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Monsieur Erich B u r m e i s t e r, Ingénieur, ZUIRH
Les fortes variations de charge pendant la marche ont également pour effet d'importantes variations de la pression de la chaudière et du vide dans le condenseur, dans les locomotives à condensation. Le vide est toujours moins élevé en cas de fortes charges de la locomotive, et la pression dans la chaudière est souvant plus basse qu'en cas de faibles charges. C'est pour- quoi les machines auxiliaires pour locomotives, quand elles sont directement alimentées par la chaudière et quand leur vapeur d'échappement s'écoule dans le condenseur, fonctionnent, en cas de fortes charges de la locomotive, avec une puissance moindre qu'en cas de faibles charges.
Mais il est nécessaire que les machines auxiliaires, précisément en cas de fortes charges de la locomotive, fournis- sent une puissance plus élevée qu'en cas de faibles charges.
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Dans le cas de locomotives à turbines fonctionnant avec condensation, les machines auxiliaires généralement emplo- yées sont disposées par groupes, et cela de telle manière que, dans chaque groupe, il y ait accouplement entre les machines auxiliaires dont le nombre de tours doit varier suivant la même loi, en dépendanoe avec la charge de la locomotive. Chaque groupe est alors, de préférence, actionné par une turbine auxi- liaire. Or, il est connu de coupler en série celles de ces tur- bines auxiliaires qui servent à l'actionnement de machines auxi- liaires qui, en marche continue, doivent fournier une puissance approximativement constante.
Mais ceci ne permet cependant pas d'assurer l'adaptation voulue de la puissance des turbines auxi- liaires à celle de la turbine d'actionnement principale, atten- du qu'avec ce mode de couplage les variations de la pression dans la chaudière et du vide dans le condenseur ne sont pas com- pensées. Une baisse de la pression dans la chaudière se tra- duira ici par une diminution de la puissance des deux turbines auxiliaires attelées en série, tandis qu'une diminution du vide dans le condenseur ne réduit que la puissance de la seconde tur- bine auxiliaire, du fait du reflux.
Afin d'adapter la puissance des turbines auxiliaires aux besoins du travail, il a également déjà été proposé soit d'alimenter les turbines auxiliaires par de la vapeur de souti- rage de la turbine d'actionnement principale, soit de l'atteler en avant de cette turbine. Le premier de ces moyens fournit bien .dans certaines limites une adaptation convenable de la puissanoe des machines auxiliaires aux conditions de travail, par exemple pour la turbine auxiliaire actionnant le ventilateur du foyer;
mais ce mode de oupage n'est cependant pas approprié
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pour les turbines auxiliaires servant à la commande du ventila- teur de refroidissement et de la pompe à eau de refroidissement, attendu que pour les faibles puissances de looomotives, la pres.. sion de soutirage de la turbine principale baisse plus rapidement que cela n'est désirable pour la régulation des machines auxi- liaires de refroidissement.
La seconde des propositions ci - dessus rappelées n'est pas dvantageecomandable pour les machi- nes auxiliaires de refroidissement, quand celles - ci se trou- vent sur le tender, alors que la machines d'actionnement prin- ciplae est instllée uur lu locomotive, attondu quo la faible transfert de la masse totale de vapeur à haute tension de la locomotive au tender, et vice-versa, peut occasionner de séri- euses difficultés et d'importantes pertes de chaleur.
Si, d'autre part, il existe, sur la locomotive, des machines auxiliaires qui exigent un nombre de tours constant et indépendant de la charge, comme cela est le cas, par exemple, pour la pompe centrifuge servant à assurer l'alimentation en eau d'un éjecteur hydraulique à air, ces modes de couplage an- térieurement proposés sont à écarter de plano pour leur machine d'aotionnement.
A l'aide du mode de couplage qui fait l'objet de la présente invention, on supprime les difficultés ci-dessus rap- pelées, et la régulation des machines auxiliaires que ledit couplage permet de réaliser répond aux conditions nécessaires pour l'ohtention du meilleur rendement économique d'une turbo - locomotive à condensation. A cet effet, et conformément à 1'in vention, la vapeur, au moins pour l'une des turbines auxiliaires d'actionnement des machines de travail fonctionnant à un nombre
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de tours variable, est empruntée à une autre turbine auxiliaire marchant à un nombre de tours constant, l'emprunt étant fait à l'arrière de l'organe de réglage de cette turbine.
Dans un sem- blable dispositif, les influences des variations de la pression de la chaudière et du vide dans le condenseur de la turbine d'actionnement principale sont sans effet sur les turbines auxi- liaires, et la puissance des turbines auxiliaires d'actionnement sans régulateur du nombre de tours n'est plus influencés que par la puissance exigée par le groupe fonctionnant avec le nombre de tours constant. De cette façon, il est possible d'obtenir, avec une grande approximation, la loi voulue de régulation des turbines auxiliaires à puissance variable, par le choix des caractéristiques des turbines auxiliaires ainsi que par la répar- tition des masses de vapeur travaillant dans les turbines auxi- liaires et de la chute de chaleur complètement utilisée.
Le dessin, ci - joint, représente en schéma, à titre d'exemple, diverses formes de réalisation de l'invention. Dans les différentes figures, les éléments correspondants sont désig- nés par les mêmes lettres de référence.
Dans la figure 1, A désigne la turbine d'actionnement
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pour un groupe do mn,OhirHH1 nuxilinlro!1, l'I, F marohnnt nvon un nombre de tours constant. L'organe régulateur, soumis à l'in- fluence du régulateur de vitesse C de cette turbine auxiliaire A, est représenté sous la forme d'un papillon ou d'une valve d'é- tranglement D, et est disposé dans un conduit de vapeur J. B désigne une seconde turbine auxiliaire qui commande des machines auxiliaires G et H et qui n'est pourvue d'aucune régulation direc- tement influencée par elle. Les deux tur nes A et B sont mon- tées en parallèle derrière la valve d'étranglemetn D et sont
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assooiées à un marne condenseur non représenté.
Si la puissance demandée aux machines auxiliaires E, F demeurait constante, le régulateur C réglerait la position de la valve D, de telle façon qu'en cas d'augmentation de pression,par exemple dans le conduit de vapeur d'échappement K de la turbine auxiliaire A, la pression en amont de cette turbine, dans le conduit M, monterait, si bien que le nombre de tours et la puissance de la turbine A restreraint constants en dépit de l'augmentation de la pression d'échappement.
Comme la turbine B est montée en parallèle avec la turbine A derrière la valve d'étranglement D, et présente, par suite, constamment la même preusion de vapeur vive et la marne pression de vapeur d'échappement que la turbine A, cette dernière fonctionnera aussi constamment avec la même puissance et le mène nombre de tours, en supposant que les deux turbines A et B pos- sèdent des caractéristiques similaires et que la puissance néces sité pour les machines auxiliaires G et H ne varie pas davantage.
Si la turbine auxiliaire A actionne une machine auxi- liaire à débit variable, par exemple une pompe refoulant l'eau de condensation ou une pompe d'alimentation, il s'ensuivra que, en cas d'augmentation de la charge de la locomotive, la masse d'eau d'alimentation ou d'eau de condensation augmenterait, et par suite aussi la puissance exigée pour ces pompes. Par suite, le régulateur C déplacera la valve d'étranglement D dans le sesn de l'ouverture, si bien que la pression s'élèvera dans le conduit M. Cette augmentation de pression a aussi pour conséquene une augmentation du nombre de tours et, par suite, de la puissance de la turbine auxiliaire B.
Si, par cette turbine B, on commande des machines auxiliaires des l'installation de réfrigération d'eau @ de retour, par exemple un ventilateur de réfrigération et une
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pompe de circulation d'eau de refroidissement, il s'ensuivra qu'en cas d'augmentation de la charge de la locomotive, la puis- sance de l'installation de refroidissement augmentera également, tandis, qu'en cas de baisse de charge de la locomotive, la puis- sance des machines auxiliaires de refroidissement, et, par suite, leur consommation en vapeur baisseront de même. De la sorte, on réalise une adaptation automatique de la puissance des machi.. nes auxiliaires à la puissance demandée à la locomotive, et par là une importante économie de vapeur, principalement aux faibles charges et à la marche à vide de la locomotive.
Le couplage décrit peut s'adapter également au cas de plus de deux groupes de machines auxiliaires, l'un de ces groupes étant pourvu d'un dispositif régulateur de vitesse.
Il n'est pas nécessaire que les turbines auxiliaires soient couplées en parallèle derrière l'organe de réglage D; elles peuvent aussi, comme le montre la figure 2, être couplées en série derrière cet organe, ce qui permet de faire passer toute la vapeur d'échappement de la turbine auxiliaire B d'amont à travers la turbine auxiliaire d'aval A, ou, comme le représente la figure 3, de dériver une partie de cette vapeur dans un ré- chauffeur 0.
D'autre part, le couplage, suivant la figure 3, peut être modifie de façon que la vapeur d'échappement de la turbine d'aval A s'écoule aussi, comme le montre la figure 4, dans un réohauffeur P qui .peut 'être monté en avant du premier réchauffeur o par ailleurs, le couplage suivant la figure 1 peut être modifié de telle façon que l'une et l'autre des turbines auxiliaires A et B débitent leur vapeur d'échappement dans le condenseur Q de la locomotive (figure 5 ou bien dans unré-
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chauffeur commun, ou que l'une de ces turbines décharge sa va- peur dans le condenseur Q de la locomotive, tandis que l'autre l'envoie dans un réchauffeur 0 (figure 6), ou bien encore de telle façon que les deux turbines envoient leur vapeur d'échap-
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