BE474425A - - Google Patents

Description

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 pour: "Procédé et appareil pour proportionner et régler l'adduction de fluides" . 



   Cette invention est relative à un procédé et à un appareil pour proportionner et pour régler un combustible primaire et un combustible secondaire, ainsi que l'air comburant, employés dans un four ou un foyer, et faisant usage d'un fluide directeur servant d'élément de réglage. Le principe consiste à employer des courants de fluide directeur pour pro- portionner et pour régler l'arrivée d'un combustible primaire et d'un com- bustible secondaire dans un foyer en fonction de   11 apport   de chaleur de- mandé, et pour assurer l'arrivée du combustible secondaire avec une vites- se minimum,lorsque l'arrivée du combustible primaire est insuffisante pour fournir l'apport total de chaleur demandé. Un autre but de l'invention est de créer un agencement simplifié de ce type rendant inutile l'emploi de totalisateurs mécaniques. 



   D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la des- cription ci-après en regard du dessin annexé à titre d'exemple, sur lequel:   .La   fig. 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation de l'ap-   pareil   suivant l'invention. 

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   La fig. 2 est un schéma des connexions électriques montrant.cer- taines parties du mécanisme représenté par la fig. 1. 



   L'appareil représenté sur le dessin, tout au moins en ce qui con- cerne le réglage de l'écoulement du fluide directeur, est quelque peu si- milaire à l'appareil que décrivent les Brevets américains N    2.169.174   et 2.169.175 déposés aux noms de   Ziebolz   et   Velten,   Cependant, le nouvel agencement est particulièrement destiné à régler l'arrivée d'un combusti- ble primaire et d'un combustible secondaire en fonction de l'apport de chaleur demandé et de l'arrivée totale de l'air comburant. De même, cet agencement est destiné à assurer une arrivée minimum de combustible   seaon-   daire lorsque l'arrivée du combustible primaire disponible est   insuffi-   sante pour fournir l'apport de chaleur demandé.

   Il est bien entendu que le combustible primaire peut être du   ga.s   de four à coke et que le combus- tible précondaire peut être un combustible auxiliaire, tel que le gaz na- turel. Il est également entendu que le but principal est d'employer une quantité aussi grande que possible du combustible primaire disponible pour obtenir l'apport de chaleur demandé. Eventuellement, le courant to- tal du fluide directeur pour la commande des combustibles peut être ré- glé ou commandé soit à, la main, soit automatiquement, en fonction de l'apport total de chaleur demandé.   D'a.utre   part, et suivant l'invention, ce courant peut être réglé en fonction de l'arrivée de l'air comburant. 



   D'après le dessin, l'appareil représenté comporte un conduit prin- cipal directeur 10 divisé en branches 11 et 12   à   travers lequel l'air directeur est introduit avec une vitesse réglée pour   proportionnai   et pour commander l'arrivée des combustibles 1 et 2 à travers les conduits 13 et 14. De même, le dessin montre que l'adduction totale du fluide di- recteur est employée à la commande de l'adduction de l'air comburant à travers un conduit 15. Tous ces conduits aboutissent à un four ou un foyer (non représenté). 



   Le courant total de l'air directeur arrivant par le conduit 10 est destiné à être commandé par un régulateur convenable 16 du type hy- draulique bien connu, comportant une chambre à membrane ordinaire en 

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 communication avec les deux côtés d'un orifice d'étranglement ou de dosage 17 intercalé dans le conduit et agencé pour faire fonctionner le papillon régulateur usuel 18. Le régulateur représenté comporte une membrane de commande 19 destinée à être réglée à l'aide d'un volant de manoeuvre 20 agissant sur cette membrane par l'intermédiaire d'un ressort, en fonction de l'apport de chaleur demandé.

   L'invention prévoit également un disposi- tif permettant de régler automatiquement l'apport de chaleur demandé à l'aide d'un régulateur principal non représenté, en communication avec la chambre à membrane de commande par l'intermédiaire d'un conduit 21, dans lequel est intercalé un obturateur. Il est bien entendu que le régu- lateur transforme l'impulsion de charge en un courant proportionnel total de fluide directeur arrivant par lé conduit 10. L'adduction de ce fluide est maintenue constante, si le régulateur est réglé à la main en fonction de l'apport de chaleur demandé. 



   D'après le dessin, l'adduction de l'air comburant est commandée en fonction de l'adduction totale du fluide directeur à travers le conduit 
10. A cet effet, un régulateur 22 du type hydraulique est muni d'une mem- brane mise en communication avec les deux côtés opposés de l'orifice d'é- ., tranglement 17 intercalé dans le conduit 10, et d'une deuxième membrane mise en communication avec les deux côtés opposés d'un orifice d'étrangle- ment 23 intercalé dans le conduit adducteur d'air 15. Le régulateur est également agencé pour actionner un papillon 24 destiné à maintenir l'ad- duction d'air proportionnelle à l'adduction totale du fluide directeur. 



   L'adduction du combustible primaire ou combustible 1 est également commandée en fonction de l'adduction totale du fluide,directeur. A cet effet, un autre régulateur hydraulique 25, de construction similaire à celle du régulateur 22, est muni d'une chambre à membrane en communication avec les deux côtés d'un orifice d'étranglement ou de mesure 26 intercalé dans le conduit adducteur de fluide directeur 10, et d'une deuxième cham- bre à membrane mise en communication avec les deux côtés opposés d'un ori- fice d'étranglement 27 intercalé dans le conduit adducteur de combustible 
13. Ce régulateur a un papillon 28 de commande du combustible intercalé 

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 dans le conduit 13, pa.r l'intermédiaire d'un servo-moteur 29 à piston du type usuel. 



   Tant que l'arrivée du combustible primaire est suffisante pour fournir l'apport de chaleur demandé, il est bien entendu que le régula- teur fonctionne pour commander le papillon 28. L'adduction totale de l'air directeur est dirigée   à.   travers la branche 11 comportant un pa- pillon régulateur 30 actionné par un régulateur diviseur 31, commandé par des membranes opposées, respectivement en communication avec les côtés opposés d'un orifice d'étranglement 32 intercalé dans la branche 11, et d'un orifice d'étranglement 27 intercalé dans le conduit adduc- teur de combustible 13, de telle sorte que le courant de l'air directeur - passant par la branche 11 soit équilibré par rapport à l'adduction du combustible à travers le conduit 13.

   Le régulateur diviseur 31 est re- lié par servo-moteur usuel 33 au papillon 30 et à un deuxième papillon 34 intercalé dans l'autre branche 12. Ce dernier papillon est maintenu fermé, tandis que le papillon 30 est maintenu ouvert aussi longtemps que l'arrivée du combustible primaire est suffisante pour l'apport de chaleur demandé. L'agencement est tel que, lorsque l'adduction du com- bustible primaire devient insuffisante pour fournir l'apport de chaleur demandé, le régulateur diviseur ferme partiellement le papillon 13 et ouvre partiellement le papillon 34 du conduit directeur 12, de sorte que le courant arrivant pax ce conduit peut être utilisé pour commander l'adduction du combustible. secondaire.

   C'est-à-dire qu'une diminution de l'adduction du combustible primaire exige :une diminution propor- tionnelle de l'adduction de   l'air à   travers le conduit directeur 11,et que le complément de l'air directeur est détourné par le conduit direc- teur 12. 



   Dans cet exemple l'agencement est tel que le régulateur de com- bustible 25 soit sensible à une diminution de l'adduction mesurée du combustible primaire,ou d'une augmentation de l'apport de chaleur de- mandé, représentée par une augmentation de l'adduction totale du fluide directeur. Cet agencement agit par l'intermédiaire du servo-moteur 29 

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 pour établir une adduction minimum admissible de combustible secondaire. 



  L'arrivée du combustible secondaire est commandée par un régulateur   hydràu-   lique 35 actionné en fonction de l'arrivée du fluide directeur à travers le conduit 12, et comportant des membranes opposées en communication avec les deux cotés d'un orifice de dosage ou d'étranglement 36 intercalé dans ce conduit, et avec les côtés opposés d'un orifice d'étranglement 37   in-   tercalé dans le conduit d'arrivée du combustible secondaire. Ce régulateur actionne un papillon 38 à l'aide d'un autre servo-moteur ordinaire 39. 



   L'agencement est tel que le papillon soit maintenu fermé lorsque l'adduc- tion du fluide directeur à travers le conduit 12 est nulle. Un conduit de dérivation ou conduit de fuite 40 est raccordé sur le conduit directeur principal 10 entre les orifices d'étranglement 17 et 26, et ce conduit est agencé pour fournir une adduction dosée d'air directeur proportionnel au minimum désiré de combustible secondaire, dana la branche 12 entre le      papillon 34 et l'orifice d'étranglement 36, pour faire fonctionner le ré-   gulateur   35. 



   Le conduit de dérivation 40 contient un obturateur de fuite 41 agen- cé pour être actionné par deux solénoïdes 42 et 43, dont les circuits sont commandés par la position du piston du servo-moteur 29 actionné par le ré- gulateur du combustible primaire. L'agencement est tel que le   solénolde     42,   lorsqu'il est excité, ouvre l'obturateur 41, tandis que le solénoïde   43   le ferme. Lorsque l'apport de chaleur demandé est supérieur à l'adduc- tion disponible du combustible primaire, il est bien entendu que les im- pulsions fournies par l'orifice d'étranglement 26,.intercalé dans le con- duit directeur principal 10, sont supérieures aux impulsions fournies par l'orifice d'étranglement 27, intercalé dans le conduit adducteur du com- bustible primaire.

   Le régulateur 25 déplace alors le piston du servo- moteur 28 vers sa position extrême de droite et maintient l'obturateur 
28 largement ouvert. La tige de piston 44 du servo-moteut 29 est accou- plée à un bras pour actionner un élément de contact 46 agencé pour fermer les circuits respectifs des   solénoldes   42 et   43   par l'intermédiaire de paires de plots de contact 47-48 et 49-50. Les plots 47-48 commandant le 

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 circuit du solénoide 42 et les plots   49-50   commandant le circuit du solé- noïde 43, ainsi que le montre clairement la. fig. 2. 



   Il est bien entendu que l'obturateur 41 est normalement fermé lors- que l'appareil est mis en marche. Si le circuit est fermé   à   travers le   solénoide   42 par suite d'un manque d'adduction de combustible primaire, ou par suite d'une augmentation de l'apport de chaleur demandé que le com-   'bustible   primaire ne peut fournir, ce circuit ouvre l'obturateur de fuite de telle sorte qu'une certaine partie de l'air directeur total soit déri- vée a.u delà de l'orifice d'étranglement 26.

     Eventuellement,,   le passage de l'air de dérivation peut être maintenu constant par un régulateur 51 de construction simple actionné par une membrane, agencée pour actionner un, obturateur de commande 52 en fonction des impulsions fournies par l'orifi- ce d'étranglement 33, Bien entendu, ce régulateur peut être réglé d'une manière bien connue pour modifier la vitesse de l'adduction d'une manière désirée. Dès que le courant d'arrivée du fluide   directeur,atteint   l'ori- fice d'étranglement 36 dans le conduit 12, il actionne le régulateur 35 pour faire arriver une quantité proportionnelle de combustible secondaire et équivalente d'un minimum admissible de ce combustible secondaire.

   Le régulateur ouvre   l'obturateur   38 du combustible secondaire pour permettre une adduction de ce combustible   à.   une vitesse constante en fonction du courant directeur. En même temps le piston du servo-moteur 39 actionne un élément de contact 54 pour relier entre eux des plots de contact 55-56, intercalés dans le circuit du deuxième   solénoide   43. Mais le circuit de ce solénoide n'est pas réellement fermé tant que l'adduction disponible du combustible primaire   -n'est   pas de nouveau équivalente de ou supérieure à l'apport de chaleur demandé.

   Les obturateurs sont représentés dans la position convenable permettant l'établissement du minimum admissible de l'adduction du combustible secondaire,   dès   que l'arrivée du combustible primaire devient insuffisante pour fournir l'apport de chaleur demandé. 



  Il y a lieu de noter que l'obturateur du combustible primaire a été légè- rement fermé par le fait qu'une certaine quantité de l'air total   a   été dérivée de l'adduction totale du fluide directeur. Ceci permet au régula- teur 25 de déplacer sa tuyère vers la droite pour faire fonctionner le 

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 piston du servo-moteur 29 et pour le déplacer légèrement vers la gauche,   ce   qui réduit l'adduction du combustible primaire d'une quantité approxi-   mativement   égale au minimum admissible de l'adduction du combustible se- condaire.

   Le régulateur 31 continue de maintenir les obturateurs diviseurs 
30 et 34 dans les positions représentées, parce que la quantité réduite de l'air directeur total passant par l'orifice d'étranglement 32 passe également à travers l'orifice d'étranglement 26, de sorte que le régula- teur peste dans sa position d'équilibre. 



   Dès que l'arrivée du combustible secondaire est établie, l'adduc- tion disponible du combustible primaire'devient légèrement supérieure à l'apport de chaleur demandé. En conséquence, une autre augmentation de l'apport demandé est compensée par une augmentation de l'arrivée du com- bustible primaire jusqu'à ce que l'adduction disponible maximum soit de nouveau atteinte. Dans ce cas, le piston du servo-moteur 29 retourne vers sa position extrême de droite, dans laquelle il maintient l'obturateur 
28 largement ouvert, l'élément de contact 46 étant maintenu dans sa posi- tion de fermeture entre les plots   47   et   48.   Toute autre augmentation de l'apport demandé est ensuite compensée par une augmentation correspondan- te de l'adduction du combustible secondaire.

   Lorsque l'adduction du flui- de directeur total à travers l'orifice 26 et l'orifice 32 augmente, le régulateur diviseur 31 intervient pour déplacer vers la droite le piston de son servo-moteur 33, fermant partiellement l'obturateur 30 de la bran- ohe 11 et ouvrant partiellement l'obturateur 34 de la branche 12, pour permettre à une certaine quantité d'air directeur de passer par cette dernière branche. Ceci augmente le passage à travers l'orifice   d'étran-   glement 36 et fait fonctionner le régulateur 35 du combustible secondai- re pour élargir l'ouverture de l'obturateur 36 en proportion de l'augmen- tation du passage de l'air directeur à travers la branche 12.

   Les impul- sions réduites fournies par l'orifice d'étranglement 32 de la branche 11 compensent alors les impulsions sensiblement constantes fournies par l'orifice d'étranglement 27 du combustible primaire. Le combustible se- condaire continue ensuite à compenser toute augmentation ou diminution de l'apport demandé. 

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   Lorsque cet apport s'abaisse à un point où l'adduction du combusti- ble primaire devient suffisante, les impulsions fournies par l'orifice d'étranglement 27 du conduit 13 du combustible primaire actionnent deux régulateurs 25 et 31 de telle sorte que le régulateur 31 rappelle les ob- turateurs diviseurs 30 et 34 vers les positions respectives que montre la fig. 1. Le régulateur 25 déplace le piston du servo-moteur 29 vers la gau- che et amène ainsi l'élément de contact 46 sur les plots 49 et 45 inter- calés dans le circuit du deuxième   solénoide.43.     Etant   donné que les plots 55-56 commandés par le régulateur 35 du combustible secondaire sont déjà réunis, le deuxième   solénolde   43 est excité pour fermer l'obturateur de fuite 41.

   Ensuite le régulateur 35 ferme l'obturateur 38 du combustible se-   conda.ire,   après quoi le combustible primaire fournit l'apport total demandé   jusqu'à.   ce que le cycle recommence. Etant donné qué l'élément de contact 54 ouvre le circuit du deuxième obturateur à   solénolde   43, lorsque   l'obtu-   rateur du combustible secondaire est fermé, l'élément de contact 46, ac- tionné par le servo-moteur du régula.teur du combustible primaire, ne peut de nouveau fermer le circuit du deuxième   solénoide,   tant que le cycle ne se répète. 



   Il est bien entendu que le procédé de réglage peut être appliqué à un nombre de combustibles supérieur à deux, étant donné que le dispositif régulateur du fluide directeur est capable d'être doublé pour assurer la totalisation de l'adduction de trois combustibles ou davantage. Dans.ce cas le conduit directeur principal 10 ferme une branche d'un autre conduit principal (non représenté), l'autre branche commandant alors le troisième combustible. D'autre part, l'appareil peut être employé dans une installa- tion fournissant à un four ou foyer un autre combustible, non soumis à un réglage variable. 



   Il ressort de la description,qui précède,que le dispositif régula- teur du fluide directeur rend inutile l'emploi d'un dispositif totalisateur mécanique. D'autre part, le fonctionnement de l'installation est entière- ment automatique. L'air directeur peut être prélevé sur la même source que l'air comburant du foyer. De plus, tous les régulateurs sont munis d'un 

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 ;' dispositif changeur de rapport usuel ou d'un dispositif de commande per- mettant de modifier les rapports de la manière désirée pour tenir compte des nombreux facteurs différents bien connus. 



   Il est bien entendu que le procédé n'est pas limité au mode de ré- alisation particulier précédemment décrit. De plus, il est possible d'ima- giner de nombreuses variantes de l'appareil décrit sans s'écarter du prin- cipe de l'invention..     

Claims (1)

1. RESUME.

   L'invention vise : 1 ) Un procédé pour régler et pour proportionner l'adduction d'au moins deux combustibles représentant un combustible primaire et un combus- tible secondaire à introduire dans un four ou foyer en fonction de l'ap- port de chaleur demandé, consistant à prévoir une adduction de fluide di- recteur représentant l'apport demandé, à employer le courant total du flui- de directeur pour commander l'adduction d'un combustible primaire tant que la quantité disponible de ce combustible primaire est suffisante pour l'ap- port demandé, à prévoir un courant de dérivation de ce fluide directeur à une vitesse dosée minimum en fonction d'un manque dans 1'adduction du com- bustible primaire,

   à faire arriver un combustible secondaire avec une vi- tesse minimum admissible en fonction de la quantité du fluide directeur dérivé et à réduire en même temps l'adduction du combustible primaire en fonction de l'adduction réduite du fluide directeur réduit, après sous- traction. de.la quantité dérivée, de telle manière que l'adduction des deux combustibles soit égale à l'apport total de chaleur demandé.

   2 ) Un procédé suivant 1 , caractérisé par les points suivants pris séparément ou en diverses combinaisons : a) Après la soustraction, on augmente l'adduction du combustible primaire en fonction d'une augmentation de l'apport demandé jusqu'à ce que la quantité disponible du combustible primaire soit de nouveau attein- te, et on 'établit ensuite un courant de dérivation du fluide directeur en fonction d'une autre augmentation de l'apport demandé, et on augmente l'adduction du combustible secondaire en fonction du courant dérivé de <Desc/Clms Page number 10> telle sorte que les adductions combinées des deux combustibles soient toujours égales à l'apport total de chaleur demandé.

   b) On arrête automatiquement le passage des courants dérivés et auxiliaires lorsque l'adduction du combustible primaire est de nouveau suffisante pour l'apport demandé, et on fait de nouveau varier l'adduc- tion du combustible primaire en fonction de l'adduction totale du fluide directeur jusqu'à, ce que l'adduction du combustible primaire soit de nou- veau insuffisante pour l'apport demandé.

   c) On augmente de nouveau l'adduction du combustible primaire en fonction d'une nouvelle augmentation de l'apport demandé jusqu'à ce que le maximum disponible du combustible primaire soit atteint, on orée une adduction auxiliaire de fluide directeur pour tenir compte d'une nouvelle augmentation de l'apport demandé pour compléter ainsi le courant auxiliai- re, et on augmente l'adduction du combustible secondaire en fonction de l'augmentation de l'apport demandé, après quoi on règle l'adduction du combustible secondaire en fonction de variations de l'apport demandé, jus- qu'à ce que l'adduction du combustible primaire soit de nouveau suffisan- te pour l'apport total demandé,

   et on arrête les courants dérivé et auxi- liaire de telle manière que le combustible primaire soit de nouveau réglé en fonction de l'adduction tota.le du fluide directeur, jusqu'à ce que le cycle recommence. d) L'adduction de l'air comburant est réglée en fonction de (l'ad- duction du fluide directeur.

   3 ) Un appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant 1 , qui comporte en combinaison : des conduits séparés pour les combustibles et pour l'air, un conduit directeur principal divisé en deux branches correspondant aux conduits à combustible et alimentés cn air comburant, un régulateur agencé pour commander l'adduction totale de l'air directeur en fonction de l'apport de chaleur demandé, un régulateur d'air agencé pour être commandé par l'adduction totale de l'air directeur, un régula- teur de combustible primaire également agencé.pour intervenir en fonction de l'adduction totale du fluide directeur et pour commander l'adduction i <Desc/Clms Page number 11> du combustible primaire tant'que la quantité disponible de ce combustible /,

   est suffisante pour l'apport demandé, un conduit directeur de dérivation, ,partant du conduit principal vers l'une des branches et contenant un obtu- rateur de commande, un régulateur doseur relié au conduit de dérivation pour maintenir dans celui-ci une vitesse d'adduction minimum, un régula- teur du combustible secondaire actionné par l'adduction du fluide direc- teur dans cette dernière branche, et un dispositif agencé pour être ac- tionné par le régulateur du combustible primaire en fonction d'un manque d'adduction de ce combustible primaire et agencé pour ouvrir l'obturateur de dérivation pour produire une dérivation du courant d'air directeur dans cette dernière branche, pour régler ainsi l'adduction du combustible se- condaire à sa valeur minimum admissible,

   le régulateur du combustible pri- maire agissant en fonction de la vitesse réduite d'adduction du fluide di- recteur pour réduire la vitesse d'adduction du combustible primaire.

   4 ) Un appareil suivant 3 ) caractérisé par les points suivants pris séparément ou en diverses oombinaisons: a) les branches de dérivation contiennent des obturateurs pour les combustibles primaire et secondaire, en combinaison avec un régulateur di- yiseur actionné par l'adduction du combustible primaire et agencé pour ac- tionner les deux obturateurs simultanément, pour maintenir ouvert l'obtu- rateur de la branche du combustible primaire, lorsque la quantité de ce combustible primaire est' suffisante pour l'asport demandé, et pour main- tenir fermé l'obturateur de la branche du combustible secondaire,

   ce ré- gulateur diviseur étant construit et agencé pour commander les obturateurs et pour produire une dérivation d'une certaine quantité de fluide direc- teur par la branche du combustible secondaire, le régulateur du combusti- ble secondaire répondant ainsi à l'adduction du fluide directeur addition- nel et agissant pour augmenter l'adduction du combustible secondaire en cas d'augmentation de l'apport total demandé.

   b) Le régulateur du combustible primaire est du type hydraulique et fait fonctionner un servo-moteur suivant les variations de l'adduction du fluide directeur et du combustible primaire, et ce servo-moteur est <Desc/Clms Page number 12> a.gencé pour commander le fonctionnement de l'obturateur du conduit de dé- rivation du fluide directeur,lorsque l'adduction du combustible primaire est insuffisante pour l'apport demandér c) Ce régulateur est agencé pour faire fonctionner un servo-moteur ordinaire, et un solénoïde est agencé pour que ses circuits soient fermés par le serve-moteur lorsque l'adduction du combustible primaire est insuf- fisante pour l'apport demandé, ce solénolde étant connecté pour actionner l'obturateur intercalé dans le conduit de dérivation du fluide directeur.

   d) L'obturateur du conduit de dérivation du fluide directeur est agencé pour être actionné par deux solénoides et le servo-moteur du régu- lateur du combustible primaire est agencé pour commander les circuits de ces solénoides pour ouvrir cet obturateur en fonction d'un manque d'adduc- tion du combustible primaire et pour fermer cet obturateur lorsque l'ad- duction du combustible primaire est supérieure à, l'apport demandé. e) Le deuxième régulateur de combustible est également agencé pour compléter le circuit du solénoide de fermeture de l'obturateur lorsque l'adduction du combustible secondaire est amorcée.