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Perfectionnements aux procédés et appareils de commande et de contrôle des générateurs à vapeur .
L'invention concerne un procédé et des moyens servant à commander et à contrôler le fonctionnement des générateurs de vapeur, en particulier de ceux du type sans corps cylin- drique et à circulation forcée) dont le trajet de circula- tion du fluide comprend un ou plusieurs tubes de grande lon- gueur et de petit diamètre intérieur, dans lesquels la oir- culation suivant le trajet parcouru est provoquée par l'en, trée du liquide sous pression par l'une dea extrémités et par la sortie de la vapeur seule par l'autre, ce type étan caractérisé par l'introduction d'une quantité de liquide normalement plus grande que celle de la vapeur qui sort et la différence entre ces quantités étant prélevée dans le trajet précité entre ses extrémités .
Un des principaux objets de l'invention consiste à contrôler le fonctionnement d'un générateur de vapeur
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de ce type, de façon à réaliser d'une manière satisfai- sante et avec une grande rapidité des variations de grande amplitude dans Le taux de dégagement de chaleur en ré- glant d'une manière appropriée Le débit du courant d'en- trée du Liquide et des éléments de combustion.
Un autre objet de L'invention consiste à maintenir à une valeur uniformément élevée Le rendement de la combustion, quelles que soient La soudaineté et L'ampli- tude des variations dans La production.
Elle a encore pour objet un ordre de succession et un dispositif de protection assurant au fonctionnement Le maximum de sécurité.
Conformément à L'invention, on a élaboré un procédé de production de La vapeur et de contrôle du fonctionne- ment d'un générateur de vapeur du type sans corps oylin- drique et à circulation forcée dans lequel le liquide sous pressiost introduit par l'une des extrémités et La vapeur surchauffée seule est recueillie par L'au- tre, ce procédé étant caractérisé par La mesure du débit du courant de sortie de La vapeur et par L'utilisation du débit du courant de sortie de La vapeur ainsi mesuré à l'alimentation du liquide sous pression par L'une des extrémités du trajet de circulation du fluide, cette alimentation étant en excès d'une quantité déterminée par rapport au débit mesuré de La vapeur sortant par L'autre extrémité.
Le procédé faisant L'objet de l'invention comporte encore d'autres particularités qui seront toutes décri- tes en détail ci-après,
Dans 1=appareil conforme à L'invention qui peut 'être utilisé à la mise en application du procédé et qui comporte un dispositif mécanique de commande en concordance d'un dispositif d'alimentation pour Le Liquide, tel qu'une pompe à liquide, d'un dispositif
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d'alimentation pour L'air, tel qu'un ventilateur et d'un dispositif d'alimentation pout le combustible, tel qu'une pompe à huile,
oh a prévu l'agencement d'un dispositif régulateur fonctionnant conjointement sous liaotion du débit du courant de sortie de vapeur mesuré et du débit du courant d'entrée du liquide et servant à régler le fonctionnement du dispositif mécanique.
L'appareil faisant L'objet de L'invention comporte encore d'autres particularités qui seront toutes décrites ci-après en détail.
L'invention est représentée sur Le dessin ci-annexé sur lequel:
La figure 1 représente schématiquement un générateur de vapeur sans corps cylindrique à circulation forcée auquel s'applique L'invention;
La figure 8 représente schématiquement un générateur de vapeur sans corps cylindrique à circulation forcée, combiné avec L'appareil nécessaire au contrôle du fonc- tionnement dudit générateur, cet-appareil étant reprêsen- té d'une manière partiellement schématique;
La figure 3 est semblable à La figure 2, à certains détails près;
La figure 4 est en général, semblable à La figure 3, mais comporte des appareils différents pour la mise en application du procédé;
La figure 5 est un diagramme des connexions concer- nant particulièrement L'installation de La figure 3;
la figure 6 est une coupe verticale d'une soupape pilote; la figure 7 est une coupe verticale d'un relais pneumatique;
La figure 8 est semblable à La figure 7, mais com- porte certaines particularités de donstruction supplê- / mentaires;
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Les figures 9 et 10 sont des détails des connexions concernant La figure 4;
La figure 11 est une coupe verticale d'un mécanisme de commande de La figure 4 ;
La figure 12 représente un relais thermostatique; la figure 13 est une coupe partielle observée dans la direction des flèches suivant. la ligne 13-13 de la figure 12; la figure 14 est une élévation d'un appareil fonc- tionnant sous L'action de la flamme; la figure 15 est une coupe verticale de La figure 14 suivant la ligne 15-15 observée dans La direction des Lèches.
Sur les diverses figures,'Les mânes pièces sont désignées par Les mêmes numéros de référence.
Le générateur de vapeur sans corps cylindrique à circulation forcée auquel s'applique L'invention est représenté schématiquement sur la figure 1, de façon à faire apparaître Le courant des gaz, le courant de fluide moteur, et la surface d'absorption de chaleur dis- posée 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 de petit diamètre intérieur montés ensemble dans des collecteurs appropriés.
Le générateur comporte unoonomiseur 202 monté à L'ex- trémité la plus froide du passage des gaz et alimenté en liquide par une pompe volumêtrique 289, telle qu'elle est représentée réunie au réservoir d'eau chaude 301.
En sortant du collecteur de sortie 201 de l'écono- miseur, le liquide est amené par un tuyau 203 à un tuyau multiple 204 dtoù il est distribué à la section de production de vapeur par L'intermédiaire, dans Le cas présent, de cinq tuyaux 205 offrant une résistance au
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passage du fluide et dont chacun possède une résistance plus forte que le tuyau de passage du courant de fluide qu'iL dessert, Le liquide étant ainsi distribue propor- tionnellement à chacun des tuyaux de passage du courant de fluide 206, 207, 208, 209 et 210 qui constituent La section de production 302 de l'ensemble comportant des portions situées au pLanoher, contre Les parois et écrans et contre La voûte, ainsi qu'il est indiqué en 303,
Ces cinq circuits de circulation qui constituent La surface de production de La vapeur pénètrent tangentiel- lement 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 surchauffeur 242, et Le Liquide en excès étant prélevé dans Le trajet de cirou- lation du fluide par un tuyau 1 et amené au réservoir d'eau chaude ou à La décharge, IL se produit une évacua- tion normale continue par un étranglement 2, tandis qu'u- ne évacuation variable s'effectue par La soupape régula@ triae 3,
La source de chaleur 304 (figure 1) comporte un brûleur à huile 4 alimenté par un tuyau 5 (figure 2)
et une chambre à air 6 alimentée par une conduite 7. Pour rêaliser L'inflammation Initiale du dispositif brûleur à huile, un dispositif 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 figure 2. on voit que Le tra- jet de circulation du fluide est représente par un tube unique en serpentin dont la section de l'économiseur 202 est alimentée en liquide sous pression par un tuyau 11, venant d'une pompe 289, qui, quoique représentée sur la figure 1 sous forme de pompe volumétrique,, peut être
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d'un type queloonque approprié, et qui, par suite, a été représentée sur la figure 2 sous forme purement schéma- tique.
En sortant de la section 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 réparateur. La vapeur arrive dans Le sur- chauffeur 242 et le traverse, en le quittant par le tuyau 244 pour arriver à une turbine principale 12 prise comme exemple d'un appareil consommateur de vapeur, Les produits de la combustion traversent successivement La section de production de La vapeur, Le surchauffeur et l'économiseur et peuvent venir en contact avec une partie ou La totalité du séparateur.
Une turbine auxiliaire 287 commande La pompe d'a- Limentation en Liquide 289, Le ventilateur 888,et La pompe d'alimentation en combustible 290, Quoique ces appareils aient été représentés schématiquement et comme s'ils étaient tous placée de façon à !être commandés par le même arbre et à la marne vitesse, il doit être bien entendu que Les engrenages de réduction nécessaires ou Les Liaisons de commande entre Les divers appareils sont connus et seraient établis d'une manière appropriée en ce qui concerne leur vitesse, puissance, etc, relatives, et que Lion se propose seulement d'indiquer que La turbi- ne auxiliaire 287 commande les appareils 289, 288 et 290 simultanément et en concordance.
Le débit de L'alimentation en huile combustible du brûleur 4 est contrôlé dabord par la vitesse de la pompe à huile 290, mais l'alimentation en huile est réglée encore une fois par L'étranglement d'une soupape régulatrice 13 placée dans le tuyau 5 et le débit du cou- rant d'huile est mesuré d'une manière continue par un compteur de débit 14.
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Le débit de l'alimentation en air servant à entre- tenir La combustion est déterminé d'aborder la vitesse du ventilateur 288, mais il se trouve encore sous Le contrôle d'un registre 15 monté dans la conduite 7 à L'entrée du ventilateur. Le débit de l'alimentation en air est mesuré d'une manière continue 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 occupée par la soupape régulatrice 17 du côté de L'aspiration de la pompe et par une soupape régula- trioe 18 montée dans une dérivation de la pompe.
Lorsqu'un générateur de vapeur de ce type est en marche, certains facteurs variables sont mesurés, relevés et utilisés pour servir de base au contrôle automatique de l'alimentation en liquide dudit générateur et de 7.'alimentation en éléments de combustion du foyer de chauffage.
19 désigne un appareil fonctionnant sous L'action de La pression tel qu'un tube de Bourdon réuni au tuyau 244 et comportant une aiguille indicatrice 20, destinée à coopérer avec un index 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, tel qu'un tube de Bourdon, formant un élément d'un dispositif sensible à L'action de la température placé au voisinage du tuyau 244 et comportant une aiguille indicatrice 23 destinée à coopérer avec un index 24 pour faire connaître La valeur instantanée de la température du courant de sortie de la vapeur.
A titre d'indicateur de La puissance du générateur on de la charge du générateur de vapeur, on a prévn un
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tube de Bourdon 25 destiné à faire prendre une position appropriée à une aiguille indicatrice 26 par rapport à un index 27. Le tube de Bourdon 25 est réuni par l'in- termédiaire d'un tube capillaire 38 à la turbine 12 en un point tel que le tube de Bourdon soit sensible à l'action de la pression dans l'enveloppe du premier étage de la turbine, pression qui se trouve dans un rapport sen- siblement linéaire avec le débit du courant de vapeur.
Par suite 1''indication donnée par l'aiguille 26 par rap- port à l'échelle 27 représente le débit du courant 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 botte sous pression renfermant un tube à mercure en U, réuni en haut et en bas au séparateur. Un flotteur est disposé de façon à monter et à descendre avec la sur- face du mercure dans l'une des branches du tube et à faire prendre ainsi une position appropriée à une aiguil- le 30 par rapport à un index 31 pour faire connaître la position instantanée du niveau du liquide dans le sépa- rateur.Le compteur de débit désigné d'une manière générale par 14 et destiné à mesurer le débit de l'ali- mentation du foyer en combustible est un appareil fonc- tionnant sous l'action de la pression différentielle et disposé de façon à corriger les écarts par rapport à la proportionalité
linéaire entre la pression différèn- tielle et le débit du courant, afin que les déplacements angulaires d'une aiguille 32 par rapport à l'index 33 soient directement proportionnels, par quantités diffé- rentielles aux variations différentielles du débit du courant.
On a figuré en pointillé dans le compteur de débit 14 le contour des éléments de la construction in-
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terne de oet appareil dans lequel se trouve une cloche à joint liquide comportant des parois en une matière d'é- paisseur et de forme appropriées.
Le compteur de débit 16 destiné à mesurer le débit de ltalimentation en air de combustion est semblable au compteur 14 et détermine la position dune aiguille 36 par rapport à un index 37 pour fournir une indication continue du débit instantané du courant dair arrivant dans le foyer.
De préférence on contrôle dtabord l'alimentation 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 ae contrôle le débit du courant d'entrée du Liquide. Cependant pour tenir compte des différences pou- vant exister dans Les caractéristiques des pompes et du ventilateur, ainsi que des variations dans les conditions de marche, on a prévu un dispositif de second réglage pour complèter le premier contrôle des éléments de combus- tion.
Pour l'air. ce dispositif de second réglage consiste dans un registre 15 dont la position est déterminée à l'orifice d'entée du ventilateur 288 par un dispositif de commande pneumatique 38, Pour le combustible. le dispositif de second réglage consiste dans une soupape régulatrice 13 dont la position dans le tuyau 5 est déterminée par les écarts qui se produisent par rapport à la proportion que l'on désire voir exister entre Les mesurer 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 disposées de façon à admettre dans La turbine de La vapeur à pression relativement basse et lorsque La marche atteint une certaine allure à complé- ter cette admission par une arrivée supplémentaire de
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vapeur à pression relativement forte.
Par exemple, La vapeur à basse pression peut être de la vapeur d'échappe- ment de La turbine principale 12 ou. de La vapeur de son- tirage de cette turbine, tandis que La vapeur à haute pression peut provenir directement du générateur de va- peur, Un dispositif de commande pneumatique 40 détermine la position des soupapes 39 sous L'action d'une pression de charge pneumatique établie par un relais régulateur 4L représenté en détail sur La figure 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'en- veloppe de la turbine qui représente le débit du courant de vapeur sortant du générateur de vapeur, ledit tube étant destiné à régler La position dans le sens vertical d'une tige pilote 42 par rapport à une botte pilote 43 qui est susceptible d'être alimentée par de l'air com- primé, comme L'indique la petite flèche de la figure.
Cette soupape pilote est représentée en détail sur La. figure 6,
L'air comprimé arrive à L'intérieur de la boit e 43 entre les guides pilotes 44, qui sont déparés sur la tige 42 par un intervalle tel qu'ils se trouvent dans une position relative définie par rapport aux orifices annu- laires étroits 45? Lorsque la tige pilote se déplace sui- vant son axe dans La botte* de façon que Les guides 44 se déplacent par rapport aux orifices 45, une pression de charge définie est disponible dans Les orifices annulaires. pression qui se trouve dans un rapport connu avec l'amplitude du mouvement de la tige.
Par exemple.
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lorsque La tige 42 monte, il règne dans L'orifice de sortie supérieur du coté gauche de la botte 43 une pres- sion de charge qui augmente dans un rapport défini avec l'amplitude du mouvement de la tige, tandis que, Lorsque la tige 42 descend, il règne dans L'orifice de sortie inférieur du coté gauche de la botte une pression 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 de charge pneumatique ont été figurés partout en pointillé pour les distinguer des connexions électriques ou des autres tuyaux ou con- duites. Sur la figure 2. 46 représente donc un de ces tuyaux servant à transmettre une pression de charge pneu- matique 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 figure 7,
De la marne manière, l'indicateur du niveau du li- quide 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 représente la hauteur du niveau du liquide,
Si l'on se reporte à la figure 7, on voit que le tuyau 46 aboutit à une chambre 50 séparée par un dia- phragme ou une cloison mobile 52 d'une ohambre 51 qui débouohe à l'air libre. Le diaphragme 52 et un ressort de oharge 53 sont réunis tous deux à une tige 54 à Laquelle est aussi fixé un diaphragme 55, qui sépare les chambres 56, 57, Le tuyau 49 aboutit à la chambre 56. De L'air comprimé est amené par le tuyau 58 dans La chambre 57 sous le contrôle d'une soupape 59, L'échappe- ment de la chambre 57 dans l'atmosphère est contrôlé- par
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une soupape 60.
La tige 54 est destinée à régler la position d'un dispositif de commande 6L des soupapes, soit pour faire entrer de l'air comprimé par La soupape 59 et augmenter ainsi la pression dans la chambre 57, soit, pour faire échapper de 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 dispositif de commande à 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 oelles qui se transmettent par le tuyau 49, agissent de façon à faire varier la pression de L'air dans la chambre 57 et par conséquent La position de la soupape 17.
La soupape 17 agit sous forme d'orifice variable au passage duquel existe une variation différentielle de la pression se trouvant 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 les tuyaux 63, 64, respec- tivement dans les chambres 65, 66 du relais régulateur 41.
Si L'on se reporte à la figure 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 fonctionnement 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 pneu- matique 40 servant à déterminer la position des soupapes 39 de la turbine. Dans ce cas, le rôle de La communias... tion 67 à fonctionnement réglable consiste à compléter
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le contrôle primaire de lapression agissant sur le dis- positif de commande 40 par un contr8le secondaire de même amplitude ou d'une amplitude différente consistant par exemple dans une action successive ou supplémentaire empêchant un mouvement d'une amplitude exagérée et d'os- oillation et par laquelle la position occupée par le dispositif de commande 40 n'est pas nécessairement en relation directe avec la position occupée par la sou- pape 17.
:ni général, la position occupée par la soupape 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'aspira- tion de la pompe à eau, L'appareil 41 qui reçoit la pres- sion différentielle au passage de La soupape 17 détermine la position du dispositif de commande 40 et des soupapes 39 de la turbine, en vue du contr8le de la vitesse de la pompe à eau, effectué de façon à maintenir constante la pression différentielle au passage de la soupape 17, quelle que soit l'ouverture de la soupape 17, et à con- trôler ainsi le débit du liquide arrivant dans la pompe à eau proportionnellement au débit du courant de sortie de la vapeur et à la hauteur du niveau de L'eau dans le séparateur.
Si le débit du courant de sortie de la vapeur aug- mente, la tige pilote 42 monte proportionnellement et fait ainsi augmenter proportionnellement La pression de charge agissant par Le tuyau 46, provoque La descente de La tige 54 du relais et l'ouverture correspondante de La soupape 59 de façon à admettre une quantité supplé- mentaire d'air comprimé dans la chambre 57 et à augmenter ainsi la pression de charge pneumatique dans le tuyau 62.
La variation qui en résulte dans L'ouverture de la sou- pape 17 modifie la variation différentrielle de la pres-
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sion qui agit sur le relais 41. en faisant varier la pression de charge qui agit par L'intermédiaire du dispositif de commande 40 sur La position occupée par les soupapes 39 d'étranglement de La turbine et a pour effet d'augmenter le débit de L'eau passant dans La conduite 11 proportionnellement à L'augmentation 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 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 générateur de vapeur,
On remarquera donc que La position de La soupape 17 est déterminée par Le débit du courant de vapeur sor- tant du générateur et par la hauteur du niveau du liqui- de dans Le séparateur, tandis que La vitesse de La pompe à eau dépend non seulement de ces 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 position qu'occupe la soupape 3 d'éva- cuation variable,
de façon que si Le niveau du Liquide dans le séparateur 232, s'élève au-dessus d'une hau teur déterminée, la soupape 3 s'ouvre d'une quantité réglée pour complèter l'évacuation normale 8 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 le tuyau 70 pour amener la soupape 18 de dérivation et le registre 15 dans une position convenable. Lorsque La pression de la vapeur tombe au-dessous d'une valeur déterminée y la
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soupape 18 et le registre 15 tendent s'ouvrir tous deux à partir d'une position déterminée.
Cette action 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 considérât) Le 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 pression de la vapeur, La vitesse de la turbine auxiliaire augmente et le registre 15 s'ouvre. Il convient à ce moment d'augmenter l'alimentation en combustible et en air sans augmenter 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 soupape 17 et on fait augmenter la vitesse de la trubine auxilliaire pour rétablir le débit primitif du liquide et cette augmentation de vitesse fait augmenter Le débit d'air et de combustible. Sans cette dérivetion, non seulement cet avantage serait perdu, mais encore L'augmentation temporaire du débit du courant 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 emmagasinée dans l'installation.
De préférence, le réglage du dispositif de commande 38 et du dispositif de commande de la soupape 18 se fait de façon qu'iL dépende seulement de variations déterminées de la pression de La vapeur et de La pression de charge pneumatique correspondante dans le tuyau 70.
Par exemple, on 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 déter- minée dans l'un ou L'autre sens, tandis que la soupape 18 peut rester complètement fermée jusqu'à ce que la
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pression de la vapeur ait diminué d'une quantité déter- minée au-dessous de La pression normale que L'on désire, A partir de ce moment la soupape 18 commence à $'ouvrir et le registre 15 peut ou non rester complètement ouvert, pendant¯que le réglage de l'ouverture de la soupape 18 s'effectue.
De préférence, on opère le contrôle primaire de l'alimentation en éléments de combustion en faisant varier la vitesse de la turbine auxiliaire et par suite la vitesse du ventilateur et de La pompe à huile en oon- cordance avec le débit du courant d'entrée du liquide, M'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 combustible et d'air.
A cet effet les compteurs 14, 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 le 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'in- termédiaire d'un tuyau 75 de façon à faire prendre une position convenable à la soupape régulatrice 13 sous L'effet d'une variation de la proportion du débit de combustible et d'air à partir d'une valeur déterminée et agit en mène temps de façon à faire prendre 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 77.
Si l'on se reporte à la figure 3, on voit qu'elle
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représente un agencement semblable à celui de la figure 2, mais dans Lequel on mesure effectivement Le débit du courant de vapeur sortant par Le tuyau. 244 et alimentant une turbine ou tout autre appareil consommateur de vapeur au lieu d'utiliser à cet effet la pression dans l'enve- loppe de la turbine comme sur la figure 2.Acet effet, on a prévu un compteur de débit 78 semblable au compteur de débit 14 et réuni au. tuyau 244 par L'intermédiaire d'un orifiae ou tout autre dispositif d'étranglement 79.
Ce compteur de débit est destiné à déterminer La position dans Le sens vertical d'une tige pilote 42 par rapport à une boite pilote 43 de façon à faire varier une pres- sion 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 déter- minée par Les variations de La température 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 pnauma- tique par le tuyau 81 sur un dispositif de commande pneumatique 82 servant à faire prendre une position coh- venable à une série de registres 83.
Les registres 83 sont placés de préférence par rapport au trajet de oir- cala%ion du fluide dans le générateur de vapeur de façon à contrôler le chauffage relatif des différentes portions du trajet de ciroulation du fluide et à contrô- ler ainsi la température du courant de sortie de la vapeur,
La figure 4 représente un exemple de réalisation de L'invention dans lequel l'application du procède se fait par des dispositifs électriques au Lieu des appa- reils à commande pneumatique; tels qu'ils ont été décrits Les figures 2 et 3 à L'appui.
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On utilise un appareil 78A fonctionnant sous l'ac- tion d'une pression différentielle pour mesurer le débit dit courant de vapeur sortant du générateur de vapeur. Un bras, situé en dehors de la botte sous pression et qui dé se déplace conformément aa\bit du courant de sortie de la vapeur est disposé de façon à faire prendre une posi- tion convenable à une électrode de surface variable d'un appareil à décharge électronique 84 pour contrôler 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 relas 87 qui, à son tour est réuni par un conducteur 88 au dispositif de commande 85 et par un conducteur 89 à L'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 oontrôlé par l'appareil 29A qui fonctionne sous l'action du niveau de l'eau. partant du tableau de relais 90, un conducteur 93. Le réunit au dispositif de commande de la soupape 3.
19
Le tube de bourdon/amené dans une position convena- bLe L'électrode mobile d'un appareil à. décharge élec- tronique 94 réuni au tableau de relais 95 et d'ou part un conducteur 96 qui réunit Le dispositif de commande 38A et Le dispositif 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 ta- bleau de relais 99 et de là, au dispositif de commande 40A. Le compteur différentiel 100 combine Les fonctions des compteurs 14, 16 des figures 2 et 3, de façon à comparer les débits du courant de combustible et du mourant d'air et Lorsque La proportion entre ces deux débits s'écarte d'une valeur déterminée est destiné à
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déplacer l'électrode mobile d'un appareil à décharge électronique 101 réuni à un tableau de relais loa et au dispositif de commande de la soupape 13 de contrôle du combustible.
Lesconducteurs désignés par 86, 88, 89, 91, 93, 96 etc, doivent être considérés comme étant des câbles pouvant comporter un ou plusieurs fils, mais les ombles sont figurés par une ligne unique pour simplifier le dessin. Si l'on se reporte à la figure 9, on voit qu'elle représente les connexions détaillées d'un tableau 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 figure 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'appa- reil à décharge électronique 92 par rapport 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 transforma- teur, 109 un appareil à décharge électronique et 110 un moteur. Le but général de l'appareil à décharge électro- nique 109 est de contrôler le passage d'un courant conti- nu pulsatoire destiné à contrôler a vitesse du moeur 110 qui tourne dans un sens unique, à une vitesse variant de zéro au maximum et qui dépend du passage du courant de l'appareil 109.
Le contrôle de ce passage du courant s'effectue par le contrôle du pourcentage du temps pendant lequel L'appareil 109 peut être conducteur et ce contrôle est réalisé en appliquant à la grille de L'appareiL 109 La somme d'une tension continue et d'une tension alternative.
La tension alternative étant en retard de phase par rapport à la tension de plaque sous L'action d'un pont déphaseur 106, 107, 108 et par conséquent le point
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du cycle où la tension de grille atteint La valeur de passage et permet à L'appareil 109 de devenir conducteur étant également retardé, on peut faire varier cette tension alternative en faisant varier la grandeur de la tension continue qui est en série avec La tension aLter- native. On réalise cette variation de grandeur de La tension continue en faisant varier la surface active de l'anode de L'appareil 92 par Le déplacement mécanique du bras 103.
On fait ainsi varier La vitesse de rotation du moteur 110, qui constitue un élément du dispositif de commande 111, par La positioh que prend le bras 103 sous L'action de l'appareil 29A qui fonctionne sous L'action du niveau de L'eau..
La figure 10 représente L'agencement du tableau de relais 87 relié aux appareils à décharge électronique 84 et 92 qui sont connectes en parallèle de façon à contrS- Ler le moteur ±la du. dispositif de commande 85 conjoin- tement sous L'action du débit du courant de sortie de la vapeur et du niveau du liquide,
La figure 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 figure 4. Le moteur 110 est celui qui porte Le même numéro sur la figure 9 et qui est destiné à tourner dans un sens unique et à une vitesse variant de zéro au maxi- mnm suivant Le courant qui traverse son induit ainsi que L'indiquent nettement Les figures 9 et 10.
L'induit en tournant commande une pompe à fluide 113 qui refoule un fluide tel que de l'huile d'une cham- bre située au-dessus du piston et renfermant la pompe 113 dans une chambre 114 située au-dessous du piston.
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 suppose à ce mouvement dtune maniée
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indiquée nettement sur La figure. La pression antagoniste du ressort varie avec la vitesse du moteur 110 et si l'une des extrémités de L'appareil, par exemple en 115, est montée d'une manière relativement fixe 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'extrémité 115, et ce mouvement, communiqué à une soupape ou tout autre appa- reil auquel il s'agit de faire prendre une position dé- terminée, a pour effet d'amener ledit appareil dans La position qui convient,
on remarquera évidemment que si le mouvement de ro- tation 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'appareil au Lieu d'être à l'intérieur.
La figure 5 représente le schéma de montage des connexions s'appliquant particulièrement à l'agencement de la figure 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 auxi- liaire occupent les mêmes emplacements relatifs sur la figure 5 et sur la figure 3.
De plus, le séparateur 232 est au même endroit, sauf que pour indiquer que la figure 5 est une vue en plan, il est représenté en plan avec les cinq tubes 206, 207, 208, 809 et 210 de la figure 1 aboutissant tangentiellement dans le cylindre du sépara.. teur 232, présentant ainsi quelque différence avec la figure 3,
X désigne un commutateur que l'on peut appeler commutateur prinoipal. Y, un second commutateur,., En com-
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binaison avec le tube de Bourdon 19, fonctionnant sous l'action de la pression, se trouve un contact à maxima pour la pression HP et en combinaison avec Le tube de Bourdon 22 sensible à l'action de la température, un con- tact à maxima pour la température HT, En combinaison avec l'appareil 89, fonctionnant sous L'action du niveau,
se trouve un contact à minima pour le @iveau LL et pour chacun des cinq tubes aboutissant dans Le cylindre du séparateur 232, se trouve un commutateur Il? à double con- tact actionné dans le cas où La température devient anor- male dans le tube auquel il est réuni, Chacun des commu- tateurs HF comporte un signal Lumineux 0, qui s'allume lorsque la température prend une valeur anormale. LO 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.
LW désigne un commutateur qui est actionné pour ouvrir deux circuits lorsque la pression de L'eau à l'o- rifioe d'entrée de la soupape L7 prend une valeur anor- malement faibles
S désigne une bougie d'aLLumage ou un appareil simi- laire placé à côté du brûleur à gaz 8 (figure 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 pression 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'aLLumage en S, la soupape à gaz 10 s'ouvre sous L'action de L'excitation de l'électro-aimant K et les relais B, 0 et F s'exeitent. C met à la masse l'enroulement de B, ce qui provoque La chute de B au bout de quatre secondes, et excite E qui ougre la soupape J de L'huile de combus-
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tion 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 situation telle que l'appareil U détecteur des pannes de flamme ait excite G), L'exci- tation de A coupe L'allumage et excite D qui ferme la soupape 10, fait retomber C et ferme un autre circuit pour l'enroulement de E. Lorsque 0 retombe, 3 s'excite$ de façon que la dérivation de D (vers ltenroulement de E) s'ouvre.
Le défaut de flamme au brûleur 4 fait retomber G, en faisant cesser L'excitation de A qui déclenche l'allu- mage 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 commutateur X.
Si HT, HP ou HF 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 à gaz 10 et l'allumage restent ouverts et que S ne peut s'exciter jusqu'à ce que le contact intéressé (HF ou HP ou HT) se ferme à la suite du rétablissement de a situation qui avait dépasse les conditions limites,
Un courant passe à travers l'élément de chauffage de T chaque fois que 2 et 0 sont excites, situation qui exis- te, lorsque L'arrivée d'huile de combustion est ouverte et que l'appareil U détecteur des pannes de flamme n'a pas excita 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 excite, T fonctionne en fermant S, K et J.
P fonctionne également au bout de cinq cycles consécutifs de réallumage.
Dans le cas où La pression de L'eau à L'entrée de La
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pompe d'alimentation en LW est basse, ou, dans le cas où la pression de 1=huile de graissage est basse en LO au. groupe auxiliaire, l'allumage S. la soupape 10 et la soupape J sont fermes par LW ou LO.
De plus, ces mouvements font cesser L'excitation de l'électro-aimant P, qui à son tour, actionne le disposi- tif de commande de la soupape de la turbine auxiliaire en arrêtant 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 communication avec le relais sta- billsateur 41 et met en communication avec l'atmosbhère 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 posi- tion de fermeture. La turbine auxiliaire se trouve ainsi arrêtée.
Le commutateur X permet d'arrêter l'installation complète. Le commutateur Y permet d'arrêter la turbine auxiliaire elle-même.
Une soupape L actionnée par un électro-aimant est placée dans la conduite d'alimentation en air aboutissant à la soupape pilote de tube de Bourdon 19 fonctionnant sous 1=action de la pression. Si L'on se reporte au schéma des connexions de la figure 5, on voit que Lest normalement exoitê en maintenant sa soupape ouverte, Lorsqu'un des commutateurs de sécurité s'ouvre et ouvre le circuit électrique vers L, la soupape se ferme en fermant ainsi L'arrivée d'air au pilote et laissant 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 pompera.
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eau se ferme, ainsi que le registre 15 placé à L'orifice d'entrée du ventilateur,
Ce fonctionnement est particulièrement avantageux dans le cas ou L'un quelconque des commutateurs HF fonc- lionne sous L'action d'une température excessive, car ce mouvement 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, action- nant ainsi le ventilateur et le seul moyen permettant de réduire le débit de l'air arrivant dans le foyer est de fermer Le registre 15, En même temps, il est souhai-. table 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 empêcher 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 exempté de 20 % de lf ouverture en grand.
IL est souhaita- ble que le registre prenne une position d j ouverture mini- mum, lorsqu'il se produit uhe panne de flamme, car Le dispositif 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 montre dans la conduite d'air oomprimé 70 auquel cas, lorsque l'électro-aimant cesse d'être excité, la soupape isole du pilote 69 et met en communication avec L'atmosphère le dispositif de commande à diaphragme 18 et le dispositif de oommande 38.
L' sur les figures et 3 désigne une soupape ao- tionnée par un électro-aimant, montée dans la conduite amenant l'air au pilote 72 du dispositif de contrôle de la proportion de combustible et d'air. La fonction
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de cette soupape est semblable à celle de La soupape L et peut remplacer dans Le circuit électrique La soupape L sur Le diagramme des connexions de La figure 5, Elle peut être montée en parallèle avec La soupape L dans le circuit des connexions, 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 figure 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 proportion- nellement. On a prévu une soupape M, actionnée par un électro-aimant 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 ëlectriquement en parallèle avec l'électro-aimant de la soupape J, de sorte que Lorsque J fonctionne et ferme la dérivation.
La soupape M s'ouvre automatiquement, lais- sant ainsi passer l'huile par la dérivation pendant la portion du cycle d'allumage où La soupape prdncipale J actionnée par électro-aimant est fermée, En cas de panne de flamme, la soupape J se ferme, ce qui coupe l'alimen... tation du brûleur en combustible, Si l'on n'avait pas prévu la dérivation et la soupape M. le compteur 14 ten- drait à tomber à zéro et pour maintenir la proportion de combustible et d'air, il ouvrirait en grand la soupape régulatrice 13. Le nouveau cycle ouvrant la soupape J, 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 J est fermé, la soupape M s'ouvre et le débit dans le compter 14
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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 figure 3. il est parfois avantage= que Le niveau dans Le sépara- leur 232 reste variable (dans Le même sens ou en sens inverse) avec La production. On peut arriver à ce résul- tat par un réglage relatif de La marge et de la sensibili- té du contrôle opéré par Le compteur 78 du débit du cou- rant de sortie de La vapeur (qui représente La production) et par L'enregistreur de niveau 9. ce réglage permet de réaliser un contrôle tendant à maintenir Le niveau dans le séparateur à une hauteur déterminée, soit à une hall- teur augmentant avec La production, soit à une hauteur diminuant avec La production suivant La solution que l'on désire.
Les figures 12 et 13 représentent Le montage d'un commutateur HF fonctionnant sous L'action de La tempé- rature. Dans la forme de construction auquel on donne La préférence, on monte une tige de quartz 118 et Le tube de métal 119 qui La renferme dans un des tubes par exem- pLe le tube 206 ou au voisinage du dit tube aussitôt avant son entrée dans Le séparateur. Le tube d'enveloppe 119 est fixé sur un élément isolant 120, tandis que la tige de quartz ILS peut glisser dans ce tube. Un second élément isolant 121 est fixé de façon à pouvoir pivoter sur la tige de quartz et est éloigné de L'élément 120 par ltao- tion d'un ressort.
Lorsque la température reste inférieure à une valeur déterminée, les pièces se trouvent dans Les positions relatives représentées sur La figure 13.
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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 quarta 118 qui ne subit à peu près aucun allongement avec La température, Ce mouvement de La tige de quartz vers la gauche fait mouvoir LtéLément 121 autour des contacts 122, 123 formant pivot et à L'encontre 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 température continue à monter, Lorsqu'une température déterminée est atteinte, Le tube LL9 continuant à se dilater fait pivoter l'élément 121 autour des contacts 124, 125, ouvre les contacts 122, 123 et interrompt la marche de l'installation.
Les figures 14 et 15 représentent La forme de construction donnée de préférence à 11 appareil U appelé détecteur de panne de flamme. Une cellule photoélectrique L29, est montée de faon à être éclai- rée par La flamme venant du brûleur 4 et engendre un courant dans Les fils 127, 128, servant à exciter le reLais & Lorsque la flamme est allumée dans Le foyer.
.mire La cellule photoélectrique 129, et la flamme se trouve un bac plein d'eau ou écran 130 comportant
131 un dispositif/à circulation thermique..
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Improvements in methods and apparatus for controlling and monitoring steam generators.
The invention relates to a method and means for controlling and controlling the operation of steam generators, in particular of the type without cylindrical body and forced circulation), the fluid circulation path of which comprises one or more. several tubes of great length and small internal diameter, in which the oirculation following the path traveled is caused by the entry of the liquid under pressure by one of the ends and by the exit of the vapor alone by the other, this type etan characterized by the introduction of a quantity of liquid normally greater than that of the vapor which leaves and the difference between these quantities being taken in the aforementioned path between its ends.
One of the main objects of the invention is to control the operation of a steam generator
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of this type, so as to achieve in a satisfactory manner and with great rapidity large variations in the rate of heat release by suitably adjusting the flow rate of the input current. Liquid and combustion elements.
Another object of the invention is to keep the combustion efficiency uniformly high, regardless of the suddenness and magnitude of variations in the output.
It also has as its object an order of succession and a protection device ensuring maximum safety during operation.
In accordance with the invention, there has been developed a method for producing steam and for controlling the operation of a steam generator of the fluid-free, forced-circulation type in which the pressurized liquid introduced by the pressure switch. one of the ends and the superheated steam alone is collected by the other, this method being characterized by measuring the flow rate of the steam outlet stream and by using the flow rate of the steam outlet stream thus measured at the supply of pressurized liquid through one end of the fluid circulation path, this supply being in excess of a determined quantity with respect to the measured flow rate of the vapor exiting through the other end.
The method forming the subject of the invention also comprises other features which will all be described in detail below,
In 1 = apparatus according to the invention which can be used for the implementation of the method and which comprises a mechanical control device in accordance with a supply device for the liquid, such as a liquid pump, a device
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supply for air, such as a fan and a supply device for fuel, such as an oil pump,
Oh has provided the arrangement of a regulating device operating jointly in connection with the flow rate of the measured vapor outlet stream and the flow rate of the liquid inlet stream and serving to regulate the operation of the mechanical device.
The apparatus forming the subject of the invention also comprises other particular features which will all be described below in detail.
The invention is shown in the accompanying drawing in which:
FIG. 1 schematically represents a steam generator without cylindrical body with forced circulation to which the invention applies;
FIG. 8 schematically represents a steam generator without cylindrical body with forced circulation, combined with the apparatus necessary for controlling the operation of said generator, this apparatus being shown in a partially schematic manner;
Figure 3 is similar to Figure 2, except for certain details;
Figure 4 is generally similar to Figure 3, but includes different apparatus for carrying out the method;
Figure 5 is a connection diagram particularly relating to the installation of Figure 3;
Figure 6 is a vertical section of a pilot valve; Figure 7 is a vertical section of a pneumatic relay;
Figure 8 is similar to Figure 7, but includes some additional instructional features;
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Figures 9 and 10 are details of the connections relating to Figure 4;
Figure 11 is a vertical section of a control mechanism of Figure 4;
Figure 12 shows a thermostatic relay; FIG. 13 is a partial section observed in the direction of the following arrows. line 13-13 of Figure 12; Fig. 14 is an elevational view of an apparatus operated under the action of the flame; Figure 15 is a vertical section of Figure 14 taken along line 15-15 observed in the direction of the Leches.
In the various figures, 'The male parts are designated by the same reference numbers.
The forced circulation cylindrical bodyless steam generator to which the invention is applied is shown schematically in FIG. 1, so as to show the gas stream, the motor fluid stream, and the heat absorption surface dis - posed so as to be contained in the enclosure shown in phantom.
The path for circulating the working fluid is formed by tubes of great length and small internal diameter mounted together in suitable manifolds.
The generator has an economizer 202 mounted at the colder end of the gas passage and supplied with liquid by a positive displacement pump 289, as shown joined to the hot water tank 301.
Leaving the economizer outlet manifold 201, the liquid is brought through a pipe 203 to a multiple pipe 204 where it is distributed to the steam generating section through, in this case, five. 205 hoses offering resistance to
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fluid passage and each of which has a greater resistance than the fluid flow passage pipe it serves, the liquid being thus distributed proportionately to each of the fluid flow passage pipes 206, 207, 208, 209 and 210 which constitute the production section 302 of the assembly comprising portions located at the pLanoher, against the walls and screens and against the vault, as indicated in 303,
These five circulation circuits which constitute the surface of production of the vapor penetrate tangentially in a widened part of the path of circulation of the fluid which has the form of a separation chamber 232 serving to share the fluid in liquid and in vapor, With the steam going to a superheater 242, and the excess liquid being taken from the fluid circulation path by a pipe 1 and brought to the hot water tank or to the discharge, normal evacuation takes place. continuous by a throttle 2, while a variable discharge is effected by the regulator valve 3,
The heat source 304 (figure 1) comprises an oil burner 4 supplied by a pipe 5 (figure 2)
and an air chamber 6 supplied by a pipe 7. To achieve the initial ignition of the oil burner device, a gas burner device 8 is supplied by a pipe 9 by a gas stream controlled by a valve 10 controlled by an electro -magnet. If we refer in particular to Figure 2. we see that the fluid circulation path is represented by a single coil tube whose section of the economizer 202 is supplied with liquid under pressure by a pipe 11 , from a pump 289, which, although shown in Figure 1 as a positive displacement pump, can be
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of any suitable type, and which, therefore, has been shown in Figure 2 in purely schematic form.
On leaving the economizer section, the fluid arrives in the steam generating section and passes through it, then discharges into the separator 232.
Leaving the repairman. Steam enters and passes through superheater 242, leaving it through pipe 244 to a main turbine 12 taken as an example of a steam consuming apparatus. The products of combustion successively pass through the production section. Steam, superheater and economizer and may come in contact with part or all of the separator.
An auxiliary turbine 287 controls Liquid feed pump 289, Blower 888, and Fuel feed pump 290, Although these devices have been shown schematically and as if they were all placed so as to be! controlled by the same shaft and at the same speed, it must be understood of course that the necessary reduction gears or the control links between the various devices are known and would be established in an appropriate manner with regard to their speed, power, etc, relative, and that Lion only proposes to indicate that the auxiliary turbine 287 controls the apparatuses 289, 288 and 290 simultaneously and in concordance.
The flow rate of the fuel oil supply to the burner 4 is first controlled by the speed of the oil pump 290, but the oil supply is again regulated by the throttling of a regulating valve 13 placed in the pipe. 5 and the flow rate of the oil current is continuously measured by a flow meter 14.
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The flow rate of the air supply used to maintain combustion is determined to address the speed of the fan 288, but it is still under control of a damper 15 mounted in duct 7 at the fan inlet . The flow rate of the air supply is continuously measured by a flow meter 16.
The flow rate of the pressurized liquid supply through pipe 11 is first controlled by the speed of pump 289, but is additionally subject to the influence of the position occupied by the regulating valve 17 on the L 'side. suction of the pump and by a regulating valve 18 mounted in a bypass of the pump.
When a steam generator of this type is in operation, certain variable factors are measured, recorded and used as the basis for the automatic control of the liquid supply to said generator and of the combustion element supply to the furnace. heater.
19 designates an apparatus operating under the action of pressure such as a Bourdon tube joined to pipe 244 and comprising an indicator needle 20, intended to cooperate with an index 21 to make known the instantaneous value of the pressure of the output current steam.
22 designates an apparatus operating under the action of temperature, such as a Bourdon tube, forming an element of a device sensitive to the action of temperature placed in the vicinity of the pipe 244 and comprising an indicator needle 23 intended for cooperate with an index 24 to make known the instantaneous value of the temperature of the steam outlet stream.
As an indicator of the power of the generator or of the load of the steam generator, a
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Bourdon tube 25 intended to cause an indicator needle 26 to assume an appropriate position with respect to an index 27. Bourdon tube 25 is joined by means of a capillary tube 38 to the turbine 12 at such a point. that the Bourdon tube is sensitive to the action of the pressure in the casing of the first stage of the turbine, which pressure is in a substantially linear relationship with the flow rate of the vapor stream.
Hence, the indication given by needle 26 with respect to scale 27 represents the flow rate of the steam stream leaving the steam generator and thus indicates the power or load of the generator.
29 denotes a device operating under the action of the liquid level in the separator 232 and consisting of a pressurized boot enclosing a U-shaped mercury tube, joined at the top and bottom to the separator. A float is arranged so as to rise and fall with the mercury surface in one of the branches of the tube and thereby cause a needle 30 to assume an appropriate position with respect to an index 31 to make known the position. instantaneous position of the liquid level in the separator. The flow meter generally designated by 14 and intended to measure the flow rate of the fuel supply to the furnace is an apparatus operating under the action differential pressure and arranged to correct for deviations from proportionality
linear between the differential pressure and the flow rate of the current, so that the angular displacements of a needle 32 relative to the index 33 are directly proportional, by differential quantities to the differential variations of the flow rate of the current.
In the flow meter 14, the outline of the elements of the construction is shown in dotted lines.
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This apparatus has a liquid seal bell with walls of a material of suitable thickness and shape.
The flow meter 16 for measuring the flow rate of the combustion air supply is similar to the meter 14 and determines the position of a needle 36 relative to an index 37 to provide a continuous indication of the instantaneous flow rate of the air stream entering the fireplace.
Preferably, the supply of liquid to the fluid circulation path and the combustion elements of the furnace is first controlled by the variations in the speed of the auxiliary turbine, taking as a basis for controlling the flow rate of the input stream of the liquid. . However, to take account of the differences which may exist in the characteristics of the pumps and of the fan, as well as of the variations in the operating conditions, a second adjustment device has been provided to complete the first check of the combustion elements.
For air. this second adjustment device consists of a register 15, the position of which is determined at the inlet of the fan 288 by a pneumatic control device 38, for the fuel. the second adjustment device consists of a regulating valve 13, the position of which in the pipe 5 is determined by the deviations which occur with respect to the proportion which it is desired to see exist between the measured flow rates of fuel and air.
The speed of the auxiliary turbine is adjusted by varying the opening of the regulating valves 39 arranged so as to admit steam at relatively low pressure into the turbine and when the operation reaches a certain speed to be completed. this admission by an additional arrival of
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relatively high pressure steam.
For example, the low pressure steam may be exhaust steam from the main turbine 12 or. The sounding steam of this turbine, while the high pressure steam can come directly from the steam generator, A pneumatic control device 40 determines the position of the valves 39 under the action of a load pressure pneumatic set by a regulator relay 4L shown in detail in Figure 8.
To adjust the flow rate of the liquid inlet current (by variations in the speed of the water pump), the adjustment is preferably carried out by the action of the liquid inlet current, of the output current of La vapor and liquid level in the separator.
As has been said above. the position of the Bourdon tube 25 is determined by the pressure in the casing of the turbine which represents the flow rate of the steam stream leaving the steam generator, said tube being intended to adjust the position in the vertical direction of a pilot rod 42 relative to a pilot boot 43 which is capable of being supplied with compressed air, as indicated by the small arrow in the figure.
This pilot valve is shown in detail in Figure 6,
The compressed air arrives inside the box 43 between the pilot guides 44, which are separated on the rod 42 by a gap such that they are in a defined relative position with respect to the narrow annular orifices 45 ? As the pilot rod moves along its axis in the boot * so that guides 44 move relative to ports 45, a defined charge pressure is available in the annular ports. pressure which is in a known relation to the amplitude of the movement of the rod.
For example.
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as the rod 42 rises, there is in the upper outlet on the left side of the boot 43 a load pressure which increases in a defined ratio with the amplitude of the movement of the rod, while, when the rod 42 descends, there is pressure in the lower outlet opening on the left side of the boot which increases in a defined manner with the amplitude of the movement.
In the drawing, the pipes and capillaries serving for the transmission of these pneumatic charging pressures have been shown everywhere in dotted lines to distinguish them from electrical connections or from other pipes or conduits. In FIG. 2. 46 therefore represents one of these pipes serving to transmit a pneumatic charge pressure, the value of which is in a known relationship with the flow rate of the steam output current, to a differential relay 47. This relay differential is shown in detail in figure 7,
Similarly, the liquid level indicator 29 determines the vertical position of a pilot rod 48,
so as to establish at relay 47 via pipe 49 a pneumatic charge pressure which represents the height of the liquid level,
Referring to Figure 7, it can be seen that the pipe 46 leads to a chamber 50 separated by a diaphragm or a movable partition 52 from a chamber 51 which opens into the open air. The diaphragm 52 and a load spring 53 are both joined to a rod 54 to which is also attached a diaphragm 55, which separates the chambers 56, 57. The pipe 49 terminates in the chamber 56. Compressed air is supplied. through pipe 58 into chamber 57 under the control of a valve 59, the escape of chamber 57 into atmosphere is controlled by
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a valve 60.
The rod 54 is intended to adjust the position of a valve control device 6L, either to introduce compressed air through the valve 59 and thereby increase the pressure in the chamber 57, or, to release air. air into the atmosphere through valve 60 and thereby reduce the pressure in chamber 57. The pressure in chamber 57 is transmitted through a pipe 62 to a spring loaded diaphragm actuator for determining the position of the valve. valve 17 mounted in the suction line of the water pump.
It will be noted that the variations of the load pressure transmitted by the pipe 46 or those which are transmitted by the pipe 49, act so as to vary the pressure of the air in the chamber 57 and consequently the position of the valve 17 .
The valve 17 acts in the form of a variable orifice at the passage of which there is a differential variation of the pressure being in a known ratio with the flow rate of the liquid stream passing through the valve 17. The pressures prevailing on the opposite faces of the valve are transmit via pipes 63, 64, respectively to chambers 65, 66 of regulator relay 41.
Referring to Figure 8, it will be seen that the regulator relay 41 is similar to a certain extent to the relay 47 and additionally comprises a communication 67 with adjustable operation between the chambers 56 'and 57'.
A charge pressure prevailing in the chamber 57 'acts through a pipe 68 on a pneumatic control device 40 serving to determine the position of the valves 39 of the turbine. In this case, the role of Communi ... tion 67 with adjustable operation is to complete
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the primary control of the pressure acting on the control device 40 by a secondary control of the same amplitude or of a different amplitude consisting, for example, of a successive or additional action preventing movement of an exaggerated amplitude and of oscillation and by which the position occupied by the control device 40 is not necessarily in direct relation with the position occupied by the valve 17.
: neither general, the position occupied by the valve 17 depends on the flow of. output current of the vapor and of the level of the Liquid in the separator and this valve constitutes a variable orifice in the suction line of the water pump, The apparatus 41 which receives the differential pressure at the passage of La valve 17 determines the position of the control device 40 and the valves 39 of the turbine, with a view to controlling the speed of the water pump, carried out so as to maintain constant the differential pressure at the passage of the valve 17, whatever the opening of the valve 17, and thus to control the flow rate of the liquid arriving in the water pump in proportion to the flow rate of the outlet stream of the vapor and to the height of the water level in the separator.
If the flow rate of the steam output current increases, the pilot rod 42 rises proportionally and thus increases proportionally The charge pressure acting through the pipe 46, causes the descent of the rod 54 of the relay and the corresponding opening of the relay. The valve 59 so as to admit an additional quantity of compressed air into the chamber 57 and thereby increase the pneumatic charge pressure in the pipe 62.
The resulting variation in the opening of valve 17 modifies the differential variation of the pressure.
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pressure which acts on the relay 41. by varying the charge pressure which acts via the control device 40 on the position occupied by the throttle valves 39 of the turbine and has the effect of increasing the flow rate of The water passing through line 11 in proportion to the increase in the flow rate of the steam stream leaving the steam generator,
If the level, liquid in the separator 232 tends to go down.
The pilot rod 48 rises thereby increasing the charge pressure in the chamber 56 of the relay and opening more in the same way the valve 17, which has the effect of increasing the flow rate of the generator feed water. steam,
It will therefore be noted that the position of the valve 17 is determined by the flow rate of the steam stream leaving the generator and by the height of the liquid level in the separator, while the speed of the water pump depends not only of these two variable factors but also of the flow of water which arrives at the pump and passes through it,
The apparatus 29 operating under the action of the level of the liquid, moreover controls, by means of the pilot rod 48, the position occupied by the variable discharge valve 3,
so that if the level of the liquid in the separator 232 rises above a determined height, the valve 3 opens by a quantity set to complete the normal discharge 8 to the pipe 1.
Under the control of the pressure of the outlet stream of steam which acts on the Bourdon tube 19, a pilot valve 69 is provided, intended to establish a pneumatic charge pressure in the tube 70 to bring the bypass valve 18 and register 15 in a suitable position. When the vapor pressure falls below a determined value y the
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valve 18 and register 15 both tend to open from a determined position.
This action is particularly advantageous in the event of a sudden and significant increase in the load on the installation considered as a whole. thus giving rise to a drop in pressure considered) The steam, When there is thus a sudden and significant increase in the flow rate of the outlet stream of steam, which has the effect of lowering the steam pressure, The speed of the auxiliary turbine increases and register 15 opens. At this time, it is advisable to increase the fuel and air supply without immediately increasing the liquid supply.
By isolating the pump by the bypass valve 18, the flow rate of the liquid passing through the line 11 and the valve 17 is reduced and the speed of the auxiliary trubine is increased to restore the original flow rate of the liquid and this increase in speed increases Air and fuel flow. Without this bypass, not only would this benefit be lost, but also the temporary increase in the flow rate of the liquid inlet stream as the speed of the auxiliary turbine increases would be greater than it would be desirable to utilize the amount of heat. available stored in the facility.
Preferably, the adjustment of the controller 38 and of the valve controller 18 is such that it depends only on determined variations of the vapor pressure and the corresponding pneumatic charge pressure in the pipe 70.
For example, the register 15 can be adjusted so that it is brought into a suitable position under the effect of any variation of the vapor pressure from a determined value in one or L 'other direction, while the valve 18 can remain fully closed until the
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vapor pressure has decreased by a determined amount below the desired normal pressure, from this point valve 18 begins to open and damper 15 may or may not remain fully open, while the opening of the valve 18 is being adjusted.
The primary control of the supply of combustion elements is preferably carried out by varying the speed of the auxiliary turbine and hence the speed of the fan and of the oil pump in accordance with the flow rate of the input current. of the liquid, the air supply having undergone a second adjustment by the position taken by the register 15, and the flow meter 16 providing a measurement of the air flow rate, the regulating valve 13 mounted in the pipe is therefore used. '' oil supply to the correct adjustment of the proportion of fuel and air.
For this purpose the counters 14, 16 are joined to each other by a connecting rod 71 intended to determine the position of a pilot rod 72 so as to establish a pneumatic charge pressure through the pipe 73 in the chamber 65 d A regulator relay 74 constructed generally like relay 41. The pneumatic charge pressure resulting from the operation of relay 74 acts through a pipe 75 so as to cause the valve to assume a suitable position. regulator 13 under the effect of a variation of the proportion of the flow rate of fuel and air from a determined value and acts at the same time so as to make take a suitable position to a regulating valve 76 serving for the adjustment of the oil spray vapor flow rate supplied to the oil burner 4 through a pipe 77.
If we refer to figure 3, we see that it
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shows an arrangement similar to that of Figure 2, but in which the flow rate of the steam stream exiting through the pipe is actually measured. 244 and feeding a turbine or other steam consuming device instead of using the pressure in the casing of the turbine for this purpose as in FIG. 2. For this purpose, a flow meter 78 similar to flow meter 14 and assembled at. pipe 244 via an orifiae or other throttling device 79.
This flow meter is intended to determine the position in the vertical direction of a pilot rod 42 relative to a pilot box 43 so as to vary a pneumatic load pressure which acts on the relay 47 in proportion to the flow of the current Steam outlet.
Bourdon tube 22, the position of which is determined by the variations in the temperature of the outlet stream of the steam, is intended to determine the position in the vertical direction of a pilot rod 80, so as to vary a pressure of pneumatic load through the pipe 81 on a pneumatic control device 82 serving to make a series of registers 83 assume a consistent position.
The registers 83 are preferably placed with respect to the cala% ion path of the fluid in the steam generator so as to control the relative heating of the different portions of the flow path of the fluid and thus to control the temperature of the stream. steam outlet,
FIG. 4 represents an exemplary embodiment of the invention in which the application of the method is done by electrical devices instead of pneumatically controlled devices; as they have been described in Figures 2 and 3 in support.
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An apparatus 78A operating under the action of a differential pressure is used to measure the rate of said steam stream exiting the steam generator. An arm, situated outside the boot under pressure and which moves in accordance with the output stream of the steam, is arranged so as to cause a suitable position to take a position of an electrode of variable surface area of a device. electronic discharge 84 to control the position taken by a control device 85 of the valve 17. In the drawing, a single line 86 joins the apparatus 84 to a relay board 87 which in turn is joined by a conductor 88 to the control device 85 and by a conductor 89 to the apparatus 92. The latter apparatus is joined by a conductor 91 to a relay board 90.
Apparatus 92 is similar to apparatus 84 and is controlled by apparatus 29A which operates under the action of the water level. Starting from the relay board 90, a conductor 93. It connects it to the control device of the valve 3.
19
The bourdon tube / brought into a suitable position The moving electrode from device to. electronic discharge 94 joined to the relay board 95 and from which leaves a conductor 96 which connects the control device 38A and the valve control device 18.
An apparatus 97 operating under the action of a differential variation of the pressure has the effect of making a suitable position for the movable element of an electronic discharge apparatus 98 joined to a relay board 99 and of there to the controller 40A. The differential meter 100 combines the functions of the counters 14, 16 of Figures 2 and 3, so as to compare the flow rates of the fuel stream and the dying air and When the proportion between these two flows deviates from a determined value is destined to
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moving the movable electrode of an electronic discharge device 101 joined to a relay board loa and to the control device of the fuel control valve 13.
The conductors designated by 86, 88, 89, 91, 93, 96 etc, should be considered as being cables which may have one or more wires, but the chars are shown as a single line to simplify the drawing. Referring to Figure 9, it can be seen that it represents the detailed connections of a relay board such as tables 90, 95, 99 and 102. If one chooses table 90 as the example and if we refer to Figure 9, we see that the arm 103, the position of which is determined by the device at water level, is arranged so as to move the anode of the device. electronic discharge 92 relative to the cathode.
The cathode of the apparatus 92 is joined to the secondary of a heating transformer 104, 105 and 106 are resistors, 107 an inductor, 108 a transformer, 109 an electronic discharge apparatus and 110 a motor. The general purpose of the electronic discharge apparatus 109 is to control the passage of a pulsating direct current intended to control the speed of the motor 110 which rotates in one direction, at a speed varying from zero to the maximum and which depends on the current flow of the device 109.
This current flow is checked by checking the percentage of the time during which the device 109 can be conducting and this control is carried out by applying to the grid of the device 109 the sum of a direct voltage and d 'an alternating voltage.
The alternating voltage being phase-lagged with respect to the plate voltage under the action of a phase-shifting bridge 106, 107, 108 and therefore the point
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of the cycle where the gate voltage reaches the passage value and allows the device 109 to become a conductor being also delayed, this alternating voltage can be varied by varying the magnitude of the direct voltage which is in series with the alter voltage - native. This variation in magnitude of the direct voltage is achieved by varying the active area of the anode of the apparatus 92 by the mechanical displacement of the arm 103.
The speed of rotation of the motor 110, which constitutes an element of the control device 111, is thus varied by the position that the arm 103 takes under the action of the device 29A which operates under the action of the level of L '. water..
Figure 10 shows the arrangement of the relay board 87 connected to the electronic discharge devices 84 and 92 which are connected in parallel so as to control the motor ± la du. control device 85 jointly under the action of the flow rate of the vapor outlet stream and the liquid level,
Figure 11 shows a partial sectional elevation of the controller 111 which shows the type of the controllers 38A, 85, etc., of Figure 4. The motor 110 is the one which bears the same number in Figure 9 and which is intended to rotate in one direction and at a speed varying from zero to the maximum according to the current which passes through its armature as clearly indicated in Figures 9 and 10.
The rotating armature controls a fluid pump 113 which delivers a fluid such as oil from a chamber above the piston and enclosing pump 113 in a chamber 114 below the piston.
The passage of fluid from one side of the piston to the other tends to make the piston rise and a compression spring supposes this movement to be handled
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clearly indicated in the figure. The counter pressure of the spring varies with the speed of the motor 110 and if one of the ends of the apparatus, for example at 115, is mounted in a relatively fixed manner so as to be able to pivot, a variation in the speed of the motor 110 causes a relative movement of the end 116 bringing it closer to or away from the end 115, and this movement, communicated to a valve or any other device to which it is a question of making take a determined position, has the effect of bringing said device into the appropriate position,
it will of course be appreciated that if the rotational movement of the pump 113 changes direction, the spring which opposes the movement may be a tension spring rather than a compression spring. In addition, the spring load can be placed outside of the device instead of inside.
FIG. 5 represents the circuit diagram of the connections applying particularly to the arrangement of FIG. 3. The relative locations and the arrangement of the mechanical parts of the devices are the same in the two figures, For example the Bourdon tubes 19 and 22, together with the level indicator 29, valve 10, valve 17, pipe 5 and the shaft of the auxiliary turbine occupy the same relative locations in Figure 5 and Figure 3.
In addition, the separator 232 is in the same location, except that to indicate that Figure 5 is a plan view, it is shown in plan with the five tubes 206, 207, 208, 809 and 210 of Figure 1 terminating tangentially in the separator cylinder 232, thus showing some difference from Figure 3,
X designates a switch which can be called a main switch. Y, a second switch,., In com-
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pairing with the Bourdon tube 19, operating under the action of pressure, there is a maximum contact for the pressure HP and in combination with the Bourdon tube 22 sensitive to the action of temperature, a contact at maximum for the temperature HT, In combination with the device 89, operating under the action of the level,
there is a minimum contact for the LL level and for each of the five tubes ending in the separator cylinder 232, there is a switch Il? with double contact actuated in the event that the temperature becomes abnormal in the tube to which it is joined, Each of the HF switches has a Luminous 0 signal, which lights up when the temperature takes an abnormal value. LO designates a switch operating under the action of pressure and which is actuated to open two circuits when the pressure of the lubricating oil in the shaft of the auxiliary turbine takes an abnormally low value.
LW designates a switch which is actuated to open two circuits when the water pressure at the inlet port of the L7 valve takes an abnormally low value.
S designates a spark plug or similar device placed next to the gas burner 8 (figure 4) to light it.
If it is assumed that the installation is not running and if it is desired to start it, the ignition cycle is as follows: if the water pressure exists in LW and if the lubrication is present in LO, by closing switch X, the ignition spark is released in S, gas valve 10 opens under the action of the excitation of the electromagnet K and the relays B, 0 and F are exited. C ground the coil of B, which causes B to drop after four seconds, and excites E which opens the valve J of the fuel oil.
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tion in pipe 5, closes the oil bypass valve M and opens the circuit of the winding of F.
After four seconds, F falls back to energize A (if the flame is in a situation such that the flame failure detector device U has energized G), the energization of A cuts off the ignition and energizes D which closes valve 10, drops C and closes another circuit for the winding of E. When 0 drops, 3 energizes $ so that the bypass of D (to the winding of E) opens.
The flame failure at burner 4 causes G to drop, by ceasing the excitation of A which triggers ignition and of D which opens valve 10, excites C and causes E. When E falls, valve J to Combustion oil closes, M opens and F energizes ,, The cycle continues, as described above after closing switch X.
If HT, HP or HF open. E drops back on closing J, opening M and energizing F. The flame failure cycle explained above recurs except that gas valve 10 and the ignition remain open and S cannot energize until the contact concerned (HF or HP or HT) closes following the restoration of a situation which had exceeded the limit conditions,
A current passes through the heating element of T each time 2 and 0 are energized, a situation which exists when the combustion oil supply is open and the flame failure detector device U 'has not energized relay G. Consequently, if the flame has not ignited at burner 4 after ten seconds after E has energized, T operates by closing S, K and J.
P also operates after five consecutive reignition cycles.
In the event that the water pressure at the inlet of the
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supply pump in LW is low, or, in the case where the pressure of 1 = lubricating oil is low in LO au. auxiliary group, ignition S. valve 10 and valve J are closed by LW or LO.
In addition, these movements stop the excitation of the electromagnet P, which in turn actuates the control device of the valve of the auxiliary turbine, thus stopping the auxiliary group, The electromagnet P normally maintains valve 117, (which is placed in air line 68) in a situation allowing the pneumatic control pressure to flow freely from 41 to 40. When P ceases to be energized, valve 117 closes the valve. communication with the stator relay 41 and places the diaphragm chamber of the control device 40 in communication with the atmosphere, thus allowing the load of the spring of this control device to bring the aforementioned device into its position closing. The auxiliary turbine is thus stopped.
The X switch stops the entire installation. Switch Y is used to stop the auxiliary turbine itself.
An electromagnet operated valve L is placed in the air supply line terminating at the Bourdon tube pilot valve 19 operating under pressure. If we refer to the connection diagram in figure 5, we see that Ball is normally operated by keeping its valve open.When one of the safety switches opens and opens the electrical circuit to L, the valve closes in thus shutting off the air supply to the pilot and letting the pressurized air escape from the compressed air pipe 70, the valve 18 subjected to the action of a spring in the bypass pipe which bypasses the pump.
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water closes, as well as the register 15 placed at the inlet of the fan,
This operation is particularly advantageous in the event that any of the HF switches are operated under the action of excessive temperature, since this movement closes the fuel valve J and it is desirable that the air damper 15 be closed. at the same time.
The auxiliary unit continues to run, thus activating the fan and the only way to reduce the flow of air entering the fireplace is to close damper 15. At the same time, it is desired. It is important to close the bypass valve 18 to make sure that all of the water pumped by the water pump enters the steam generator to prevent the tubes from burning and the pump 289 from racing. It must be understood. that when it is a question of closing the register 15, that means that it is a question of closing it up to a determined minimum which can be exempted from 20% of the wide opening.
It is desirable that the damper take a minimum open position, when a flame failure occurs, because the control device for the new ignition cycle tends to re-ignite the burner immediately and it may happen that the the fan is still running at high speed,
The solenoid actuated valve L may as well be shown in the compressed air line 70 in which case, when the electromagnet ceases to be energized, the valve isolates the pilot 69 and communicates with L '. atmosphere the diaphragm controller 18 and the controller 38.
L ′ in the figures and 3 denotes a valve actuated by an electromagnet, mounted in the duct supplying air to the pilot 72 of the device for controlling the proportion of fuel and air. Function
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of this valve is similar to that of the L valve and can replace in the electrical circuit the L valve on the connection diagram of Figure 5, It can be mounted in parallel with the L valve in the connections circuit, if the the two valves L and L 'are used.
Its effect is to close the fuel supply valve 13,
Referring to Figure 3, it can be seen that the secondary control of the fuel supply is effected by the regulating valve 13 starting from the proportion of fuel and air. if the air flow varies, the fuel supply -varies proportionally. A valve M is provided, actuated by an electromagnet mounted in a bypass which bypasses the fuel pump 290, the regulating valve 13 and the flow meter 14. This electromagnet is mounted electrically in parallel with the electromagnet. valve magnet J, so that When J works and closes the bypass.
The valve M opens automatically, allowing the oil to pass through the bypass during the portion of the ignition cycle where the main valve J actuated by electromagnet is closed, In the event of a flame failure, the valve J closes, which cuts off the fuel supply to the burner, If the bypass and valve M had not been provided, the counter 14 would tend to drop to zero and to maintain the proportion of fuel and air, it would open the regulating valve 13 wide. The new cycle would open the valve J, the valve 13 would be fully open and would immediately pass a large volume of oil through J to the burner, a much larger volume. bigger than the one you want.
Thanks to the presence of the bypass and the M valve, when the fire goes out and J is closed, the M valve opens and the flow in the count 14
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stay little. near The same as before with respect to the air flow, but the oil now returns back through the bypass and the valve M, the opening of the valve 13 does not become excessive or noticeably larger than before and therefore The flow which arrives at J when J opens again is not excessive.
Referring particularly to Figure 3, it is sometimes advantageous that the level in separator 232 remains variable (in the same direction or in reverse) with production. This result can be achieved by a relative adjustment of the margin and the sensitivity of the control operated by the meter 78 of the flow rate of the steam output current (which represents the production) and by the recorder. level 9. This adjustment makes it possible to carry out a control tending to maintain the level in the separator at a determined height, either at a height increasing with production, or at a height decreasing with production depending on the solution that is taken. longed for.
Figures 12 and 13 show the assembly of an HF switch operating under the action of temperature. In the form of construction to which preference is given, a quartz rod 118 is mounted and the metal tube 119 which encloses it in one of the tubes, for example the tube 206 or in the vicinity of said tube immediately before it enters the tube. separator. The casing tube 119 is fixed on an insulating element 120, while the ILS quartz rod can slide in this tube. A second insulating member 121 is pivotably attached to the quartz rod and is moved away from member 120 by the action of a spring.
When the temperature remains below a determined value, the parts are in the relative positions shown in Figure 13.
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The contact being made between the wires 122 and 123 and open between the wires 124 and 125. When the temperature rises The metal tube 119 extends to the left from the element 120, bringing with it the quarta rod. 118 which undergoes almost no elongation with temperature. This movement of the quartz rod to the left causes the element 121 to move around the contacts 122, 123 forming a pivot and against the pressure of the spring 126. until that the movement having reached a certain amplitude Contacts 124, 125 close and light up The light signal 0.
If the temperature continues to rise, when a determined temperature is reached, the tube LL9 continuing to expand causes the element 121 to pivot around the contacts 124, 125, opens the contacts 122, 123 and interrupts the operation of the installation.
Figures 14 and 15 show the preferred form of construction of apparatus called a flame failure detector. A photoelectric cell L29, is mounted so as to be lit by the flame coming from the burner 4 and generates a current in the wires 127, 128, serving to excite the relay & when the flame is ignited in the hearth.
.mire The photoelectric cell 129, and the flame is a tank full of water or screen 130 comprising
131 a device / thermal circulation ..