<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne -un procédé de fonctionnement d'un compresseur radial à plusieurs étages avec sortie intermédiaire disposée en amont d'au moins un étage finale
Il arrive fréquemment dans la marche d'un compresseur que soit nécessaire tantôt la pression totale pour laquelle le compresseur est con- struit et tantôt une pression plus petite. Tel est le cas par exemple dans les mines où la pleine pression est nécessaire pour piquer et seulement une pression partielle pour déblayer.
On sait que cette dernière peut être pro- duite le plus simplement par soutirage du milieu sous pression à un étage intermédiaire de plus basse pression du. compresseur, ce qui comporte toute- fois l'inconvénient que les étages en aval du point de soutirage qui refou- lent encore une partie du milieu, en particulier encore aux fins de refroi- dissement des roues en rotation, sont soumis à un phénomène de vibration connu sous le nom de "pompage", dès que le débit tombe au-dessous d'une va-, leur déterminée relativement proche du débit nominal.Dans les intallations connues la refoule des étages en aval du point de soutirage est en conséquen- ce relativement élevée, de telle manière que le rendement est faible en cas de marche à pression partielle.
La présente invention a pour objet d'éviter cet inconvénient.Cet- te invention se rapporte à un procédé de fonctionnement d'un compresseur ra- dial à plusieurs étages avec sortie intermédiaire disposée en aval d'au moins un étage final pour un milieu refoulé temporairement à pression partielle par les étages situés en amont de la sortie intermédiaire, et l'invention consiste en ce que, pendant la marche à pression partielle, un étage au moins situé en aval de la sortie intermédiaire refoule un milieu réfrigérant sous un débit de moins de 20 % du débit nominal de l'étage,
ce milieu réfrigérant étant amené à l'aubage de la roue par l'intermédiaire d'un tiroir au moyen duquel l'entrée de l'aubage de la roue est rétrécie pendant la marche à pression partielle.On peut alors utiliser comme milieu réfrigérant de pré- férence un résidu du milieu refoulé par les étages situés en amont de la sortie intermédiaire!, ou de l'air frais sous la pression atmosphérique, ou encore de l'air ou un autre gaz dont la pression est moindre que la pression atmosphérique.
Il est sans doute en soi bien connu de modifier la section transversale de l'entrée d'une roue de compresseur à l'aide de tiroirs cylindriques creux pour influer sur la limite de pompage mais la combinai- son suivant l'invention, outre l'avantage d'empêcher le pompage, permet d' augmenter notablement le rendement des compresseurs radiaux à plusieurs éta- ges avec sortie intermédiaire, car le débit des étages situés en aval du point de soutirage peut être choisi très petite
Le procédé selon l'invention sera expliqué à titre d'exemple d'a- près le dessin ci-joint qui représente schématiquement un compresseur d'air radial
Le compresseur radial représenté possède six étages 2,3 entourés par une enveloppe 1; entre ces étages sont disposés des réfrigérateurs 4 pour l'air refoulé dans le sens des flèches par les aubes des roues 5.
Les deux étages extrêmes 3 du compresseur sont séparés des autres étages ¯2 par une cloison transversale ¯6 de l'enveloppe 1, de telle manière que le com- presseur est divisé en une première partie 7 présentant les quatre étages 2 et une seconde partie 8 présentant les deux derniers étages 3. La partie 8 débouche dans la sortie 9 du compresseur à laquelle est raccordé le réseau de pression 10. Avec celui-ci est en communication, au moyen d'une conduite de soutirage 11 présentant une vanne 12, une sortie intermédiaire 13 de la partie 7 du compresseur, disposée à proximité de la cloison 6. Les deux parties 7 et ¯8 du compresseur sont reliées l'une à l'autre par une conduite de décharge 15 pourvue d'une vanne 14.
Toutefois, pour obtenir des conditions
<Desc/Clms Page number 2>
d'écoulement favorables, il devrait être prévu dans une réalisation pratique au moins deux sorties intermédiaires 13 et deux conduites de décharge 15 alimentées en paxallèle. Les références 16 et 17 désignent des conduites pour- vues de vannes 18, 19 et qui font communiquer la partie ¯8 du compresseur avec l'atmosphère.
En marche normale, c'est-à-dire quand la pression totale est né- cessaire, l'air à refouler pénètre par l'entrée 20 du compresseur, sort par la sortie de turbine .2. et s'écoule dans le réseau de pression 10 en passant par une vanne ouverte 21. Dans ce cas, la vanne 14 de la conduite de déchar- ge 15 est ouverte et la vanne 12 de la conduite de soutirage ¯11 fermée ; en outre, les vannes 18, 19 des conduites de communication avec l'atmosphère 16, 17 sont fermées.
En marche à pression partielle, l'air débité est soutiré en aval du quatrième étage 2 par la conduite 11 et amené au réseau de pression en passant par la vanne 12, à présent ouverte. Les vannes 14, 21 sont alors fermées.Si, dans ce cas, les deux derniers étages du compresseur tournent à vide ou ne recoivent que le débit arrivant dans ces étages par des dé- futs d'étnchéité de .la vanne 14, et ceci sous une, pression qui correspond à peu p r è s à l a pression à la s o r t i e du quatri- ème étage 2, il est engendré une chaleur de frottement qui, d'une part, aug- mente exagérément le besoin de puissance de cette marche à pression partiel- le et cause d'autre part un échauffement qui peut être nuisible en marche continue.
Pour cette raison, la vanne 14 n'est pas complètement fermée mais maintenue suffisamment ouverte pour qu'une partie résiduelle de l'air refou- lé par les étages 2, suffisante pour refroidir les deux étages 3, puisse pas- ser dans les étages 3. Toutefois, afin que la puissance de commande des éta- ges 3 reste le plus faible possible, ces étages ne sont alimentés qu'avec un très petit volume d'air débité qui est en tout cas largement inférieur à 20 % du débit nominal des étages 3.
Un débit aussi réduit provoquerait un pompage des étages 3. Pour éviter celui-ci les étages 3 possèdent en conséquence des dispositifs an- ti-pompage sous la forme de tiroirs cylindriques creux 22 qui sont déplacés axialement dans la marche à pression partielle, de telle manière qu'ils ré- trécissent l'entrée des aubages des roues 5 des étages 3 en recouvrant partiellement ces aubages et empêchent de ce fait le pompage d'une manière connue.Cela permet, en marche à pression partielle, de faire tourner les étages 3 pratiquement à vide et de soutirer en aval de l'étage 2 presque toute la quantité d'air pénétrant dans le compresseur par l'entrée 20.
Aux mêmes fins, le compresseur peut aussi être mis en fonctionne- ment de manière qu'en marche à pression partielle la vanne 14 soit complète- ment fermée, mais les vannes 18, 19 suffisamment ouvertes pour qu'une faible quantité d'air réfrigérant à pression atmosphérique ou pression encore plus faible puisse pénétrer dans les étages 3 par la conduite 16 en vue de refroi- dir ces étages, et en sortir par la conduite 17, l'entrée de l'air réfrigé- rant dans les aubages de roue 5 des étages ¯3¯ étant également rétrécie dans ce cas par les tiroirs 22.
Lors du passage de la marche à pression totale à la marche à pres- sion partielle, les différentes opérations de commutation peuvent avoir lieu automatiquement dans l'ordre suivant :Déplacement des tiroirs 22, ouverture de la vanne 12, fermeture des vannes 21, 14 et ouverture des vannes 18, 19.
Cet ordre de-succession..des opérations de commutation, ainsi que l'ordre de succession inverse dans le passage de la marche à pression par- tielle à la marche à pression totale, peut être respecté aussi dans le cas où les diverses vannes sont actionnées à la main.
<Desc/Clms Page number 3>
Les vannes représentées peuvent être constituées, en partie au moins, en clapets de retenue. C'est ainsi par exemple que la vanne 12 peut être un clapet de retenue qui se ferme automatiquement dès que s'ouvrent les vannes 12, 14, puisque la pression à la sortie de la vanne 12 devient alors plus grande qu'à l'entrée.