<Desc/Clms Page number 1>
" Perfectionnements apportés aux dispositifs régulateurs ou indicateurs de température ".
La présente invention est relative à des dis- positifs pour régler ou indiquer la température ambiante et pour empêcher que cette température dépasse une va- leur prédéterminée.
L'invention fait usage du fait bien connu, que la perméabilité magnétique de matières ferro-magnétiques, quand elles sont chauffées, diminue pour ainsi dire brus- quement quand on approche d'une température critique, en baissent depuis une valeur maximum à le température atmosphérique normale jusqu'à une valeur, égale à l'uni- té, à cette température critique. Cette température, qui varie pour différentes matières, est dénommée le "point Curie" et ce point pe ut être modifié de manière à avoir toute valeur désirée, dans une zone de température très étendue, en ayant recours à un métal ou alliage appro- prié.
<Desc/Clms Page number 2>
L'objet de la présente invention est destiné à être utilisé pour une machine motrice avec turbine à gaz du genre de celles pour lesquelles les gaz chauds, résultant d'une combustion, sont utilisés pour fournir de la puissance prise sur un arbre et/ou pour être éjec- tés à l'air libre, par un conduit ou une tuyère d'échap- pement, en formant un jet ou courant de propulsion.
Dans ce cas il est important que la température, dans le oon- duit d'échappement, ne dépasse pas une valeur maximum donnée (à présent environ 700 C) et le dispositif, fai- sant l'objet de l'invention, peut pour cette raison être agencé de manière à fonctionner à destempératures de cet ordre, L'invention peut, bien entendu, être utilisée pour le réglage de températures à des valeurs différen- tes et en d'autres endroits de la machine avec turbine à gaz.
La courbe caractéristique de la relation entre le perméabilité magnétique (indiquée en ordonnées) et la température (indiquée en abscisses) est montrée sur la fig. 1 des dessins ci-annexés et elle comprend une par- tie curviligne EX suivie d'une partie en substance reo- tiligne XY, à pente maximum, à laquelle succède en finale une deuxième partie curviligne YZ dans laquelle Z corres- pond à la température critique ou eu point Curie vrai C.
En pratique, le point C est mal déterminé et générale- ment on définit le point Curie comme étant le point où la tangente à le pente maximum de le courbe caractéris- tique perméabilité-température,. coupe la parallèle à l'axe des abscisses (températures) correspondant à une perméabilité égale à l'unité.
<Desc/Clms Page number 3>
Sur la fig. 1 on a désigné cette tangente par XR ce qui donne un point Curie Cl désigné ci-après par "point Curie nominal". On a toutefois constaté qu'il est préférable de faire fonctionner le dispositif, faisant l'objet de l'invention, en un point Q, à mi-chemin entre X et Y et correspondant à une température C2 désignée ci-après comme étant le "point Curie .réel". Comme la perméabilité des matières ferro-magnétiques commence généralement à diminuer à une température de l'ordre de 40 - 70 C en dessous du point Curie vrai ou de 20 - 50 C en dessous du point Curie réel, il est nécessaire de choisir une matière telle que son point Curie nominal ou réel soit plut8t plus élevé que la température maximum permise,
et une matière de ce genre est désignée ci- après comme ayant un"point Carie nominal approprié" ou un "point Curie réel approprié".
L'invention consiste, @principalement , en un dispositif régulateur ou indicateur de températures, plus spécialement pour une machine motrice avec turbine à gaz, qui comprend un élément ferro-magnétique et thermo- sensible ayant un point Curie nominal ou réel approprié, des moyens magnétisants propres à magnétiser ledit élé- ment, et des moyens par lesquels la variation du flux magnétique dans ledit élément, quand la température de celui-ci pesse par ledit point Curie nominal ou réel, provoque le fonctionnement d'un dispositif propre à mo- difier l'apport de chaleur à l'ambiance qui entoure le- dit élément.
Ce dernier peut être établi dans le conduit d'échappement d'une machine motrice avec turbine à gaz et le dispositif en question peut alors Atre oonstit ué
<Desc/Clms Page number 4>
par un distributeur (vanne, robinet ou analogue) propre à régler l'alimentation en combustible des brûleurs.
Les moyens magnétisants peuvent être consti- tués par un aimant permanent ou un électro-aimant et des moyens peuvent également être prévus pour rendre le dis- positif inactif pendant la mise en marche de la machine et aux vitesses réduites de celle-ci.
Le dispositif pour modifier l'apport de cha- leur peut, en même temps, commander le fonctionnement d'un dispositif indicateur.
Les particularités, indiquées plus haut et d'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description de deux modes de réalisation montrés, à titre d'exemple, sur les dessins ci-annexés.
La fig. 1 est une courbe caractéristique per- méabilité-température.
La fige 2 montre, parties en élévation et par- ties en coupe, un mode de réalisation de l'invention.
Les figs. 3 et 4 montrent, respectivement en coupe verticale et en coupe selon IV-IV fig. 3, un détail de ce mode de réalisation.
La fig. 5 montre, schématiquement, un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Sur le fig. 1 on a montré, comme expliqué plus haut, les emplacements du point Curie vrai C, du point Curie nominal Cl et du point Curie réel C2.
Sur la fig. 2 un élément 1 ferro-magnétique et thermo-sensible, de préférence en un alliage fer- nickel, fait partie d'un circuit magnétique dont la par- tie restante comprend un barreau 8, formant un aimant permanent, des barreaux en fer doux 7 avec pièces polai- res 7a et une armature en fer doux 3, montée sur un
<Desc/Clms Page number 5>
pivot central et propre à être attirée par les pièces polaires.
Le circuit magnétique est du type "en paral- lèle" c'est-à-dire deux circuitsmagnétiques sont bran- chés en parallèle, un circuit comprenant l'armature 3, les parties adjacentes des barraaux 7 et de l'aiment 8, alors que l'antre comporte l'élément thermo-sensible 1, l'aimant 8 et les parties restantes des barreaux 7, les deux circuits subdivisant ainsi le flux magnétique en deux parties.
Un rèssort 4 tend à déplacer l'armature 3 dans le sens lévogyre vers l'extrémité ouverte 5 d'un conduit 9, un clapet 6 ou analogue, monté sur une tige 60, étant déplacé en même temps que l'armature 3.
Le conduit 9 aboutit dans une chambre ménagée dans une botte 10 et dans laquelle est établi un dia- phragme 11 comprenant une partie périphérique annulaire flexible 51. Ce diaphragme subdivise l'intérieur de la botte 10 en deux compartiments 22 et 23.
Une partie de l'air, débité par le compresseur, est introduit dans le compartiment 22*par un tube 26 et un orifice calibré 27.
La face 24 du diaphragme 11 est soumise à la pression de l'air débité par le compresseur, cette pres- sion étant contrôlée par le clapet 6. Sa face opposée 25 est sollicitée par une pression d'air, agissant en sens inverse et dont la valeur plus réduite est obtenue en introduisant l'air dans le compartiment 23 depuis le tube 26 et par un deuxième orifice calibré 28, une partie de cet air pouvant s'échapper à l'air libre par un autre orifice calibré 29. Ces orifices sont calibrés de manière
<Desc/Clms Page number 6>
telle que la pression, agissant sur la face 25, corres- ponde toujours à une fraction prédéterminée de la pression du débit du compresseur et qu'elle puisse atteindre une valeur maximum déterminée par le réglage d'une soupape de décharge 30 qui peut faire communiquer le compartiment avec l'air libre,
contre l'action d'un ressort 31, ce dernier étant réglé pour une pression un peu inférieure à la pression maximum qui peut être obtenue à l'aide du clapet 6. Le diaphragme 11 est rendu solidaire de la tige 32 d'un tiroir cylindrique 33 qui commande leslu- mières 34 et 35 d'un conduit distributeur de combustib- le, de manière telle que, lorsque la pression,agissant sur la face 25, devient supérieure à celle sollicitant le face 24, on obtienne une réduction de l'alimentation en combustible de la machine. Un léger ressort antago- niste 36 est intercalé entre le diaphragme 11 et la pa- roi 21 de la botte 10 de manière à solliciter le dia- phragme 11 et le tiroir 33 vers une position pour laquelle l'alimentation en combustible est maximum.
Quand l'élément 1 est froid il est magnétique- ment perméable et courtcircuite le plus grande partie du flux magnétique. La partie restante du flux traverse l'ar - mature 3 et bien qu'elle sollicite les extrémités de celle-ci à se rapprocher des pièces polaires 7a des bar- reaux 7, elle ne parvient pas à vaincre l'effort antago- niste du ressort 4 lequel est réglé de manière que le cla- pet 6 soit appliqué sur son siège 5 quand l'élément 1 est froid. L'armature 3 restedonc à sa position inactive avec ses extrémités écartées des extrémités voisines des pièces polaires 7 et le clapet 6 est maintenu, d'une manière étanche, sur son siège 5 ce qui conserve la
<Desc/Clms Page number 7>
pression à l'intérieur du conduit 9.
Quand l'élément 1 est chauffé jusqu'à son point Curie réel, il devient no- tablement moins magnétique et courtcircuite une quantité moindre du flux magnétique dont le plus grande partie traverse maintenant l'armature 3 en faisant agir un couple sur celui-ci qui est suffisant pour vaincre le ressort 4 en amenant ainsi l'armature 3 à sa position active, mon- trée sur la fig. 2, pour laquelle ses extrémités sont en contact ou très voisines des pièces polaires 7a. Le cla- pet 6 est ainsi écarté de son siège 5 ce qui réduit la pression dans le conduit 9.
Les tensions des ressorts 4, 31 et 36 sont rég- lées de manière telle que l'on obtienne lesconditions suivantes: a) lors de la mise en marche, le clapet 6 obture l'extrémité du conduit 9 et une pression négligeable agit sur les deux faces du diaphragme 11 puisque le oompres- seur tourne trop lentement pour oréer une pression appré- ciable dans le conduit 26; le ressort 36 maintient le diaphragme 11 et le tiroir 33 à leur position d'ouverture en plein et la machine démarre pendent que son dispositif de contrôle thermique est inactif ce qui est avantageux puisqu'un chauffage temporaire est sans danger aux vi- tesses réduites de la machine;
b) pour toute vitesse du moteur, qui nécessite un réglage de la température et pour léquelle l'élément 1 est en dessons de son point Curie réel, la pression résul- tante sur le diaphragme 11, obtenue par la somme de la pression d'air sur la face 24 et la pression produite par le ressort 36 moins la pression d'air agissant sur la face 25, est telle que le tiroir 33 soit maintenu. à sa position de pleine ouverture;
<Desc/Clms Page number 8>
c) pour toute vitesse du moteur, nécessitant un réglage de la température et pour laquelle l'élément 1 est à ou au dessus de son point Curie (auquel cas le clapet 6 est sollicité vers son siège 5 avec une force moindre alors que la pression sur la face 24 est dimi- nuée), le pression résultante sur le diaphragme 11 agit de manière telle que le diaphragme 11 et le tiroir 33 soient déplacés pour diminuer l'alimentation en combus- tible.
Une tôle 47 (figs. 3 et 4) isole le dispositif des effets des gaz chauds et un écran 48 protège celui- ci contre le chaleur de rayonnement. Avantageusement la plaque 47 est en une matière magnétique et la plaque 48 en une matière non-magnétique.
L'inertie thermique de l'élément 1 peut être telle qu'elle soit suffisante pour empêcher l'interrup- tion de l'alimentation pendant les accélérations.
L'armature 3 peut être équilibrée pour les ef- fets de la pesanteur et les extrémités opposées des pièces polaires 7a peuvent être bis/eautées, comme montré, afin d'obtenir une caractéristique appropriée "force-entrefer".
Au besoin plusieurs ensembles, comprenant cha- cun un élément thermo-sensible, un circuit magnétique, une armature et un clapet, peuvent être prévus, tous ces ensembles étant branchés sur un conduit commun 9 comme indiqué en traits interrompus sur la fig. 2.
Dans ces conditions et si l'un quelconque des éléments est surchauffé, son clapet correspondant 6 s' ouvre ce qui fait descendre la pression dans le conduit 9 pour diminuer l'alimentation en combustible. Si plusieurs éléments sont répartis le long de la périphérie du conduit
<Desc/Clms Page number 9>
d'échappement d'une turbine à gaz, toute surchauffe lo- cale, provoquéepar exemple par une défectuosité d'un brûleur, oblige/La commande à fonctionner.
Les figs. 3 et 4 montrent, avec plus de détails, le mode de réalisation d'une unité de ce genre et pour laquelle l'élément 1 est établi dans le conduit d'échap- pement 61, plus spécialement une tuyère pour un jet pro- pulseur, d'une turbine à gaz.
L'armature 3 est articulée à un pivot central supporté par des roulements à billes 44 et la force, exer- cée par le ressort 4, est réglable à l'aide ci'une vis 49 dont une extrémité prend appui sur une plaquette 48 so- lidaire d'une extrémité du ressort 4. L'extrémité infé- rieure du ressort 4 repose sur une cuvette 45 engagée sur une tige 46 rendue solidaire de l'armature 3.
Le mode de réalisation selon la fig. 5 comprend un élément thermo-sensible qui fait partie d'un circuit magnétique dont la partie restante comprend un noyau 12, en fer doux ou toute autre matière "douce" du point de vue magnétique. Ce noyau est entouré, d'une bobine de choc 13 alimentée avec du courant alternatif par un al- ternateur 14. Dans le circuit de la bobine 13 est établi un solénoïde principal 15 disposé ooaxialement par rap- port au solénoïde auxiliaire 16 alimenté par le même al - ternate ur 14 et branché de manière à produire un champ magnétique opposé µ celui émanant du solénoïde 15.
Dans l'intervalle,compris entre les solénoïdes 15 et 16, est logée une armature ferro-magnétique 17 propre à être at- tirée et déplacée par l'un ou l'autre des solénoldes 15 et 16 quand ces derniers sont parcourus par un courant @ diane intensité appropriée.
<Desc/Clms Page number 10>
Les impédances respectives de la bobine de choc 13 et des solénoïdes 15 et 16,principal et auxi- liaire, sont telles que lorsque l'élément 1 est froid magnétique et lorsque sa perméabilité/est donc importante, l'impé- dance de la bobine 13, qui est par conséquent élevée, limite l'intensité du courant dans le solénoïde 15 à une valeur telle que son pouvoir d'attraction soit moindre que celui du solénoïde auxiliaire 16 auquel s'ajoute 1' effet du ressort 21 de sorte que l'armature 17 est at- tirée vers le solénoide 16.
L'armature 17 est reliée à un tiroir cylindri- que 55 coopérant avec des lumières 19 et 20 pour l'alimen- tation et le retour de l'excès du combustible et agencées de manière telle que lorsque l'armature 17 est attirée par et déplacée vers le solénoïde principal 15, une quantité plus faible de combustible soit fournie aux brûleurs de la machine.
Pour le fonctionnement; à basse température, l'impédance élevée de la bobine de choc 13 est la cause qu'un courant réduit traverse le solénoïde principal 15 et quand la température ambi%ante augmente son effet est d'abord, pour ainsi dire, nul. Par contre, quand le point Curie réel est atteint, l'élément 1 perd rapidement la plus grande partie de sa perméabilité magnétique ce qui donnt lieu à la réduction de l'impédance de la bobine de choc 13 et l'intensité du courant, traversant le solé- noide principal 15, augmente par conséquent rapidement jusqu'à une valeur beaucoup plus élevée. L'attraction, exercée par le solénoïde 15 sur l'armature 17, aygmente donc jusqu'à une valeur supérieure à celle de l'attrac- tion produite par le solénoïde auxiliaire 16.
L'armature 17 se déplace donc, contre l'action exercée par le champ
<Desc/Clms Page number 11>
du solénoide 16 et par la résistance du ressort 21, vers le solénoide principal 15 en entraînent le tiroir 55 pour diminuer la quantité de combustible fournie aux brûleurs.
L'alternateur 14 peut être entraîné par l'ar- bre moteur et par l'intermédiaire d'une transmission au- xiliaire, ou il peut former une unité indépendante.
Le dispositif peut Atre agencé de manière à être inactif, lors de le mise en marche et aux vitesses réduites et, à cet effet, l'alternateur 14 peut être agencé de manière telle que la force électromotrice four- nie augmente en même temps que la vitesse de la machine, par exemple en entraînant l'alternateur directement par l'arbre moteur. Aux vitesses réduites cette force élec- tromotrioe est trop faible pour produire une attraction substantielle de 1 t armature 17 par le solénolde 15 et le ressort 21 maintient alors cette armature 17 et le ti- roir 55 à leur position inactive.
Quand l'alternateur est entraîne par l'arbre moteur, sa force électromotrice ou sa fréquence peut être rendue propre, par des moyens connus tels qu'un réglage approprié d'une fréquence de résonance pour les deux circuits, à modifier la sensibilité thermique du dispo- sitif en fonction de la vitesse du moteur, par exemple de manière à permettre une température quelque peu accrue quand on réduit la vitesse du moteur. D'autres moyend c électriques, par exemple un circuit à pont de Wheetstone, peuvent être utilisés pour obtenir les variations de 1' impédance de la bobine de chic, en vue d'agir sur le tiroir 55. On peut également faire intervenir une ampli-
EMI11.1
'1cation électrique, par exemple â Z'aide de lampes thermo-îoulques.
<Desc/Clms Page number 12>
Le dispositif, faisant l'objet de l'invention, peut également être utilisé pour le réglage ou l'indice- tion de le température d'échangeurs de chaleur pour tur- bines à gaz et dans lesquels le débit d'un compresseur est chauffé par les gaz d'échappement. Dans ce cas, les gaz d'échappement ou autre constituantsde l'échangeur peuvent être empêchés de dépasser une température maximum appropriée et permise.
REVENDICATIONS
1. Un dispositif régulateur ou indicateur de températures, plus spécialement pour une machine mo- trice avec turbine à gaz, qui comprend un élément ferro- magnétique et thermo-sensible ayant un point Curie nominal ou réel approprié, des moyens magnétisants propres à mag- nétiser ledit élément, et des moyens par lesquels la va- riation du flux magnétique dans ledit élément, quand la température de celui-ci passe par ledit point Curie nomi- nal ou réel, provoque le fonctionnement d'un dispositif propre à modifier l'apport de chaleur à l'ambiance qui entoure ledit élément.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.