lnstauanon ue regtage #un generateur ue vapeur La présente invention a pour objet une ins tallation de réglage d'un générateur de vapeur, alimenté en liquide à vaporiser au moyen d'une pompe à débit constant, susceptible de régler en fonction de la pression de vapeur régnant dans le générateur le débit de liquide d'alimen tation introduit dans le générateur, et compre nant un dispositif de commande sensible aux variations dudit débit de liquide d'alimentation et susceptible d'agir sur un organe de réglage du débit de combustible,
admis dans le foyer du générateur de manière à faire varier ce dé bit de combustible en fonction des variations dudit débit de liquide d'alimentation.
Selon l'invention, cette installation est ca ractérisée en ce que ledit dispositif de com mande est intercalé dans une conduite reliant le refoulement de la pompe au générateur, une valve de commande étant branchée sur ladite conduite et étant susceptible d'être actionnée par ladite pression de vapeur et étant agencée de manière à laisser échapper de ladite con duite, avant qu'elle ne parvienne au dispositif de commande, une quantité de liquide d'ali mentation proportionnelle à l'excédent de ladite pression de vapeur par rapport à une valeur déterminée d'avance.
Le dessin annexé représente, à titre d7exem- ple, une forme d'exécution de l'installation de réglage, objet de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique d'un gé nérateur de vapeur équipé de ladite forme d'exécution de l'installation de réglage ; la fig. 2 est une vue perspective, en grande partie schématique, d'une partie d'un appareil de commande que comprend cette forme d'exé cution de l'installation de réglage ; la fig. 2a représente un dispositif retarda teur faisant partie de l'appareil représenté à la fig. 2 ; la fig. 3 est une vue en plan de l'appareil de commande ;
la fig. 4 est une coupe par 4-4 de la fig. 3, mais à une échelle un peu plus grande<B>;</B> les fig. 5, 6 et 7 sont .des coupes à plus grande échelle par 5-5 de la fig. 4, représentant différentes positions d'une soupape ou tiroir de distribution visible à la fig. 4 ; la fig. 8 est une vue de face suivant les flèches 8-8 de la fig. 3 ;
la fig. 9 est une vue partielle suivant les flèches 9-9 de la fig. 3, et la fig. 10 est une vue partielle suivant les flèches 10-10 de la fig. 3. A la fig. 1, le générateur de vapeur est dé signé dans son ensemble par 10. Il comprend plusieurs groupes concentriques de serpentins tubulaires 12, 13, 14 et 15 qui sont reliés entre eux en série. L'espace 16 entouré par les ser pentins 12 constitue un foyer au-dessus duquel est disposée le brûleur 17, surmonté d'une tuyère d'injection 18 qui, dans le cas d'un com bustible liquide, se comporte comme un pulvé risateur.
La chaudière 10 reçoit l'eau d'un réservoir 20, cette eau étant puisée dans ledit réservoir et refoulée à l'aide d'une pompe à débit cons tant 21 de façon qu'elle traverse les divers ser pentins de la chaudière. L'eau d'alimentation va du réservoir 20 à l'extrémité d'admission du groupe tubulaire extérieur 15 en passant par le tuyau 22, la pompe 21, le tuyau 23, de dispo sitif de commande 24, le tuyau 25, le réchauf feur 26 et le tuyau 27. Un clapet de retenue 28 empêche l'établissement d'un courant inverse en cas d'interruption du fonctionnement de la pompe.
La vapeur et l'eau chaude sortent du générateur par un tuyau 30 et pénètrent dans un séparateur de vapeur 31, dont le résidu d'eau chaude est ramené au réservoir 20 par un tuyau 32 qui est relié par l'intermédiaire d'un purgeur d'eau à godet 33 et d'un tuyau 34 au serpentin de chauffage 35 du réchauffeur d'eau d'alimentation 26. L'extrémité de sortie du ser pentin 35 est reliée à un tuyau 36 aboutissant au réservoir à eau 20. On observera que, sur son chemin de retour vers le réservoir, l'eau chaude en provenance du séparateur 31 ré chauffe l'eau d'alimentation traversant le ré chauffeur 26. La vapeur est retirée du sépara teur 31 par un tuyau 38 pourvu d'un robinet d'arrêt 39.
Un tuyau 40 relie l'extrémité supérieure du séparateur de vapeur au cylindre de commande d'une soupape 41 actionnée par la pression de la vapeur d'eau, cette soupape étant reliée par un tuyau 42 au tuyau d'alimentation d'eau 23. Lorsque la pression de la vapeur du séparateur 31 s'élève au-dessus d'une valeur prédétermi née, la soupape 41 s'ouvre pour laisser échap per de l'eau du tuyau d'alimentation 23, cette eau étant ramenée au réservoir 20 par un tuyau 43. La pompe 21 étant à débit constant, le vo lume d'eau admis par unité de temps au géné rateur par les tuyaux 25 et 27 est fonction de la quantité d'eau qui s'échappe du tuyau 23 par le tuyau 42, celle-ci étant à son tour fonction du degré d'ouverture de la soupape 41.
Le res sort ou autre organe chargeant cette soupape est de construction telle que l'ouverture de la soupape est proportionnelle à la pression de va peur, de sorte qu'un accroissement de la pres sion de vapeur diminue proportionnellement le volume d'eau passant par le dispositif de com mande 24 et, par suite, la quantité de combus tible admise au générateur et le degré de chauf fage de celui-ci. Il est ainsi évident qu'à mesure que la pression de vapeur s'élève au-dessus de la vapeur nécessaire pour ouvrir la soupape 41, la quantité d'eau d'alimentation fournie au dis positif 24 diminue, et réciproquement.
Toute demande importante et brusque de vapeur occasionnera évidemment une réduc tion brusque correspondante de la pression de vapeur et un accroissement brusque résultant du débit de l'eau admise au générateur ; et comme celui-ci est du type à chauffage rapide par ser pentins tubulaires, il est possible que la tempé rature de l'eau du générateur s'abaisse très for tement avant que le thermostat 45 ait pu réagir de manière à effectuer une augmentation pro portionnelle de la quantité de combustible et d'air fournie au brûleur 17. De même, une diminution brusque ou la suppression de la de mande en vapeur peuvent occasionner le pro cessus inverse sans provoquer une réaction ra pide du thermostat.
En d'autres termes, le ther mostat fonctionnant sous la dépendance de la température de la vapeur et de l'eau déchargée est incapable de répondre avec une rapidité suffisante à un accroissement brusque de cette température pour réduire l'alimentation en com bustible et en air de manière à éviter une oscil lation de la pression de vapeur. Afin d'éviter cet inconvénient, l'installation de réglage décrite ici est sensible aux variations momentanées du débit de l'eau d'alimentation admise au générateur, de manière à pouvoir effectuer un réglage instantané et précis des quantités de combustible et d'air fournies au brûleur du générateur.
Le dispositif de commande 24 a pour rôle de commander automatiquement les dispositifs de réglage de l'admission du combustible, gaz ou huile, à la tuyère d'injection 18 et par suite au brûleur 17, et en même temps du tirage forcé vers ce dernier, en vue de maintenir un équi libre correct entre le combustible et l'air.
Le combustible, habituellement de l'huile ou un gaz, est fourni à la tuyère 18 par un tuyau 50 dans lequel est branchée une soupape 51 qui commande le débit du combustible au brûleur et qui est elle-même commandée auto matiquement par le dispositif de commande 24 en fonction du débit selon lequel l'eau d'ali mentation est momentanément fournie au géné rateur.
Afin de pouvoir faire varier progressive ment la quantité de combustible fournie par la soupape 51, celle-ci est munie d'un obturateur 51a commandé par un ressort, et dans lequel est formée une rainure en V 51b (fig. 8) et qui communique avec l'orifice de sortie 51c en vue de fournir le combustible au tuyau 50 qui com munique avec la tuyère 18. Lorsque l'obtura teur 51a est abaissé, comme on le décrira ci- après, la rainure 51b est mise dans une position diminuant l'ouverture de passage efficace et par suite le débit du combustible. Lorsque la pression exercée vers le bas sur la tige 51d de la soupape cesse, l'obturateur 51a se soulève sous l'action du ressort 51e de manière à augmen ter l'ouverture efficace de la rainure 51.b.
On admet de l'air ou autre fluide comprimé dans la tuyère 18 par le conduit<B>50e</B> de manière à fournir la pression de pulvérisation de l'huile. Le volume d'air fourni au brûleur 17, sous forme du tirage.forcé assuré par un ventilateur 52 est commandé par un régulateur de tirage 52a (fig. 1) qui est de même commandé auto matiquement à son tour par l'appareil de com mande 24, en fonction du débit momentané de l'eau d'alimentation et, incidemment, du débit momentané du combustible.
Le dispositif de commande 24 est repré senté en détail aux fig. 2 à 10 et comprend plu sieurs corps, désignés par 53 à 56. Les corps 53 et 54 sont assemblés par des boulons pour former une boîte dont l'intérieur est divisé en deux chambres, 57 et 58, par une membrane 59 qui est serrée par ses bords entre les faces annulaires tournées l'une vers l'autre, de ces deux corps. Le corps 53 est pourvu d'un ori fice d'entrée d'eau d'alimentation 60 auquel aboutit le tuyau 23 et le corps 54 est pourvu d'un orifice de sortie d'eau 61 communiquant avec le générateur par le tuyau 25.
La mem brane 59 présente une ouverture centrale dans laquelle est insérée une douille à épaulement 63 dont l'ouverture 64 constitue le passage par lequel l'eau passe de la chambre 57 dans la chambre 58. Un goujon conique 66 traverse axialement l'ouverture 64 et rétrécit ainsi ladite ouverture dans une mesure qui dépend de la position axiale dudit goujon par rapport à la membrane. Le gros bout 66' de ce goujon est vissé dans un bouchon 67 et bloqué par un contre-écrou 68. On peut faire varier la sec tion de passage de l'ouverture 64 en réglant la position du goujon 66 suivant son axe. Ce ré glage est effectué à l'usine et sera ordinaire ment permanent.
Bien entendu, chaque fois que le régulateur laisse passer de l'eau d'ali mentation, la membrane 59 fléchit proportion nellement à la différence des pressions hydrau liques régnant dans les chambres 57 et 58.
Une bielle 71 (fig. 2 et 4) est reliée par un bout à la membrane 59 et est articulée à son autre bout par un pivot 72 avec l'extrémité d'un bras 73, calé rigidement sur un arbre 74 qui tourne dans des coussinets 75 et 76 et traverse un joint étanche à l'eau 77. A l'extré mité de l'arbre 74 éloignée du bras 73 est fixé un moyeu 80 qui constitue l'organe d'attache de l'extrémité intérieure d'un ressort spiral 81 dont l'extrémité extérieure est fixée à une cu vette 82 centrée dans un alésage 83 du corps 55. La cuvette 82 comporte une bride radiale présentant, réparties à sa circonférence, plu sieurs entailles pouvant être placées sélective ment en regard d'une vis de blocage 85 des tinée à empêcher la cuvette de tourner.
On fait tourner la cuvette 82 pour armer le ressort et on la bloque alors dans la position angulaire choisie, à l'aide de la vis 85. On voit ainsi que la membrane 59 est sollicitée par le :res sort spiral 81, qui se comporte comme un res sort de rappel et crée une charge bien déter minée résistant aux mouvements de ladite membrane.
Un second arbre 86 coaxial à l'arbre 74, est relié à celui-ci par un accouplement 87 et tourne dans l'alésage d'un troisième arbre 88 qui porte un bras 89 à l'extrémité libre duquel est fixé un maneton 90. L'arbre 88 tourne dans une douille fixe 92 formant coussinet, qui est emboitée à force dans un alésage central du corps 56, ce dernier étant fixé au corps 55 de façon amovible à l'aide de vis 93 et consti tuant le support de la douille 92 et de diverses autres pièces.
Une portion intermédiaire de l'arbre 86 est fraisée sur deux côtés (fig. 5, 6 et 7) de ma nière à constituer un papillon rotatif, de forme généralement rectangulaire en section trans versale qui a été désigné par 86a. Ce papillon s'ajuste étroitement dans l'alésage de l'arbre 88 et se comporte normalement comme un obturateur pour deux lumières 95 et 96 de l'arbre 88 (voir fig. 5). La lumière 95 com munique continuellement avec une lumière 97 et un conduit 98 pratiqués dans le corps 56 et se raccordant à un tuyau 99 par lequel de l'huile sous pression est admise au papillon 86a.
La lumière 96 communique avec une rainure d'échappement 100 pratiquée dans l'arbre 88 et aboutissant à une chambre<B>101,</B> dans laquelle se trouve le bras 89 et commu niquant par un alésage 102 avec un tuyau de sortie 109 (fig. 4). Il existe un autre groupe de lumières (désignées par 104 et 105) dispo sées à 90 par rapport aux précédentes. Le tuyau 99 est branché sur le tuyau 108 (fig. 1) par lequel la pompe à combustible 108a ali mente la soupape 51. Le tuyau 109 (fig. 1) relié à l'alésage 102 ramène l'huile de la cham bre 101 au réservoir d'alimentation 107.
Les lumières 104 et 105 sont reliées par des tuyaux 110 et 111 à un moteur hydraulique composé de deux cylindres 112 et 113 (fig. 2) et de deux pistons 114, 115, coulissant respective ment dans ces cylindres et reliés par des biel les 116 et 117 au maneton 90. Des joints à labyrinthe convenables 119 et 119' (fig. 4) em pêchent les fuites du fluide le long de l'arbre 86.
Lorsque la membrane 59 est soumise à une différence de pression, elle fléchit proportion nellement et provoque une rotation corres pondante des arbres 74 et 86. Il s'ensuit que le papillon 86a, qui fait partie intégrante de l'arbre 86, effectue un mouvement angulaire qui est proportionnel à la déflexion de la mem brane, comme on le voit aux fig. 6 et 7. A la fig. 6, qui représente un stade succé dant directement à l'établissement initial d'un courant d'admission d'eau, on voit que la pres sion de l'huile est communiquée, à partir du conduit 98, à la lumière 105 et, de là, par le tuyau 111, au cylindre 113.
En même temps, la lumière 104 est mise en communication avec la lumière 96 et la rainure 100, ce qui établit un circuit pour l'échappement de l'huile du cylindre 112. Le mouvement d'avancement résultant du piston 115 et le mouvement de recul du piston 114 sont communiqués par l'in termédiaire des bielles<B>116</B> et 117, du maneton 90 et du bras 89 à l'arbre 88, qui tourne dans le même sens que celui dans lequel l'arbre 86 avait tourné précédemment.
Lorsque l'arbre 88 a tourné dans une mesure telle que ses lu mières 95 et 96 sont de nouveau fermées par le papillon 86a (fig. 7), sa rotation est inter rompue par le fait que l'admission d'huile au cylindre 113 est coupée. Il est important de noter d'une part que la rotation de l'arbre 88 fait promptement suite à celle de l'arbre 86 et qu'elle est toujours du même angle, et d'autre part que la force exercée pour faire tourner l'arbre 88 est dérivée non pas de l'arbre 86 mais d'une source séparée, qui est la pompe à huile 108a. Par conséquent, les variations de charge auxquelles l'arbre 88 est susceptible d'être sou mis n'influencent pas la charge de la mem brane 59.
Il s'ensuit que si les rotations de l'arbre 88 sont utilisées pour commander la soupape d'alimentation en combustible 51 et le registre 52, les variations éventuelles de la force nécessaire pour faire mouvoir ces élé ments n'auront pas d'effet sur la sensibilité de la membrane, pas plus que sur l'amplitude du mouvement de l'un ou de l'autre des éléments commandés, puisque le moteur hydraulique est capable de développer le couple, si grand soit-il, qui peut être nécessaire.
Chaque fois que l'eau passe, le papillon 86a occupe une position différente de sa position normale, par exemple celle des figures 6 et 7, et conserve cette position jusqu'à ce qu'un chan gement de débit intervienne. Un nouvel accrois sement du débit provoque une rotation supplé mentaire des éléments 86 et 88 dans le sens des aiguilles d'une montre (fig. 6 et 7), alors qu'une réduction du débit entraîne évidem ment une rotation de ces mêmes éléments dans le sens opposé et d'un angle correspondant à la réduction de la déflexion de la membrane. En cas d'interruption totale du courant d'eau, la membrane revient à sa position normale de la fig. 4 déterminée par le ressort de rappel 81.
De plus, une came 131 tournant avec l'arbre 88 (fig. 1, 4 et 8) fait osciller un levier 132 qui actionne le poussoir 133 d'un interrupteur à déclenchement brusque 134, en provoquant ainsi l'ouverture d'un circuit d'excitation élec trique passant par le solénoïde de commande de la soupape 135 pour couper toute arrivée de combustible à la tuyère 18 (fig. 1).
Pour transmettre le mouvement de l'arbre 88 à la soupape à combustible 51 et au re gistre à. air 52, de manière que les quantités de combustible et d'air admises au foyer soient exactement proportionnées au volume d'eau d'alimentation traversant l'ouverture 64 de la membrane, la soupape 51 et le registre 52 sont actionnés par des plaques-cames réglables, dé signées par 120 et 121 (fig. 8), ces cames com mandent respectivement la soupape 51 et le registre 52, en étant supportées par des bras diamétralement opposés 122 et 123 et étant déformées de façon réglable, à l'aide de vis de réglage 124,
pour permettre de donner aux surfaces 120a et 121a desdites cames une obli quité telle qu'elles effectuent exactement le de gré de mouvement de ladite soupape et dudit registre qui convient pour chaque déplace ment angulaire de l'arbre 88. En d'autres termes, les cames sont réglées de manière que les mouvements qu'elles communiquent à la soupape 51 et au registre 52 soient en har monie avec les déflexions momentanées de la membrane 59 et par suite, avec le débit mo mentané du courant d'eau.
Une fois les cames ajustées, on monte des éléments de recouvre ment<I>122a</I> et 123a au-dessus des têtes des vis 124 en on boulonne ces éléments sur les bras 122 et 123 de manière à empêcher toute mo dification du réglage des cames par une per sonne non autorisée.
La soupape 51 d'alimentation en combus tible est pourvue d'un bras de commande por tant un galet suiveur de came 125 qui prend appui sur la face directrice 120a de la came 120. Les mouvements transmis par ce galet à la tige 51d de la soupape correspondent bien entendu au contour de la surface 120a.
Le registre 52 est actionné par une tringle 126 reliée à un axe 126a (fig. 3), fixé à l'extré mité libre d'un bras pivotant 127 qui porte un galet suiveur de came 128 prenant appui sur la surface directrice 121a de la came 121. Les mouvements transmis par le galet 1-28 au re gistre correspondent évidemment au contour de la surface 121a.
Les deux bras porte-came 122 et 123 font corps avec un moyeu 130 calé sur l'arbre 88 et supporté par la douille 92 par l'intermé diaire d'un roulement à galets 136.
Les pistons 114 et<B>115</B> du dispositif de commande (fig. 2), la soupape à combustible 51 (fig. 8) et le registre à air 52a (fig. 1) sont représentés dans leurs positions intermédiaires. Le mouvement d'entraînement du piston<B>115</B> du moteur hydraulique vers la gauche de la fig. 2 correspond aussi à un accroissement des quantités de combustible et d'air fournies par unité de temps. On notera donc qu'un mouve ment dans le sens des aiguilles d'une montre des cames 120 et 121 (fig. 8) augmente les débits du combustible et de l'air et qu'un mou vement dans le sens contraire desdites cames diminue ces débits.
Pour maintenir un mouve ment relativement régulier du dispositif 24 dans le sens voulu pour accroître le débit du combustible et par suite le degré de chauffage ; ainsi que pour assurer un mouvement rapide dudit dispositif lorsqu'il devient désirable d'in- terrompre le chauffage, un organe retardateur 137 est interposé dans le tuyau 111 servant à l'admission du fluide sous pression au cylindre 113. Cet organe comprend un corps 138 pré sentant un siège conique 139 (fig. 2a) sur lequel repose une bille 140 obturant l'orifice 141.
Le fluide sous pression admis par le tuyau 111 à l'intérieur du cylindre 113 doit passer par un canal de section limitée 142 pratiqué dans le siège 139 et propre à retarder le mouvement d'entraînement du piston 115. Au contraire, lorsque le piston 115 se meut vers la droite de la fig. 2, le fluide sous pression chassé hors du cylindre 113 repousse la bille 140 du retarda teur et permet par conséquent un mouvement rapide du dispositif dans le sens voulu pour réduire ou couper l'admission du combustible.