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Installation de production et répartition d'énergie sous forme d'air comprimé-.
La présente invention concerne une installation de production et de répartition d'énergie sous forme d'air comprimé. De telles installations sont connues et employées sous beaucoup de formes de réalisation. Dans les installations connues, un compresseur aspire de l'air atmosphérique et le refoule, à l'état comprimé, au travers d'un réseau distributeur, aux divers instruments utilisateurs, où il fournit le travail en se détendant. L'air détendu rentre alors dans l'atmosphère. Lors de cette détente, l'air se refroidit et, pour les très fortes pressions de régime, ce refroidissement est tel que l'eau y contenue se congèle et que le travail parfait des instruments consommateurs peut être mis en question par suite de la formation de glace. On peut remédier à cet inconvénient en desséchant au préalable l'air aspiré par le compresseur.
Cependant, de telles installations de séchage d'air doivent être relativement grandes et être fréquemment régénérées, car les quantités d'eau contenues dans l'air sont souvent importantes.
Dans les réseaux distributeurs d'air comprimé dans les avions, il s'est révélé un nouvel inconvénient de la construction actuelle, lequel découle de la diminution de plus en plus forte de la pression externe au fur et à mesure que l'appareil s'élève. Le premier palier
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du compresseur d'air doit être de dimensions telles qu'aux grandes altitudes il soit aspiré des quantités d'air raréfié suffisamment grandes pour pouvoir obtenir l'énergie totale nécessaire dans le réseau de distribution. Pour satisfaire à cette condition, on est forcé d'employer des compresseurs très encombrants et très lourds.
De plus, l'emploi d'avions dans des contrées sablonneuses rend indispensable l'emploi de filtres d'air, au travers desquels on fait passer toute la quantité d'air aspirée, afin de protéger de l'encrassage et de la destruction les parties sensibles du compresseur et des instruments qui consomment l'air comprimé.
L'idée fondamentale de la présente invention a pour but d'élimi- ner les défauts mentionnés. Elle consiste en ce que l'air détendu sortant des instruments d'utilisation de l'air comprimé ne s'écoule plus à l'air libre, mais est ramené au travers d'un réseau de retour à l'ouverture d'aspiration du compresseur, Il se produit ainsi un circuit fermé d'air dans lequel circule toujours le même air. Afin de pouvoir remplacer les petites quantités d'air perdues par des fuites inévitables, il suffit de prévoir à un endroit quelconque du conduit de retour un embranchement conduisant à l'air libre, que l'on ferme par un clapet de retenue s'ouvrant vers l'intérieur en cas de surpression externe. Dans cet embranchement, on peut de plus monter un filtre d'air et un dispositif de séchage d'air.
Ces deux dispositifs ne doivent cependant être dimensionnés que pour les petites quantités d'air à remplacer pendant le fonctionnement par le dit embranchement.
On réalise de ce fait une grande économie d'encombrement et de poids et en outre toutes formations de glace ou givrage aux instruments utilisant l'air comprimé, ou toutes perturbations de l'installation par encrassage sont radicalement éliminées.
Lors du fonctionnement d'une telle installation sur avion, et du vol aux grandes altitudes, la pression absolue s'adapterait de toute façon, dans la conduite de retour, et après peu de temps, à la pression externe réduite, par suite des pertes par fuites, et de ce fait le rapport de pression dans le réseau d'air comprimé serait modifié dans le sens le plus défavorable. La présente invention prévoit pour de tels cas de monter dans l'embranchement un compresseur d'air
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spécial qui maintient dans la conduite de retour la pression absolue indépendante de la pression externe. Dans ce but, on peut rendre la fourniture d'air de ce compresseur dépendante de toute manière quelconque connue, de la pression absolue dans la conduite de retour.
Comme ce compresseur d'air ne doit être calculé que pour les quantités d'air perdues par fuites, il sera extrêmement petit et léger et il n'y a dès lors plus de difficultés à rendre son premier palier de compression si grand que même pour de faibles pressions externes, il soit refoulé assez d'air que pour compenser les fuites. Par la disposition de ce compresseur auxiliaire, on obtient que le compresseur principal et le réseau de distribution d'air comprimé ne soient pas influencés par la chute de la pression externe et que par conséquent le rapport de pression reste invariable.
Dans les installations d'air comprimé de construction actuelle (sans conduite de retour), on ne peut choisir arbitrairement la hauteur de pression de régime, bien que ceci entraînât des avantages en ce qui concerne la grandeur libre nécessaire du réseau tubulaire et le dimensionnement des instruments utilisateurs (diamètre du piston pour des puissances données), cette limitation da pression est due au fait qu'il est toujours plus difficile de commander la chaleur de compression développée dans le compresseur au fur et à mesure que la pression de régime croît, et que de plus le rapport de compression élevé déterminé force, tant au point de vue obtention qu'utilisation, et en considération des degrés admissibles d'effet, à des réalisa tions à plusieurs paliers des ins,truments correspondants.
La présente invention offre la possibilité de prévoir de hautes pressions de régime et d'utiliser les avantages en résultant, sans devoir tenir compte des défauts, mentionnés. Si, conformément à l'invention, on amène à plus de 1 atmosphère la pression dans la con- duite de retour - par une construction adéquate du compresseur auxiliaire - le rapport de compression entre les conduites d'entrée et de retour sera toujours plus petit pour une même différence de pression entre ces deux conduites.
Ceci est encore mieux compréhensible par un exemple chiffré. : admettant que l'on désire une différence de 50 atmosphères, celle-ci peut être obtenue par les pressions de 51 et
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1 atmosphères dans les conduites d'amenée et de retour, le rapport de pression étant de 51 : 1, ou par les pressions de LCC et 50 atmosphères dans les conduites d'amenée et de retour, auquel cas le rapport de pression est de 2 : 1.
Un calcul comparatif des compres- seurs principaux nécessaires dans les deux cas indique que pour le rapport de pression de 2 à 1, il suffit d'un compresseur a un seul étage, sens refroidissement, tandis que pour le rapport de 51 à 1, il faut un compresseur à au moins 3 étages, avec refroidissement intermédiaire, lequel dépasse de plusieurs fois le premier compresseur, tant au point de vue encombrement qu'au point de vue poids.
Le compresseur auxiliaire. doit, une talle installation à haute pression dans la conduite de retour, être construit évidemment pour un rapport de pression de valeur correspondante , ceci h'entreîne cependant pas de difficultés spéciales, car les quantités d'air à commander dans ce compresseur auxiliaire sont extrêmement petites et l'air relativement chaud sortant de ce compresseur se mélange immédiatement à la grande quantité d'air circulant dans le circuit principal et se refroiait de ce fait.
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1. Installation de production et de répartition d'éuerie sous forme d'air comprimé, caractérisée en ce que l'air détendu sortant des instruments utilisant l'air comprimé est ramené par un réseau tubulaire de retour à l'ouverture d'aspiration du compresseur d'air.