Procédé de réglage d'une installation comprenant une machine motrice et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. La présente invention se rapporte à un procédé de réglage .d'une installation com prenant. une machine motrice, plusieuirs géné rateurs de gaz sous pression pour alimenter cette machine motrice en gaz moteurs, cer tains au moins de ces générateurs pouvant être mis en et hors d'a.etion pendant le fonc tionnement de la machine motrice, et.
un régu lateur de vitesse entraîné épar la machine mo trice, et réglant simultanément les débits des générateurs de -az en action. La. machine motrice pourrait être, par exemple, une tur bine à gaz, et, les générateurs pourraient être des auto-générateurs -de gaz sous pression à piston libre à combustion interne.
Dans une telle installation, malgré que les générateurs de gaz aient en général un -débit minimum défini, on pourra faire fonctionner la machine motrice à une puissance infé rieure à celle correspondant à la somme des débits minima de tous les générateurs, grâce au fait que certains au mois d'entre eux peuvent être mis hors d'action pendant. le fonctionnement de la machine motrice.
En général, dans une installation compre nant. une machine motrice alimentée en gaz moteurs .par des générateurs de gaz sous pres sion, on asservit le régulateur de vitesse en traîné par la machine et commandant.
le dé bit des générateurs au débit individuel des générateurs, de manière à réduire graduelle- ment, lors d'une augmentation de la charge de la machine motrice, la vitesse maintenue par ce régulateur, cet asservissement pouvant avoir lieu, par exemple, au moyen d'un servo moteur par l'intermédiaire duquel le régula teur commande les débits des générateurs.
Cependant cette manière de faire ne peut, pas être utilisée dans le cas d'aine installation dans laquelle le nombre des générateurs ali mentant la machine motrice peut. varier, car alors le débit individuel des générateurs n'est. pas nécessairement une mesure de la. puis sance fournie à la machine motrice, cette pu issance dépendant également du nombre de générateurs se trouvant en action.
Si -un gé nérateur est intentionnellement ou acciden tellement -mis hors d'action, il se produit un changement dans la relation entre le débit individuel des générateurs et la puissance to tale de l'installation, de sorte que si l'asser vissement @du régulateur de vitesse varie en raison du débit individuel des générateurs, ce changement .de relation renverserait la carac téristique vitesse-charge maintenue par le régulateur de la machine motrice,
et. l'arrêt ou le démarrage d'un générateur de gaz individuel produirait un changement, de la vitesse de la machine motrice pour .une puis- sance donnée, même si la puissance se trou vait toujours à portée du nombre de géné rateurs .se trouvant en fonctionnement.
La présente invention a pour but d'éliminer cet inconvénient et, à cet effet, le procédé de réglage selon l'invention est .caractérisé en ce que le régulateur de vitesse est asservi à la pression .des gaz moteurs à l'admission de la machine motrice, de façon que lorsque la charge de cette dernière augmente sa vitesse diminue selon mie caractéristique uniforme et continue de vitesse-charge indépendam ment du nombre desdits générateurs de gaz sous pression se trouvant en fonctionnement..
L'invention comprend également une ins tallation pour la mise en #uvr.e de ce pro cédé, installation qui comporte une machine motrice, plusieurs générateurs de gaz moteurs sous pression à combustion interne, reliés à l'admision de la.
machine motrice., un régula teur de vitesse entraîné par ladite machine motrice, et un organe de réglage (lu débit -de combustible séparé pour chaque généra teur, des liaisons de commande étant établies entre ces divers organes de réglage et ledit régulateur de vitesse. Cette installation est caractérisée selon l'invention par un organe d'asservissement du régulateur de vitesse sou mis à l'action de .la pression des gaz moteurs à l'admission de la machine motrice et agis sant de fa.con à faire diminuer la vitesse de cette machine motrice lors d'une augmenta tion de la
pression des gaz moteurs à son ad- mission.
Le .dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution d'une installation polir :la mise en aeuvre d'une formé d'exécution, également .donnée à titre d'exemple, du pro cédé selon. l'invention.
La fig. 1 montre l'ensemble de cette ins tallation, tandis que la fig. 2 est une vue à une plus grande échelle du dispositif-régulateur de la fig. 1. Fig. 3 est une élévation partiellement en coupe de l'un des générateurs de gaz montrés dans la fig. 1.
Les fi-. 4 à 6 montrent la soupape de réglage de démarrage du générateur de la fig. 3, en trois positions différentes et. à une plus grande échelle.
La fi-. 7 est un diagramme de caracté- ristique vitesse-charge de l'installation repré sentée. Chaque auto-générateur 22 de F'installa- tion de la fig. 1. comprend (fig. 3) le cy lindre moteur 1, la paire clé ey lindres-eom- presseu:rs ? aux extrémités opposées de celui ci et une paire de cylindres-accu:
mirlateurs 3 aiLY extrémités. Dans le cylindre 1 coulissent les éléments moteurs 4 de deux pistons libres opposés comprenant chacun en. outre un élé ment ,compresseur 5 exécutant. un mouvement de va-et-vient dans un des cylindres<B>2</B> et, un élément-aecumu lateur 6 exécutant un mouve- ivent de va-et-vient :dans un ;les cylindres 3.
La tête de chacun des cylindres compresseurs 2 est pourvue d'au moins cule soupape d5ad- mission 12. Les soupapes 12 mettent chaque eylindre-compresseur en communication avec un conduit d'admission 11,
tandis que des soupapes 1 3 mettent les ey lindres-compres- seurs 2 en communication avec les conduits 15 reliés -avec l'espace autour du cercle des lumières d'admission la dans le cylindre 1. Ce .dernier comporte également un cercle de lumières d'échappement l b communiquant avec un espace relié au conduit d'échappe ment 16.
Les pistons libres sont synchronisés au moyen d'une paire de bielles articulées aux extrémités opposées du balancier 8 dont. le centre est pivots sur une partie: extérieure du cylindre 1.
Du combustible peut être introduit dans le cylindre 1- au moyen d'injecteurs de com bustible 9 alimentés à travers le tuyau de combustible 17, le distributeur 18 et. les tuyaux de combustible 19, par la. pompe d'in jection 10 commandé par la came 11 exécu tant un mouvement basculant (suivant le mouvement des pistons libres) au moyen .du levier 20 relié par l'articulation 21 à un point de l'une des bielles 7;
la quantité de combustible injectée épar course de la pompe d'injection 10 est déterminée par la position de la -crémaillère de réglage du combustible 10a.
Les cylindres 2 et 3 communiquent avec l'atmosphère air moyen de lumières 2a et 3cr. respectivement disposées aux extrémités inté rieures, les lumières 3a n'étant découvertes par les éléments 6 que lorsqu'ils se trouvent vers leurs points morts 'intérieurs, tandis que les lumières 2a sont ouvertes de faon per Inanente.
lie générateur de gaz peut. être mis en action par l'opérateur au moyen d'une sou pape à. air principale 60 et d'une soupape de réglage de démarrage 63 disposées en série dans la communication formée des tuyaux 61, 62 et 123, dont 61 se trouve en convection avec un réservoir à air 161. Le tuyau 123 relie la soupape 63 aux soupapes clé retenue de démarrage 122 disposées dans les têtes des cylindres 3.
La soupape principale 60 comporte un carter, dans lequel est logée une soupape co nique 59 retenue dans sa position fermée dans le carter par la pression d'air depuis le tuyau 61 et. par son propre poids. Cette soupape 59 est actionnée par un arrêt mobile 55, cons titué par deux pièces avec un ressort de pres sion 58 se trouvant entre elles, a,etionné par un levier 57 pivotant sur le carter.
En ac tionnant le levier 57, ce qui est fait ma nuellement par l'opérateur (ou, le cas échéant automatiquement), la partie inférieure de l'arrêt 55 est. soulevée et le ressort 58 com primé jusqu'à ce que la force transmise par la partie supérieure de l'arrêt 55 excède la charge sur la soupape conique 59 en la soulevant de son siège.
L'air .comprimé passe alors à travers le tuyau 62 vers la soupape de réglage 63, la quelle est indiquée dans les fig. 3 et 4 dans la position de repos. La soupape conique 64 est poussée vers le bas par son propre poids et, par le ressort 65 et la collerette 64U sur la tige 64a. de la soupape limite dans la positiôn de repos l'ouverture du siège de soupape dans le carter.
Par conséquent, la pression d'air sur le côté intérieur de cette collerette sou lève la soupape dans sa position complètement ouverte indiquée dans la fig. 5 pour laquelle l'extrémité libre de la tige 64a de soupape soulève le cliquet 68 pivoté en un point aligné avec ladite tige sur un levier 66, jusqu'à ce que ce levier vienne buter contre un arrêt 67a du nez 67 auquel ledit levier est articulé. Maintenant de L'air comprimé passe à tra vers le tuyau 123 vers les soupapes de retenue 122 (fig. 3), en les ouvrant contre l'action de ressorts,
entre dans les cylindres-accumula- teurs 3 et entraîne les pistons libres (lesquels ont été placés préalablement, à proximité de leurs points morts extérieurs au moyen d'un dispositif non représenté), vers leur position de point mort. intérieur. Le mouvement des pistons libres est transmis par la bielle<B>129</B> à la came 43 pivotée en 44 sur le bâti de la machine et. puisque la soupape de réglage 63 se trouve maintenant en position de la fig. 5, le cliquet 68 est libéré par la came 43 (fig. 6) et la soupape 64 est forcée sur son siège par l'air comprimé agissant sur un côté inférieur.
Dans la position fermée de la fig. 6, la tige 64a bloque le cliquet 68 dans sa position dé gagée, c'est-à-dire hors d'atteinte de la came 43. Ainsi l'air comprimé sera coupé, mais celui qui se trouve dans le cylindre accumu lateur continuera son expansion et entraînera les équipages-pistons libres vers l'intérieur en direction de leur point mort intérieur. Celui- ci atteint, l'injection de combustible aura lieu et le générateur sera mis en marche. L'air employé pour la mise en marche pourra échapper à travers les lumières 3a qui seront découvertes par l'élément accumulateur 6 lorsque le piston libre s'approche de la posi tion de son point mort intérieur.
Si maintenant l'opérateur déclenche le levier 57 afin que la soupape 59 puisse se fermer, la soupape 64 retourne en position complètement ouverte (fig. 3 et 4) sous l'ac tion du ressort. 65 et la soupape 63 se trou vera en position de démarrage.
Les générateurs de gaz 22 sont arrêtés automatiquement par les ressorts 33 des servomoteurs 32 entraînant la crémaillère à combustible associé 10a dans la position pas de combustible aussitôt que la pression dans le conduit 31 réglée par la soupape à tiroir 30 tombe en-dessous d'une valeur donnée. Pour permettre d'arrêter manuellement n'importe quel générateur, des robinets à trois voies 132 sont prévis entre chaque servomoteur 32 et le tuyau 31 lesquels, dans la. position indi- quée dans les fig. 1 et 3, relient lesdits servo moteurs au tuyau 31.
Toutefois, lorsque le ro binet sera tourné de 90 dans le sens des aiguilles d'une montre, le tuyau 31 sera coupé du servomoteur respectif et celui-ci sera relié à. l'écoulement, de manière que le ressort 33 amène la crémaillère à combustible 10a de la. pompe à combustible associée dans la posi tion pas de combustible sans influencer le fonctionnement des autres générateurs.
Les tuyaux d'échappement 16 des généra teurs 26 déchargent dans une tubulure com mune 23, laquelle est reliée à l'admission de la turbine 25 déchargeant à travers l'échappe ment 26. L'arbres 25a de la turbine entraîne au moyen d'un engrenage 27, un régulateur de vitesse centrifuge 28. Les masses 28d (voir fig. 2) peuvent agir en réponse aux change ments de vitesse de la turbine pour déplacer axialement la douille rotative 28b du régu lateur, laquelle se trouve sous l'action du res sort 29.
Ce dernier agit sur l'extrémité d'une tige<B>28e</B> solidaire de la douille par l'inter médiaire d'une butée à billes 38. Une partie, munie d'une gorge, de la tige 28c se déplace dans le cylindre stationnaire de la soupape 30 et forme un tiroir pouvant se déplacer dans les deux sens depuis la position indiquée et relier le tuyau 31 soit an tuyau 36 communi quant avec une source de fluide sous pression, soit au tuyau d'écoulement 37.
La tige<B>28e</B> du régulateur porte un piston 34 se déplaçant dans le cylindre 35 auquel est relié le tuyau 24 branché sur la tubulure 23, ce piston se trouvant entre la soupape 30 et le ressort 29. Ainsi, la charge du régula teur est égale à la différence entre la force du ressort 29 et la force opposée plus faible du piston 34.
Le fonctionnement de cette installation est le suivant: Lors d'une diminution de la vitesse de la turbine les masses 28a du régulateur per mettront à la force du ressort 29 de déplacer axialement la douille 28b du régulateur 28, de manière que le mouvement du tiroir (constitué par une partie de la tige 28c) mette les servomoteurs 32 en communication avec la pression depuis le tuyau 36 au moyen du tuyau 31; les servo-inoteurs déplaceront alors les crémaillères 10a. contre l'action des ressorts 33, dans le sens d'augmentation de quantité de combustible.
Pour une augmen tation de la vitesse de la turbine, les masses 28a déplaceront la douille 28b dans le sens opposé, de manière à relier les servomoteurs à l'écoulement au moyen du tuyau 31, les res sorts<B>33</B> déplaceront alors les crémaillères à. combustible 10a dans la direction de diminu tion de quantité de combustible. Les crémail lères à combustible auront donc la tendance de se déplacer jusqu'à ce que la vitesse de la turbine sera ramenée à une valeur, déter minée par la charge du régulateur, à laquelle la soupape 30 coupe la communication entre le tuyau 31, la source de fluide et l'écoule ment.
La charge du régulateur est la diffé rence entre la force du ressort 29 et. la force opposée plis petite du piston 34. Cette der nière force dépend de la pression à l'admis sion de la turbine, puisque le cylindre 35 est relié par le tuyau 24 à la turbine 23, en aval des points de jonction de toutes les conduites d'échappement 16 avec cette tubulure 23.
Dans une variante de l'installation de la fig. 1 indiquée dans la fig. 2a, la douille 28b du régulateur 28, actionnée par les masses 28a appuie, par l'intermédiaire d'une butée à billes, contre une pièce mobile, sur laquelle agit le ressort 29 et qui est pivotée à. une extrémité d'un levier 40 dont l'autre extré mité est pivotée à la tige du piston 34 se trouvant dans le cylindre 35 relié par le tuy ait 24 à la tubulure commune 23. A un point intermédiaire, le levier 40 est pivoté à la tige du tiroir 28e de la soupape 30.
Le piston 34 agit au moyen du levier 40 pour changer de relation entre le tiroir<B>28e</B> et la douille du régulateur. Poiu le reste cette variante est identique à l'installation de la fig. 1. Il est facile de voir que l'installation à laquelle se rapporte la fig. 2a aura une caractéristique vitesse-charge analog2ie à celle (le l'installa tion de la fig. 1.
Comme il n'est pas prévu de papillon d'étranglement à l'admission de la turbine 25, en aval du branchement du tuyau 2.1, la pression à l'admission de la turbine agira, par l'intermédiaire du piston 31, de façon à faire varier la charge du régulateur, de ma nière telle que ce régulateur maintienne une caractéristique vitesse-charge uniforme de la turbine indépendamment du nombre de g6né- rateurs en marche, cette caractéristique étant indiquée par la ligne ininterrompue A-D du diagramme de la fig. 7, dans lequel les ordon nées indiquent les vitesses et les abscisses les charges.
En effet., il est facile de voir que le dispositif régulateur fonctionnera de faon à faire diminuer graduellement la vitesse à me sure que la charge augmente, et que si l'ins tallation fonctionne à une charge donnée avec un nombre de générateurs en marche supérieur au nombre minimum nécessaire, le dispositif régulateur maintiendra le point de fonctionnement sur la caractéristique A-D lorsqu'on met hors service le générateur superflu.
Considérons la caractéristique de réglage qui serait obtenue si, par exemple, le cylindre 35 était relié non pas à l'admission de la tur bine, comme dans l'installation de la fig. 1, mais au tuyau 31 au moyen d'uni branche ment.
En se référant à la fig. 7, la. caractéris tique vitesse-charge, pour le fonctionnement avec les trois générateurs de gaz en action, depuis pleine charge jusqu'à la marche #à vide serait alors représentée comme précé demment par la ligne ininterrompue D-A et une distance telle que G-F sur l'ordonnée correspondant à 213 de charge par exemple, représentera le réglage de la crémaillère de combustible correspondant à cette charge.
De manière analogue, H-J représentera le ré glage de la crémaillère correspondant à 113 de la charge de la turbine. Avec deux géné rateurs seulement, en action (depuis 2I3 de charge jusqu'à marche à.
vide) la caractéris tique vitesse-charge suivrait la ligne poin tillée C.\-ul, le réglage de crémaillère à 21 de charge (le l'installation serait G-C et à <B>l</B> i3 de charge, ce serait H-E. Lorsqu'un seul générateur se trouve en action depuis 113 de charge jusqu'à la marche à vide, 1a ligne B -A serait suivie et le réglage de la cré maillère irait depuis un maximum égal à. <I>H B</I> jusqu'à zéro lors de la marche à vide.
Ainsi, lorsqu'un seul générateur 22 se trouve en action et lorsque la charge de l'ins tallation augmente, la ligne A -B serait suivie. Lorsqu'un second générateur 22 est mis en action au point. B, le réglage de la cré maillère à combustible devrait être diminué de H-13 <I>à</I> H-E. Ceci correspondrait à une augmentation abrupte de vitesse correspon dante à E-B. Ainsi, la caractéristique vi- tesse-charge maintenue par le régulateur serait influencée par le nombre de généra teurs en action.
Un effet. similaire se produi rait si le troisième générateur était mis en marche à 213 de la charge de la turbine, la vi tesse augmentant alors soudainement d'une valeur correspondant à C -F. La caractéris tique résultante en forme de dents de scie serait extrêmement indésirable et, en fait, inutilisable pour nombre d'applications, puis qu'aux environs d'une ordonnée représentant la mise en marche ou l'arrêt d'un générateur de gaz on aurait deux vitesses distinctes cor respondant à une même charge.