Installation de réglage d'un groupe comportant au moins un auto-générateur de gaz moteurs à au moins un piston libre et au moins une machine réceptrice alimentée par ces gaz. L'invention est relative à une installation de réglage d'un groupe comportant au moins un auto-générateur de gaz moteurs à au moins un piston libre à pression de refoulement et à débit variables et au moins une machine réceptrice alimentée par ces gaz,
laquelle installation comporte un dispositif comman dant la variation de la quantité de combus tible injectée dans l'auto-générateur et assu rant à lui seul le réglage du groupe dans une première zone de marche où les puissances de la machine réceptrice sont supérieures à une puissance déterminée au-dessus de la quelle cette machine réceptrice est capable d'absorber la totalité des gaz moteurs débités par l'auto-générateur à la pression de refoule ment de l'auto-générateur s'établissant en régime pour ce débit.
Cette installation est caractérisée par un dispositif de laminage des baz moteurs et par le fait que le premier et le second dispo sitif a bissent ensemble dans une, deuxième zone de marche correspondant aux puissances de la machine réceptrice au plus égales à ladite puisssance déterminée en assurant, le premier, le réglage du débit des gaz moteurs et, le second, une diminution de la pression de ces gaz afin de l'amener aux valeurs con venant à la machine réceptrice dans cette deuxième zone.
Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'installation selon l'invention et, sur ce dessin, la fig. 1 montre, schématiquement, un groupe moteur comportant un seul auto- générateur alimentant une seule turbine et comprenant la première forme d'exécution de l'installation de réglage, la fig. 3 montre un groupe moteur com portant plusieurs auto-générateurs alimen tant une seule turbine et comprenant la deuxième forme d'exécution de l'installation de réglage, les fig. 2 et 4, enfin, sont des diagrammes qui se rapportent respectivement nu fonction nement des installations représentées, Le groupe moteur, représenté schémati quement sur la fig.
1, comprend un seul auto- générateur à piston libre A alimentant une turbine B, une conduite C reliant l'échappe ment de l'auto-générateur à cette turbine; un réservoir intermédiaire D, muni d'un cla pet de sûreté E, est intercalé dans cette con duite C.
L'nuto-générateur à piston libre A est à deux temps et comprend un piston dont la partie 1 coulisse dans le cylindre moteur 3 et dont 7a. partie 2 coulisse dans le cylindre compresseur 4, coaxial au premier, ce cylin- dre compresseur 4 fournissant de l'air com primé pour assurer le balayage et l'alimen tation du cylindre moteur 3. Les gaz de combustion, mélangés à l'excès d'air com primé de balayage, s'échappent par les lu mières 5. Ces gaz constituent les gaz moteurs de la turbine B.
L'injection du combustible dans le cylin dre moteur est assurée par un injecteur 6' alimenté par une pompe 6, commandée par un poussoir 7 et par un levier 8 actionné par une tige 8' reliée au piston 1-2.
Le réglage quantitatif du combustible est commandé par une tige 9 articulée à une seconde tige 9', cette dernière étant elle-même articulée à un levier 11 portant une bouton nière 11a. Les déplacements de la tige de réglage 9' sont limités par une came 12 ayant deux rampes entre lesquelles se trouve une butée 9" portée par l'extrémité de la tige 9' opposée à son articulation avec la tige 9. La position de la butée 9" par rap port à la came 12 dépend de la pression de refoulement de l'auto-générateur.
A cet effet, un piston 13, sur lune des faces duquel agit la pression de l'air d'alimentation et de ba layage (donc une pression pratiquement égale à la pression de refoulement), amenée par le conduit 14, déplace cette butée 9" par rapport à la came 12 de telle sorte que les limites entre lesquelles peut varier la quan tité de combustible injectée, dont dépend la course du piston 1 et par suite le débit des gaz produits, changent en fonction de la pres sion de refoulement.
Les profils des deux rampes de la came 12 déterminent donc res pectivement les courses maximum et mini mum du piston libre, c'est-à-dire les débits maximum et minimum de l'auto-générateur pour les différentes pressions de refoulement de ce dernier.
Un dispositif de sécurité assure la dimi nution de l'alimentation en combustible du cylindre moteur lorsque est atteinte la pres sion de refoulement à partir de laquelle le débit maximum de l'auto-générateur est in férieur au débit exigé par la turbine, ce qui peut arriver si la charge de la turbine dépasse une certaine valeur. Ce dispositif comporte un piston 90 soumis, d'une part, à la pression de l'air d'alimentation et de balayage de l'auto-générateur et, d'autre part, à l'action d'un ressort antagoniste 91. Le piston 90 est solidaire d'une tige 92 qui applique la butée 9" contre la rampe de la came 12 qui correspond au débit minimum de l'auto-géné rateur, lorsque la susdite pression de refou lement est dépassée.
Un organe de laminage 10 est monté dans la conduite C entre le réservoir intermé diaire D et la turbine et est commandé par une tige 15, actionnée elle-même par une came 16 artioulée autour d'un axe 17.
Les déplacements angulaires de la came 16 et du levier 11 sont commandés simulta nément par une tige 18 attelée à l'organe de man#uvre 19. Cette tige 18 pourrait aussi être commandée par un régulateur automa tique 21 de la turbine. L'agencement est tel que le levier 11 soit inopérant dans la zone de marche pour laquelle a lieu le laminage et la came 16 inopérante dans la zone die marche pour laquelle le réglage est fait seu lement par la variation quantitative du com bustible.
A cet effet, d'une part, le levier 11 est articulé autour d'un axe 11b s'appuyant sur des ressorts antagonistes 20 et 20' parallèles à la tige 18 et, d'autre part, la came 16 a un profil circulaire à partir (le la position pour laquelle l'organe die laminage est complète ment ouvert.
Les tensions des ressorts 50 et 20' sont choisies à façon que tant que l'organe de laminage 10 n'e:.t pais entièrement ouvert. la position de la tige 9 de commande de :l'injection de combustible est déterminée uniqwement par la position du piston 13, la butée 9" étant maintenue contre la.
rampe de la came 12 correspondant aux -courses minimum .du piston 1, sous l'action l'es ressorts 20, 20' qui tendent à ramener l'axe llb à sa position neutre ic'est-'à-:fire vers la droite).
Le fonctionnement de :cette installation est illustré pair le diagramme de la fig. 2, sur lequel sont représentés les débits massi ques, portés en ordonnée, en fonction des pressions portées en abeisse. Sur ce dia gramme sont figurées: - en ce qui concerne la<B>,</B> turbine,<B>la</B> courbe I qui constitue la caraetérittique de la turbine et indique, pour chaque pression d'admission de la, turbine, le poids du gaz par lequel elle doit être alimentée dans l'unité de temps, - en ce qui concerne l'auto-générateur.
deux courbes pression-débit limites, dont l'une, la courbe II, correspond à la course minima de fonctionnement du piston 1 et l'autre, la courbe II', correspond à la course maxima admissible dans e piston.
Pour ce qui est spécialement de la courbe II, sa forme dépend de la forme de celle des deux rampes de la came 12 qui dé termine, pour chaque pression de refoulement de l'auto-générateur la quantité minimum du combustible injecté. La forme de cette rampe est choisie, pour la partie qui est efficace pour les pressions supérieures à la pres sion P2 pour laquelle la courbe I coupe la courbe II, de façon telle que la course mini mum du piston 1 est toujours égale à la course qu'il faut imposer à ce piston pour qu'il découvre d'une façon suffisante les orifices de balayage du cylindre moteur. Cette partie de la courbe II coïncide donc avec la courbe donnant en fonction de la pression les débits minimum caractéristiques de l'auto-générateur.
Par contre, la partie de la courbe II correspondant aux pressions inférieures à la pression P2 a été rapprochée de la courbe I grâce à une forme appropriée <B>c e</B> le la partie supérieure de la rampe en ques tion de la came 12, afin que, dans cette région qui correspond à la montée en pression de l'auto-générateur, ce dernier fonctionne avec une course sensiblement constante et ayant une valeur suffisante pour assurer avec certitude son bon fonctionnement.
Enfin, la courbe III de la fig. 2 repré sente les puissances ou charges utiles de la turbine en fonction de la, pression de marche de celle-ci. La courbe I coupe les courbes II et Il' en deux points ni et t3 correspondant à deux régimes de débit et en même temps à deux puissances N2z et N3 de la turbine entre les quels la turbine est capable d'absorber la to talité des gaz moteurs débités par l'auto- générateur à la pression die refoulement de celui-ci s'établissant en régime pour ce dé bit. La zone entre les puissances N2 et N3 est appelée première zone de marche.
La zone de marche dans laquelle 4a puis sance de la turbine est inférieure à la valeur N2 est appelée la deuxième zone de marche.
Le fonctionnement de l'installatïon de réglage qui vient d'être décrite est le suivant: Après le démarrage, l'organe de lami nage 10 est d'abord complètement fermé; la pression croît dans le réservoir D, qui se trouve en amont de cet organe 10, , jusqu'à la valeur Pl correspondant au débit q1 de l'auto-générateur.
Si l'on n'ouvre pas tout de suite l'organe 10, les gaz débités par l'auto-générateur s'échappent par la soupape de sécurité E.
Pour les positions de l'organe de ma neeuvre l9 correspondant à la fermeture to tale ou partielle de l'organe de laminage 10. le levier 11, dont le centre de rotation 11b est déplacé contre l'action des ressorts 20,20', applique la butée 9" sur la rampe de la came 12 qui correspond, pour les différentes pres sions, aux courses de débit minimum du générateur.
En man#uvrant l'organe 19 dans le sens de la flèche -j--, on ouvre progressivement l'o,rbane de laminage<B>101,</B> le levier<B>Il</B> ayant -son centre .de rotation en lia, e't étant ainsi sans effet sur la tige 9. La. pression d'admis sion à la, turbine croît en même temps que la pression de refoulement du générateur dé croît.
Si, pair exemple, la puissance demandée à la turbine<I>B</I> est égale <I>à.</I> lN, ladite turbine devra être alimentée par un poids q de gaz ayant la pression P.
D'autre part, pour que le générateur puisse fournir le poids (1, il devra, mawher à la pression P' ainsi que cela ressort de la courbe II de la fig. 2. On ouvre donc l'organe de laminage 10 de façon telle qu'il abaisse la pression P', régnant dans le réservoir D, à la pression P avec laquelle les gaz moteurs doivent entrer dans la turbine B.
De par l'action du piston 13, la position de la butée 9" de la tige 9' sur la rampe de la came 12, correspondant à la course mini mum, varie en fonction da la, presssion lorsque cette dernière varie entre P1 et P2. La rampe de la came 12 correspondant auxcourscoursés és minimum est, comme on l'a vu, conformée de façon que le profil de la partie de ladite rampe avec laquelle coopère la butée 9" dans cette deuxième zone de marche corresponde à des quantités de combustibles injectées donnant pour chaque pression de refoule ment, la, course minimum, done le débit mini mum caractéristique de l'auto-générateur.
Cette situation, qui caractérise la deuxième zone de marche, est maintenue jusqu'à la position d'ouverture totale de l'organe de laminage 10 correspondant à la puissance N2 (fig. 2) et à la pression P2.
Pour les puissances comprises entre N2 et N3 (première zone de marche), l'organe 19 est tourné encore davantage vers la droite et par suite la butée 9" de la tige 9' est écartée de celle cles rampes de la came l2 qui correspond à la course minimum, les ressorts 20 et 20' prenant à ce moment des tensions égales et maintenant dès lors sen siblement fixe l'articulation llb du levier hl qui, dans cette première zone de marche, tourne autour de cette articulation.
L'action de l'organe l9 est alors trans mise directement, par l'intermédiaire du le vier 11, à la tige de réglage quantitatif 9, ce qui permet de faire varier le débit du générateur entre les limites déterminées par les rampes de la came 12 qui eorrespondent aux courses minima et maxima du généra teur, ces limites étant, ainsi qu'il a été expli que, sous la dépendance de l'action de la pression de refoulement de l'auto-générateur, pression pratiquement égale à la pression d'admission à la turbine, lorsque l'organe de laminage est complètement ouvert, et qui augmente en même temps que la puissance utile.
Pendant toute la première zone de marche, l'organe de laminage 10 reste dans sa posi tion d'ouverture maximum par suite de la forme circulaire de la partie de la came 16 eoepérant avec la tige 15 dans cette zone. Dans cette zone, le débit du générateur s'adapte automatiquement à la demande de la turbine simplement par le réglage de la quantité du combustible injectée.
On voit donc que, dans la première zone de marche, le dispositif commandant la varia tion de la quantité de combustible injeetée assure à lui seul le réglage, tandis que ce dis positif et le dispositif de laminage agissent ensemble dans la deuxième zone de, marche et assurent le premier, le réglage du débit, et le second, la diminution nécessaire de la pression à l'entrée de la turbine.
On remarque que, dans la deuxième zone de marche, l'auto-générateur ne pourrait four nir un débit suffisamment faible à des pres sions de refoulement correspondant aux pres sions demandées par la turbine dans cette Zone.
Le groupe représenté par la fig. 3 com prend trois auto-générateurs à piston libre à deux temps A1, Ag, A3, pouvant être mis séparément en ou hors service et une turbine à trois ensembles d'aubes montés sur un même arbre, l'ensemble Bp constituant, par exemple, l'ensemble principal, l'ensemble Bc servant pour la marche à puissance réduite et l'ensemble Br servant pour la marche arrière.
Ces trois ensembles d'aubes sont alimen tés par unie conduite générale -commune C, dans laquelle débitent les auto-générateurs A,, A2, A3, et ont chacun leur admission dis.hnete, l'échappement <B>310</B> étant commun aux trois ensembles.
Des vannes V,, V , V.. permettent d'iso- ler .deux des ensembles d'aubes de la turbine pour n'en alimenter qu'un seul.
Entre l'échappement die chaque généra teur et la conduite générale C :est intercalé un réservoir intermédiaire D1 (respective ment D2, D3) muni d'une soupape de sécu rité E, (respectivement E2, E3), et des clapets anti-retour 301, 302 303 sont disposés entre les réservoirs D1, D2, D3 et la conduite géné rale commune C dans, laquelle est monté l'organe de laminage f0.
Semblablement à ce qui a été expliqué plus haut pour le cas d'un seul auto-généra teur, chaque auto-générateur est muni d'un dispositif commandant la variation de la quantité de combustible injectée. Chacun de ces dispositifs comporte une tige 91 (92, 93) de réglage quantitatif de l'injection, articulée à une seconde tige 9'1 (9r2, 9'3) elle-même arti culée à un levier 11, (12, 112) portant une boutonnière. Les déplacements de la tige 9'1 (9'2, 9'3) sont limités comme précédemment par une, came 121 (122, 123) et l'extrémité formant butée et coopérant avec la came de la tige 9'1 (9'2, 9'3) est reliée à un piston 131 (132, 133) soumis sur l'une de ses faces à la pression de balayage et d'alimentation et sur l'autre à l'effet d'un ressort.
Des dispositifs de sécurité (non repré sentés sur la figure) analogues à celui du groupe de la fig. 1 sont disposés de manière à limiter les déplacements de chacun des en sembles de tiges 91-9'1, 92-9,2, 93-9'i.
Enfin, les extrémités libres des leviers 111, l12, 112 sont articulées à une même tige 18, par l'intermédiaire de ressorts antagonistes 20, 20'. cette tige 18 étant commandée par un ongane de man#uvre 19 qui commande également l'organe de laminage 10, par l'in termédiaire d'une tringlerie et d'une came 16 qui comporte, comme déjà expliqué, une par tie circulaire rendant inopérante l'action de l'organe 19 sur l'organe de laminage 10, lorsque ledit organe est complètement ouvert. L'organe 19 est en outre commandé par un régulateur 21 de la turbine.
Un manchon fileté (non représenté) est intercalé entre la tige 18 et l'organe de ma- nmuvre 19 afin de permettre de régler la position de cette tige par rapport à l'organe de man#uvre 19, donc afin que l'on puisse modifier la pression des gaz moteurs, corres pondant à l'ouverture complète de l'organe 10.
On a représenté, sur les diagrammes de la fig. 4: par I, la caractéristique pression-débit de l'ensemble principal de la turbine; par Ir la caractéristique pression-débit de l'ensemble de marche arrière; par Ic la caractéristique pression-débit de l'ensemble pour marche à puissance réduite, et par II1 et II'1 les courbes pression-débit d'un seul auto-génèrateur pour les courses minima et maxima; par II2 et II'2 les courbes pression-débit de deux auto-générateurs pour les courses minima et maxina; par II3, et II'3 les courbes pression-débit de trois auto-générateurs pour les courses mi nima et maxima.
On voit sur la fig. 4, que dans le cas du groupe de la fig. 3, la première zone de ma=rche s'étend pour l'ensemble principal Bp et trois générateurs: entre te-up; pour l'ensemble de marche arrière Br et deux générateurs: entre tr-ur; pour l'ensemble Bc de marche à puissance réduite et un générateur: entre t@-Uc Le fonctionnement de l'installation de réglage de ce groupé moteur, dans le cas où les trois auto-générateurs sont utilisés simul tanément, est identique à celui de l'installa tion de réglage, décrite ci-dessus, du groupe à un seul auto-gésérateur, les trois auto- générateurs marchant dans les mêmes con ditions puisque leur pression dé débit est la même et que leurs organes de commande d'injection occupent toujours des;
positions de réglage identique.
Ainsi, en -supposant qu'on veuille utiliser l'ensemble B,, de la turbine. on mettra tout d'abord les auto-générateurs sous pression en fermant complètement l'organe de laminage 10, le débit allant en diminuant et la.
pres sion .en -augmentant. Quand le débit corres pond @à. celui de l'ensemb=le Bp, sous faible charge, on manoeuvr e l'organe 19 ,dans le sens de l'ouverture de l'organe die laminage 10. Tant que cet organe 10 n'est pas com plètement ouvert, les pompes 61, 62, 63 sont assujetties à leur débit minimum, compa tible avec la pression des générateurs, par l'action des ressorts 20, 20' qui appliquent les butées des tiges respectives 9'1, 9'2 et 9'3 sur les rampes de débit minimum des cames 121, 122 et 123 (deuxième zone de marche).
Les cispositifs commandant la variation de l'in jection et l'organe de laminage assurent donc ensemble le réglage.
Quand on atteint le débit correspondant au point tp, l'organe de laminage 10 est ouvert en grand et le réglage est assuré uni quement par modification de l'injection au moyen de la tige 18 et des leviers 111, 112, 113, les ressorts 20, 20' retrouvant leur équi libre mutuel, de sorte que des leviers 11 suivent les mouvements de cette tige, ceci jusqu'au débit maximum correspondant au point up (première zone de marche).
Dans la groupe représenté par la fig. 3, on pourrait également alimenter l'ensemble Bp, suivant la charge de ce dernier, par deux auto-générateurs au lieu de trois. Dans ce cas, l'installation de réglage fonctionnant Comme décrit ci-dessus avec laminage dans la deuxième zone de marche jusqu'au point p et sans laminage dans la première zone de marche entre les points p et s. Bien entendu, au-dessus de s, la misse en marche d'un troisième générateur serait indispensable.
On voit, en se reportant à la fig. 4, que, selon le nombre d'auto-générateurs, utilisés, la pression correspondant à l'ouverture com plète de l'organe de laminage 10, donc à une même position de l'organe de man#uvre f9, a une valeur différente, représentée par les ab@isses des points p et tp respectivement pour les marches à deux ou trois auto-géné rateurs (lesdits points étant les intersections de la courbe Ip, caractéristique de, l'ensemble Bp de la turbine avec les courbes Il, et II, définies ci-dessus).
On règle alors la manchon reliant la tige 18 à l'organe 19 pour chacune des marches envisagées, de manière telle que les butées des tiges 9'1, 9'2 et 9'3 des différentes pompes à injection commencent à être libérées des rampes des cames 12i, 122, 123 déterminant l'injection minimum (c'est-à-dire de manière telle que les ressorts 20, 20' soient rétablis dans leur position d'équilibre mutuel) res pectivement pour les pressions indiquées ci- dessus, pressions qui sont d'ailleurs , d'autant plus réduites que le nombre d'auto-généra teurs en marche est plus petit.
Lorsque l'ensemble Br est en marche. l'utilisation de deux générateurs est obliga toire et l'an règle le manchon reliant la tige 18 à l'organe 19 de façon que l'installa tion de réglage fonctionne avec laminage entre o et t, et sans laminage entre tr et ur. Enfin, lorsque l'ensemble Bc est en marche, on utilise un seul générateur et l'on règle lc manchon de façon à obtenir un fonctionne ment avec laminage entre o et tc et sans la minage entre tc et ut. On voit donc qu'une fois la position du manchon reliant la. tige 18 à l'argane 19 déterminée suivant le nom bre de générateurs en servicee et l'ensemble d'aubes de la turbine utilisé, l'installation de réglage fonotionne de façon identique au fonctionnement de l'installation de réglage du groupe de la fig. 1.
Ainsi que cela a déjà été dit, l'organe de man#uvre 19 est déplacé soit à la main, soit par le régulateur 21. Si on agit à la main sur l'organe 19, on soumet à une cer taine déformation les ressorts du régula- leur;
-d'autre part, lorsque c'est le régula- teur 21 qui doit commander les dêplace- ments de l'organe l'9, il faut rendre ineffi- cac.e le cran d'arrêt (non dessiné) die cet organe 1'9 à l'aide duquel on peut immobili se r ledit organe dans ses ,différentes positions de réglage.