<Desc/Clms Page number 1>
MOIRE DESCRIPTIF à. l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "Groupe compresseur à étages multiples" la Société dite: Société Anonyme BROWN, BOVERI & Cie.,, à BADEN (Suisse) -
Faisant l'objet d'une première demande de brevet déposée en SUISSE, le 9 septembre 1943.
@
Il est connu que, surtout dans les compresseurs centrifuges et axiaux, on cherche à. réduire la dépense de puissance pour la compression d'air en refroidissant cet air au cours de la compression. L'évacuation continue de toute la chaleur de compression engendrée, c'est-à-dire la compression isothermique, est la plus efficace. Selon la but de la compression d'air, l'enlèvement de chaleur dans le réfrigérant donne cependant aussi lieu à des effets désavantageux. Si l'air comprimé est par exemple amené à la chambre de combustion d'une turbine à gaz, le refroidissement a bien pour effet de réduire le travail de compression, et donc d'augmenter le travail utile de l'installation, mais il faut aussi fournir plus de chaleur à la chambre de combustion.
Si le rapport entre la gain de puissance et la dépense de chaleur est plus grand que la rendement thermique # therm. de l'installation complète, la mesure est avan- tageuse, sinon elle ne l'est pas. Le gain de puissance dL, qui est produit par un enlèvement de chaleur dQ à une pression quelconque p, comprise entre la pression initiale et la pression finale, s'élève a :
EMI1.1
oomp. est le rendement du compresseur. La chaleur supplémsntaire amenée dans la chambre de combustion est désignée par dQ.
Le refroidissement est avantageux aussi longtemps que
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
c'est-à-dire aussi lOl1G-r'tem.l)6 que
EMI2.2
Il en résulte que P finale doit avoir une valeur Minimum,
EMI2.3
et que p doi t donc avoir une valeur rl1axinmm. Au-delà de cette limite, on ne devra plus appliquer le refroidissement. Il est par conséquent avantageux de refroidir l'air autant que possible dans
EMI2.4
ou après chaque étage jusqu'à ce qu'une pression détenninée soit atteinte, nais de ne plus appliquer la refroldiau6L'lent depuis ce moment jusqu'à ce que la pression finale soit atteinte* On réalisera
EMI2.5
donc utilement la coMpression en deux étages, en refroidissant le premier, mais paa le deuxième.
Mi dans les compresseurs centrifuges, ni dans les cori,,)res3(3urs axiaux, les surfaces des parties actives de la machine: roues, diffuseurs, boîtier, ne sont suffisantes pour une évacuation de chaleur appréciable. Entre les étages ou les groupes d'otages, on doit conduire l'air à travers des réfrigérants particuliera. Bien que
EMI2.6
les grandes vitesses d'acoulement garaient à 1'avantage d'une petite surface de refroidissement, il faut, eu égard aux pertes de
EMI2.7
pression, choisir des vitesses sensiblement plus faibles dans le réfrigérant que dans le compresseur même. le réfrigérant devient grand et ne peut pas être logé à 1'intérieur du compresseur.
L'air
EMI2.8
doit plutôt sortir du eoiùpre135eur i!rOpreú16nt dit, et y rentrer après avoir traversa le réfrigérant.
Alors que le c 111.t1rosdôur axial convient aal pour un refroidis- sement fréquent de l'air, le compresseur centrifuge convient parfaitement à cet effet. Apres chaque étage, l'air s'écoule d'ailleurs radialement vers l'extérieur et trouve aisément le raccorda-tent au réfrigérant.
EMI2.9
Le groupe coniprosseur à otages multiples selon l'îrxerition est caractéri136 par un coiflpre>3aeur centrifuge à otages multiples et à refroidiBBelIJ3nt en plusieurs étagea, avec lequel un compresseur axial non refroidi est monté en aval. Cela n'est pas usuel, car
EMI2.10
le corrrpresseur axial convient en fait encore mieux pour les grands volumes que le compresseur centrifuge. Pour cette raison, il eut indiqua de monter le compresseur axial sur un autre arbre et de
EMI2.11
le faire tourner plus rapidement que le coraaresseur centrifuge.
On réalisera souvent le compresseur centrifuge à flux double, mais la compresseur axial à flux simple.
Dans le compresseur centrifuge, l'air est avantageusement comprimé approxirrrativernsnt jusqu'à la pression au-dessus de laquelle
<Desc/Clms Page number 3>
le refroidissement ne présente plus d'avantages pour l'ensemble de l'installation.
Si un réchauffeur d'air à. gaz d'échappement est monté en aval du compresseur, la chaleur enlevée pour le refroidissaient dans le compresseur est remplacée partiellement par une meilleure utilisation de la chaleur des gaz d'échappement, la partie restante devant s'y ajouter dans la. chambre de combustion, dans le cas de turbines à gaz .
La limite du refroidissement utile, dont il a été question cidessus, est alors déterminée par l'expression :
EMI3.1
p finale 1 ..- r 1 , 1, Z'0) i. corup. f therm. p 'tLVWO) lcomp. tharm. dans laquelle Et LVWO désigne le degré d'utilisation de la chaleur
EMI3.2
dans le réchauffeur d'air.
En général, le rendement par étage du compresseur axial est meilleur que celui du oompresseur centrifuge. A cause de la possi-
EMI3.3
bilité d'un refroidissement a. plusieurs étages, il est néanmoins avantageux de comprimer d'abord l'air dans un compresseur centrifuge. Ia limite de pression à laquelle le passage au compresseur axial non refroidi est avantageux, s'en trouve cependant réduite. Elle se déduit de l'expression :
EMI3.4
( P finale) Ir 1 " .COïFIp, 31a -1) + ,1-y-4n)compaxial. them. p finale) toomp. centrife <"'< tham. p 1 wP. cen rl .
REVENDICATIONS.
--------------------
1 - Groupe compresseur à étages multiples, dans lequel l'enlè- vement de chaleur par le refroidissement de l'air constitue una perte, caractérisé en ce que, en vue d'une économie de puissance, il est néanmoins prévu un refroidissement, et ce de telle façon que la compression s'opère dans deux compresseurs à étages multiples, dont le premier est un compresseur centrifuge à refroidissement à étages multiples, et le deuxième un compresseur axial non refroidi.