Dispositif de réglage d'une installation présentant au moins un autogénérateur de gaz moteurs et une machine réceptrice alimentée par ces gaz La présente invention a pour objet un dis positif de réglage d'une installation présentant au moins un autogénérateur de gaz moteurs et une machine réceptrice, alimentée par ces gaz,
ce dispositif comprenant un agencement pour faire changer le mode de commande d'au moins un organe -de réglage (27) lorsque la charge de l'installation passe d'une zone de charges inférieures à une zone consécutive de charges plus élevées.
Le dispositif de réglage suivant l'invention est caractérisé en ce qu'une commande d'un deuxième organe de réglage (43), lequel tra- vaille dans ladite zone de charges inférieures et arrive à une position limite déterminée lors que la charge de l'installation correspond à la charge maximum de cette zone, provoque, lorsqu'en régime normal ce deuxième organe de réglage atteint cette position déterminée, ledit changement de mode de commande dudit premier organe de réglâge.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention. L'installation munie de cette forme d'exé cution comprend un autogénérateur présentant un cylindre moteur 1, et un cylindre compres seur 2. Dans ces cylindres travaille un piston libre comprenant l'élément moteur 3 et l'élé ment compresseur 4. Le cylindre moteur 1, qui travaille selon le cycle à deux temps et selon le procédé Diesel, est muni d'un injecteur de combustible 5. Dans la paroi dudit cylindre sont ménagées des ouvertures d'admission 6 et d'échappement 7 qui sont commandées par l'élément moteur 3.
Le cylindre compresseur 2 est muni. de soupapes d'admission 8 et de refoulement 9, ces dernières soupapes étant montées dans la cloison 10 qui sépare l'intérieur du cylindre compresseur 2 d'un réservoir d'air 11 qui en toure le cylindre moteur 1. L'espace compres seur est donc constitué par l'espacë qui se trouve entre ladite cloison 10 et la face annu- laire de l'élément compresseur 4 du piston libre, face qui entoure la prolongation de l'élé ment de piston 3 par laquelle cet élément est fixé à l'élément de piston 4.
L'élément du piston 4 aspire ainsi l'air ex térieur à travers les soupapes d'admission 8 lorsque le piston libre 3-4 accomplit sa course vers l'extérieur (course d'aller) sous l'impulsion de la combustion du combustible injecté dans le cylindre moteur 1, tandis que la compres sion de cet air et son refoulement à travers les Classe<B>1041</B> soupapes 9 vers l'intérieur du carter 11 a lieu lorsque le piston libre 3-4 accomplit sa course vers l'intérieur (course de retour).
Cette course de retour est obtenue à l'aide de l'énergie qui est emmagasinée dans un ac cumulateur pneumatique d'énergie de retour 12, formé par la masse d'air qui -est emprison née dans la partie extérieure du cylindre 2, entre la face extérieure de l'élément de piston 4 et le fond extérieur du cylindre 2.
La pompe d'injection 13, qui alimente l'in jecteur 5, est entramée par le piston libre 3-4, à l'aide d'une tige 14 solidaire de l'élément de piston 4 et qui actionne une tringle 15 qui est reliée à un levier 16, ce dernier agissant sur un poussoir 17 qui est solidaire du piston de la pompe 13. La commande de cette pompe est telle que l'injection a lieu lorsque l'élément de piston 3 se trouve au voisinage de la fin de sa course de retour, c'est-à-dire au voisinage de son point mort intérieur.
Les gaz moteurs débités par l'autogénéra- teur sortent de celui-ci pour entrer dans 1e conduit de refoulement 18 lorsque l'élément de piston 3 découvre les ouvertures d'échap pement 7 vers la fin de sa course vers l'exté rieur. Ces gaz moteurs sont constitués par les gaz de combustion incomplètement détendus du cylindre moteur 1 et par l'air de balayage qui, après être entré dans le cylindre moteur 1 par les ouvertures 6, sort avec les gaz de combus tion de ce dernier par les ouvertures 7.
L'autogénérateur pourrait aussi être un autogénérateur à deux pistons libres opposés dont les mouvements de sens opposés sont synchronisés par un mécanisme de synchroni sation.
Le conduit de refoulement 18 de l'auto- générateur est relié par l'intermédiaire d'une conduite 19 à un collecteur 20, ce dernier com muniquant avec l'admission de la turbine 21 qui constitue la machine réceptrice de l'instal lation.
Entre le collecteur 20 et la turbine 21 est intercalée une chambre de combustion 22, com portant un injecteur 23 à l'aide duquel, lors des charges élevées de la turbine, une certaine quantité de combustible est injectée dans les gaz moteurs afin d'augmenter l'énergie de ces gaz en brûlant avec l'oxygène qu'ils contien nent. Ce combustible supplémentaire est amené à l'injecteur 23, par un conduit 24, qui est alimenté par une pompe rotative 25, en traînée par un moteur 26.
La quantité de combustible injectée dans le cylindre moteur 1 est réglée par une cré maillère 27 de la pompe d'injection 13, qui est attelée à l'un des bras d'un levier à trois bras 28, dont un autre bras est articulé à une tige 29 articulée, d'autre part, à l'une des extré mités d'un balancier 30 dont l'autre extrémité est reliée par une tige 31 à un piston 32.
Le troisième bras du levier 28 supporte une butée 33 susceptible de coagir avec deux ca mes 34 et 35, qui sont montées sur un sup port 36 solidaire d'un piston 37 déplaçable dans un cylindre 38 ; sur l'une des faces du piston agit la pression dans le réservoir d'air 11 de l'autogénérateur, pression amenée par une conduite 39, tandis que sur l'autre face du piston 37 agit un ressort antagoniste. La posi tion du support 36 varie donc en fonction de la pression régnant dans le réservoir 11.
Les deux cames 34 et 35 limitent, entre elles, un intervalle variable en fonction de la pression dans le réservoir 11 et dans lequel la butée 33, et avec elle le levier 28, peuvent se déplacer sous l'action des forces qui agissent sur le piston 32.
La quantité de combustible supplémentaire injectée par l'injecteur 23 dans la chambre de combustion 22, est réglée par un robinet 39 qui est commandé par un piston 40, qui agit sur ce robinet par l'intermédiaire d'un balancier 41 et d'une tige 42.
Une vanne 43 est disposée dans une cham bre 44 qui est intercalée entre le conduit de refoulement 18 de l'autogénérateur et la con duite 19 qui relie le conduit 18 au collecteur 20. Dans la paroi de là chambre 44 sont mé nagées deux ouvertures 45 et 46, l'une ou l'autre pouvant être fermée par la vanne 43, cette vanne, dans une position intermédiaire, pouvant également assurer l'ouverture simulta née plus ou moins complète de ces deux ouver tures. Sur l'ouverture 45 est branchée la conduite 19, tandis que sur l'ouverture 46 est branchée une conduite 47, dans laquelle est intercalée une soupape 48 commandée à la main, et qui mène vers l'atmosphère ambiante.
La commande de la vanne 43 a lieu à l'aide d'un piston 49 qui est relié à ladite vanne par l'intermédiaire d'une tige 50, d'un balan cier 51 et d'une tige 52.
Les divers pistons de commande 32, 40 et 49, qui sont montés dans des cylindres dési gnés respectivement par 32a, 40a et 49a, et sur l'une des faces desquels agit la pression de ressorts antagonistes, sont actionnés par une pression hydraulique ou pneumatique agissant dans une conduite 53, qui est reliée à une con duite 54, qui amène le fluide de commande à pression variable à la conduite 53. Les varia tions, de pression sont produites par un régu lateur de vitesse 55, entraîné par la turbine 21, ce régulateur travaillant de façon telle que la pression, dans la conduite 54, et par consé quent dans la conduite 53, est d'autant plus grande que la vitesse de la turbine 21 est plus réduite.
La tringlerie qui relie le piston 32 au levier 28 et à la crémaillère de réglage 27, travaille différemment selon que l'axe 30a du balancier 30 est fixe ou flottant. Pour des raisons analo gues, l'action de la tringlerie qui relie le piston 40 au robinet 39 est différente selon que l'axe 41a du balancier 41 est fixe ou flottant.
Chacun des axes d'oscillation 30a et 41a est supporté par une tige 30b et 41b qui peut coulisser axialement dans un logement appro prié, mais qui peut être bloqué dans ce loge ment par un. frein 30c, respectivement 41c. Aussi longtemps que les tiges 30b ou 41b peu vent coulisser dans leur logement, les axes d'oscillation correspondants sont flottants et les balanciers 30 ou 41 ne peuvent transmet tre le mouvement des pistons 32 ou 40.
En effet, dans ce cas, les balanciers tournent au tour de l'articulation par laquelle ils sont reliés respectivement aux tiges 29 et 42, ces tiges se trouvant d'ailleurs sous l'action de ressorts 29a et<I>42a,</I> le ressort<I>29a</I> ayant tendance à maintenir le contact entre la butée 33 et la came 34 et le ressort 42a ayant tendance à maintenir fermé le robinet 39. Cependant, à partir du moment où les tiges 30b ou 41b, et avec elles les axes d'oscillation 30a ou 41a, sont bloqués, les balanciers 30 et 41 peuvent tourner autour de leur axe d'oscillation con formément aux mouvements qu'accomplissent les pistons 32 et 40.
Le blocage des tiges 30b ou 41b, à l'aide du frein correspondant 30e ou 41c, est com mandé par pression de fluide.
La tige 50 du piston 49 agit, lorsque le piston a atteint la position pour, laquelle la vanne 43 ferme l'ouverture 46 sur un distri buteur 55, qui est déplacé par l'extrémité de cette tige et à l'encontre d'un ressort de rap pel 56 de façon telle qu'un fluide sous pres sion agisse sur un piston 30d solidaire du frein 30c afin de provoquer le blocage de la tige 30b et de l'axe d'oscillation 30a.
Le blocage de la tige 41b et de l'axe d'os cillation 41a, est commandé électriquement. La butée 33, en touchant la came 35 corres pondante, ferme un contact qui est intercalé dans une conduite électrique 57, qui com mande un solénoïde commandant un distribu teur 59 d'un circuit à fluide sous pression. Lorsque le solénoïde 58 est mis en circuit, le distributeur 59 admet un fluide sous pression dans un cylindre 60, dans lequel travaille un piston 41d, solidaire de l'organe de freinage 41c qui agit sur la tige 41b.
Afin que la vanne 43 puisse être bloquée dans la position pour laquelle elle ferme l'ou verture 45 aussi longtemps que la pression dans le réservoir 11 est inférieure, ou même égale ou à peine supérieure, à la pression dans la conduite 19 et le carter 20, l'installation re présentée comprend un distributeur 62 suscep tible d'interrompre la conduite 61 qui relie la conduite 53 au cylindre 49a, et de relier, en même temps, l'intérieur de ce dernier cylindre à un orifice d'échappement 68: Le distributeur 62 est commandé par un piston 63 travaillant dans un cylindre 64.
On fait agir dans la partie droite de ce cylindre 64 la pression qui règne dans la conduite 19, pression amenée à ladite partie de cylindre par une conduite 65, et on fait agir dans la partie gauche du cylindre 64 la pression qui règne dans le réservoir 11 de l'autogénérateur, cette dernière pression étant amenée par une conduite 66 dans laquelle est intercalé un robinet 67.
Le circuit électrique 57 du solénoïde 58 comporte encore un interrupteur 69 à com mande manuelle pouvant être manoeuvré à volonté par le surveillant de l'installation et un autre interrupteur 70, commandé par la pression qui règne dans le collecteur 20. A ce dernier effet, l'interrupteur 70 est actionné par un piston 71 qui se déplace dans un cylindre 72 et qui, d'un côté, se trouve sous l'action de la pression qui règne dans le collecteur 20 et, de l'autre côté, sous l'action d'un ressort anta goniste 73.
Dans une variante du dispositif représenté constituant le dispositif de réglage d'une ins tallation comprenant plusieurs autogénérateurs alimentant en commun la turbine 21, les dis positifs 33-35 des divers générateurs pour raient être montés en série dans le circuit élec trique 57.
Dans ce cas, on prolongerait la bande de contact 35a qui s'étend le long de la came 35 jusqu'au fond de l'intervalle entre les cames 34 et 35, afin que le contact ne soit pas interrompu au cas où l'un des autogénéra- teurs s'arrêterait pour une raison accidentelle, ce qui ferait monter le support 36 des cames 34-35 et provoquerait le contact de la butée 33 avec le fond dudit intervalle.
Le fonctionnement du dispositif de réglage qui vient d'être décrit est le suivant La première, zone de fonctionnement de l'installation et la première zone de charges inférieures, sont celles du démarrage de l'ins tallation et des puissances réduites de la tur bine 21. Cette zone est caractérisée par le fait que le débit minimum en gaz moteurs de l'autogénérateur, à la pression d'alimentation réduite telle que requise par la turbine dans cette zone, est supérieur à la quantité de gaz susceptible d'être absorbée par la turbine.
Dans cette zone, on laisse échapper à l'air libre une plus ou moins grande partie des gaz moteurs fournis par l'autogénérateur en ac tionnant la vanne 43 de façon à ouvrir l'ou- verture 46 et à fermer complètement ou par tiellement l'ouverture 45, la vanne 48 étant ouverte. En même temps, par contact de la butée 33 contre la came 34 (came correspon dant au débit minimum) on maintient la cré maillère de réglage 27 du combustible injecté dans l'autogénérateur dans la position corres pondant au débit minimum de celui-ci pour la pression de marche momentanée.
Dans cette première zone de charges inférieures, le régu lateur 55 a un effet de réglage seulement sur le piston 49 commandant la soupape 43, tan dis que les pistons 32 et 40 sont inopérants, étant donné que dans cette première zone les tiges 30b et 41b qui supportent les axes de pivotement des leviers 30 et 41, sont flottan tes. Les mouvements des pistons 32 et 40 ne sont donc pas transmis, respectivement, à la tige 29 et à la tige 42, mais provoquent sim plement un mouvement de pivotement des le viers 30 et 41 autour des axes par lesquels ces leviers sont articulés, respectivement, sur la tige 29 et la tige 42.
La position de la cré maillère 27 dans cette première zone de char ges inférieures est déterminée uniquement en fonction de la pression régnant dans le réser voir 11 par l'application de la butée 33 contre la came 34 (came min.) et n'est pas influencée par le régulateur de vitesse 55 de la turbine 21, tandis que le robinet 39 reste fermé.
Lorsque la charge de la turbine 21 aug mente les quantités et les pressions d'alimen tation qui sont nécessaires à cette turbine aug mentent aussi. On arrive alors à un moment où la totalité des gaz débités par l'autogénéra- teur doit être fournie à la turbine. A partir de ce moment, il faut que la vanne 43 ferme entièrement l'ouverture 46 et ouvre entière ment l'ouverture 45.
A ce moment, l'extrémité supérieure de la tige 50 bute contre le distributeur 55 et le déplace de façon telle que le frein 30c entre en action et bloque la tige 30b. Dès ce moment, les mouvements du piston 32 produits par la pression du fluide du régulateur de vitesse 55 sont transmis à la crémaillère de réglage 27 qui règle la quantité de combustible introduite dans le cylindre moteur 1 de l'autogériérateur. La zone consécutive de charges plus éle vées, correspondant à la deuxième zone de réglage est ainsi déclenchée.
Dans cette zone la puissance de l'autogénérateur en marche est réglée exclusivement par une modification, en fonction de la vitesse de la turbine 21, de la quantité du combustible introduite dans le cylindre moteur de l'autogénérateur. Dans cette deuxième zone, la butée 33 se trouve dans l'intervalle entre les deux cames 34 et 35, sans avoir de contact ni avec l'une, ni avec l'autre came. D'autre part, dans cette zone, le piston 49 est maintenu dans sa position finale pour laquelle la vanne 43 ferme la conduite 47 et le piston 40 est toujours sans effet sur le ro binet 39 qui reste fermé.
Cette deuxième zone dure jusqu'au mo ment où la butée 33 de l'autogénérateur bute contre la came 35 (came de débit maximum) ; à ce moment, l'autogénérateur a atteint, pour la pression d'alimentation momentanée de la turbine, son débit maximum. Le contact entre la butée 33 et la came 35 ferme le circuit électrique 57, ce qui met en fonction le frein 41c. A ce moment, les mouvements du piston 40 sont transmis au robinet 39 qui ouvre ainsi la conduite d'aspiration de la pompe 25.
Ainsi est mise en fonction la troisième zone de réglage, dans laquelle du combustible sup plémentaire est injecté par l'injecteur dans la chambre de combustion 22. Dans cette troi sième zone de réglage, la butée 33 reste en contact avec la came 35, de sorte que la cré maillère 27 assure dans cette troisième zone, pour chaque pression de débit, l'introduction d'une quantité telle de combustible dans le cy lindre moteur de l'autogénérateur que celui-ci fournisse la quantité de gaz maximum. Dans cette troisième zone, les pistons 32 et 49 n'ont donc pas d'effet de réglage.
Une variante du dispositif qui vient d'être décrit pourrait être appliqué à une installation à plusieurs autogénérateurs travaillant simulta nément et ayant la même charge.
Dans le cas d'une variante du dispositif dé crit agencée pour régler une installation com portant plusieurs autogénérateurs alimentant une même turbine et qui ne sont pas toujours tous en marche, on doit prévoir la mise en marche d'un autogénérateur supplémentaire jusque-là au repos.
Dans cette variante, on peut donc faire en sorte que la vanne 43 de l'autogénérateur à mettre en marche main tienne la lumière 45 fermée aussi longtemps que la pression de la conduite 18 de cet auto- générateur n'est pas au moins voisine de la pression qui règne dans la conduite 19 com muniquant librement avec le collecteur 20 qui est alimenté par les autres générateurs en mar che. Cette variante présente à cet effet le dis tributeur 62. Ce distributeur ferme le conduit 61 et maintient ouvert le conduit d'échappe ment 68, empêchant ainsi l'ouverture de la lu mière 45 par la vanne 43, tant que la pression dans le réservoir 11 est inférieure à la pression dans la conduite 19.
Lorsque la pression dans le réservoir 11 devient supérieure à celle qui règne dans la conduite 19, le piston 63, et avec lui le distributeur 62, sont déplacés vers la droite; ce qui relie entre elles les deux sec tions de la conduite 61 qui se trouvent en amont et en aval dudit distributeur. Par con séquent, la pression régnant dans la conduite 53 peut agir sur le piston 49 afin de déplacer celui-ci dans un sens qui assure l'ouverture de la lumière 45 et la fermeture de la lumière .46.
ll est encore à noter que, pour permettre la montée de la pression dans le réservoir 11, il faut fermer progressivement la .soupape 48 qui, tout au début du démarrage, est complètement ouverte.
Le distributeur 62 et ses moyens de com mande jouent également un rôle lorsque l'auto- générateur auquel ils appartiennent est le pre mier à démarrer d'une pluralité d'autogénéra- teurs faisant partie de l'installation.
Dans ce cas on ferme, avant le démarrage, le robinet 67 et l'on ouvre toute grande la soupape 48 ; l'autogénérateur peut donc démarrer sans être obligé d'accomplir une- compression impor tante jusqu'au moment où il sera réchauffé. Alors on ouvre le robinet 67, ce qui provoque le déplacement immédiat du tiroir 62 vers la droite, étant donné que la pression dans la conduite 19 est égale à la pression ambiante. Le piston 49 se trouve donc tout de suite sou- mis à la pression qui règne dans la conduite 53, de sorte que la vanne 43 ouvre progressive ment la lumière 45 et ferme la lumière 46.
L'interrupteur 69 a pour but de permettre d'empêcher l'introduction du combustible sup plémentaire dans la chambre de combustion 22 à tout moment voulu et notamment dans les périodes de démarrage où la butée 33 pourrait contacter la came 35 afin d'assurer un débit important des gaz moteurs. L'interrupteur 70 sert à arrêter lYinjection de combustible dans la chambre de combustion 22 si, pour une rai son accidentelle, l'autogénérateur ou tous les autogénérateurs s'arrêtent, ce qui provoque rait dans le collecteur 20 une chute de pres sion allant jusqu'à la pression ambiante.
Pour assurer un fonctionnement satisfai sant, lors des périodes de démarrage, on peut prévoir encore. dans la conduite 53, en amont du cylindre 32a, un robinet qui permet de sous traire le piston 32 aux pressions de commande qui règnent dans les conduites 53 et 54. On peut également agencer le dispositif décrit de façon à pouvoir dans ces périodes faire agir sur le piston 32 une pression autre que celle provoquée par le régulateur 55 de la turbine 21. Il peut également être avantageux de pou voir soustraire à volonté le frein 30c à sa pres sion de commande, même à un moment où le piston 49 est dans sa position haute, pour la quelle la vanne 43 ouvre toute grande la lu mière 45.
A cet effet, on peut prévoir un robinet dans la conduite qui amène le fluide sous pression au piston du frein 30c.