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PERFECTIONNEMENTS AUX MOTEURS A TURBINE A GAZ.
La présente invention est relative à des moteurs à turbine à gaz du type désigné ci-après sous l'expression "turbines à gaz du type compound", dans lesquels un rotor de compresseur à haute pression et un rotor de compresseur à basse pression sont mus respectivement par une turbine à haute pression et par une turbine à basse pression, et dans lesquels le compresseur à haute pression et sa turbine associée sont capables de tourner indépendamment du compresseur à basse pression et de sa turbine associéeo
Dans les moteurs à turbine à gaz du type compund, il est prévu que soit l'entièreté de l'air comprimé par la section de compresseur à basse pression soit délivrée à la section de compresseur à haute pression,
soit qu'une partie seulement de l'air comprimé dans la section de compresseur à basse pression soit délivrée à la section de compresseur à haute pression, et que le restant soit alimenté dans une conduite de dérivation menant au délà de la section de compresseur à haute pression et de l'appareillage de combustion qui est alimenté en air par le système de compression à haute pression, et des systèmes de turbine qui reçoivent les produits de combustion venant dudit appareillage de combustion, conduite de dérivation reliée de telle manière que l'air soit délivré à l'atmosphère, soit en mélange avec l'échappement de turbine., soit séparément dudit échappement.
Un moteur pourvu de cette dernière disposition est désigné ci-après par l'expression "turbine à gaz du type compound à dérivation"o
La présente invention est particulièrement relative aux méthodes et moyens pour régler les turbines à gaz du type compound, dont les gaz d'échappement du système de turbine sont utilisés pour la propulsion d'avions par réaction, en étant envoyés à l'atmosphère à travers des tuyères de pro- pulsiono Lorsque la turbine à gaz est du type compound à dérivation, l'air comprimé passant par la conduite de dérivation, ou bien est mélangé avec les gaz d'échappement de turbine en amont de la tuyère de propulsion, ou passe
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par une tuyère de propulsion distincte.
Suivant la présente invention, une turbine à gaz du type com- pound comprend des moyens prévus pour régler la vitesse de rotation du ro- tor de compresseur à basse pression pour maintenir sensiblement une valeur choisie à l'avance de la fonction N/ÚT1, dans laquelle N est la vitesse de rotation réelle du rotor de compresseur, et T1 est la température d'entrée du système compresseur à basse pression.
La fonction N/ÚT1 est couramment connue comme étant la "vi- tesse de rotation corrigée", et les moyens de contrôle ou de réglage de la vitesse de rotation du rotor de compresseur à basse pression peuvent compren- dre un dispositif qui mesure physiquement ou est sensible à une valeur choi- sie à l'avance de la fonction, et qui est conçu pour réaliser une opération de réglage pour maintenir la valeur choisie à l'avance.
Par exemple, les mo- yens de réglage peuvent comprendre un dispositif hydraulique sensible à la vitesse,qui comprend une pompe hydraulique de capacité constante, entraînée à une vites @proportionnelle à la vitesse de rotation du système compresseur à basse pression, et un orifice à travers lequel passe le liquide délivré par la pompe, orifice dont la section utile est variée suivant la valeur de T d'une manière telle que la chute dépression à travers l'orifice soit sensiblement une fonction de N/ÚT1. De préférence, dans ce cas, la section d'o- rifice est variée directement avec la racine carrée de la température abso- lue.
Dans un autre exemple, les moyens de réglage peuvent comprendre un dis- positif électrique régulateur de vitesse comprenant un moyen pour compenser la valeur de T1; un tel système peut comprendre un dispositif générateur dont la puissance de sortie est alimentée à un circuit à pont, comprenant une bran- che de pont dont une caractéristique électrique varie avec T1.
Dans d'autres agencements, les moyens de réglage peuvent com- prendre des moyens sensibles à une variable, choisie à l'avance, du moteur, qui est uniquement en corrélation avec la fonction N/ÚT1. C'est ainsi qu'il est connu que, pour chaque valeur du rapport de pressions du compresseur, c'est-à-dire, le rapport de la pression absolue de sortie du compresseur à basse pression, à la pression absolue d'entrée, il y a une valeur correspon- dante et unique de N/ÚT1, la valeur de N/ÚT1 étant indépendante de la va- leur T1.
Suivant la présente invention, par conséquent, un dispositif peut être utilisé, qui est sensible à une valeur préchoisie de ce rapport de pres- sions du compresseur, valeur qui correspond à une valeur préchoisie de la fonction N/ÚT1, ledit dispositif étant utilisé pour actionner le moyen régu- lateur de vitesse, réglant la vitesse du compresseur à basse pression pour maintenir la valeur choisie de N/ÚT1.
Dans un autre agencement de réglage, il est prévu un dispositif qui mesure le rapport de pressions sur une gamme donnée des valeurs du rap- port, et qui, à un rapport préchoisi dans cette gamme, agit pour régler la vitesse du compresseur à basse pression.
Les moyens pour régler la vitesse rotative du compresseur à basse pression comprennent, de préférence, un dispositif à tuyère variable ou dispositif obturateur variable, réglant le passage des gaz à travers le moteur. Ainsi, dans une turbine à gaz compound, dans laquelle l'entièreté de la sortie d'air du compresseur à basse pression passe au compresseur à haute pression, le réglage de la vitesse rotative du compresseur à basse pression peut être effectué par variation de la section utile de la tuyère de propulsion ; encore, dans un tel moteur, la vitesse peut être réglée par variation du pas ou inclinaison des aubes directrices de la tuyère d'ad- mission du système compresseur à basse pression.
Dans un moteur à turbine à gaz du type compound à dérivation, dans lequel une partie de l'air com- primé par le système compresseur à basse pression est dérivée au delà du système compresseur à hautep7ession, le réglage de la vitesse de rotation
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du système compresseur à basse pression peut être réalisé en variant la section utile de la tuyère de décharge, à travers laquelle l'air dérivé sort à l'atmosphère ou est introduit dans la conduite d'échappement de turbine pour se mélanger avec les gaz d'échappement provenant des systèmes de turbine avant de sortir à l'atmosphère par la tuyère de propulsion.
Dans le dernier agencement où l'air dérivé se mélange avec les gaz d'échappement, il peut aussi être avantageux de prévoir la variation de la section de la tuyère finale de propulsiono
Dans les moteurs à turbine à gaz, suivant la présente invention, la vitesse de rotation du système compresseur à haute pression est, de préférence, réglée pour maintenir une vitesse de rotation réelle constante, ou pour empêcher qu'une vitesse de rotation réelle prédéterminée ne soit dépasséeo
L'adoption de l'invention dans les moteurs à turbine à gaz du type compound conçus pour la propulsion d'avions à haute vitesse, par exemple à des vitesses approchant ou dépassant la vitesse du son, et à des altitudes élevées.,
donne lieu à l'avantage suivanto
La température d'entrée est sensiblement augmentée au-dessus de la valeur de la température ambiante,lorsque l'avion vole à haute vitesse en vertu de l'élévation de la température de compression, qui se produit du fait de la vitesse d'avancemento C'est ainsi que si T1 est la température d'entrée du moteur, T0 la température ambiante, et V la vitesse dans l'air réelle de -1-'avion mesurée en miles par heure,
T1 = T0 + (V/100)2 (approximativement).
Et, comme il est bien connu, la température ambiante décroît avec l'altitu- de, entre le niveau du sol et la troposphèreo
Actuellement, il est usuel de concevoir un moteur à turbine à gaz du type compound et en particulier son compresseur à basse pression, de telle sorte qu'il fonctionne économiquement en vol et dans des conditions de haute altitude; lorsqu'un tel moteur fonctionne sous des conditions de basse altitude, par conséquent, et en particulier lorsque l'avion vole à sa vitesse maximum, il y a une tendance à ce que la poussée et le rendement du moteur soient réduits du fait de la température d'admission accrue, et le rendement du compresseur à basse pression, qui est soumis à son entrée, à la température d'entrée du moteur, est particulièrement affecté.
En réglant la vitesse de rotation du rotor de compresseur à basse pression, suivant l'invention, cependant, le rendement du compresseur à basse pression peut être gardé à une valeur acceptable durant tout le fonctionnement, et la poussée du moteur peut être accrue lorsque le moteur fonctionne sous des conditions de faible altitude, spécialement lorsqu'on utilise des vitesses d'avancement élevéeso
Un certain nombre de réalisations, suivant l'invention, seront maintenant décrites à titre d'exemples, la description se référant aux dessins annexéso
La figure 1 illustre une forme connue de moteur à turbine à gaz du type compound, et son moyen de réglage suivant l'invention.
La figure 2 illustre une autre forme de moteur à turbine à gaz du type compound, et son moyen de réglage suivant 1'invention.
La figure 3 illustre une partie de la figure 2 à une plus grande échelle.
La figure 4 est une vue suivant la flèche 4 de la figure 3.
La figure 5 illustre un agencement d'échappement, qui peut être utilisé à la place de celui illustré à la figure 2.
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La figure 6 illustre une autre forme du moyen de réglage, qui convient pour l'usage avec les agencements illustrés aux figures 1 à 5.
La figure 7 illustre une autre forme de réglage, convenant pour l'usage avec les agencements illustrés aux figures 2 à 5.
La figure 8 est une coupe, suivant la ligne 8-8 de la figure 7.
La figure 9 illustre en détails le moyen sensible à la vitesse corrigée, qui peut faire partie du dispositif de réglage des agencements il- lustrés aux figures 1 à 8.
La figure 10 illustre un réglage électrique, qui est conçu pour permettre un réglage en corrélation avec la vitesse de rotation corrigée.
La figure 11 illustre une forme de réglage hydraulique, qui fonctionne en corrélation avec une variable de fonctionnement, uniquement en rapport avec la vitesse de rotation corrigéeo
La figure 12 illustre encore une autre forme de réalisation d'un moyen de réglage, qui permet un réglage en fonction de la vitesse de ro- tation corrigée.
En se référant à la figure,1? des- dessins, on a illustré une forme connue d'un moteur à turbine à gaz du type compound, avec un dispositif de réglage sensible à la vitesse corrigée, illustrée schématiquement.
Le moteur comprend une section de compresseur à basse pression, comportant une enveloppe de stator 10 avec une admission d'air 11, dans la- quelle sont montées des entretoises 12 destinées à supporter un logement de palier avant 13 pour le palier avant 14 d'une partie de l'ensemble rotor du compresseur, et dans laquelle admission d'air 11 sont également montées des palettes de guidage d'admission 15, juste en amont du rotor 16 du compres- seur. Le rotor 16 est porté par un arbre 17, monté, à son extrémité avant, dans un palier 14 et, à son extrémité arrière, dans un palier 18.
Le moteur comprend aussi une section de compresseur à haute pression, qui reçoit l'entièreté de l'air comprimé dans la section de com- presseur à basse pression; la section de compresseur à haute pression com- prend une enveloppe 19 supportant l'aubage de stator 20, et un rotor 21 qui comprend un arbre 22 qui est supporté dans des paliers 23 et 24. L'arbre 22 est creux et coaxial à l'arbre 17, qu'il entoure, de la section de compres- seur à basse pression.
Le moteur comprend aussi un appareillage de combustion 25 qui est coaxial aux deux sections de compresseur et est disposé pour recevoir l'air quittant la section de compresseur à haute pression. Le combustible est délivré dans l'appareillage de combustion 25 par des tuyères 26, et le mécanisme de commande du combustible peut être de tout type quelconque.
Le moteur comprend encore une section de turbine qui est co- axiale au restant du moteur, et comprend une enveloppe subsidiaire 27, une section de rotor à haute pression 28, qui est fixée à un prolongement arriè- re de l'arbre 22, de sorte que la section de turbine 28 entraîne le compres- seur à haute pression, une section de rotor à basse pression 29, qui est re- liée à un prolongement arrière de l'arbre 17, de sorte que la section de turbine à basse pression 29 entraîne le rotor 16 du compresseur à basse pression.
L'extrémité arrière de l'arbre 22 est montée dans un palier 30, et l'ensemble rotor comprenant les rotors du compresseur à basse pression et de la turbine est supporté, à son extrémité arrière, dans un palier 31 qui est disposé dans un élément conique intérieur 32 faisant partie de l'en- semble du système d'é.chappemento
L'élément conique intérieur 32 est supporté, depuis la paroi extérieure 33 du système d'échappement, par des entretoises 34 et les gaz d'échappement sortant du système d'échappement passent dans une conduite à réaction 35 (jet-pipe) qui porte, à son extrémité arrière, une tuyère de pro- pulsion pourvue d'éléments de tuyère réglables 36, grâce auxquels la section utile de la sortie de la conduite à réaction 35 peut être variée.
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Les éléments de tuyère réglables 36 sont disposés pour être rétractés ou étendus au moyen de pistons 37 dont le réglage sera décrit ci.. après.
En se référant maintenant à la figure 2, on y a illustré un autre moteur du type compund, qui est conçu pour qu'une partie seulement de l'air délivré par la section de compresseur à basse pression soit délivrée à la section de compresseur à haute p ressiono
Dans 1-'agencement représenté à la figure 2, l'extrémité de sortie de la section de compresseur à basse pression communique avec une chambre 38 comportant une sortie annulaire dans sa paroi, conduisant à la conduite de dérivation annulaire 39 qui permet le passage d'une partie de l'air venant de la section de compresseur à basse pression, en aval au delà de la section de compresseur à haute pression, de l'installation de combustion et de la section de turbine, et ce vers un passage à réaction 40 (jet-passage) auxiliaire, annulaire, entourant la conduite à réaction 35.
Celle-ci, dans ce cas, est représentée comme ayant une tuyère à section fixe 41, et l'extrémité de sortie du passage auxiliaire annulaire à réaction 40 est réalisée avec section variable grâce à des éléments réglables semblables aux éléments 36 décrits ci-avanto L'extrémité de sortie de la conduite à réaction 35 et du passage auxiliaire annulaire à réaction 40 est représentée, à plus grande échelle, aux figures 3 et 4.
Comme dans la construction décrite précédemment, les éléments réglables 42 sont étendus ou rétractés au moyen de pistons 370
Au lieu de la conduite de dérivation 39 délivrant Pair dérivé dans un passage annulaire entourant la conduite à réaction 35, le conduite de dérivation 39 peut être reliée à son extrémité en aval, de manière à délivrer l'air dérivé, dans la conduite à réaction 35 ;
un tel agencement pour la conduite à réaction et la conduite de dérivation est représenté à la figure 50 Dans cette réalisation, la paroi extérieure 33 du système d'échappement du moteur se termine juste en aval de la paroi conique intérieure 32, et la conduite à réaction 35, au lieu d'être reliée à la paroi 33, est. reliée à une paroi annulaire 43 qui forme la limite extérieure du conduit de dérivation 39.
Comme dans la disposition de la figure l, l'extrémité de sortie de la conduite à réaction 35 est pourvue d'éléments de tuyère réglables 36, qui sont réglés par des pistons 370
Lorsque des moteurs, comme décrit ci-avant, sont réalisés, il est usuel de prévoir qu'ils fonctionnent économiquement lorsqu'ils sont à des altitudes élevées et, en vue d'améliorer leur rendement de fonctionnement sous d'autres conditions opératoires, il est prévu un moyen de réglage grâce auquel la section de compresseur à basse pression opère de manière à maintenir une valeur pré choisie sensiblement constante de sa vitesse de rotation corrigéeo
Ce réglage peut être réalisé d'unn certain nombre de manières et, en se référant à nouveau à la figure 1,
le réglage est réalisé en ajustant les éléments de tuyère 36 grâce à un mécanisme de commande 44, dont certaines formes de réalisation sont décrites en détails ci-après, de manière à maintenir la valeur préchoisie de la vitesse de rotation corrigéeo
La vitesse de la section à haute pression peut être maintenue constante grâce à tout type connu et convenable de régulateur de vitesse 45, qui est représenté comme étant entraîné à partir de l'arbre 22 par un moyen d'entraînement 45a.
Ou encore, la fourniture de combustible à 19 appareillage de combustion est réglée d'une manière quelconque bien connue en liaison avec un réglage à étranglement, une compensation de l'alimentation en combustible étant prévue pour les changements d'altitudeo A nouveau, d'une manière bien connue, des réglages de surpression d9alimentation, sensibles à une vitesse maximum préchoisie du rotor à haute pression et à une température de combustion préchoisie maximum ou température maximum des gaz d'échappement peuvent être prévus pour réduire l'alimentation en combustible, afin
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d'empêcher que la vitesse maximum et la température maximum ne soient chacune ou toutes deux dépasséeso
En se référant à nouveau à la figure 2,
le réglage dans ce cas est réalisé en ajustant les éléments 42 grâce à la commande d'un mécanisme 44. Dans ce cas encore, la section de compresseur à haute pression peut être réglée pour tourner, à une vitesse constante, par une mécanisme régulateur de vitesse 45. de toute forme connue et convenable, ou bien des réglages de vitesse maximum ou de température maximum, comme décrit ci-avant, peuvent être prévuso
En se référant à nouveau à la figure 5, le réglage dans ce cas peut être effectué en ajustant les éléments de tuyère 36 de la même manière que celle décrite avec référence à la figure 1.
En se référant maintenant à la figure 6, on y a représenté une autre manière de réglage de la vitesse de rotation corrigée de la section de compresseur à basse pression, et ce moyen convient pour l'utilisation, soit avec un moteur à turbine à gaz du type compound, tel qu'illustré à la figo 1, ou avec un moteur du type compound à dérivation, tel qu'illustré à la figure 2, ou tel qu'illustré à la figure 2 et modifiée par la figure 50
Dans cet agencement, les ailettes directrices d'admission 15 de la section de compresseur à basse pression sont rendues réglables en ce qui concerne leur inclinaison ou pas, et celui-ci peut être réglé par un mécanisme de commande, par exemple le mécanisme 44.
Les ailettes directrices d'admission 15 sont représentées comme comportant des axes 46, 47, à leurs extrémités extérieure et intérieure, grâce auxquels elles sont montées dans la structure du stator de la section de compresseur à basse pression. L'axe 46 d'une au moins des ailettes directrices 15 s'étend extérieurement à l'enveloppe, et comporte un bras de poussée 48 relié au piston 49 d'un dispositif à piston 50, auquel la fourniture du fluide sous pression est faite sous la commande du mécanisme 44. Les axes 47 de toutes les ailettes directrices d'admission 15 s'étendent à travers un élément annulaire 51 et présentent des bras de rappel 52,
chacun de ceuxci s'engageant par son extrémité dans un anneau à encoches 53 monté à rotation dans l'élément annulaire 51 pour tourner autour de l'axe du moteur. On verra que, lorsque l'aube directrice d'admission 15 voit son bras de poussée 48 réglé angulairement, son bras de rappel correspondant 52 forcera l'anneau 51 à tourner, en faisant pivoter les bras de rappel restants 52, en réglant ainsi les aubes directrices d9admission 15 restantes, d'une manière simultanée et identiqueo Toute autre forme convenable de moyen de réglage pour les aubes directrices d'admission peut être utiliséeo
En se référant maintenant aux figures 7 et 8, on y a illustré encore une autre manière suivant laquelle la section de compresseur à basse pression d'un moteur du type compound à dérivation peut être réglée,
de manière que la vitesse de rotation corrigée de la section de compresseur à basse pression soit maintenue constanteo Dans cet agencement, il est prévu un moyen obturateur dans le passage de dérivation 39, qui peut être réglé par la commande 44 pour faire varier la quantité d'air passant dans la dérivation par rapport à la quantité d'air passant dans la section de compresseur à haute pression et, de là, dans l'appareillage de combustion.
Le moyen obturateur peut prendre toute forme convenable, et est représenté comme comprenant une série d'éléments formant soupapes 54, réglables, montés dans les enveloppes 19 et 43 pour être réglés autour de leurs axes radiaux, entre une position dans laquelle ils se trouvent en travers du passage d'air dans le conduit de dérivation 39, et une position dans laquelle ils sont alignés dans la direction du passage de l'air à travers le conduit 39. Les éléments à soupapes 54 présentent, à leur extrémité extérieure, des engrenages coniques 55 qui sont en prise avec des engrenages 56 montés, avec leurs axes parallèles à l'axe du moteur, dans un rebord 57 fixé à la paroi extérieure 43 du conduit de dérivation 39.
Les engrenages coniques sont portés par leurs axes 58 dont les extrémités opposées portent des pignons 59
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qui engrènent tous avec un engrenage annulaire commun 60 monté sur la paroi 43 pour tourner autour de l'axe du moteur. L'engrenage annulaire 60 présente une oreille 61 qui est reliée au piston 62 d'un système à piston 63, la fourniture du fluide de fonctionnement à celui-ci étant réglée par le mécanisme 44.
Au lieu des éléments à soupapes 54, le moyen obturateur peut comprendre une série d'abattants ou volets s'étendant circonférentiellement, ou une série d'éléments à soupapes à papillons ou un obturateur à surface variable et déplagable axialement, ou un obturateur à diaphragme iris. Le moyen obturateur peut encore, lorsqu'il est employé avec un moteur à turbine à gaz du type compound à dérivation ayant un système d'échappement tel que celui représenté à la figure 5, être disposé à la jonction du conduit de dérivation 39 et du conduit à réaction 35, où il peut limiter le passage dans l'un de ces conduits ou des deux.
En se référant maintenant à la figure 9, on y a illustré une forme de mécanisme 44, sensible à la vitesse de rotation corrigée, convenant pour régler la fourniture d'un fluide sous pression au dispositif à piston, tel que 37, 50 ou 67.A la figure 9, le dispositif à piston est représenté comme comportant un piston 70, et un cylindre 71 divisé par le piston 70 en un espace cylindrique 72 qui est alimenté par le conduit 73 directement avec le servo-fluide sous pression, et en un espace 74 qui est alimenté à partir de la même source mais avec passage à travers un limitateur de passage 75.
Un ressort 76 pousse sur le piston 70 dans une direction tendant à accroi- tre le volume de l'espace 74. Une soupape à évent 77 (vent valve) règle le flux de sortie du fluide hors de l'espace 74 à travers le conduit 78, et comprend un élément de soupape mobile 77a coopérant avec un siège annulaire fixe 77bo
Le mécanisme 44, pour le réglage de la soupape à évent 77, comprend une pompe volumétrique à capacité constante 79, telle qu'une pompe à engrenages, entraînée à une vitesse proportionnelle à la vitesse de rota- tion du compresseur à basse pression, par exemple, grâce à un moyen d'en- traînement 79a, et conçue pour que l'entièreté de la sortie de la pompe 79 passe dans un conduit 80 dans lequel est disposé un moyen d'étranglement 81.
L'extrémité du conduit 80 en aval de l'orifice 83 est relié au conduit de combustible à basse pression 82 qui est aussi un tuyau d'aspiration pour la pompe 79. Un élément de soupape mobile 83 coopère avec l'orifice 81 pour faire varier la section de l'orifice, et l'élément 83 est relié à un élé- ment sensible à la température, représenté sous forme d'une capsule expan- sible 84 qui est conçue pour se détendre et se contracter suivant les chan- gements de la température (T ) dans l'entrée 11 versle compresseur à basse pression, en étant reliée, à cet effet, par une conduite 86 à un réservoir ou ballon rempli de liquide 85, disposé dans ladite entrée d'air 11 du mo- teuro On a prévu l'agencement de manière que, lors d'une augmentation de la température (T1),
la section utile de l'orifice soit augmentée de manière que la chute dépression à travers l'orifice soit réduite, et, en conformant convenablement Isolément 83,la chute dépression à travers l'orifice 81 peut être prévue pour être proportionnelle à N/ÚT1, où N est la vitesse de rota- tion du compresseur à basse pressiono De préférence,, la section utile de l'orifice varie avec la racine carrée de la température absolue d'entrée (T1) bien qu'une approximation suffisante puisse être atteinte dans beau- coup de cas en faisant varier la section de l'orifice, directement avec la température absolueo
Une chambre 87 est prévue ;
elle contient un diaphragme 88 qui divise ladite chambre en deux espaces dont l'un contient un ressort 89, agis- sant sur le diaphragmeo Une connexion 91 part du conduit 80 en un point situé en amont de l'orifice 81, et mène à l'espace ne contenant pas le ressort 89 et une connexion 90 part d'un point situé en aval de l'orifice 81 et mène à l'autre espace ;
le diaphragme 88 est relié à une tige 92 pour déplacer l'élé- ment de soupape à évent 77ao De cette manière, lors d'une augmentation de la chute dépression due à une augmentation de N/ÚT1, la soupape à évent 77 tend
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à être ouverte à 1?encontre de 19action du ressort 89, en permettant ainsi à la pression dans 19 espace d'écculement de sortie du cylindre 71 de tomber, et en forçant le piston 70 à se déplacer de manière que les parties, telles que les éléments 36 ou 42, ou les ailettes directrices 15 ou les soupapes 54, soient réglées pour provoquer une réduction de la vitesse de rotation du compresseur à basse pressiono
Dans une variante de 19 agencement qui vient d'être décrit,
la section de l'crifice 81 peut être maintenue constante, et le facteur température introduit, en faisant varier la charge exercée par le ressort 89 contre le diaphragme 880 Ceci peut être réalisé en prévoyant la butée pour l'extrémi- té du ressort 89, qui est disposée à 1-'écart du diaphragme 88, comme étant une capsule sensible à la températureo Ou encoreune capsule sensible à la température,de préférence de forme annulaire, peut être reliée pour charger le diaphragme 88 directement, en étant connectée à une tige qui est fixée au centre du diaphragme et aussi à l'élément de soupape à évent de réglage 77a.
Au lieu que l'élément de soupape à évent 77a soit réglé hydrauliquement commemontré à la figure 9, il peut être réglé électriquement en utilisant une commande, telle que celle décrite dans la demande de brevet britannique 300588/50, modifiée par la demande de brevet 1742/53.
Ainsi, en se référant à la figure 10, l'élément de soupape 77a est montré comme étant relié à l'armature 95 d'un solénoïde 96 pour se déplacer à l'encontre d'un ressort 97 lors de l'excitation de la bobine 960
Le circuit d'excitation,dans ce cas,comprend un générateur à courant alternatif 98, entraîné à une vitesse proportionnelle à la vitesse de rotation de la section de compresseur à basse pression du moteur, pour produire un courant alternatif dont la fréquence est proportionnelle à ladite vitesse de rotation.
Au générateur sont connectés, par des conducteurs 99a, 99b, deux circuits en parallèle, dont le premier comprend une résistance électrique réglable 100 et une capacité 102 reliées en série, et dont le second comprend en série trois résistances 103, 104, 94, avec une capacité 105 entre la résistance 103 et la résistance 94.
La résistance 94 est en nickel, et elle est montée dans l'entrée 11 du compresseur, de manière que sa résistance électrique varie avec la température d'entrée (T1)
Comme mis en évidence dans la demande de brevet britannique 1742/53, en choisissant convenablement les valeurs des résistances 94, 100, 103 et 106, et des capacités 102 105, il peut être agencé que la chute de tension dans la capacité 102 et la chute de tension dans la résistance 104 deviennent égales lorsqu'une valeur choisie de la vitesse de rotation corrigée est atteinteo Lorsque la vitesse de rotation corrigée a une valeur supérieure à la valeur choisie, alors la chute de tension dans la capacité 102 sera plus faible que celle dans la résistance 104, et vice versao Ce fait est utilisé pour réaliser la commande de la fourniture de courant au solénoide 96.
La chute de tension dans la capacité 102 est appliquée, par les conducteurs 106a. 106b à un pont redresseur 1079 et le courant pulsatoire du pont est envoyé à une bcbine 108a d'un relais commutateur 108 à deux bobineso L'autre bobine 108b est alimentée par le courant pulsatoire provenant d'un service pont 109 auquel la chute de tension dans la résistance 104 est appliquée par les conducteurs 106c, 106bo Les bobines 108a, 108b sont disposées pour produire des effets magnétiques opposés, de sorte que le contact de relais 108c prend une position contrele contact 108d ou 108e,
suivant que la vitesse de rotation corrigée est inférieure ou supérieure à la valeur choisie de cette vitesseo
Le contact 108a est relié par un conducteur 111 à une borne d'entrée d'un circuit de pont redresseur de puissance 110 dont l'autre borne d9entrée est reliée par un conducteur 112 entre les résistances 94 et 103.
La sortie du circuit 110 est reliée pour exciter un solénoïde 96, et comme le contact mobile 108 c est en contact avec 108e lorsque la vitesse de rota-
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tion corrigée est trop élevée, le solénoïde 96 sera disposé pour commander la soupape à évent 77 afin de provoquer une chute de la valeur instantanée de la vitesse de rotation corrigée, par exemple en réduisant la vitesse de rotation du rotor à faible pressions
On comprendra que, puisque la résistance 94 est sensible à la température d'entrée du moteur (T1), la fréquence à laquelle les deux chutes de tension deviennent égales variera dans le même sens que tout changement dans la température d'entrée T1.
Au lieu que Inaction de réglage soit effectuée par un système à piston., commandé par un solénoïdes la commande peut être effectuée directe- ment sur Isolément réglé par un moteur électrique réversible alimenté à par- tir du circuit de puissance 110.
En se référant maintenant à la figure 11, on y a illustré un autre dispositif destiné à régler une soupape à évent 77 ; le dispositif est sensible à une valeur préchoisie du rapport de pressions du compresseur à faible pressiono Le rapport est (comme c'est bien connu) une fonction unique de la valeur de N/ÚT1 du compresseuro
Ce dispositif est conçu pour commander le fonctionnement de la soupape à évent lorsqu'on atteint la valeur préchoisie de manière à provoquer le déplacement du système à piston hydraulique faisant fonctionner les éléments variables, pour régler la vitesse de rotation du compresseur à basse pression, de manière que le rapport de pressions, et par conséquent la valeur de N/ÚT1, soit maintenu constant à la valeur choisie à l'avance.
Une dérivation de pression est amenée au conduit 120, venant d'un point soumis à une pression du compresseur à basse pression, de préférence venant du conduit de sortie de ce dernier, pour être soumise à la pression de sortie du compresseur à basse pression, et ce conduit 120 est mené jusqu'à un point soumis à une pression plus basse du compresseur, par exemple la pression d'entrée. Le conduit 120 comporte intérieurement une paire d'étran glement 121, 122 disposés en série et ainsi le rapport de la pression entre les deux étranglements à la pression d'entrée est proportionnel au rapport de la pression de sortie à la pression d'entrée.
Un des étranglements, de préférence l'étranglement d'amont 121, est rendu réglable, d'une manière convenable, grâce à une soupape à pointeau 123, de manière que la section utile dudit étranglement soit variable; de cette manière, la relation entre le premier rapport susdit et le suivant rapport est réglableo
Le dispositif comprend encore un venturi 124 qui est relié de manière à recevoir de l'air du conduit 120, entre les deux étranglements 121, 122 et l'agencement est tel, par le choix des dimensions des étranglements 121, 122 et de la position de la dérivation vers la section de compresseur à basse pression, que le venturi 124 soit obstrué ou étranglé en fonctionnement.
L'élément de soupape à évent 77a est relié par une tige 134 à un ensemble comprenant deux diaphragmes 125, 126 qui sont reliés entre eux en leurs centres par la tige 1279 et qui sont disposés dans un carter 128 qui est ainsi divisé en trois chambres 129, 130 et 131o Les diaphragmes 125, 126 sont de surfaces différentes, et la chambre 129, comprise entre le plus petit diaphragme 125 et la première paroi terminale du carter 128, est reliée au conduit 120 entre les deux étranglements 121, 122;la chambre 130, comprise entre le plus grand diaphragme 126 et la seconde paroi terminale du carter 128, est reliée par un conduit 132, pour être à lapression d'entrée du moteur;
et la chambre 131, comprise entre les diaphragmes 125, 126, est reliée, par un conduit 133, à la gorge 124a du venturi 1240 La pression à la gorge d'un venturi étranglé est, comme c'est connu, une fonction uniquement de la pression d'entrée du venturio La tige 134 est reliée au centre du plus petit diaphragme 125 et passe à travers la première paroi terminale du carter 128.
Si la surface du plus grand diaphragme 126 est A1 et celle du plus petit diaphragme 125 est A2, si la pression de sortie du compresseur à basse pression est P2, si la pression entre les étranglements 121, 122 est
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Px,si la pression d'entrée du moteur est P1, et si la pression à la gorge du venturi est Px, alors pour l'équilibre de l'ensemble à diaphragmes
P1A1 +f Px A2 = f PX A1 + PX A2 ou P1 A1 = PX A2 + F PX (A1-A2).
Les surfaces des diaphragmes 125, 126 sont choisies pour que cet équilibre soit obtenu au rapport de pressions PX/P1 désiré qui correspond au rapport désiré P2/P1, et ainsi toute augmentation de P1 par rapport à Px provoque un mouvement de l'ensemble à diaphragmes dans la direction permettant la fermeture de l'élément de soupape à évent 77a vers son siège 77b, en augmentant ainsi la pression sur un des côtés du piston du système à piston et en forçant la partie réglée par ledit système à se déplacer dans le sens voulu pour augmenter la vitesse de rotation (N) du rotor 16 du compresseur à basse pression, et de ce fait pour augmenter le rapport dépressions PX/P1.
De même, toute augmentation de Px par rapport à P1 provoque un mouvement de 1 ' ensem- ble à diaphragmes dans la direction opposée, pour diminuer la vitesse de rotation du rotor 16 du compresseur à basse pressiono De cette manière, la vitesse de rotation du rotor de compresseur à basse pression est réglée de manière que le rapport de pressions P2/P1, et par conséquent les valeurs de N/ÚT1, soit maintenu constanto
En se référant maintenant à la figure 12, une autre forme de mécanisme sensible à la vitesse de rotation corrigée y est représentée.
Le mécanisme comprend un conduit dépression 135 menant d'un point soumis à une pression du compresseur (par exemple, la pression de sortie), à un point soumis à une pression plus faible du compresseur, par exemple la pression d'entrée du moteur, et le conduit comporte intérieurement deux étranglements 136, 137, l'étranglement d'aval 137 étant de section variable dans le but de pouvoir régler la différence de pression.
L'élément de soupape à évent 77 a est relié à un ensemble comprenant deux diaphragmes 138, 139 reliés ensemble, en leurs centres, par une tige 140, et l'élément 77a est encore relié à une capsule vide d'air 141. Les diaphragmes et la capsule sont coaxiaux. L'ensemble à diaphragmes est logé dans un carter 142 qui est ainsi divisé en trois chambres 143, 144 et 145 par les deux diaphragmes 138, 1390 Les diaphragmes sont de surfaces utiles différentes, et la chambre 143, comprise entre le plus petit diaphragme 138 et l'extrémité du carter 142, contient la soupape à évent 77, et également la capsule vide d'air 141, qui est ancrée à une butée fixe à une extrémité du carter 142.
La capsule 141 est réalisée pour avoir la même surface utile que le plus petit diaphragme 138 et de cette manière, l'effet sur l'ensemble à diaphragmes, de la pression de la chambre 143., qui est reliée à une conduite de drainage convenable 146 pour la sortie du servo-fluide, est nul.
La chambre 144, comprise entre les diaphragmes 138,139, est reliée au conduit 135 en un point compris entre les deux étranglements 136, 137 et est ainsi soumise à une pression Py,telle que Py/P1 # P2/P1, où P2 et P1 sont les pressions dans le conduit 135 en amont et en aval de la paire d'étranglements 136, 1370 La chambre 145, comprise entre le plus grand diaphragme 139 et l'autre extrémité du carter 142, est reliée au conduit 135 en aval des deux étranglements 136, 137 et est ainsi soumise à la pression P1.
Un ressort 147 est prévu, pour contrebalancer l'effet de ressort de la capsule 141.
Si la surface du plus grand diaphragme 139 est A1 et si celle
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du plus petit diaphragme 138 est A2, A3 étant égal à A1 - A2, il sera visi- ble que les forces agissant sur l'ensemble à diaphragmes sont la force PyA3, qui agit dans le sens de la fermeture de la soupape à évent 77, et la force P1A1, qui agit en sens opposéo Il s'ensuit que lorsque l'ensemble est en équililibre, Py/P1 = A/Ao Les surfaces des diaphragmes 138, 139 sont choisies de manière que l'ensemble soit en équilibre à une valeur donnée de PIPI cor- respondant à une valeur donnée de P2/P1 De ce fait, si le rapport P2/P1 s'é- lève au-dessus de la valeur choisie, l'ensemble à diaphragmes est déplacé dans le sens de fermeture de la soupape à évent 77,
en forçant le dispositif à pis- ton contrôlé à déplacer l'élément contrôlé dans le sens de réduction de la vi- tesse de rotation du compresseur à basse pression, et la vitesse de rotation est ainsi réglée de manière à maintenir une valeur préchoisie de P2/P1 cor- respondant à une valeur préchoisie de N/ÚT1.
Le rapport Py/P1 pour une valeur donnée de P2/P1 peut être va- rie en réglant l'étrangleur 137 à surface variable ci-avant., et ainsi le ré- glage peut être effectué sur une gamme de valeurs de P2/P1 sans variation quel- conque des surfaces des diaphragmeso
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-avant, et tous moyens convenables et connus peuvent être utilisés pour ré- gler la vitesse de rotation du compresseur à basse p ression pour maintenir une valeur préchoisie constante de N/T1.
REVENDICATIONS.