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Procédé et dispositif pour le règlage automatique du fonctionnement des chaudières à vapeur.
Cette invention a pour objet un procédé et un dispositif pour le réglage automatique du fonctionnement des chaudières à vapeur @ Elle a pour but d'éviter les inconvénients rencontrés dans les systèmes de réglage ac tuellement en usage dans lesquels il est fait usage d'un organe central qui est influencé par les variations de la demande de vapeur et qui agit simultanément sur les trois facteurs dont dépend le fonctionnement d'une chaudière , c'est à dire l'alimentation en air ,le tirage et l'ali mentation en charbon.
Dans ce but le procédé objet de 1'invention , consiste essentiellement opérer ce réglage au moyen de
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trois groupes de réglage indépendants les uns des autres, le réglage de l'alimentation en air étant établi de façon à maintenir constante la température de la flamme tandis que le réglage du tirage est placé sous la dépendance de la dépression dans la chambre de combustion et l'alimentation en charbon est règlée en fonction de la demande de vapeur
Dans la réalisation pratique de l'invention le réglage du débit d'air au foyer en vue de maintenir cons- tante la température de la flamme est réalisé au moyen d'une lunette convenablement orientée dont le système optique est concentré sur un contacteur à dilatation ou autre or gane équivalent qui, au moyen de relais par exemple agit sur un servo-moteur qui ,à son tour ,
fait varier la pool- tion du registre placé sur le circuit de l'air ou directe- ment la vitesse du moteur qui commande le ventilateur d'air, de fagon à augmenter ou diminuer suivant les besoins la quantité d'air de combustion admis dans la chambre D'au- tre part ,le tirage est réglé par un régulateur quelconque de système connu , soumis à l'action de la dépression dans la chambre de combustion , de telle sorte que ,si le vo- lume des gaz de combustion augmente et que la dépression dans la chambre diminue ,cette variation de la dépres- sion influence un servo-moteur qui fait varier , soit un registre placé sur le circuit des gaz de combustion , soit la vitesse du moteur qui commande le ventilateur de ti- rage.
Enfin le débit du charbon est réglé en fonction de la demande de vapeur au moyen d'un régulateur destiné à maintenir constante la pression de la vapeur de telle sor- -te que toute variation de la pression de la vapeur ,au- dessus ou en dessous du point fixé entraine ,au moyen de ce régulateur et d'un servo-moteur correspondant une variation correspondante du débit du charbon.
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Ainsi que cela est bien connu, la plupart des systèmes existant actuellement pour régler automatique? ment le fonctionnement des chaudières à vapeur sont d'un réglage délicat parce qu'ils présentent une certaine rigi -dite en raison de l'interdépendance des divers réglages Il est généralement nécessaire de faire un étalonnage pré -alable précis d'après les conditions de marche particu- lière de chaque installation et les caractéristiques du combustible employé Des variations même peu importantes de ces conditions de marché , comme par exemple la nature du combustible , conduisent à réajuster le réglage de l'ensemble et entrai nent donc un réétalonnage de tout le système .
Ces inconvé niente sont surtout sensibles en ce qui concerne le régla ge de l'air qui ,suivant lesdispositifs adoptés , dépend soit du débit de charbon 9 soit du débit ou de la pression de vapeur , soit du tirage , soit de la teneur en acide car -bonique dans les gaz de combustion . Dans ce dernier cas, le point de départ est correct mais les moyens pratiques ont fait jusqu'ici défaut du fait que les analyseurs de gaz sont des appareils délicats demandant beaucoup d'entretien .Dans les autres cas le réglage de l'air est relié d'une façon rigide à l'un des autres facteurs .
Ces inconvénients sont évités comme déjà dit conformément au procédé objet de l'invention , par ce fait que les ap -pareils de réglage forment trois groupes indépendants' , réagissant successivement les uns sur les autres ,sans aucune intervention le débit d'air étant réglé de manié -re à maintenir constante la température de la flamme tandis que le tirage est; règlé par la dépression régnant dans la chambre deoombustion et l'alimentation en charbon
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par la demande de vapeur.
Si des régulateurs permettant de régler le ti -rage par les variations de la dépression dans la chant- bre de combustion ou de régler l'alimentation en combue tible en fonction de la demande de vapeur , peuvent ê tre considérés comme à la portée des hommes du métier par contre il n'existait pas , jusqu'ici , de dispositif permettant de règler le débit d'air de manière à mainte-. nir constante la température de la flamme
Cette partie du procédé peut être réalisée à l'aide d'un dispositif du genre de celui montré par le dessin annexé.
Dans ce dessin , 1 désigne les parois d'une chambre de combustion 2 dans laquelle on a figuré en 3 le noyau de la flamme
Conformément à l'invention dans 1 tune despa rois % de la chambre de combustion est disposée une lu- nette ± orientée de façon à être dirigée sur le noyau de la flamme ;
cette lunette , qui peut être isolée au moyen d'une vanne , contient une lentille 5 concentrant les rayons calorifiques sur un dispositif sensible µ , cons- titué, par exemple , par une lame à délatation coopérant avec un levier 2 oscillant sur un pivot et pénétrant dans la chambre.2 . contenant la contacteur 6 , par une ouverture 10 ce levier 2 est relié à la tige II d'un distributeur 12 pourvu d'une amenée 15 d'un fluide moteur Le distributeur est relié par des conduites 14 à un servo- moteur 15 dont le piston 16 actionne , par une commande quelconque 17 un registre ou papillon 18 réglant la sec- tion de passage de la conduite ou du carneau d'air 19 a menant l'air nécessaire'à la chambre de combustion.
Il est reconnu , dans la pratique industrielle
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de la chauffe au charbon ,qu'on ne peut dépasser,,Une température critique au-dessus de laquelle la bonne con- servation du matériel n'est plus assurée .Dans la plu- part des cas et notamment dans le chauffage des chaudières vapeur . il est établi que cette température correspond une teneur en 002 , dans les gaz de combustion compri- se entre 13 et 15% Pour obtenir une teneur en co2 de 14 % on doit admettre un excès d'air de l'ordre de 40% Cet excès d'air abaisse la température de combustion et évite la formation de CO qui se produirait dans certains cas.
Si l'on suppose la chambre de combustion .1 en marche ,et la combustion réglée à 14 % de 002 avec excès d'air correspondant de 40 % , le volume d'air en excès cons titue un volant important et tel qu'une quantité supplé- mentaire de charbon introduite trouvera , dans l'excès d'air en réserve ,la quantité d'oxygène nécessaire à sa combustion*
Dès lors 9 le pourcentage de CO2 augmentera et parallèlement la température de la f-lamme A ce moment pour rétablir l'état de combustion précédent ,il faut augmenter le débit d'air .Ceci est obtenu dans l'exemple décrit par ce fait que la température de la flamme agis- sant par l'intermédiaire de la lentille sur l'appareil à dilatation ou autre contacteur approprié ,
détermine un déplacement des organes de réglage dont est muni le distributeur 12 de telle sorte qu'une arrivée du fluide moteur par le conduit 13 produit par son passage dans le servo-moteur 15 un déplacement du registre ou papillmn de réglage 18 6 Le dispositif décrit permet ,par suite , d'augmenter ou de diminuer suivant les besoins ,
la quan- tité d'air de combustion admis dansla chambre 1 @
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Comme déjà dit le réglage du tirage est effectué sous le dépendance de la dépression dans la chambre de com -bustion. Ce réglage peut être réalisé au moyen d'un ré- gulateur quelconque connu faisant varier sous l'action de la dépression la position d'un registre placé sur le cir- cuit des gaz de combustion ou encore la vitesse du mo- teur qui commande le ventilateur de tirage, D'autre part, le débit du charbon à'obtiendra également à l'aide de moyens connus en faisant agir la pression de la vapeur sur un régulateur approprié qui ,par l'intermédiaire de son servo-moteur , déterminera une variation correspondante du débit de charbon,
Dans ces conditions l'ensemble de l'installation de réglage étant établi comme cela vient d'être indiqué , le processus de réglage est le suivant .
Une variation dans le débit ou la pression de vapeur dé- termine mécaniquement une variation du débit du combusti- ble ; cette variation entraine naturellement une variation de la température de la flamme , qui est ramenée à sa Va- leur normale par l'entrée en action du système de réglage décrit,lequel fait varier le débit d'air jusqu'à ce que la température de la flamme ait repris sa valeur primitive; d'autre part , la variation du débit de charbon et d'air entraine naturellement une variation du volume des gaz qui fait varier son tour la dépression dans la chambre de combustion . Celle-ci agit alors sur le régulateur de tira. ge qui rétablit les conditions de marche prévues.
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