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pour: "Appareil pour le réglage de l'adduction d'un fluide".
La présente invention est relative à un appareil perfectionné pour commander l'adduction de l'air comburant,dans un conduit adducteur unique en fonction de la quantité d'air nédessaire à plusieurs adductions sépa- rées de combustibles en vue de l'obtention d'une atmosphère.désirée dans une chambre.de combustion ou, plus particulièrement, dans des fours (ou des chaudières) industriels.
Il a été proposé antérieurement de totaliser les vitesses d'adduc- tion des combustibles à l'aide de doseurs de combustible ou de courants d'air directeurs directement proportionnels au pouvoir calorifique des dif- férents combustibles et de la totalité de l'air, par rapport à la somme des différents combustibles, exprimée en calories. Le principe de ces ap- pareils est fondé sur le fait qu'il faut une quantité d'air bien détermi- née pour une quantité donnée de combustible, calculée d'après la valeur calorifique.
Le principal but de cette invention est de créer des dispo- sitifs mécaniques et réglables pour totaliser et proportionner les quanti- tés, intervenant en fonction de la totalité de l'air nécessaire aux
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différents combustibles constitués par des gaz, de l'huile, du charbon pulvérisé, etc..., et tenant compte des conditions de fonctionnement de chaque foyer pouvant exiger des proportions variables entre l'apport de calories et l'adduction d'air pour différentes vitesses de l'air total et tenant compte également d'une entrée d'air additionnel éventuelle en dehors de la commande de l'appareil, par exemple d'une infiltration d'air ou d'une certaine quantité d'air primaire dans le cas de brûleurs à hui- le et de brûleurs à charbon pulvérisé.
Un autre but de l'invention est de créer un dispositif réglable pour compenser les variations de la densité ou de la composition chimi- que des combustibles, ou encore de l'atmosphère de combustion désirée.
Un autre but est de créer un dispositif pour totaliser les quantités d'air nécessaires aux différents combustibles, de telle manière que les impul- sions produites par le dosage des différents combustibles ou de l'air total soient ou non obtenues par des plaques perforées produisant des rapports de puissance secondaire entre les impulsions et les vitesses d'adduction, ou par d'autres impulsions qui peuvent être une fonction quelconque des vitesses d'adduction et qui n'ont pas nécessairement les mêmes caractéristiques pour chaque combustible ou pour chaque adduction d'air.
D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la des- cription ci-après, en regard du dessin ci-annexé, sur lequel
La fige 1 est une vue schématique d'un appareil totalisateur sui- vant l'invention, appliqué à deux combustibles gazeux.
La fig. 2 est une vue en plan sur le dessus d'un train différen- tiel du type employé dans l'appareil de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue schématique montrant des trains différen- tiels employés au dosage de trois combustibles.
L'appareil représenté sur ce dessin est destiné à. régler la quan- tité de l'air comburant par rapport à l'air nécessaire pour des combus- tibles gazeux sépa.rés, chacun de ces combustibles étant réglé à la main ou subissant des variations d'adduction. La fig. 1 montre deux conduits
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adducteurs de combustibles 10 et 11 et un seul conduit adducteur d'air 12, qui amène l'air nécessaire à la combustion des deux combustibles. Tous ces conduits adducteurs aboutissent à un foyer ordinaire (non représenté). Le problème à résoudre consiste à déterminer la quantité d'air nécessaire aux deux combustibles de pouvoirs calorifiques différents et de commander l'ad- duction de l'air en fonction de la somme des différentes quantités d'air nécessaires.
A ce sujet, il y a lieu de se reporter au Brevet américain N 2.134.745 qui décrit des régulateurs employés pour proportionner l'ad- duction de l'air à l'adduction de plusieurs combustibles séparés.
Dans le présent exemple, les différentes quantités d'air nécessaires aux différents combustibles sont déterminées par le fait que l'on crée,des pressions d'écoulement différentielles sur les deux,côtés opposés d'un ori- fice d'étranglement intercalé dans les conduits adducteurs des combustibles.
Ces différences de pression sont ensuite transformées en mouvements direc- tement proportionnels aux différentes quantités d'air nécessaires et ces mouvements, qui ne sont pas nécessairement directement proportionnels au pouvoir calorifique des différents combustibles, sont transmis à un dispo- sitif totalisateur agencé pour régler le passage de l'air.
Dans la disposi- tion représentée, chacun des conduits adducteurs 10 et 11 est muni d'un orifice d'étranglement 13, des deux côtés duquel partent des conduite de dérivation 14 et 15 débouchant sur les deux faces d'une membrane 16 agis- sant sur un côté d'une tuyère pivotante 17 faisant partie d'un régulateur de construction connue et actionné par une pression différentielle. La pous- sée exercée par la membrane est produite à l'encontre de l'action d'un res- sort 18, dont la compression est commandée par une came 19 d'un profil.va- riable. Dans le présent exemple, la came est composée d'un grand nombre de plaquettes fendues, réglables les unes par rapport aux autres, et assem- blées à l'aide d'un boulon 20. Le bloc formé par ces plaquettes est fixé sur un curseur 21 monté coulissant sur des supports fixes.
Le régulateur à tuyère comporte un curseur régulateur de rapports ordinaire 22, qui peut être employé pour faire varier le rapport entre la quantité d'air nécessai- re au combustible, en fonction des variations de la densité des combustibles
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ou 3-'autres facteurs, ainsi qu'il sera décrit plus loin. Dans le dispositif représenté, la tuyère distribue le fluide à l'un ou l'autre de deux conduits 23 et 24 raccordés sur un servo-moteur 25 du type à piston qui, à son tour, actionne un pignon denté 26 en prise avec une crémaillère 27 solidaire du curseur 21. On voit que ce curseur porte un index. 28 se déplaçant sur une graduation de lecture 29 qui indique les quantités d'air nécessaires au combustible en question.
On voit également qu'une poussée exercée par la membrane 16 sur le relais à tuyère déplace cette tuyère jusqu'à ce que le servo-moteur ait dé- placé la came 19 et comprimé le ressort 18 d'une quantité suffisante pour compenser l'effet de poussée de la membrane et pour rappeler la tuyère dans sa position médiane. On obtient de cette façon un rapport bien déterminé entre les impulsions de l'écoulement et le déplacement de la came, rapport qui est indiqué par l'index 28. Ce rapport peut être modifié pour tenir compte des conditions de fonctionnement de chaque foyer, et ce par une mo- dification du profil de la came réglable 19.
Il ressort de ce qui précède que, quelle que soit la caractéristique de l'impulsion produite par l'écoulement qui, dans de nombreux cas, n'est pas une fonction de puissance secondaire, il est toujours possible d'obtenir un déplacement correspondant de la came 19 qui soit directement proportion- nel à la quantité d'air nécessaire à chaque combustible, pour une vitesse d'adduction déterminée.
En particulier, cet agencement permet de réaliser d.es réglages te- nant compte des caractéristiques du brûleur ou des conditions de fonction- nement du foyer pour une intensité de chauffage déterminée. Par exemple, certains foyers exigent une réduction de l'entrée d'air pour une faible intensité de chauffage, parce que les infiltrations d'air inévitables ré- duisent la nécessité d'une admission réglée d'air additionnel. Dans d'au- tres cas, il est souhaitable d'introduire de l'air additionnel, et il en résulte une augmentation de l'excédent d'air parce que les brûleurs ont tendance à produire une combustion imparfaite aux faibles vitesses d'ad- mission. Toutes ces conditions peuvent être corrigées à l'aide des cames
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de profil variable 19.
De plus, les curseurs régulateurs de rapports 22 permettent l'introduction de facteurs de correction qui tiennent compte des variations de la composition chimique des. combustibles, des changements de viscosité, des changements de densité, etc... Toute modification de la position des curseurs régulateurs 20 allonge ou réduit la course des cames qui est directement proportionnelle aux impulsions dans toute la gamme des vitesses d'adduction.
Dans le présent exemple, le¯déplacement des cames, qui est propor- tionnel aux quantités d'air nécessaires aux différents combustibles, est transmis par un dispositif totalisateur à l'obturateur-régulateur de l'air.
D'après le dessin, chaque crémaillère est solidaire d'un bras 30 sur lequel est articulée une bielle d'accouplement 31. Chaque bielle d'accouplement est à son tour articulée sur un levier 32 qui actionne un arbre 33 portant un pignon droit 34. Ce pignon droit 34 actionne un train différentiel 35 qui transmet le mouvement de rotation par un arbre porte-satellites 36 à un pignon 37. Celui-ci déplace une crémaillère ou un curseur 38 similaire aux curseurs 21 et portant une came à profil réglable 39 similaire aux ca- mes 19. Cette came est profilée pour tenir compte de la totalité des infil- trations d'air dans le foyer et pour faire varier l'arrivée de l'air.
Le curseur 38 est monté d'une manière similaire à celle des curseurs 21, et il porte également un index 40 se déplaçant sur une graduation 41, pour in- diquer la totalité de l'air nécessaire aux différents combustibles, étant donné que le mouvement transmis au pignon 37 et, par celui-ci, à la came 39, est égal à la somme des mouvements transmis par les différentes cames au train différentiel.
D'après le dessin, le passage de l'air dans le conduit 12 est réglé par un papillon 42 qui est actionné par un servo-moteur 43 du type à piston.
Sur ce servo-moteur sont raccordés des conduits 44 et 45, pour lesquels la distribution est faite par un régulateur à tuyère 46, comportant également un curseur régulateur de rapports 47 permettant de modifier à volonté la vi- tesse d'écoulement de l'air. La came 39 agit sur un côté de la tuyère par un ressort 48 et modifie le régime du régulateur pour la commande du passage
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de l'air dans le conduit 12. Le ressort commande la tuyère à l'encontre de l'action d'une membrane 49 sur l'autre côté de la tuyère, et la position de cette membrane est déterminée par la chute de pression à travers un orifice d'étranglement 50 intercalé dans le conduit adducteur d'air, agissant par des conduits de dérivation 51 et 52 sur les faces opposées de la membrane.
Lorsque le ressort est comprimé par le déplacement de la came vers la droite, la tuyère tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et le servo-moteur ouvre le papillon 42 jusqu'à ce que l'augmentation de la vi- tesse de passage de l'air produise une chute de pression à travers l'orifi- ce d'étranglement 50 qui soit suffisante pour compenser la tension du res- sort. L'adduction de l'air est donc réglée de telle manière qu'elle soit directement proportionnelle au déplacement de la came de réglage de l'air, ce déplacement étant à son tour proportionnel à la somme des quantités d'air nécessaires aux différents combustibles.
Les réglages du curseur régulateur de rapport 47 permettent de faire varier ce rapport entre l'adduction com- mandée de l'air et la quantité d'air nécessaire, et il en résulte un régla- ge du pourcentage de l'excédent ou du manque dans la quantité totale de l'air.
Lorsque la quantité du combustible primaire augmente, par exemple, il est bien entendu que le régulateur et l'appareil transmettent un mouve- ment vers la droite à la bielle 31 et au levier 32 de gauche, tandis que lorsque l'augmentation porte sur la quantité du combustible secondaire, il se produit également un déplacement vers la droite de la bielle et du le- vier de droite, ce qui transmet au pignon 37 un mouvement de sens contraire à celui des aiguilles d'une montre, par l'intermédiaire de l'arbre 36 du train différentiel. La came 39 est alors déplacée vers la droite. Cette came déplace à son tour la tuyère 46 dans le sens des aiguilles d'une mon- tre pour actionner le piston du servo-moteur 43 dans le sens de l'ouverture du papillon 42, en vue d'une augmentation de la quantité d'air.
Ensuite, la résistance de la tuyère à tout autre déplacement est augmentée par une aug- mentation de la pression différentielle agissant sur la membrane 49. Lorsque cette pression différentielle compense l'action du ressort, la tuyère revieni
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automatiquement vers sa position médiane.
La fig. 3 représente un agencement de trains différentiels pour la transmission de mouvements de totalisation suivant les besoins en air de trois combustibles. Dans cet exemple, l'arbre totalisateur 36 est monté pour actionner l'un des deux arbres 33' portant chacun un pignon droit et faisant partie du deuxième train différentiel comportant un arbre porte- satellites 36' muni également d'un pignon 37. L'autre arbre 33' du deuxiè- me train'différentiel est actionné par une bielle 31' qui est déplacée en fonction de la quantité d'air nécessaire au troisième combustible. Le dis- positif actionnant la troisième bielle 31' peut être similaire à ceux pré- vus pour les deux bielles 31 de la fig. 1. Il est bien entendu que l'on peut régler de cette manière un nombre quelconque de combustibles, simple- ment en complétant le nombre des trains différentiels.
De même, l'appareil fonctionne d'une manière satisfaisante, même si l'on n'emploie qu'un seul combustible à la fois.
Dans l'agencement de la fig. 1, il est également bien entendu que les régulateurs, servo-moteurs et les cames peuvent être montés sur un sup- port convenable, par exemple une table. La course des cames peut être choi- sie égale pour tous les dispositifs de commande, ce qui est obtenu par le fait que l'on choisit les rapports de transmission nécessaires des trains différentiels, tandis que les cames peuvent être guidées en ligne droite d'une manière convenable quelconque, par exemple à l'aide d'un curseur rou- lant ou coulissant. De plus, les indicateurs des quantités d'air nécessai- res peuvent être d'un type mécanique ou électrique et tous ces indicateurs peuvent être placés en un point convenable quelconque.
Enfin, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée au mo- de de réalisation particulier qui n'a été décrit et représenté,qu'à titre d'exemple. De plus, il n'est pas indispensable que toutes les caractéris- tiques de l'invention soient employées en combinaison, étant donné qu'elles peuvent être utilisées en combinaison ou séparément.