
1. changement de marche et suit alors son mouvement.
La pro- fondeur de cette encoche d'arrêt 4 est légèrement moindre que celle qui sert a verrouiller le levier , sur le secteur
1 1 , de telle sorte que le levier b est toujours entraîné par le levier , sans qu'il soit nécessaire de dégager spé- cialement son organe d'arrêt de la fente e1, ce qui consti- tue un avantage dans le cas de manoeuvres se succédant rapi- dement. Afin d'empêcher, en ramenant le levier $1 séparément à sa position neutre pour couper la vapeur vive, que ce le- vier ne soit entraîné au-delà de cette position neutre, ce qui aurait pour sésultat une admission de vapeur vive à la turbine qui n'est pas en service, le levier x porte de cha- que côté une butée f de limitation de sa course.
Le retour à la position de repos du levier b1as- surant l'admission de vapeur vive aux turbines peut s'effec- tuer soit à la main, comme il est indiqué plus haut, soit aussi d'une autre manière connue quelconque, partexemple à partir de l'appareil de changement de marche de la machine alternative, aussitôt que cet appareil a atteint sa nouvel- le position extrême; ou bien après un laps de temps déter- miné : lorsque, par exemple, le distributeur de vapeur Il est actionné par un piston moteur, ce piston est prévu avec des fentes de retour d'huile dont la section est calculée de telle manière que sous l'action d'un resort il soit ramené automati- quement à sa position neutre au bout d'un temps déterminé.
Le retour du levier à sa position neutre peut encore être assuré
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d'une manière connue en elle-même au moyen d'un régulateur à force centrifuge dès que le groupe atteint une vitesse détermi- née.
La manoeuvre de l'admission de vapeur vive aux turbines (de même d'ailleurs que celle de l'arbre de changement de mar- che et de tous les organes accouplés avec lui) peut aussi être commandée directement par le transmetteur d'ordres de la machine moyennant un agencement approprié de celui-ci, puis- que chaque changement de marche est invariablement précédé d'un signal correspondant du dit transmetteur d'ordres.
A la Fig. 4 est indiqué un dispositif à deux jeux de tuyères, dont l'un g1 est distiné à la vapeur d'échappe- ment et l'autre h 1 à la vapeur vive. Puisque la chute de pression de la vapeur d'échappement de la machine alternative est considérablement plus faible que celle ,le la vapeur vive, il en résulte dans les deux jeux de tuyères des vitesses de vapeur qui diffèrent entre elles d'une manière correspondan- te.
Puisque, abstraction faite de la réduction et du relè- vement de la vitesse pendant la manoeuvre, la vitesse péri- phérique est patiqement la même, il est utile de donner aux tuyères des deux jeux de tuyères des angles différents, de telle sorte que la vitesse relative d'entrée de la valeur ait dans les deux cas autant que possible la même valeur et que cette valeur soit également favorable par rapport aux angles d'entrée du premier rang d'ailettes du rotor.