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BREVET D'INVENTION "INSTALLATION DE TURBINES A GAZ A REGLAGE DU
COMBUSTIBLE." C.I.- Demande de brevet suisse n 88.471 déposée le 31 décembre 1943.
La présente invention concerne une installation de turbines à gaz avec dispositif régulateur réglant le dosage du combustibleo L'invention est caractérisée par le fait que le dispositif régulateur est muni d'un système limiteur influencé en fonction de la puissance fournie par toute l'installation, système qui règle la gamme de réglage du dispositif régulateur selon la puissance variable. Le système limiteur peut, par exemple, être réglé en fonction de la pression régnant dans la chambre de combustion du réchauffeur de gaz.
De préférence, le dispositif régulateur possède, en outre,' un dispositif de correction, à l'aide duquel la dépendance entre la puissance et la gamme de réglage peut être modifiée.
Le dispositif de correction peut, par exemple, être influencé automatiquement en fonction de la température de l'air employé pour la combustion.
L'invention est expliquée plus en détail en regard du dessin ci-joint.
Fig. 1 représente une forme de réalisation d'installation de turbines à gaz selon l'invention.
Fig. 2 explique le dispositif régulateur employé pour cette installation.
Dans ces deux figures, les mêmes organes sont désignés par les mêmes chiffres de référence.
L'installation de turbines à gaz selon la fig. 1 fonctionne à l'aide d'un circuit d'agent moteur gazeux, par exemple d'air, dont une fraction est constamment retirée et est constamment remplacée par une autre fraction introduite.
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L'agent moteur comprimé par le compresseur à basse pression
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1 arrive, à travers le refroidisseur intermédiaire 2, dans le compresseur à 11,-,11l;c pression 2.. Apros avoir été éL1.nené a la
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température maximum, l'agent moteur s'écoule par la conduite
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4 dans l'échangeur de chaleur 2,p où il est réchauffé en par-
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courant les tubes G. L'agent moteur s'écoule plus loin par la
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conduite 2 jusqu'à ce qu'il se divise en deux parties au point 8. Une grande partie arrive, par la conduite 9, , clans le poi,n.t il. Une ±x ézrii",e lJ=àr.t5-e zmi:i=>ive , pat leo condi,ii.te j, 1iizl'ài l réchauffeur de jj;;z 1,±> e.b, en circulant autour des tubes échan- geurs de chaleur 11, elle est portée à la température maximum puis amenée i la turbine 1J$ par la conduite 12.
L'agent Moteur détendu dans la turbine 13 arrive par la conduite 14 dans l'échangeur de chaleu,r 2. et y cède, en circulant a>il=o<v? des tubes 1.c."i..u;=;eiwi ..F.c chaleur 6, une partie de sa chaleur résiduelle à l'agent motaur qui s'écoule dans les tubes. Far la conduite 12 l'agent moteur partiellement refroLCi arrive dans le refroidisseur 16 dans lequel une autre partie encore de sa chaleur résiduelle est cédée à un agent :c'e:C'roidisseur. ,Jïna12dcn'l, par la conduite 11, l'agent moteur est ramené au compresseur à basse pression 1, où le circuit
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recommence. une fraction de l'agent moteur est constamment retirée
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du circuit de cet agent, au-point , et est envoyée par la conduite e lli , à titre d'air comburant, au brûleur 10 dupéchauf- feue de gaz 10.
Les gaz de combustion sortent de la chambre
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de combustion 20 et pénètrent dans les tubes échangeurs de chaleur 11, à travers les parois desquels la chaleur est trans-
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mise à l'agent moteur du circuit, qui circule autour des tubes.
Les gaz de combustion arrivent ensuite par la conduite 21 dans la turbine 22.
Jn J:2!il)ldc8j,ré,nt CL0 la 'fraction d'agent moteur retirée du. circuit au point f , de l'air pris dans 1'atmosphère est constamment introduit dans le circuit par le compresseur 2.
Cette quantité de remplace ..^';1': est introduite par la conduite 24 en un point 2j? dans l'échangcur 4-s. chaleur 2" en lequel Î'a<,=;::;<:15 moteur circulant :.>,#-l;<a<.i: -> des tubes échangeurs de cha- }¯(;1.l] ± a environ la même température et la même pression que la quantité de remplacement.
La turbine 1 actionnée par la fraction d'agent moteur C,:L'.'C.. ¯..";i; dans le circuit :'1;:;':'l!-Yl les COi.l?I'6'SSG'11:.^SJ¯l, Z et , ,'cU-.',."-",, qus la turbine 22 I}cu est actionnée par la fraction :L0t-i.-) e du circuit actionne, a titre de turbine de puissance utile, une hélice de navire 27, par exemple, par l'intermé- diaire d'un engrenage 26. L'hélice 2'7 peut être une hélice
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réglable, dont les pales peuvent être réglées de façon varia-
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ble quant il l'angle du pas, selon le ser!s (LE' marche ou selon la vitesse de marche.
La turbine l2 et les compresseurs ¯l, 2 ev 5 sont encore accouplés a une machine électrique 28, ser.'ant de machine de démarrage et de machine auxiliaire pour compenser le surplus on le manque de puissance., La puissance de l'installation est réglée en augmen-
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tation ou en diminution, en augmentant ou en diminuant la
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vitesse angulaire de la turbine du circuit-r:. Une augmentation
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de la vitesse angulaire produit une élévation du régime des pressions dans le circuit et de ce fait, tant la puissance de la turbine du circuit que la puissance utile de la turbine de prélèvement sont augmentées.
Un abaissement du régime des pressions dans le circuit diminue la puissance des deux machi- nes, Avec, l'élévation et l'abaissement du régime des pres- sions dans le circuit, varie proportionnellement la pression de combustion dans le réchauffeur de gaz.
L'installation est munie d'un dispositif régulateur réglant le dosage du combustible. Dans la conduite à combus- tible 29-est disposé l'organe régulateur 30 qui est réglé par le servo-moteur 31 Celui-ci est soumis, par la conduite à impulsions 32 à l'influence de l'émetteur d'impulsions thermostatique 33 disposé dans la conduite 12. Par cette influence sur le dosage du combustible, la température de l'agent moteur réchauffé-dans le réchauffeur de gaz 10 est maintenue à une valeur, constante. Lors des modificaitons de la charge, on peut adapter de façon accélérée, à l'aide du dispositif de réglage à main 34 et de la conduite à impulsions 35le dosage du combustible a la nouvelle charge, de sorte qu'il ne se produit pas. de retards dans le réglage, ni de fluctuations de la température.
Le dispositif régulateur possède un système limiteur qui règle selon la charge la gamme de réglage de l'organe régulateur de combustible 30. Le servo-moteur 31 est à cet effet relié à l'émetteur d'impulsions de pression 40 par la conduite d'impulsions 36. L'émetteur d'impulsions de pression 40 est relié, de son coté, par la conduite 41, à la chambre de combustion 20 du réchauffeur de gaz 10. La pression de combustion qui varie selon la charge influence de ce fait le système limiteur du dispositif de réglage.
L'émetteur d'impulsions thermostatique 38 disposé dans la conduite 18 agit, à titre de dispositif de correction, par la conduite d'impulsions 39 sur le servo-moteur31 et modifie ainsi la dépendance entre la puissance de l'installa- tion et la gamme de réglage réglée par le système limiteur, selon la température de l'air employé pour la combustion.
Le dispositif régulateur du dosage de combustible de l'installation de turbines à gaz selon la fig. 1 est représen- té en détail sur la fige 2. L'organe 30 de réglage du combus- tible disposé dans la conduite à combustible est réglé de telle manière, par l'émetteur d'impulsions thermostatique (33 dans la fige 1) et à l'aide de la tringlerie 45, que la température du gaz chauffé soit maintenue à une valeur cons- tante. A la soupape 46 de l'organe régulateur 30 est fixée une tige 47 possédant un ergot 48.
Par le ressort 49, la tringlerie est reliée au levier 50 articulé d'un côte sur la tringlerie de réglage 45 et relié de l'autre côté au dispositif de réglage à main 34
L'ergot 48 est engagé dans un évidement en forme de came 51 de la plaque 52 qui, à l'aide d'une tringlerie 53 et par l'émetteur d'impulsions de pression 40, ,peut être déplacée dans le sens de la flèche double 55.
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c-}.e..-"'{B7-1,.r-:f.lè.,-(,:..J:-e..-zz:.t Le régulateur d ' i sip ul - sions de pression 40 est relie par la conduite 41 à la cham-
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1re due combustion. 2U du réchauffeur de gaz 10. Suivant la pression de combustion, le piston 52. du servo-motcur est re- poussée plus ou moins en anta:;oJ.1isme au 1.'es[;ort.
Le mouve- ment du piston 52 cl,.SP::-,r?-,'ùot8UJ.' est transmis par le levier 5 à la tringlerie 53. et a la plaque go Le point d'articulation 2Q du levier 5¯9 peut être déplacé par l'émetteur d'impulsions therrnostatique disposé dans la conduite d'agence d"'air 18, au moyen du levier 61, de la tige 62, du levier coude 53 etde la bielle 54
La position du dispositif régulateur représentée dans la fig. 2 correspond à une charge moyenne, pour laquelle il règne dans la chambre de combustion 20 une pression de valeur
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moyenne, et l'émetteur d'impulsions thermostatique règle un dosage moyen 6e co;abi.w l;
1 >1-e qui est tel que la valeur assi- gnée pour la température soit maintenue. De façon correspon-
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clante, la plaque ± avec l'évidement came 43, se trouve en position moyenne
S'il survient un écart de la température du gaz chauf- fé, au-delà de la valeur assignée, l'émetteur d'impulsions
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thermostabique déplace la ri7.1¯,ri e 45 dans le sens plus de la flèche double 65 et la soupape 46 dans le sens moins de la flèche double67 Le dosage du combustibleest diminué et
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l'au:;'I18ntatiol1 c. température qui avait déclenche le réglage est supprimée.
Il s'établit un processus de réglage inverse lorsque la température baisse au-dessous de la valeur assignée, auquel cas une plus forte quantité de combustible est envoyée au brûleur 19
A l'aide du. levier 34 on peut modifier à la main le dosage de combustible à régler. Le mouvement du levier dans la direction plus de la flèche double 68 provoque une augmen-
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tation du dosage, tandis que le déplacement dans la direction moir's 0:1 provoque une diminution.
La .:.;a;lbl10 de #r131a ;e de la soupape 46 est x',:1,.E2 selon la pression régnant dans la chambre de combustion 20 et, par suihe, en fonction de la puissance utile de toute ITi-ns.talic*- tion, par l'évidement came 51 de la plaque g, agissant comme système limiteur. Si l'émetteur d'impulsions thermostatique
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transmeb une élongation plus grande par la tringlerie 45, l'ergot 48 vient en contact soit avec la courbe limitatrice supérieure de l'évidement came 51, soit avec la courbe limi- tatrice inférieure, et aucun autre déplacement de la soupape 46 dans l'organe de réglage 30 ne peut plus alors avoir lieu. la continuation du déplacement de la tringlerie 45 ne provoque qu'une sollicitation du ressort 49 dans un sens ou dans l'au- tre.
Le système limiteur empêche tout sur-réglage et le pompage résultant du réglage. Il est important que, pour de faibles dosages du combustibles, les points de limitation soient plus rapprochés que pour des dosages plus grands.
Les valeurs limites du déplacement de l'organe régu- lateur 30 maintenues par la came 52, peuvent être modifiées
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par la température de l'air employé pour la coiabustion. Si la température de l'air comburant augmente dans la conduite d'amenée 18 du brûleur 19 une plus grande quantité de chaleur est amenée au réchauffeur de gaz par l'air comburant. Il suffit alors d'envoyer une quantité de chaleur plus faible par le combustible. On déplace alors le levier 61 dans le sens plus de la flèche double 55 et la came 52 dans le sens moins de la flèche double 66. Les valeurs limites pour le réglage du dosage du combustible sont par conséquent diminuées de façon correspondante.
En cas de baisse de la température de l'air comburant, on déplace le levier 61 dans le sens moins de la flèche dou- ble 55. La came 52 se déplace alors dans le sens plus de la flèche double 66. La limitation du déplacement de la soupape de réglage 46 est ainsi modifiée de telle sorte qu'une quanti- té de combustible plus grande en conséquence peut être intro- duite. L'apport diminué de chaleur par l'air comburant est compensé par l'apport augmenté de chaleur par le combustible.
REVENDICATIONS
1. Installation de turbines à gaz avec dispositif régulateur réglant le dosage du combustible, installation caractérisée par le fait que le dispositif régulateur est muni d'un système limiteur qui est influencé en fonction de la puissance fournie par toute l'installation et qui règle la gamme de réglage du dispositif régulateur selon la puissance variable.
2. Installation de turbines à gaz selon la revendica- tion 1, caractérisée par le fait que le système limiteur'est réglé en fonction de la pression régnant dans la chambre de combustion du réchauffeur de gaz.
3, Installation de turbines à gaz selon la revendica- tion 1, caractérisée par un dispositif de correction à l'aide duquel la dépendance entre la puissance et la gamme de réglage peut être modifiée.
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