Dispositif pour adapter le fonctionnement d'au moins un générateur de fluide comprimé à celui d'au moins une machine réceptrice. L'invention se rapporte à un dispositif pour adapter le fonctionnement d'au moins un générateur de fluide comprimé à pression constante à celui d'au moins une machine ré ceptrice, telle que, par exemple, une turbine, les conditions de fonctionnement des deux. genres de machine (génératrice et réceptrice) étant connues.
Le dispositif suivant l'invention est carac térisé par le fait que la tubulure de couplage entre les deux genres de machine est munie de moyens de réglage agissant sur le fluide fourni à la machine réceptrice de manière telle que la marche stable de l'installation est assu rée aux différents régimes de charge dans les conditions de fonctionnement optima de la machine réceptrice.
On sait qu'à l'inverse des générateurs de vapeur, les générateurs de gaz comprimés pré sentent généralement la caractéristique essen tielle qu'on peut faire varier, presque instan tanément, leur puissance productrice. Lesdits générateurs de gaz comprimés sont constitués, par exemple et avantageusement, par des machines "auto-génératrices" à pis tons libres et à pression constante, lesquels, comme connu, sont susceptibles de fonctionner à débit constant ou à débit variable. Ces gé nérateurs sont bien connus en eux-mêmes, de sorte qu'il n'y a pas lieu de les décrire en dé tail et qu'on s'est contenté, sur le dessin, d'in diquer leur emplacement dans les installa tions.
En ce qui concerne la machine réceptrice, on peut la constituer au moins par une tur bine dont le débit, comme connu, est nette- ment déterminé, pour un même degré d'injec tion, par une courbe dite caractéristique pour chaque valeur de la pression.
Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du dispositif sui vant l'invention.
La fig. 1 montre, en coupe longitudinale, un dispositif interposé entre un générateur, à pression constante et à débit constant, et une turbine; La fig. 2 montre le diagramme de réglage de l'installation selon la fig. 1; La fig. 3 montre, en élévation (parties en coupe), une installation comportant un géné rateur à pression constante et à débit variable ainsi qu'une turbine; La fig. 4 montre, semblablement à la fig. 3, une installation comportant plusieurs générateurs à pression constante et à débit constant ainsi qu'une turbine à injection frac tionnée;
La fig. 5 montre, à plus grande échelle et en coupe, une partie de l'installation selon la fig. 4.
Dans l'exemple suivant les fig. 1 et 2, un générateur d'air comprimé par exemple, à pression constante et à débit constant situé en 1, est relié à la turbine située en 2 par un conduit 3, dans lequel est disposé, en dériva tion, un organe de décharge constitué par un obturateur approprié 4 (vanne, registre, tiroir, etc.), dont la levée ou l'ouverture permet à une partie du fluide de s'échapper par un con duit 5, débouchant, par exemple, à l'air libre ou dans un réservoir de décharge.
L'obturateur 4 est commandé par une tige 6 et un piston 7, sollicité, sur sa face su périeure, par la pression régnant dans le con duit 3 (pression d'amont de la turbine), grâce au tube de liaison 8 et sur sa face inférieure, par l'action d'un ressort 9, dont la tension peut être modifiée à volonté ou automatique ment par l'action du régulateur 10 de la tur bine grâce à un manchon 11, susceptible de coulisser le long de la tige 6 et portant la pla que d'appui 12. du ressort 9.
Sur la fig. 2, on a désigné par A le point de fonctionnement correspondant à la marche à. pleine charge de la turbine (débit Q , pres sion p sur la courbe 1 et puissance P (point A' sur la courbe II). Si la puissance résis tante devient P', inférieure à P et correspon dant pour la turbine à la pression p' et au dé bit Q' (point B), le générateur 1 débite trop d'air et à une pression trop élevée et la tur bine a une tendance à s'emballer.
Toutefois, comme le régulateur 10 augmente la tension du ressort 9, on obtient l'ouverture de l'obtu rateur 4 de la quantité, nécessaire et suffi sante au nouvel équilibre correspondant à la puissance P'. Quand cet équilibre est atteint, l'obturateur 4 est en équilibre sous l'action de la nouvelle pression p1 et de la tension du res sort 8, le régulateur ayant repris sa position normale, du fait que la diminution du débit du gaz entraînant la turbine provoque en même temps une diminution de la vitesse de la turbine, donc une diminution de l'action du régulateur 10 sur le ressort 9.
La pression du gaz correspondant au régime inférieur suffit alors pour maintenir l'obturateur 4 dans sa nouvelle position.
Si, par contre, la turbine doit être alimen tée avec un débit d'air plus grand et une pression plus élevée, ce qui se manifeste par son ralentissement momentané, le régulateur 10 détend le ressort 9, ce qui provoque la fer meture partielle ou complète de l'obturateur 4, jusqu'à ce qu'un nouvel équilibre soit atteint.
Pour obtenir une bonne marche du géné rateur, pour laquelle on veut maintenir nor male la pression de refoulement, il est prévu, par exemple, entre le générateur 1 et le con duit 3, un obturateur 13, manoeuvré automa tiquement par un piston 14 disposé dans un cylindre pourvu d'une tubulure débouchant dans l'atmosphère. Ce piston 14 est soumis sur l'une de ses faces à la pression régnant dans le conduit 3 et sur l'autre à l'action d'un ressort antagoniste 15, de telle manière que si la pression est nulle ou insuffisante dans ledit conduit 3, l'obturateur empêche, par sa fermeture, la diminution de la pression de re foulement du générateur 1.
Si on peut faire varier le débit du moto- générateur 1 en agissant, par exemple, sur le réglage quantitatif de l'injection de combus tible (fig. 3), on passe du fonctionnement correspondant au point A (fig. 2) à la mar che à une puissance inférieure, par exemple celle correspondant au point B, en agissant, d'une part, sur le débit du générateur 1 qu'on règle, par exemple, par une injection qui sa- tisfasse à la demande de la turbine et, d'au tre part, sur la pression d'introduction de l'air comprimé dans la turbine en laminant le fluide en amont de celle-ci au moyen de l'ob turateur 13.
L'on conjugue automatiquement les or ganes de réglage ci-dessus, prévus respective ment pour le débit et la pression, de manière qu'à une diminution de débit corresponde une diminution de pression convenant au bon fonctionnement de la turbine et ce quelle que soit la puissance à fournir.
Sur la fig. 3, l'organe de réglage quanti tatif 16 de la pompe d'injection et le registre 17 qui, par sa position, règle le laminage du fluide, sont tous deux commandés par une même tige 18 soumise elle-même à l'action du régulateur 10, par exemple par l'intermé diaire d'un relais 19 à huile sous pression, dont le distributeur 20 est commandé directe ment par le régulateur 10 et qui est alimenté par une pompe 21, entraînée par la turbine 2.
Si la charge de la turbine diminue, celle- ci tend à s'emballer et le régulateur, en dé plaçant le distributeur 20, met en communi cation les conduits 22 et 23. L'huile sous pres sion agit alors sur la face de droite du piston <B>(la</B> relais 19 et pousse vers la gauche ledit piston et la tige 18 dont il est solidaire, ce qui a pour effet, d'une part, de diminuer la quantité de combustible injecté et, d'autre part, de fermer davantage le registre 17 et, par suite, de créer une perte de pression plus importante.
Une augmentation de charge de la turbine a. un effet inverse du fait du ralentissement momentané de la turbine 4. Le distributeur 20 est alors sollicité en sens inverse par le ré gulateur 10 et l'huile, en passant du conduit 23 dans le conduit 24, agit sur l'autre face (lu piston du relais 19.
Aussitôt que, par suite de l'équilibre en tre les puissances motrices et résistantes, la turbine a repris son régime normal, le distri- Luteur 20 interrompt toute communication entre la pompe 21 et le relais 19 et, de ce fait, les organes 16 et 17 restent à leur position. Dans le cas d'installations importantes où .
plusieurs générateurs, à pression constante et à débit constant, débitent dans une même turbine ou dans plusieurs turbines séparées, on règle également la puissance de l'installa tion par l'échappement libre d'une certaine quantité de fluide, mais on diminuera de beaucoup la quantité de fluide perdue en con juguant le mode de réglage, déjà décrit, avec l'arrêt ou le démarrage d'une ou plusieurs unités, suivant la charge demandée à la tur bine.
Pour ce faire, on dirige le fluide, fourni par chaque générateur, dans une des turbines ou dans un compartiment d'admission d'une même turbine à injection partielle et on pro voque l'entrée en jeu ou la mise à l'arrêt in dividuelle des différentes unités génératrices, suivant la charge momentanée de la machine réceptrice.
Sur la fig. 4, on a prévu, par exemple, trois générateurs l', l', l' débitant le fluide qu'ils produisent par des conduits 3' 3' 33, respectivement dans les compartiments d'ad mission 21 2= et 2' d'une même turbine 2. Les vannes de décharge 41, 4' et 4', disposées res pectivement dans les conduits 3', 3' et 3' sus dits, sont commandées par un même relais d'un type quelconque, par exemple mécani que, hydraulique, électrique ou, comme repré senté, pneumatique, de façon que lesdites vannes puissent laisser échapper, au dehors et suivant leur degré d'ouverture, une quantité de fluide d'autant plus grande que la turbine est moins chargée.
Le système de démarrage des générateurs est tel que chaque unité est automatiquement mise en marche dès que la pression, régnant dans le conduit de refoule ment de l'unité immédiatement précédente est devenue suffisante, cette pressions étant transmise par des conduits 25' et 25' alors que le conduit de démarrage 25' du généra teur 11 est en communication avec une source d'air comprimé extérieure; ledit système est tel, en outre, que les générateurs s'arrêtent automatiquement lorsque la pression trans mise par l'un desdits conduits 25', 25' et 25' descend au-dessous d'une certaine valeur.
Si la charge de la turbine diminue, seule la vanne de décharge du dernier générateur en action peut être manoeuvrée, les autres vannes étant bloquées, dans leur position fer mée, par un système avantageusement auto matique, tel, par exemple que celui montré sur les fig. 4 et 5 et essentiellement consti tué, pour chacune des vannes 4' et 4', par un piston 26 soumis, par l'une de ses faces, à la pression régnant dans le conduit de refoule ment 32' ou 3', du générateur 1= ou l3 suivant, et par son autre face à l'action d'un ressort 27.
Chaque piston 26 entraîne un tiroir 28 qui, par sa position, ouvre ou ferme l'entrée d'un fluide moteur, tel que de l'huile sous pression dansi un cylindre 29, dans lequel l'action dudit fluide sur un piston 30, contre balancée par l'action d'un ressort 31, permet de manoeuvrer la vanne 41 ou 4' correspon dante. La distribution de l'huile sous pres sion débitée par une pompe 3\2 entraînée, par exemple, par la turbine peut être réglée par un distributeur attelé au régulateur 10 de la turbine, lequel distributeur peut, par exem ple, être constitué comme représenté par un tiroir 33 à deux corps.
Suivant la position oc cupée par le tiroir 33, celui-ci fait communi quer le conduit d'alimentation 34 des cylin dres 29, soit avec le conduit de refoulement 35 de la pompe, soit avec le conduit de vi dange 36 ou bien interrompt toute communi cation entre ces différents passages.
Si les générateurs l', 12, 13 sont en mar che et que la charge de la turbine diminue, l'action du régulateur 10 provoque la mise en communication des conduits 33 et 34 et l'huile est envoyée sous pression dans le cylindre 29 de la vanne 43, qui est alors ouverte par le piston 30 correspondant. La pression dimi nue, de ce fait, dans le conduit 33 et lorsque la vanne 43 est complètement ouverte, la pres sion dans ledit conduit est insuffisante pour maintenir fermé le distributeur 28 de la. vanne 4'. Par l'ouverture de ce distributeur, de l'huile sous pression est introduite dans le cylindre 29 correspondant, ce qui assure l'ou verture -de la vanne 42.
Il en résulte que la pression dans le conduit 3<B>'</B> diminue et que le générateur l3 est arrêté. Ledit générateur l3 ne peut se remettre en marche que lorsque la vanne 42 est complètement fermée, ce qui est obtenu lorsque la charge sur la turbine augmente et que le tiroir 33, commandé par le régulateur 10, ferme le conduit 35 et fait communiquer le conduit 34 et le conduit de vidange 36. Il en résulte que la pression cesse d'agir dans le cylindre 29, dont le piston com mande la vanne 42, et que ledit piston est ramené à la position de fermeture par le res sort 31 correspondant.