Procédé de production de vapeur et de contrôle du fonctionnement d'un générateur de vapeur, et générateur pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention comprend un procédé de pro duction de vapeur et de contrôle du fonction nement d'un générateur .de vapeur du type à circulation forcée, dont le trajet de circula tion -du fluide comprend au moins un tube de grande longueur et de petit diamètre inté rieur, dans lequel on introduit un fluide sous pression par l'une des extrémités et on re cueille seulement de la vapeur surchauffée par l'autre extrémité.
Conformément à l'invention, le procédé est caractérisé en ce\ qu'on mesure le débit du courant de sortie de la vapeur et en ce qu'on contrôle l'alimentation en fluide sous pres sion de l'une des extrémités du trajet de cir culation de fluide en fonction de la valeur du débit du courant de sortie de la vapeur, le fluide introduit étant en excès d'une quan tité déterminée par rapport au débit mesuré du courant de vapeur sortant par l'autre extrémité.
L'invention comprend aussi un générateur de vapeur pour la mise en oeuvre de ce pro cédé, ce générateur étant caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif mécanique pour commander en concordance une pompe d'ali mentation en liquide, un ventilateur pour l'alimentation en air, et une pompe à huile pour l'alimentation en combustible,
des dis positifs de réglage fonctionnant conjointement sous l'action du débit mesuré du courant de sortie de .la vapeur et du débit du courant d'entrée du fluide pour régler le dispositif mécanique.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution du générateur que comprend l'invention.
La fig. 1 représente schématiquement une forme d'exécution du générateur, constituée par un générateur .de vapeur à circulation forcée; la fig. 2 représente schématiquement ce générateur de vapeur à circulation forcée, mais montre aussi les dispositifs qu'il pr@- sente, nécessaires au contrôle du fonctionne ment dudit générateur, ces dispositifs étant représentés d'une manière partiellement sché matique;
la fig. 3 est semblable à la fig. 2, mais se rapporte à une seconde forme d'exécution; la fig. 4 est semblable aux fig. 2 et 3, mais se rapporte à une troisième forme d'exé cution; la. fig. 5 est un diagramme des connexions concernant le générateur de la fig. 3; la fig. 6 est une coupe verticale d'une soupape pilote ;
la fig. 7 est une coupe verticale d'un relais pneumatique la fig. 8 est semblable à. la fig. 7, mais comporte certaines particularités de construc tion supplémentaires; les fig. 9 et 10 sont des détails des con- nexions concernant la fig. 4; la fig. 11 est une coupe verticale d'un mécanisme de commande de la fig. 4;
la fig. 12 représente un relais thermo- statique ; la fig. 13 est une coupe partielle observée dans la direction des flèches suivant la ligne l3-13 de da fig. 12; la fig. 14 est une élévation d'un appareil fonctionnant sous l'action de la flamme; la fig. 15 est. une coupe verticale de la fig. 14 suivant la ligne 15-15 observée dans la direction des flèches.
Sur les diverses figures, les mêmes pièces sont désignées par les mêmes numéros de ré férence.
La fig. 1 représente schématiquement une forme d'exécution du générateur selon l'in vention, constituée par un générateur de vapeur à circulation forcée. Cette figure fait apparaître le courant des gaz, le courant de fluide moteur et la surface d'absorption de chaleur disposée de façon à être contenue dans l'enceinte figurée en traits mixtes.
Le trajet de circulation du fluide moteur est formé par des tubes de grande longueur et (le petit diamètre intérieur montés ensem ble dans des collecteurs appropriés. Le géné rateur comporte un économiseur 202 monté à l'extrémité la plus froide du passage des gaz et alimenté en fluide par une pompe vo lumétrique 289 représentée réunie au réser voir d'eau chaude.
En sortant du collecteur de sortie 201 de l'économiseur, le fluide est amené par un tuyau 203 à un tuyau multiple 204 d'où il est distribué à la section de production de vapeur par l'intermédiaire de cinq tuyaux 205 offrant.
une résistance au passage du fluide et dont chacun possède une résistance plus forte que le tuyau de passage du cou rant de fluide qu'il dessert, le fluide étant ainsi distribué proportionnellement à cha cun des -tuyaux de passage du courant de fluide 206, 207, 208, 209 et 210 qui consti tuent la section de production 302 du géW@- rateur, comportant des portions situées au plancher, contre les parois et écrans et contre la voûte, ainsi qu'il est indiqué en 303.
Ces cinq circuits de circulation, qui consti tuent la surface de production de la vapeur, pénètrent tangentiellement dans une partie élargie du trajet de circulation du fluide qui a la forme d'une chambre de séparation 232 servant à partager le fluide en liquide et en vapeur, la vapeur se dirigeant vers un sur- chauffeur 242,
et le liquide en excès étant prélevé dans le trajet de circulation du fluide par un tuyau 1 et amené su réservoir d'eau chaude ou à la décharge. Il se produit une évacuation normale continue par un étrangle ment 2, tandis qu'une évacuation variable s'effectue par une soupape régulatrice 3.
La source de chaleur comporte un brûleur à huile 4 alimenté par un tuyau 5 (fig. 2) et une chambre à air 6 alimentée par une conduite 7. Pour réaliser l'inflammation ini tiale du dispositif brûleur à huile, un dispo sitif brûleur à gaz 8 est alimenté, par un tuyau 9, par un courant de gaz contrôlé par une soupape 10 commandée par un électro aimant.
Si l'on se reporte en particulier à la fig. 2, on voit que le trajet de circulation du fluide est représenté par un tube unique en serpentin dont la section de l'économiseur 202 est alimentée en liquide sous pression par un tuyau 11, venant de la pompe 289 qui, quoique représentée sur la fig. 1 sous forme de pompe volumétrique, peut être d'un type quelconque approprié, et qui, par suite, a été représentée sur la fig. 2 sous forme purement schématique.
En sortant de la sec tion de l'économiseur, le fluide arrive dans la section de production de la vapeur et la traverse, puis se décharge dans le séparateur 232. En sortant du séparateur, la vapeur arrive dans le surchauffeur 242 et le tra verse, en le quittant par un tuyau 244 pour arriver à une turbine principale 12 prise comme exemple d'un appareil consommateur de vapeur. Les produits de la combustion tra versent successivement la section de produc tion de la vapeur, le surchauffeur et l'éco nomiseur et peuvent venir en contact avec une partie ou la totalité du séparateur.
Une turbine auxiliaire 287 commande la pompe d'alimentation en liquide 289, un ven tilateur 288, et une pompe d'alimentation en combustible 290. Quoique ces appareils aient été représentés schématiquement et comme s'ils -étaient tous placés de façon à être com mandés par le même arbre et à la même vi tesse, il doit être bien entendu que les engre nages de réduction nécessaires ou les liaisons de commande entre les divers appareils sont connus et seraient établis d'une manière ap propriée en ce qui concerne leur vitesse, puis sance, etc., relatives, et que l'on se propose seulement d'indiquer que la turbine auxi- liaire 287 commande les appareils 289,
288 et 290 simultanément et en concordance.
Le débit de l'alimentation en huile com bustible du brûleur 4 est contrôlé d'abord par la vitesse de la pompe à huile 290, mais l'ali- m.entation en huile est réglée encore une fois par l'étranglement d'une soupape régulatrice 13 placée dans le tuyau 5 et le débit du courant d'huile est mesuré d'une manière continue par un compteur de débit 14.
Le débit de l'alimentation en air servant à entretenir la combustion est déterminé d'abord par la vitesse du ventilateur 288, mais il se trouve encore sous le contrôle d'un registre 15 monté dans la conduite 7 à l'en trée du veztilateur. Le débit de l'alimenta- fion en air est mesuré d'une manière conti nue par un compteur de débit 16.
Le débit de l'alimentation en liquide sous pression par le tuyau 11 est contrôlé d'abord par la vitesse de la pompe 289, mais est en plus soumis à l'influence de la position occu pée par une soupape régulatrice 17 du côté de l'aspiration de la pompe et par une sou pape régulatrice 18 montée dans une dériva tion de la pompe.
Lorsqu'un générateur de vapeur de ce type est en marche, certains facteurs varia bles sont mesurés, relevés et utilisés pour servir de base au contrôle automatique de l'alimentation en liquide dudit générateur et de l'alimentation en éléments de combustion du foyer de chauffage.
19 désigne un appareil fonctionnant sous l'action de la pression et est constitué par un tube de Bourdon réuni au tuyau 244 et com portant une aiguille indicatrice 20 destinée à coopérer avec une échelle 21 pour faire connaître la valeur instantanée de la pression du courant de sortie de la vapeur.
22 désigne un appareil fonctionnant sous l'action de la température, et est constitué par un tube de Bourdon formant un élément d'un dispositif sensible à l'action de la tempéra ture placé au voisinage du tuyau 244 et comportant une aiguille indicatrice 23 desti née à coopérer avec une échelle 24 pour faire connaître la valeur instantanée de la tempé rature du courant de sortie de la vapeur.
A titre d'indicateur de la puissance du générateur ou de la charge du générateur de vapeur, on a prévu un tube de Bourdon 25 destiné à faire prendre une position ap propriée à une aiguille indicatrice 26 par rapport à une échelle 27. Le tube de Bour don 25 est réuni, par l'intermédiaire d'un tube capillaire 28, à la turbine 12 en un point tel que le tube de Bourdon soit sensible 2 l'action de la pression dans l'enveloppe du premier étage de la turbine, pression qui se trouve dans un rapport sensiblement linéaire avec le débit du courant de vapeur.
Par suite, l'indication donnée par l'aiguille 26 par rap- port à l'échelle 27 représente le débit du cou rant de vapeur sortant. du générateur de vapeur et fait ainsi connaître la puissance ou la charge du générateur.
29 désigne un dispositif fonctionnant sous l'action du niveau du liquide dans le séparateur 232 et constitué par une boîte sous pression renfermant un tube à mercure en<B>U,</B> réuni en haut et en bas au séparateur. Un flotteur est disposé de façon à monter et à descendre avec la surface du mercure dans l'une des branches du tube et à faire prendre ainsi une position appropriée à une aiguille 30 par rapport à une échelle 31 pour faire connaître la position instantanée du niveau du liquide dans le séparateur.
Le compteur de débit désigné d'une manière générale par 14 et destiné à mesurer le débit de l'alimen tation du foyer en combustible est un appa reil fonctionnant sous l'action de la pression différentielle et disposé de façon à corriger les écarts par rapport à la proportionnalité linéaire entre la pression différentielle et le débit du courant, afin que les déplacements angulaires d'une aiguille 32 par rapport à une échelle 33 soient directement proportion nels, par quantités différentielles, aux varia tions différentielles du débit du courant.
On a figuré en pointillé, dans le comp teur de débit 14, le contour des éléments de la construction interne de cet appareil dans lequel se trouve une cloche à joint liquide comportant. des parois en une matière d'épais seur et de forme appropriées.
Le compteur de débit 16, destiné à mesu rer le débit de l'alimentation en air de com bustion, est semblable au compteur 14 et dé termine la position d'une aiguille 36 par rap port à une échelle 37 pour fournir une indi cation continue du débit instantané du cou rant d'air arrivant dans le foyer.
De préférence, on contrôle d'abord l'ali mentation en liquide du trajet de circulation du fluide et les éléments de combustion du foyer par les variations de la vitesse de la turbine auxiliaire en prenant comme base de ce contrôle le débit du courant d'entrée du liquide. Cependant, pour tenir compte des différences pouvant exister dans les caracté- ristiques des pompes et du ventilateur, ainsi que des variations dans les conditions de marche, on a prévu un dispositif de second réglage pour compléter le premier contrôle des éléments de combustion. Pour l'air,
ce dispositif de second réglage est constitué par le registre 15 dont la position est déterminée. à l'orifice d'entrée du ventilateur 288, par un dispositif de commande pneumatique 38. Pour le combustible, le dispositif de second réglage est constitué par la soupape régula trice 13 dont la position dans le tuyau 5 est déterminée par les écarts qui se produi sent par rapport à la proportion que l'on dé sire voir exister entre les mesures des débits de combustible et d'air.
Le réglage de la vitesse de la turbine auxiliaire s'effectue par les variations de l'ouverture des soupapes régulatrices 39 dis posées de façon à admettre dans la turbine de la vapeur à pression relativement basse, et lorsqye la marche atteint une certaine allure, à compléter cette admission par une arrivée supplémentaire de vapeur à pression relativement forte. Par exemple, la vapeur à basse pression peut être de la vapeur d'échappement de la turbine principale 12 ou de la vapeur de soutirage de cette turbine, tandis que la vapeur à haute pression peut provenir directement du générateur de va peur.
Un dispositif de commande pneumati que 40 détermine la position des soupapes 39 sous l'action d'une pression de charge pneumatique établie par un relais régulateur 41 représenté en détail sur la fig. 8.
Pour régler le débit du courant d'entrée du liquide (par les variations de la vitesse de la pompe à eau), on réalise, de préférence, le réglage par l'action du courant d'entrée du liquide, du courant de sortie de la vapeur et du niveau du liquide dans le séparateur.
Ainsi qu'il a été dit ci-dessus, la position du tube de Bourdon 25 est déterminée par la pression dans l'enveloppe de la. turbine qui représente le débit du courant de vapeur sor tant du générateur de vapeur, ledit tube étant destiné à régler la position dans le sens ver- tical d'une tige pilote 42 par rapport à une boite pilote 43 qui est susceptible d'être ali mentée par de l'air comprimé, comme l'indi que la petite flèche de la figure. Cette sou pape pilote est représentée en détail sur la fig. 6.
L'air comprimé arrive à l'intérieur de la boîte 43 entre des guides pilotes 44 (fig. 6) qui sont séparés sur la tige 42 par un inter valle tel qu'ils se trouvent dans une position relative définie par rapport à des orifices annulaires étroits 45. Lorsque la tige pilote se déplace suivant son axe dans la boîte, de façon que les guides 44 se déplacent par rap port aux orifices 45, une pression de charge définie est disponible dans les orifices annu laires, pression qui se trouve dans un rap port connu avec l'amplitude du mouvement de la tige.
Par exemple, lorsque la tige 42 monte, il règne dans l'orifice de sortie supé rieur du côté gauche de la boîte 43 une pression de charge qui augmente dans un rapport défini avec l'amplitude du mouve ment de la tige, tandis que, lorsque la tige 42 descend, il règne dans l'orifice de sortie inférieur du côté gauche de la boîte une pres sion qui augmente d'une manière définie avec l'amplitude du mouvement.
Sur le dessin, les tuyaux et capillaires servant à la transmission de ces pressions (le charge pneumatique ont été figurés partout en pointillé pour les distinguer des connexions électriques ou des autres tuyaux ou conduites. Sur la fig. 2, 46 représente donc un de ces tuyaux servant à transmettre une pression de charge pneumatique dont la valeur se trouve dans un rapport connu avec le débit du courant de sortie de la vapeur, à un relais différentiel 47. Ce relais différentiel est re présenté en détail sur la fig. 7.
De la même manière, l'indicateur du ni veau du liquide 29 détermine la position dans le sens vertical d'une tige pilote 48, de façon à établir au relais 47, par le tuyau 49, une pression de charge pneumatique qui repré sente la hauteur du niveau du liquide.
Si l'on se reporte à la fig. 7, on voit que le tuyau 46 aboutit à une chambre 50 séparée par un diaphragme ou une cloison mobile È d'une chambre 51 qui débouche à l'air libre. . Le diaphragme 52 et un ressort de charge 53 sont réunis tous deux à une tige 54 à la quelle est aussi fixé un diaphragme 55 qui sépare des chambres 56 et 57. Le tuyau 49 aboutit à la chambre 56. De l'air comprimé est amené par un tuyau 58 dans la chambre 57 sous le contrôle d'une soupape 59. L'échap pement de la chambre 57 dans l'atmosphère est contrôlé par une soupape 60.
La tige .54 est destinée à régler la position d'un dispo sitif de commande 61 des soupapes, soit pour faire entrer de l'air comprimé par la sou pape 59 et augmenter ainsi la pression dans la chambre 57, soit pour faire échapper (le l'air dans l'atmosphère par la soupape 60 et diminuer ainsi la pression dans la chambre 57. La pression régnant dans la chambre 57 est transmise par un tuyau 62 à un dispo sitif de commande cà diaphragme chargé par un ressort, servant à déterminer la position de la soupape 17 montée dans la conduite d'aspiration de la pompe à eau.
On remarquera que les variations de la pression de charge transmises par le tuyau 46 ou celles qui se transmettent par le tuyau 49 agissent de façon à faire varier la pres sion de l'air dans la chambre 57 et par con séquent la position de la soupape 17.
La soupape 17 agit sous forme d'orifice variable au passage duquel existe une va riation différentielle de la pression se trou vant dans un rapport connu avec le débit du courant de liquide passant par la soupape 17. Les pressions régnant sur les faces opposées de la soupape se transmettent par des tuyaux 63, 64, respectivement dans des chambres 65, 66 d'un relais régulateur 41 (fig. 8).
Si l'on se reporte à la fig. 8, on voit que le relais régulateur 41 est semblable jusqu'à un certain point au relais 47 et comporte en plus une communication 67 à fonctionne ment réglable entre les chambres 56' et 57'.
Une pression de charge régnant dans la. chambre 57' agit par un tuyau 68 sur un dispositif de commande pneumatique 40 ser- vant à déterminer 1a position des soupapes @9 de la turbine auxiliaire.
Dans ce cas, le rôle de la communication 67 à fonctionnement ré glable consiste à compléter le contrôle pri maire de la pression agissant sur le dispositif de commande 40 par un contrôle secondaire de même amplitude ou d'une amplitude diffé rente consistant par exemple dans une action successive ou supplémentaire empêchant un mouvement. d'une amplitude exagérée et d'os cillation et par laquelle la position occupée par le dispositif de commande 40 n'est pas nécessairement en relation directe avec la po sition occupée par la soupape 17.
En général, la position occupée par la sou pape 17 dépend du débit du courant de sortie de la vapeur et du niveau du liquide dans le séparateur et cette soupape constitue un orifice variable dans la conduite d'aspiration de la pompe à eau.
L'appareil 41, qui reçoit la pression différentielle au passage de la soupape 17, détermine la position du dispo sitif de commande 40 et des soupapes 39 de la turbine, en vue du contrôle de la vitesse de la pompe à eau, effectué de façon à main tenir constante la pression différentielle au passage de la soupape 17, quelle que soit l'ouverture de la soupape 17, et à contrôler ainsi le débit du liquide arrivant dans la pompe à eau proportionnellement au débit du courant de sortie de la vapeur et à la hau teur du niveau de l'eau dans le séparateur.
Si le débit du courant de sortie de la va peur augmente, la tige pilote 42 monte pro portionnellement et fait ainsi augmenter pro portionnellement la pression de charge agis sant par le tuyau 46, provoque la descente de la tige 54 du relais 47 et l'ouverture cor respondante de la soupape 59 de façon à ad mettre une quantité supplémentaire d'air comprimé dans la chambre 57 et à augmen: ter ainsi la pression de charge pneumatique dans le tuyau 62.
La variation qui en résulte dans l'ouverture de la soupape 17 modifie la variation différentielle de la pression qui agit sur le relais 41, en faisant varier la pression de charge qui agit par l'intermé diaire du dispositif de commande 40 sur la p osi 't'on <B>1</B> occupé occupé par lee soupapes à9 d'étrait- glement de la turbine et a pour effet d'aug- menter le débit de l'eau
passant dans la con duite 11 proportionnellement à l'augmenta tion du débit du courant de vapeur sortant du générateur de vapeur.
Si le niveau du liquide dans le séparateur 232 tend à descendre, la tige pilote 48 monte en faisant ainsi augmenter la pression de charge dans la chambre 56 du relais 47 et en ouvrant davantage de la même manière la soupape 17, ce qui a pour effet d'augmenter le débit de l'eau d'alimentation du généra teur de vapeur.
On remarquera donc que la position de la soupape 17 est déterminée par le débit du courant de vapeur sortant du générateur et par la hauteur du niveau du liquide dans le séparateur, tandis que la vitesse de la pompe à eau dépend non seulement de oas deux facteurs variables mais encore du débit de l'eau qui arrive à la pompe et la traverse.
L'appareil 29 fonctionnant sous l'action du niveau du liquide, contrôle de plus, par l'intermédiaire de la tige pilote 48, la. posi tion qu'occupe la soupape 3 d'évacuation va riable, de façon que si le niveau du liquide dans le séparateur 232 s'élève au-dessus d'une hauteur déterminée, la soupape 3 s'ouvre d'une quantité réglée pour compléter l'éva cuation normale 2 vers le tuyau 1.
On a prévu, sous le contrôle de la pression du courant de sortie de vapeur qui agit sur le tube de Bourdon 19, une soupape pilote 69, destinée à établir une pression de charge pneumatique dans un tuyau 70 (fig. 3) pour amener la soupape 18 de dérivation et. le re gistre 15 dans une position convenable.
Lors que la pression de la vapeur tombe au-dessous d'une valeur déterminée, la soupape 18 et le registre 15 tendent à s'ouvrir tous deux à partir d'une position déterminée. Cette ac tion est particulièrement avantageuse en cas d'augmentation subite et importante de la charge sur l'installation considérée dans son ensemble, donnant ainsi lieu à une chute de pression considérable de la vapeur.
Lorsqu'il se produit ainsi une augmentation subite et importante du débit du courant de sortie de la vapeur, qui a pour effet d'abaisser la pres sion de la vapeur, la vitesse de la turbine auxiliaire augmente et le registre 15 s'ouvre. Il convient à ce moment d'augmenter l'ali- mentation en combustible et en air sans aug menter immédiatement l'alimentation en liquide.
En isolant la pompe par la soupape de dérivation 18, on diminue le débit du liquide passant par la conduite 11 et la sou pape 17 et on fait augmenter la vitesse de la turbine auxiliaire pour rétablir le débit primitif du liquide et cette augmentation de vitesse fait augmenter le débit d'air et de combustible.
Sans cette .dérivation, non seule ment cet avantage serait perdu, mais encore l'augmentation temporaire du débit -du cou rant d'entrée du liquide, lorsque la vitesse -de la turbine auxiliaire augmente, serait plus forte qu'il ne serait souhaitable pour utiliser la quantité de chaleur disponible emmagasi née dans le générateur.
De préférence, le ré glage du dispositif -de commande 38 -et du dispositif de commande de la soupape 18 se fait de façon qu'il dépende seulement de va riations déterminées de la pression de la va peur et de la pression de charge pneumatique correspondante dans le tuyau 70.
Par exem ple, an peut régler le registre 15 de façon qu'il soit amené dans une position convenable sous l'effet d'une variation quelconque de la pression de la vapeur à partir ,d'une valeur déterminée dans l'un ou l'autre sens, tandis que la soupape 18 peut rester complètement fermée jusqu'à ce que la pression de la vapeur ait diminué d'une quantité déterminée au- dessous de la pression normale que l'on désire.
A partir de ce moment, la soupape 18 com mence à s'ouvrir et le registre 15 peut ou non rester complètement ouvert, pendant que le réglage .de l'ouverture de la soupape 18 s'ef fectue.
De préférence, on opère le contrôle pri maire de l'alimentation en éléments de com bustion en faisant varier la vitesse de la tur- bine auxiliaire et, par suite, la vitesse du ventilateur et de la pompe à huile en con cordance avec le débit du courant d'entrée du liquide. L'alimentation en air ayant subi un second réglage par la position prise par le registre 15, et le compteur de débit 16 fournissant une mesure du débit de l'air,
on utilise donc la soupape régulatrice 13 montée dans la conduite d'alimentation en huile au réglage correct de la proportion de combus tible et d'air. A cet effet, les compteurs 14 et 16 sont réunis l'un à l'autre par une bielle 71 destinée à déterminer la position d'une tige pilote 72 de façon à établir une pression de charge pneumatique par un tuyau 73 dans la chambre 65 d'un relais régulateur 74 construit d'une manière générale comme le relais 41.
La pression de charge pneumatique résultant du fonctionnement du relais 74 agit par l'intermédiaire d'un tuyau 75, de façon à faire prendre une position convenable à la soupape régulatrice 13 sous l'effet d'une va riation de la proportion du débit de combus tible et d'air à partir d'une valeur déterminée et agit en même temps de façon à faire pren dre une position convenable à une soupape régulatrice 76 servant au réglage du débit de la vapeur de pulvérisation de l'huile amenée au brûleur à huile 4 par un
tuyau <B>77.</B>
Si l'on se reporte à la fig. 3, on voit qu'elle représente une forme d'exécution sem blable à celle de la fig. 2, mais dans laquelle on mesure effectivement le débit du courant de vapeur sortant par le tuyau 244 et ali mentant une turbine ou tout autre appareil consommateur de vapeur au lieu d'utiliser à cet effet la pression dans l'enveloppe de la turbine, comme dans le générateur de la fig. 2.
A cet effet, on a prévu un compteur de débit 78 semblable au compteur de .débit 14 et réuni au tuyau 244 de part et d'autre d'un orifice ou tout autre dispositif d'étranglement 79. Ce compteur de débit est destiné à déter miner la position dans le sens vertical d'une tige pilote 42 par rapport à une boîte pilote 43, de façon à faire varier une pression de charge pneumatique qui agit sur le relais 47 proportionnellement au débit du courant de sortie de la vapeur.
Le tube de Bourdon 22, dont la position est déterminée par les variations de la tem- pérature du courant de sortie de la vapeur, est destiné à déterminer la position dans le sens vertical d'une tige pilote 80, de façon à faire varier une pression de charge pneu matique par un tuyau 81 sur un dispositif de commande pneumatique 82 servant à faire prendre une position convenable à une série de registres 83.
Les registres 83 sont placés de préférence, par rapport au trajet de circu lation du fluide dans le générateur de vapeur, de façon à contrôler le chauffage relatif des différentes portions du trajet de circulation du fluide et à contrôler ainsi la température du courant de sortie de la vapeur.
La fig. 4 représente une autre forme d'exécution du générateur selon l'invention. comportant des dispositifs électriques au lieu d'appareils à commande pneumatique, comme c'était le cas pour les générateurs des fig. 2 et 3.
On utilise un appareil 78A fonctionnant sous l'action d'une pression différentielle pour mesurer le débit du courant de vapeur sortant du générateur de vapeur. Un bras, situé en dehors de la boîte sous pression et qui se déplace conformément au débit du cou rant de sortie de la vapeur, est disposé de façon à faire prendre une position convena ble à une électrode de surface variable d'un appareil à décharge électronique 84 pour con trôler la position prise par un dispositif de commande 85 de la soupape 17.
Sur le dessin, une ligne unique 86 réunit l'appareil 84 à un tableau de relais 87 qui, à son tour, est réuni par un conducteur 88 au dispositif de commande 85 et par un conducteur 89 à un appareil 92. Ce dernier appareil est réuni par un conducteur 91 à un tableau de relais 90. L'appareil 92 est semblable à l'appareil 84 et est contrôlé par un appareil 29A qui fonc tionne sous l'action du niveau de l'eau. Par tant du tableau de relais 90, un conducteur 93 le réunit au dispositif de commande de la soupape 3.
Le tube de Bourdon 19 amène dans une position convenable l'électrode mobile d'un appareil à décharge électronique 94 réuni à un tableau de relaie 95 et d'où part un con- ducteur 96 qui aboutit à un dispositif de commande 38A du clapet 15 et à un dispo sitif de commande de la soupape 18.
Un appareil 97, fonctionnant sous l'action d'une variation différentielle de la pression, a pour effet de faire prendre une position convenable à l'élément mobile d'un appareil à ,décharge électronique 98 réuni à un tableau de relais 99 et, de là, à un dispositif de com mande 40A des soupapes 30 de la turbine auxiliaire.
Un compteur différentiel 100 com bine les fonctions des compteurs 14 et 16 des fig. 2 et 3, de façon à comparer les débits du courant de combustible et du courant d'air et, lorsque la proportion entre ces deux dé bits s'écarte d'une valeur déterminée,
est des tiné à déplacer l'électrode mobile d'un appa reil à décharge électronique 101 réuni à un tableau de relais 102 et au dispositif de com mande de la soupape 13 de contrôle du com bustible.
Les conducteurs désignés par 86, 88, 89, 91, 93, 96, etc. doivent être considérés comme étant des câbles pouvant comporter un ou plu sieurs fils, mais les câbles sont figurés par une ligne unique pour simplifier le dessin. Si l'on se reporte à la fig. 9,
on voit qu'elle représente les connexions détaillées d'un ta bleau de relais tel que les tableaux 90, 95, 99 et 102.
Si l'on choisit le tableau 90 à titre d'exemple, et si l'on se reporte à la fig. 9, on voit que le bras 103, dont la position est déterminée par l'appareil à niveau d'eau, est disposé de façon à faire mouvoir l'anode de l'appareil à décharge électronique 92 par rap port à la cathode.
La cathode de l'appareil 92 est réunie au secondaire d'un transformateur de chauffage 104; 105 et 106 sont des résistances, 107' une inductance, 108 un transformateur,
109 un appareil à décharge électronique et<B>110</B> un moteur. Le but général de l'appareil a dé charge électronique 109 est de contrôler le passage d'un courant continu pulsatoire des tiné à contrôler la vitesse du moteur 110 qui tourne dans un sens unique,
à une vitesse variant de zéro au maximum et qui dépend du passage du courant dans l'appareil 109.
Le contrôle de ce passage du courant s'ef fectue par le contrôle du pourcentage du temps pendant lequel l'appareil 109 peut être conducteur et ce contrôle est réalisé en appli quant à la grille de l'appareil 109 la somme d'une tension continue et d'une tension alter native. La tension alternative étant en re tard de phase par rapport à la tension de pla que sous l'action d'un pont déphaseur<B>106,</B> 107, 108 et par conséquent le point du cycle où la tension de grille atteint la valeur de passage et permet à l'appareil 109 de deve nir conducteur étant également retardé,
on peut faire varier cette tension alternative en faisant varier la grandeur de la tension con tinue qui est en série avec la tension alter native. On réalise cette variation de gran- fleur de la tension continue en faisant varier la surface active de l'anode de l'appareil 92 par le déplacement mécanique du bras<B>103.</B> On fait ainsi varier la vitesse de rotation du moteur 110, qui constitue un élément du dis positif de commande 111, par la position que prend le bras 103 sous l'action de l'appareil 29A qui fonctionne sous l'action du niveau de l'eau.
La fig. 10 représente l'agencement du ta bleau de relais 87 relié aux appareils à dé charge électronique 84 et 92 qui sont connec tés en parallèle de façon à contrôler le mo teur 112 du dispositif de commande 85 con jointement sous l'action du débit du courant de sortie de la vapeur et du niveau du liquide.
La fig. 11 représente une élévation avec coupe partielle du dispositif de commande 111 qui représente le type des dispositifs de commande 38A 85, etc. de la fig. 4. Le mo teur 110 est celui qui porte le même numéro sur la fig. 9 et qui est destiné à tourner dans un sens unique et à une vitesse variant de zéro au maximum suivant le courant qui tra verse son induit ainsi que l'indiquent nette ment les fig. 9 et 10.
L'induit, en tournant, commande une pompe à fluide 113 qui refoule un fluide tel que de l'huile d'une chambre située au-dessus du piston et renfermant la pompe<B>113,</B> dans une chambre 114 située au-dessous du pis ton. Le passage @du fluide de l'une des faces du piston sur l'autre tend à faire monter le piston et un ressort -de compression s'oppose à ce mouvement d'une manière indiquée nette ment sur la figure.
La pression antagoniste du ressort varie avec la vitesse du moteur <B>1.10</B> et si l'une des extrémités de l'appareil, par exemple en 115, est montée d'une manière relativement fige de façon à pouvoir pivoter, une variation dans la vitesse du moteur 110 provoque un mouvement relatif de l'extrémité 116, la rapprochant ou l'éloignant de l'extré mité 115, et ce mouvement, communiqué à une soupape ou tout autre appareil auquel il s'agit de faire prendre une position déter minée, a pour effet d'amener ledit appareil dans la position qui convient.
On remarquera évidemment que si le mou vement de rotation de la pompe 113 change de sens, le ressort qui s'oppose au mouvement peut être un ressort de tension plutôt qu'un ressort de compression. De plus, la charge du ressort peut être placée en dehors de l'appa reil au lieu d'être à l'intérieur.
La fig. .5 représente le schéma de mon tage des connexions s'appliquant particulière ment à la forme d'exécution de la fig. 3. Les emplacements relatifs et l'agencement des pièces mécaniques des appareils sont les mêmes sur les deux figures. Par exemple, les tubes de Bourdon 19 et 22, ainsi que l'indicateur de niveau 29, .la soupape 10, la soupape 17, le tuyau 5 et l'arbre de la turbine auxiliaire occupent les mêmes emplacements relatifs sur la fig. 5 et sur la fig. 3.
De plus, le sépa <I>rateur</I> 232 est au même endroit, sauf que pour indiquer que la fig. 5 est une vue en plan, il est représenté en plan avec les cinq tubes 206, 207, 208, 209 et 210 de la fig. 1 abou tissant tangentiellement dans le cylindre du séparateur 232, présentant ainsi quelque dif férence avec la fig. 3.
X,désigne un commutateur que l'on peut appeler commutateur principal; Y est un' se cond commutateur. En combinaison avec le tube de Bourdon 19, fonctionnant sous l'ao- Lion de la pression, se trouve un contact à maxima<I>HP</I> pour la pression et en combinai son avec le tube de Bourdon 22 sensible à l'action de la température, un contact à maxima HT pour la température.
En combi naison avec l'appareil 29, fonctionnant sous l'action du niveau. se trouve un contact à minima LL pour le niveau et pour chacun des cinq tubes aboutissant dans le cylindre du séparateur <B>23.9,</B> se trouve un commutateur H'F à double contact actionné dans le cas où la température devient anormale dans le tube auquel il est réuni.
Chacun des commu tateurs<I>HF</I> comporte un signal lumineux 0 qui s'allume lorsque la température prend une valeur anormale. L0 désigne un commutateur fonctionnant sous l'action de la pression et qui est actionné pour ouvrir deux circuits lorsque la pression de l'huile de graissage de l'arbre de la turbine auxiliaire prend une valeur anormalement faible.<I>LW</I> désigne un commutateur qui est actionné pour ouvrir deux circuits lorsque la pression de l'eau à l'orifice d'entrée de la soupape 17 prend une valeur
anormalement faible.
S désigne une bougie d'allumage ou un appareil similaire placé à côté du brûleur à gaz 8 (fig. 4) pour l'allumer.
Si l'on suppose que l'installation n'est pas en marche et si l'on désire la faire démarrer, le cycle d'allumage est le suivant: si la pres sion de l'eau existe en LW et si l'huile de graissage est présente en LO, en fermant le commutateur X, on fait jaillir l'étincelle d'al lumage en AS', la soupape à gaz 10 s'ouvre sous l'action de l'excitation de l'électro aimant<I>K</I> et les relais<I>B,</I> C et F s'excitent.
C met à la masse l'enroulement de R, ce qui provoque la chute <I>de B</I> au bout .de quatre secondes, et excite E qui ouvre la soupape J de l'huile de combustion dans le tuyau 5, ferme la soupape de dérivation M de l'huile et ouvre le circuit de l'enroulement de F. Au bout de quatre secondes, F retombe en excitant A (si la flamme est dans une situa tion telle que l'appareil Û détecteur des pannes de flammes ait excité G).
L'excitation de<I>A</I> coutre l'allumage et excite <I>D</I> qui ferme la soupape 10, fait retomber G et ferme un autre circuit pour l'enroulement de E. Lors que C retombe, E s'excite, de façon que la dérivation de D (vers l'enroulement de E) s'ouvre.
Le défaut de flamme au brûleur 4 fait re tomber G, en faisant cesser l'excitation de A qui déclenche l'allumage et de D qui ouvre la soupape 10, excite C et fait retomber E. Lorsque E retombe, la soupape J à huile de combustion se ferme, M s'ouvre et F s'excite. Le cycle se continue, ainsi qu'il a été décrit ci-dessus après la fermeture du commuta- teur X.
Si HT, <I>HP</I> ou<I>HF</I> s'ouvrent, E retombe en fermant J, ouvrant M et excitant F. Le cycle de panne de flamme expliqué ci-dessus se reproduit sauf que la soupape<I>à</I> gaz 10 et l'allumage restent ouverts et que E ne peut s'exciter jusqu'à ce que le contact intéressé <I>(HF</I> ou<I>HP</I> ou HT) se ferme à la suite du rétablissement de la situation qui avait. dé passé les conditions limites.
Un courant passe à travers l'élément de chauffage de<I>T</I> chaque fois que<I>E et</I> C sont. excités, situation qui existe lorsque l'arrivée d'huile de combustion est ouverte et que l'appareil ZT détecteur des pannes de flammes n'a pas excité le relais G.
En conséquence, si la flamme ne s'est pas allumée au brûleur 4- au bout de dix secondes après que E s'est excité, <I>T</I> fonctionne en fermant S, <I>K et J.</I> P fonctionne également au bout de cinq cycles consécutifs de réallumage.
Dans le cas où la pression de l'eau à l'en trée de la pompe d'alimentation en<I>LW</I> est basse, ou dans le cas où la pression de l'huile de graissage est basse en LO au groupe auxi liaire, l'allumage S, la soupape 10 et la sou- pape J sont fermés par LW ou LO.
De plus, ces mouvements font cesser l'excitation de l'électro-aimant P qui, à son tour, actionne le dispositif de commande de la soupape de la turbine auxiliaire en arrê tant ainsi le groupe auxiliaire. L'électro aimant P maintient normalement la soupape 117 (qui est placée dans la conduite d'air 68) dans une situation permettant à la pression de contrôle pneumatique de se transmettre librement de 41 à 40.
Lorsque P cesse d'être excité, la soupape 117 ferme la communica tion avec le relais stabilisateur 41 et met en communication avec l'atmosphère la chambre à diaphragme du dispositif de commande 40, en permettant ainsi à la charge. du ressort de ce dispositif de commande d'amener le dispositif précité dans sa position de ferme ture. La turbine auxiliaire se trouve ainsi arrêtée.
Le commutateur X permet d'arrêter l'ins tallation complète. Le commutateur Y per met d'arrêter la turbine auxiliaire elle-même.
Une soupape L, actionnée par un électro aimant, -est placée dans la conduite d'alimen tation en air aboutissant à la soupape pilote du tube de Bourdon 19 fonctionnant sous l'action de la pression. Si l'on se reporte au schéma des connexions de la fig. 5, on voit que L est normalement excité en maintenant sa soupape ouverte. Lorsqu'un des commu tateurs de sécurité s'ouvre et ouvre le circuit électrique vers L, la soupape se ferme en fer mant ainsi l'arrivée d'air au pilote et lais sant échapper l'air sous pression du tuyau d'air comprimé 70.
La soupape 18 soumise à l'action d'un ressort se trouvant dans le tuyau de dérivation qui contourne la pompe à eau se ferme, ainsi que le registre 15 placé à l'orifice .d'entrée du ventilateur.
Ce fonctionnement est particulièrement avantageux dans le cas où l'un quelconque des commutateurs<I>HF</I> fonctionne sous l'ac tion d'une température excessive, car ce mou vement ferme la soupape à combustible J et il est souhaitable que le registre à air 15 se ferme en même temps. Le groupe auxiliaire continue à marcher,, actionnant ainsi le venti lateur, et le seul moyen permettant de ré duire le débit de l'air arrivant .dans le foyer est de fermer le registre 15.
En même temps, il est souhaitable de fermer la soupape de dérivation 18 pour avoir la certitude que la totalité de l'eau pompée par la pompe à eau arrive dans le générateur de vapeur pour em- pêGher les tubes de se brûler et la pompe 289 de s'emballer.
Il .doit être bien entendu que lorsqu'il est question de fermer le registre 15, cela veut dire qu'il s'agit de le fermer jusqu'à un minimum déterminé qui peut être par exemple de 20% de l'ouverture en grand.<B>Il</B> est souhaitable que le registre prenne une position d'ouverture minimum, lorsqu'il se produit une panne de flamme, car le dispo sitif de contrôle du nouveau cycle d'allumage tend à -rallumer aussitôt le brûleur et il peut arriver que le ventilateur marche encore à grande allure.
La soupape L, actionnée par un électro aimant, peut aussi bien être montée dans la. conduite d'air comprimé 70 auquel cas, lors que l'électro-aimant cesse d'être excité, la soupape isole du pilote 69 et met en commu nication avec l'atmosphère le dispositif de commande à diaphragme 18 et le dispositif de commande 38.
L' sur les fig. 2 et 3 désigne une soupape actionnée par un électro-aimant, montée dans la conduite amenant l'air au pilote 72 du dispositif de contrôle de la proportion de com bustible et d'air. La fonction de cette soupape est semblable à celle de la soupape L et peut remplacer dans le circuit électrique la sou pape L sur le diagramme des connexions de la fig. 5. Elle peut être montée en parallèle avec la soupape L dans le circuit des con nexions, si l'on utilise les deux soupapes L et L'.
Elle a pour effet de fermer la. soupape 13 d'alimentation en combustible.
Si l'on se reporte à la fig. 3, on voit que le contrôle secondaire de l'alimentation en combustible se fait par la soupape régulatrice 13 en partant de la proportion de combustible et d'air. Si le débit d'air varie, l'alimentation en combustible varie proportionnellement. On a prévu une soupape M, actionnée par un électro-aimant et montée dans une dérivation qui contourne la pompe à combustible 290, la soupape régulatrice 13 et le compteur de débit 14.
Cet électro-aimant est monté élec triquement en parallèle avec l'électro-aimant de la soupape J, de sorte que lorsque J fonc tionne et ferme la dérivation, la ,soupape M s'ouvre automatiquement, laissant -ainsi pas- ser l'huile par la dérivation pendant la por tion du cycle d'allumage où la, soupape prin cipale J actionnée par électro-aimant est fer mée. En cas de panne de flamme, la soupape .7 se ferme, ce qui coupe l'alimentation du brûleur en combustible.
Si l'on n'avait pas prévu la, dérivation et la soupape M, le comp teur 14 tendrait à tomber à zéro et, pour maintenir la proportion de combustible et d'air, il ouvrirait en grand la soupape régu latrice 13. Le nouveau cycle ouvrant la. sou pape .7, la soupape 13 se trouverait ouverte en grand et ferait passer aussitôt un grand volume d'huile par J vers le brûleur, volume beaucoup plus grand que celui qu'on désire.
Grâce à la présence de la dérivation et de la soupape .M, lorsque le feu s'éteint et que<I>J</I> est fermé, la soupape M s'ouvre et le débit dans le compteur 14 reste à peu près le même que précédemment par rapport au débit. d'air, mais l'huile revient maintenant en arrière par la dérivation et la soupape M. L'ouverture de la soupape 13 ne devient pas excessive ni sensiblement plus grande qu'antérieurement et, par suite, le débit qui arrive en J lorsque J s'ouvre de nouveau n'est pas excessif.
Si l'on se reporte particulièrement à la fig. 3, il est parfois avantageux que le niveau dans le séparateur 232 reste variable (dans le même sens ou en sens inverse) avec la pro duction. On peut arriver à ce résultat par un réglage relatif de la marge et de la sensibilité du contrôle opéré par le compteur 78 du débit du courant de sortie de la vapeur\ (qui repré sente la production) et par l'enregistreur de niveau 29.
Ce réglage permet de réaliser un contrôle tendant à maintenir le niveau dans le séparateur à une hauteur déterminée, soit à une hauteur augmentant avec la production, soit à une hauteur diminuant avec la produc tion suivant la solution que l'on désire.
Les fig. 12 et 13 représentent un commu tateur<I>HF</I> fonctionnant sous l'action de la température. Dans la forme d'exécution re présentée, une tige de quartz 118 et un tube de métal 119 qui la renferme sont montés dans un des tubes, par exemple le tube 206, ou au voisinage dudit tube aussitôt avant son entrée dans le séparateur. Le tube d'en veloppe 119 est figé sur un élément isolant 120, tandis que la tige de quartz 118 peut glisser dans ce tube.
Un second élément iso lant 121 est figé de façon à pouvoir pivoter sur la tige de quartz et est éloigné de l'élé ment 120 par l'action d'un ressort.
Lorsque la température reste inférieure à une valeur déterminée, les pièces se trouvent dans les positions relatives représentées sur la fig. 13, le contact étant établi entre les fils 122 et 123 et ouvert entre les fils 124 et 125. Lorsque la température s'élève, le tube métallique 119 s'allonge vers la gauche à partir de l'élément 120, entraînant avec lui la tige de quartz 118 qui ne subit à peu près aucun allongement avec la température.
Ce mouvement de la tige de quartz vers la gau che fait mouvoir l'élément 121 autour des contacts 122, 123 formant pivot et à l'encon tre de la pression du ressort 126, jusqu'à ce que le mouvement ayant atteint une certaine amplitude, les contacts 124, 125 se ferment et allument le signal lumineux 0.
Si la tem- pérature continue à monter, lorsqu'une tem pérature déterminée est atteinte, le tube 119 continuant à se dilater fait pivoter l'élément 121 autour des contacts 124,<B>125,</B> ouvre les contacts 122,<B>123</B> et interrompt la marche du générateur.
Les fig. 14 et 15 représentent la forme de construction donnée de préférence à l'appareil U appelé détecteur de panne de flamme. Une cellule photoélectrique 129 est montée de façon à.
être éclairée par la flamme venant du brûleur 4 et engendre un courant dans les files 127, 128, servant à exciter le relais G lorsque la flamme est allumée dans le foyer. Entre la cellule photoélectrique 129 et la flamme se trouve un bac plein d'eau ou écran 130 comportant un dispositif 131 à circula tion thermique.