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" Equipement pour le réglage automatique d'une température constante à la sortie de surohauf- feurs ".
L'invention a pour objet le maintien automatique d'une température de vapeur constante à la sortie de surohauffeurs dans les installations comportant un dispositif de refroidisse- ment servant à la réfrigération de la vapeur intercalé entre deux sections de surohauffeurs où le débit est fonction de la charge de la ohaudière.
Une installation de ce genre formant le point de départ de l'invention est représentée sur la figure 1. Les deux
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sections de surchauffeurs sont de;signées sur cette figure par a et b et le réfrigérant intercalé entre elles par k. La va- peur arrive au point 0 et passe par les points 1 et ¯2 pour fi- nalement s'échapper au point 3 vers les appareils de consomma- tion. Les températures de la vapeur en ces points sont dans ce qui suit désignées logiquepemnt par les lettres tO àt3. t3 est ainsi la température qui pendant l'exploitation doit être maintenue sans variations quelles que soient les variations de la charge de la chaudière.
Or, on pourrait penser à munir l'installation d'un régu- lateur qui, lorsque la température t3 croît, ouvre automatique- ment la soupape v insérée dans la conduite d'amenée du fluide réfrigérant au réfrigérant k et inversement, qui la ferme lors- que la température t3 baisse et cela dans une mesure telle que la température t3 soit dans chaque cas ramenée finalement à la valeur originale voulue. Un tel équipement de réglage ne pour- ra toutefois jamais travailler d'une façon satisfaisante et entraînera des variations de température relativement fortes parce que, entre l'instant où l'admission du fluide réfrigérant au réfrigérant k est modifiée, et l'instant où cette modifica- tion s'exerce au point 3, il existe un intervalle de temps plus ou moins grand de sorte que des surréglages sont inévitables.
Afin de s'opposer au danger du pompage on pourrait sans doute avancer le point de surveillance de la température dans la direction du réfrigérant, mais dans ce cas si l'on obtient une température constante en un tel point ainsi avancé on n'ar- rivera jamais à ce que la température ait au point de sortie de la vapeur du surchauffeur la même température pour toutes les charges de la chaudière. Si l'on utilisait le régulateur de telle sorte que par exemple la température ait une valeur constante au point 2, la conséquence serait qu'au point 3 la température aurait une valeur plus élevée lorsque la charge de
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la chaudière augmenterait et plus basse lorsque cette charge baisserait.
Cela s'explique par le fait que l'admission à la partie b de la surface de chauffe est de grandeur différente pour des charges différentes de la chaudière. Plus la chaudière est char- gée, plus élevée est aussi la température des gaz d'échappement, de sorte que la portion b de la surface de chauffe est d'autant plus chauffée et réciproquement. par suite de ce phénomène le maintien de la température au point 2 exclut le maintien d'une température constante au point 3, de sorte que l'idée d'avancer du peint 3 au point 2 la surveillance de la température ne con- duit pas davantage à une solution satisfaisante du problème po- sé.
Suivant l'invention on échappe à toutes ces difficultés si l'on subordonne l'amenée du fluide réfrigérant à un régula- teur qui fait varier la température de consigne ( température type ) au point de mesure 2 qui se trouve entre le réfrigérant k et la deuxième section b du surchauffeur, soit qu'il augmente la température type si la température au point de mesure 1 bais- se, et qu'il la diminue si la température croît au point de me- sure 1, de sorte que la température à l'extrémité de la deuxième section b du surchauffeur ( point 3 ) présente une valeur tou- jours constante.
Comme on l'a déjà expliqué ci-dessus lors d'une augmenta- tion de la charge de la chaudière, les températures montent aux .points 1, 2 et 3. Tandis que pour les possibilités de réglage au début seules les variations de température aux points 3 et 2 étaient intéressantes, maintenant selon l'invention la tempé- rature au point 1 est également une grandeur importante.
Tan- dis qu'auparavant le régulateur travaillait sur une température maintenue constante au point 2, ce régulateur opère maintenant dans le cas considéré de l'augmentation de la charge de la
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chaudière une baisse de température à ce point au dessous de la valeur contrôlée précédemment et cela dans une mesure telle que l'influence de la chauffe soit reportée sur la partie de la surface de chauffe b suivant le point 2 dans le sens de l'écou- lement, de sorte que la température au point 3 est la grandeur qui finalement est toujours ramenée à sa valeur d'origine.
A coté de la variation de la température type au point 2 la deux- ième caractéristique de l'invention est également que ces varia- tions de la valeur type sont provoquées par des changements de température en un point qui précède le réfrigérant ici au point 1. Comme, ainsi qu'on l'a dé.jà dit, lors d'une augmentation de la charge de la chaudière la température croit également au point 1, mais qu'au point une baisse de la température type est nécessaire pour les raisons exposées, les augmentations de température au point 1 sont rendues utilisables dans le sens d'un abaissement et les diminutions de température dans le sens d'une élévation de la valeur type.
Les figures 2 à 4 montrent sur un exemple d'exécution com- ment l'on pourrait concevoir l'exécution d'un régulateur appro- priée au but précédent. En cela on a pensé spécialement à un régulateur électrique dans .lequel les ordres de commande sont émis quand une aiguille à contact 4 s'applique dans un sens contre un contact 5, dans un autre sens contre un contact 6, ce qui dans le premier cas ferme un circuit tel qu'un moteur élec- trique de réglage commandant la soupape v ouvre davantage cette soupape, tandis que dans le second cas se ferme un circuit tel que ce moteur agit dans le sens d'une fermeture plus accentuée de la dite soupape.
Les contacts 5 et 6 sont dans l'exemple d'exécution représenté montés sur des bras 7 et 8 qui chargent à leur tour sur un bras de levier 9 sur lequel il faut conce- voir qu'agit un dispositif d'asservissement à action isodrome.
L'aiguille 4 est fixée à un pignon 10 qui tourne autour de
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l'axe 11. Le pignon 10 est en prise avec un secteur denté 12 porté par un bras 13 oscillant autour du point 14. Le bras 13 porte une broche 15 autour de laquelle peut tourner un autre bras 16. Dans les points 17 et 18 agissent sur le régulateur les mouvements de réglage qui correspondent aux variations de température aux points 1 et 2 et qui sont déduits grâce à l'uti- lisation de ressorts Bourdon ou analogues des changements de température.
Le mode d'action de l'équipement représenté est le suivant.
Si l'on admet que la charge de la chaudière augmente, l'a- menée du combustible augmentant également, le dégagement de oha- leur au foyer de la chaudière augmente, et par suite le chauf- fage des parties de la surface de chauffe qui se suivent dans le courant des gaz de fumée augmente ainsi graduellement depuis le foyer vers l'extrémité de sortie de la chaudière. Si dans ce cas, la température augmente d'abord au point 1, le point 17 du levier 16 est alors tiré vers la gauche, tandis que le point 18 est maintenu fixe tant que la température ne subit aucune variation au point 2. Finalement il en résulte une position des organes de réglage telle qu'on peut la voir sur la figure 3.
Par suite de la rotation du levier 13 tournant dans un sens con- traire au sens de marche des aiguilles d'une montre, le pignon 10 exécute un mouvement dans le sens de marche des aiguilles dtune montre, ce qui amène l'aiguille à contact 4 sur le oon- tact 5 et met en marche le moteur de réglage de la soupape v ( figure 1 ), dans le sens d'une ouverture plus grande de cet- te soupape, ce qui augmente l'admission du fluide réfrigérant.
Si par suite de l'augmentation de l'admission du fluide réfri- gérant la température diminue au point 2, le point 18 commence à se déplacer vers la droite, le point 17 étant maintenu. Ainsi le bras de levier 13 tourne autour du point 14 dans le sens de marche des aiguilles d'une montre. Ce mouvement inversé se
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termine à l'instant où les points 14, 15 et 11 se trouvent de nouveau sur une droite et où l'aiguille 4 prend de nouveau sa position neutre entre les deux contacts 5 et 6. Comme il res- sort de la figure 4 après les oscillations préalables du levier le rétablissement de l'équilibre de réglage se fait sur une autre position du levier 16. Le point 18 ne se trouve plus com- me précédemment ( figure 2 ) sur une droite joignant les points 14,15 et 11, mais à une certaine distance à droite de cette ligne.
La déviation de la position d'origine indique que le ré- gulateur, après que toutes ses parties sont de nouveau arrivées au repos, a maintenant établi et contrôle pour le point 2 une température type dont la valeur est inférieure dans certains moments à la valeur précédente. Copine on peut le voir facilement on peut influencer l'importance de l'élévation et de la baisse de la valeur type par un choix approprié du rapport des bras de levier x et y ( figure 2). Dans le cas présent il faut conce- voir que ce rapport est choisi de telle sorte que la baisse de la température type au point 2 est telle que la température au point 3 de l'installation après achèvement des opérations de réglage présente de nouveau la valeur qu'elle avait avant la destruction de l'équilibre de réglage.
Dans certaines circonstances il peut être avantageux de rendre variable le rapport des bras de levier x et y. Cette me- sure est déjà recommandable du fait que grâce à elle le premier ajustage de l'équipement de réglage pour les conditions de l'in- stallation de chaufferie auquel il est destiné devient facile et rapidement possible. De plus un tel dispositif d'ajustage est encore intéressant après le premier réglage, notamment'lors- que par suite de circonstances quelconques la partie de la sur- faoe de chauffe b subit à un instant quelconque une variation de la quantité de chaleur admise du côté du chauffage et non causée par une modification de la charge de la chaudière.
Un
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fait de cette nature arrive par exemple lorsque dans l'exploi- tation de la chaudière on utilise un nouveau genre de combus- tible, si par exemple on brûle un charbon plus riche en matiè- res volatiles ce qui provoque une augmentation du trajet de combustion et une élévation de la température de sortie des gaz de la chaudière.
Si l'on doit compter qu'une variation indépendante de la charge de la chaudière du chauffage de la partie b de la surface de chauffe se produise souvent, il est recommandable d'établir l'équipement de telle sorte que la température type au point 2 reçoive une correction supplémentaire par un régulateur r' ( fi- gure 1 ) lequel, dans le cas d'une augmentation de température au point 3, diminue et dans le cas d'un abaissement de tempéra- ture au point 3 augmente la température type au point 2 dans une mesure telle qu'en fin de compte la température au point 3 reste toujours à la valeur voulue.
Si l'on a équipé le régulateur avec un dispositif à régla- ge du bras de levier on peut obtenir facilement la température type supplémentaire en faisant modifier le rapport des bras de levier par le régulateur r' .
Les possibilités de réalisation constructive sont indi- quées par un exemple sur la figure 5.
Par 13 on désigne de nouveau la partie du levier qui porte à l'une de ses extrémités le secteur denté 12 et qui tourne à l'autre extrémité sur l'axe 14. Sur le levier 13 tourne de plus l'axe 15. Sur cet axe est fixé d'un côté une roue oonique 19, sur l'autre côté une roue droite 20. Avec la roue oonique 19 est en prise une roue conique 21, et avec la roue droite 20 une roue droite 22. L'axe 15 sert en même temps comme axe pour les leviers 16 ( voir également figures 2 à 4 ). Le tourillon 23 sur lequel la roue droite 22 est calée porte à son extrémité inférieure une roue à vis 24 dans laquelle fait prise une vis 25
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qui peut être mise en rotation par un moteur 26 lequel est com- mandé par le régulateur r' ( figure 1 ).
La roue conique 21 est oalée sur un arbre 27 qui est assuré contre un déplacement la- téral et qui porte à ses extrémités deux filetages 28 et 29.
Sur ces parties filetées sont engagées des coulisseaux 30 et 31 qui portent les axes 17 et 18. Ces axes sont comme dans les figures 2 et 4 les points d'attaque des deux appareils de mesure de température qui mesurent les tenpératures aux points 1 et 2 ( figure 1).
Si par suite de circonstances quelconques la température se modifie au point 3 ( figure 1 ) c'est un signe que le rapport des bras de levier x : y et par la suite le régulateur r règle la température type au point 2 en fonction de la température du point 1 et qu'ensuite il doit être réglé sur une valeur corri- gée. Cette correction du rapport du bras de levier est exécutée par le régulateur r' ( figure 1 ) à l'aide du moteur 26 et des organes représentés d'autre part sur la figure 5.