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Dispositif de réglage de l'alimentation de ré- chauffeurs de liquide avec circulation forcée de l'agent de travail.
Pour les explications qui vont suivre on se base- ra tout d'abord sur le procédé dit procédé de la vapeur li- mite, c'est-à-dire un procédé dans lequel un agent de tra- vail liquide est refoulé, à la pression approximativement critique, à travers un système de tubes chauffé et est chauffé dans ce système au-dessus de la température criti- que. La vapeur engendrée de cette manière, en quelque sor- te par un passage de limite, est conduite aux consommateurs en passant par une soupape d'étranglement.
Le système tubulaire du réchauffeur, dans lequel le passage de l'agent de travail de l'état liquide à l'état gazeux a lieu, ne possède pas de capacité d'emmagasinage.
Il est en conséquence impossible de compenser par le conte- nu même de la chaudière des fluctuations des besoins de va- peur des consommateurs raccordés à la chaudière. Pour
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couvrir les besoins de vapeur il faut procéder à un.régla- ge de la quantité de liquide coulant de manière commandée à travers la chaudière. Mais dans un générateur de vapeur de ce type, avec circulation forcée, il n'existe pas, à l'encontre de la chaudière normale, de rapport fixé entre la pression et la température. En conséquence le réglage de la quantité d'eau d'alimentation ne suffit pas, et doit être complété par un réglage de l'amenée de chaleur, qui comprend aussi le réglage du tirage. Il s'y ajoute qu'il faut aussi maintenir constante, de manière quelconque, la pression de la vapeur engendrée.
Par suite des nombreuses variables indépendan- tes qu'un tel réglage de chaudière exigerait, il faut cher- cher des moyens pour supprimer quelques variables du nombre des variables indépendantes. Ce résultat peut être atteint tout d'abord en maintenant cunstante la pression dans la chaudière au moyen d'un organe particulier, de préférence au moyen d'une soupape de trop plein.
Comme un réglage de l'amenée de chaleur à la chaudière au moyen d'une impul- sion thermique, intercalée derrière le réglage de la quan- tité d'écoulement, est trop inerte, il est avantageux de modifier, lors de variations de charge, simultanément la quantité d'écoulement et l'amenée de chaleur, et d'établir au moyen d'impulsions de correction une concordance entre les besoins de vapeur, la quantité de vapeur et la tempéra- ture de la vapeur.
Le réglage de la quantité d'écoulement conformé- ment aux besoins de vapeur, réglage qui peut se faire de manière relativement simple dans l'utilisation de pompes à piston comme pompes alimentaires, se heurte à des difficul- tés considérables lorsqu'on se sert de pompes rotatives comme pompes alimentaires. Chaque variation de la' charge et chaque variation de l'état thermique de l'agent de tra- vail est suivie par un changement de la grandeur des pertes dans le système tubulaire. Mais par s ite de la caractêris- tique....
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d'une pompe rotative, il en résulte immédiat'ément un chan- gement de la quantité débitée, changement qui est d!autant plus grand que la courbe caractéristique est plus plane à l'intérieur de la portée de réglage.
Mais il est impossi- ble ou très difficile de travailler avec des quantités de débit ainsi fluctuantes de la pompe rotative.
La présente invention a pour but d'établir le réglage,en se servant de pompes rotatives, de manière qu'en cas de changements de la quantité de liquide requise par le réchauffeur, il ne se produit pas, ou seulement dans une portée minimum de fluctuations, des changements indésira- bles de la quantité débitée. La solution de ce problème assure en même temps encore l'avantage que l'on peut aussi employer des pompes rotatives à caractéristique relative- ment plate.
D'après la présente invention, on intercale entre la pompe rotative et le réchauffeur de liquide un distribu- teur agissant dans le genre d'une écluse, par exemple sous forme d'un mécanisme de pompe excentrique réglable, qui est réglé de manière à donner au réchauffeur la quantité de li- quide requise, et de manière à ce qu'il s'établisse en même temps devant ce distributeur une pression qui correspond à la quantité de débit de la pompe rotative pour un nombre de tours donné.
Les conditions seront décrites en se reportant aux diagrammes des fig. 1 et 2, dans lesquelles la hauteur de refoulement h est portée au-dessus de la quantité de dé- bit Q. Avec-une quantité de débit Qo et un nombre de tours n0, on obtient pour la pompe rotative une quantité.de débit heff. Cette quantité se compose d'abord de la hauteur de résistance hü à la soupape de trop plein, qui maintient la pression constante dans le réchauffeur, et de la hauteur de résistance hv de la résistance dans le système tubulaire.
Entre la hauteur he et la somme hü + hv, il existe alors une différence de hauteur hz. Cette différence est due à
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la résistance additionnelle du distributeur. Si maintenant la quantité de liquide requise par le réchauffeur diminue, la valeur hv baisse à h'v, car la grandeur de résistance absolue dans le système tubulaire diminue. Le distributeur donne alors au réchauffeur une quantité de liquide plus petite Q', mais augmente la hauteur hz à h'z, de sorte que le rapport hz :hv croît, tandis que la somme hü + h'v + h'z s'élève à la valeur h'e.
Si la pompe ne compprte pas la caractéristique à chute constante indiquée dans l'exemple, mais une carac- téristique comportant un maximum, on peut évidemment emplo- yer aussi ce réglage. Mais il n'est alors pas nécessaire que la valeur h'e soit plus grande que he, et elle peut aussi être égale ou plus petite.
Il peut se produire des cas dans lesquels le réglage décrit en se reportant à la fig. 1 n'est pas avan- tageux, et dans lesquels il est préférable de procéder, en plus du réglage du distributeur, aussi à un réglage de la pompe rotative. On obtient alors des conditions telles que décrites en se reportant à la fig. 2.
La quantité de débit Qo correspond alors de nouveau à la quantité de débit originale, la quantité Q' à la quantité diminuée. Du fait que le nombre de tours de la pompe rotative est réduit de ne à n', on obtient, ainsi que le montre la fig. 2, une hauteur de résistance additionnel- le h'z, qui est beaucoup plus petite que si avec la quanti- té de débit fortement réduite le nombre de tours de la pom- pe rotative n'avait pas été modifié. Le choix pour le cas particulier du réglage de la fig. 1 ou de celui de la fig.
2 dépend des conditions de service, mais on aura toujours recours de préférence au réglage de la fig. 2 lorsque les quantités de liquide requises par le réchauffeur sont sou- mises à de fortes variations.
Les considérations qui précèdent sont basées sur le générateur à vapeur limite. Le réglage est possible non
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seulement avec ces réchauffeurs,,mais aussi dans chaque cas où il s'agit de l'alimentation de réchauffeursde li- quide avec circulation forcée de l'agent de travail, donc par exemple dans les réchauffeurs préalables ou autres gé- nérateurs de vapeur à capacité d'eau si faible que pour conformer la production de vapeur aux besoins, il est né- cessaire de prévoir pour l'alimentation un réglage fonc- tionnant exactement.
La fig. 3 représente le schéma d'une disposition de réglage d'après l'invention, et on a choisi comme exem- ple le réglage d'une chaudière de Benson qui se compose du réchauffeur 1 et du surchauffeur 2. On a disposé entre les deux parties de la chaudière une soupape d'étranglement 3, tandis qu'une soupape de trop plein maintient constante la pression de la vapeur. Pour alimenter la chaudière, on se sert d'une pompe alimentaire 5, qui est actionnée par un moteur 6. Or cette pompe ne travaille pas directement sur la chaudière, mais on a intercalé dans la conduite de refoulement 7 un mécanisme enveloppé 8 agissant comme distributeur.
Le mécanisme 8 comporte, dans l'exemple représenté, une construction connue, dans laquelle une sé- rie de tiroirs frottants 10 se trouve dans un corps 9 disposé excentriquement; ces tiroirs comprennent entre eux une certaine quantité de liquide qu'ils refoulent. La cons- truction de ce mécanisme n'a du reste aucune importance pour l'invention. Pour commander le corps 9 avec les tiroirs 10, on se sert d'un électromoteur 11 qui actionne le dis- tributeur par exemple par un engrenage à vis sans fin. Le moteur 11 est réglable en dépendance des variations de charge de l'installation de chaudière. Par exemple on peut faire agir une impulsion de la machine motrice raccordée à la chaudière, directement sur le régulateur de champ du mo- teur. Le genre d'émission d'impulsion employé dépendra du reste des conditions de service.
La fig. 4 représente le cas dans lequel plusieurs
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chaudières 12, 13, 14 sont alimentées d'une pompe alimentaire commune 15. Dans ce cas, on a disposé entre la pompe alimentaire et les diverses chaudières les distributeurs 16,17 et 18, de sorte que chaque chaudière peut être alimentée conformément à ses besoins.
La disposition de la fig. 5 représente une autre construction de la disposition de la fig. 4, en tant que plusieurs chaudières 20 à 23 sont alimentées par plusieurs pompes alimentaires 24,25, 26. Ces pompes débitent tout d'abord dans une conduite alimentaire commune 27 sur laquelle sont branchées les diverses conduites 28 à 31. De même que dans le cas de la fig. 4, on a intercalé les distributeurs 32 à 35 devant les chaudières 20 à 23. Mais il existe encore deux autres distributeurs 36 et 37, tandis que la pompe 26 travaille directement sur la conduite 27. On pourrait équiper la pompe 26 elle aussi d'un distributeur, mais dans ce cas il est avantageux d'éviter ce distributeur par une conduite de détour et de ne le mettre en service que si une des autres pompes alimentaires fait éventuellement défaut.
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