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On connaît déjà une installation à turbine à gaz, avec com- bustion à pression constante, pour la production d'air comprimé, dans laquelle non seulement la fourniture de l'air de combustion pour la tur- bine à gaz servant de machine motrice pour le compresseur d'air, mais aussi celle de l'air utile servant à d'autres buts, sont effectuées par un seul et même compresseur.
Par ailleurs, il est connu de comprimer l'air utile dans un compresseur séparé d'air utile, qui est actionné par la turbine à gaz, mais qui n'appartient pas à celle-ci. Il est également d'usage de relier le côté de sortie du compresseur d'air utile au côté de sortie du compres- seur d'air de la turbine ou à un endroit de prise quelconque situé entre l'entrée et la sortie du compresseur d'air de la turbine à gaz. Dans ce conduit de liaison entre les deux compresseurs, de l'air peut alors s'é- couler, de la façon connue en soi, du compresseur d'air de la turbine à gaz vers le compresseur d'air utile et augmenter ainsi la quantité d'air utile, ou bien, inversement, de l'air utile peut s'écouler du compresseur d'air utile vers le compresseur de la turbine à gaz.
Une autre disposition, qui n'influence aucunement le fonctionnement du réglage, prévoit qu'au point normal de travail il ne s'écoule pas d'air dans le conduit de liaison entre les deux turbines, mais qu'à l'endroit de raccordement du conduit de liaison au compresseur d'air de la. turbine à gaz règne une pression plus faible qu'à la sortie du compresseur d'air utile. Dans cette disposition, une augmentation de la quantité d' air dans le circuit de la turbine à gaz, désirée par le réglage de la turbine à gaz, est obtenue par l'ouverture de l'organe de réglage, de façon qu'une quantité additionnelle d'air se rend du compresseur d'air utile dans le circuit de la turbine à gaz.
Lorsque dans ces possibilités de montage connues, la puissan- ce utile de la turbine à gaz n'est soutirée que sous la forme d'air utile, et qu'une machine électrique ne peut pas absorber de la puissance d'un réseau, ni en céder, le comportement désavantageux suivant se présente en service. Dans la machine correctement agencée au point normal de travail, la puissance utile de la turbine à gaz parvient juste à couvrir le besoin de puissance du compresseur d'air utile. A cause du rendement thermique, la turbine à gaz travaille alors à la température maximum admissible. Si la température d'aspiration d'air monte alors, ou si le rendement de la machine devient plus mauvais, l'équilibre du groupe ne peut être maintenu que par une augmentation de la température avant la turbine à gaz.
Si pour des raisons de rendement thermique le groupe travaille déjà à la température maximum admissible, l'équilibre ne peut plus être maintenu et le groupe réduit son nombre de tours et donc sa puissance. Si l'installation doit toutefois fournir à tout moment sa pleine puissance, il sera nécessaire, avec cette disposition, d'avoir une réserve de température à la turbine à gaz, qui diminue naturellement le rendement du groupe.
La présente invention concerne une installation à turbine à gaz pour la production d'air comprimé, qui comprend deux compresseurs d'air séparés, actionnés par la même turbine à gaz, ces deux compresseurs étant reliés entre eux par un conduit, et elle est caractérisée par le fait que dans le conduit de liaison des deux compresseurs est disposé un organe de réglage qui est soumis au réglage du groupe de turbine à gaz, dans le but d'influencer la quantité d'air s'écoulant dans le circuit de la turbina à gaz.
La subordination de l'organe de réglage au réglage automatique du groupe de turbine à gaz s'opère de telle façon qu'en cas de menace de dépassement de la température admissible avant la turbine à gaz, l'organe de réglage agit dans un sens tel que la quantité d'air augmente dans le circuit de la turbine à gaz. L'organe de réglage peut être établi sous la forme d'une turbine à détente à capacité d'absolution variable (par exem-
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ple à réglage par groupes de tuyères ou ailettes orientables) ou sous la forme d'une soupape d'étranglement. L'activité du dit organe de réglage est alors indépendante de la direction d'écoulement de l'air dans le dit conduit de liaison.
La machine peut par exemple être agencée de telle façon qu'une fraction de l'air utile soit comprimée dans le compresseur de la turbine à gaz et soit ensuite ajoutée à l'air du compresseur d'air utile après avoir parcouru la conduite de liaison. Dans ce cas, pour augmenter la quantité d'air dans le circuit de la turbine à gaz, l'organe de réglage dans le conduit de liaison doit se fermer, c'est-à-dire la quantité d'air dans le conduit de liaison doit diminuer.
Le réglage de la marche du groupe de turbine à gaz au moyen d'un organe de réglage se trouvant dans le conduit de liaison des deux compresseurs est très favorable par rapport au rendement, également si une soupape d'étranglement est utilisée comme organe de réglage. Les pertes résultant de l'étranglement n'intéressent qu'une fraction de la quantité d'air utile.
Les figures 1 et 2 des dessins annexés montrent schématiquement deux exemples d'exécution de l'installation suivant l'invention, la Fig.
1 représentant une installation dans laquelle l'organe de réglage monté dans le conduit de liaison entre les deux compresseurs d'air est constitué par une soupape d'étranglement soumise au réglage de la turbine à gaz, tandis que la Fig. 2 montre une installation dans laquelle l'organe de réglage est établi sous la forme d'une turbine à air à capacité d'absorption variable, qui est disposée dans le conduit de liaison des deux compresseurs.
Dans les installations représentées dans les deux figures, il a été admis que le déplacement de l'organe de réglage s'opère par voie hydraulique, au moyen d'huile sous pression. Tous les dispositifs de réglage peuvent cependant aussi être établis de telle façon que la transmission des impulsions de réglage puisse par exemple aussi se faire par voie électrique, mécanique ou pneumatique. Un régulateur de la quantité de combustible,montré schématiquement sous forme d'un clapet, peut tout aussi bien être constitué par un diaphragme ajustable, une soupape ou analogue.
La forme d'exécution de tous les organes de réglage, tels que régulateurs du nombre de tours, régulateurs quantitatifs, régulateurs de température, etc., convenant aux divers modes de transmission des impulsions de réglage, est connue en soi.
L'installation montrée dans la Fig. 1 fonctionne comme suit :
Le compresseur d'air utile 3 est actionné par le groupe de turbine à gaz comprenant la turbine à gaz 1, le compresseur d'air 2, le réchauffeur d'air 4, la chambre de combustion 5 et la soufflerie à gaz 6 (dans le cas de combustible liquide, cette dernière est remplacée par une pompe à combustible). Lors de l'emploi de l'air utile, par exemple dans un haut-fourneau, il importe que la quantité d'air reste constante dans le temps. Dans le cas d'autres utilisations, il est par exemple nécessaire de maintenir constante la pression de l'air. Un régulateur quantitatif ou un régulateur de pression 8, comprenant le point de mesure 7 dans la conduite d'air utile 29, agit sur les servomoteurs 9 et 13 par l'intermédiaire de la conduite d'huile de réglage 24.
Le servomoteur 9 déplace le servomoteur 11,à l'intervention de l'évacuation 10, de sorte que l'organe de réglage 12 du combustible influence la quantité de combustible de la turbine à gaz.
Le servomoteur 13 déplace le manchon de réglage 14 du régulateur de vitesse 15 et provoque de ce fait une impulsion dans le système de réglage à huile 25 qui agit, d'une part, par l'intermédiaire du servomoteur 16, dans le sens d'une augmentation de la quantité de combustible, mais agit, d'autre part, avant tout sur le servomoteur 21 de l'organe de réglage dans le conduit de liaison 22, ce qui donne lieu à une variation de la quantité d' air dans le circuit de la turbine à gaz.
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Par la prévision d'un diaphragme 18, on peut cependant assurer que l'influence du système de réglage 25 sur le servomoteur 16 et donc six* l'amenée'de combustible reste momentanément limitée. Le volume d'huile déplacé par le mouvement du servomoteur 16 est accumulé dans l'espace amor- tisseur 17.
Si dans son domaine normal de travail le groupe travaille déjà à la température maximum admissible, en raison du rendement thermique, l'action de la soupape de combustible 12 est contrariée par les régulateurs de température 19 et 20, en ce sens que la pression dans le système 26 est, par la fente de commande 20 actionnée par l'élément thermosensible 19, maintenue à une valeur telle que la température avant la turbine ne dépasse pas la valeur maximum admissible. Dans ce cas, le réglage du nombre de tours et donc de la quantité d'air utile du groupe s'opère uniquement par l'organe de réglage 21. Puisqu'au point normal de travail l'installation fonctionne déjà avec la température maximum admissible à l'entrée de la turbine à gaz, ce cas est à considérer comme l'état de service principal.
L'alimentation en huile du système de réglage est assurée par la pompe à huile 27, à l'intervention des diaphragmes 23. La dérivation de l'huile employée pour le graissage des paliers est montrée en 28.
Dans l'installation suivant la Fig. 2, dans laquelle les machines et appareils correspondant à ceux de la Fig. 1 sont indiqués par les mêmes chiffres de référence, l'organe de réglage 21 est établi sous la forme d'une turbine à expansion à capacité d'absorption variable. La variation de la capacité d'absorption est réalisée par des segments de tuyères 30 qui peuvent être mis en ou hors service. Le système de réglage à huile 25 agit dans ce cas sur les servomoteurs 31 des soupapes des tuyères, de sorte que la quantité d'air prise dans le conduit de liaison 22 en provenance du circuit de la turbine à gaz peut être réglée autant que possible sans pertes.
Dans cette Figure il est également montré que le côté de refoulement du compresseur d'air utile 3 peut être relié, de la façon connue en soi, à un point de prise au compresseur d'air 2 du groupe de turbine à gaz.
REVENDICATIONS.
1. Installation à turbine à gaz pour la production d'air comprimé, comprenant deux compresseurs d'air séparés, actionnés par la même turbine à gaz, ces deux compresseurs étant reliés entre eux par un conduit, caractérisée en ce que dans le conduit de liaison des deux compresseurs est disposé un organe de réglage qui est soumis au réglage du groupe de turbine à gaz, dans le but d'influencer la quantité d'air s'écoulant dans le circuit de la turbine à gaz.