Dispositif pour augmenter la vitesse et le débit d'un courant de fluide élastique, applicable notamment aux turbines à vapeur. La présente invention résulte de l'expé rience suivante effectuée par l'inventeur.
Un réservoir 1 (fig. 1) -contient de la va peur maintenue par un moyen approprié à une tension constante -de 30 mm de mercure ci dans un état constant saturé ou légère ment humide. Ce réservoir communique par une vanne 2 et une tuyère convergente 3, suivie d'une partie 4 cylindrique ou très lé gèrement divergente, avec un condenseur 5, dans lequel on maintient une pression de 25 mm de mercure. Les parties,de tuyère 3 et 4 sont séparées par une ouverture très étroite 6 entourée d'une chambre fermée 6' permet tant de mesurer la pression de vapeur dans la, région 6.
La vanne 2 étant ouverte, la vapeur s'é coule du réservoir 1 au condenseur 5, .et les pressions décroissent régulièrement dans le sens de l'écoulement. On a constaté, par exemple, les pressions suivantes: en l' 30 mm de mercure en 6 28 " " .en 5' 25 " " La vitesse -de la vapeur eu 6 était (le 150 m par seconde, et le .débit de la vapeur de 55 kg à l'heure.
En disposant autour de la région 4 une chemise 7 parcourue par de l'eau à une tem pérature inférieure de quelques degrés à la température du condenseur 5, on a constaté que les pressions, la vitesse et le débit se mo difiaient de la façon suivante: Pression en l' 30 mm .de mercure Pression en 6 20 " " Pression en 5' 25 " " Vitesse en 6: 235 ni par seconde. Débit de vapeur: 65 kg à l'heure. De 4 en 5', la pression va en croissant, Pour atteindre le résultat indiqué, la quan tité de calories enlevées au fluide en 4 est seulement de quelques unités pour mille (les calories contenues dans la veine de vapeur.
Cette expérience montre la possibilité d'a baisser par un refroidisseur local en cours de trajet la pression d'une veine de fluide élasti que au-dessous de sa pression de sortie.
L'invention consiste dans un dispositif pour augmenter au départ la vitesse et le dé bit d'un fluide élastique s'écoulant entre deux capacités à des pressions déterminées, caractérisé par le fait qu'il comporte un or gane réfrigérant disposé à un point intermé diaire du parcours de ce fluide, de façon à amener la pression du fluide en ce point à une valeur inférieure à la pression finale.
Les applications de ce dispositif sont très nombreuses. Parmi les plus importantes, on ci tera celle -qui peut être faite aux turbines à vapeur.
En plaçant immédiatement après la cou ronne des aubes de la dernière roue de la tur bine des conduits pour la vapeur refroidis à une température inférieure à elle du conden- seur, on pourra augmenter la vitesse et le débit de la vapeur dans la turbine et, par con séquent, la puissance de celle-ci en réduisant les pertes entre la turbine et le condenseur. Ou bien, si l'on préfère, on pourra, grâce à ce dispositif diminuer la section des conduits de sortie de la vapeur sans pour cela diminuer la puissance, car ces conduits diminués permet tront, grâce au dispositif de refroidissement de la vapeur, le même débit et la même vi tesse de vapeur à travers la turbine.
On pour rait aussi utiliser l'adjonction -du dispositif pour se contenter d'un condenseur à vide un peu moins poussé et à température plus haute sans modifier la puissance et la consom mation de la turbine, le vide moins poussé permettrait une installation moins coûteuse, la température plus élevée de l'eau condensée qui est renvoyée à la chaudière augmenterait le rendement de l'ensemble.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution du dis positif suivant l'invention, appliquées à des turbines à vapeur. La fig. 1 représente, comme il a été dit, le schéma de l'expérience qui a conduit à l'invention; Les fig. 2 et 2a représentent en coupe dia métrale et, en vue de face, la dernière roue à aubes d'une turbine munie d'une première forme -d'exécution de ce dispositif; Les fig. 3 et 3a représentent également en coupe diamétrale et en vue de face la même roue à aubes munie d'une deuxième forme d'exécution; La fi-. 4 représente en coupe diamétrale une turbine à flux radial munie aussi de ce dispositif.
D'après les fig. 2 et 2a, en face de la sor tie des aubes 9 de la -dernière roue 8 de la turbine, on a disposé des doubles parois cir rulaires 11-12, 13-14, communiquant en tre elles par des tubulures telles que 15 et formant un ensemble alimenté par les tubu lures d'entrée 16 et de sortie 17 en eau à une température un peu plus basse que celle du condenseur. Ces parois 11, 12, 13, 14 laissent entre .elles des passages pour la vapeur qui, en section transversale, ont la forme de tuyères convergentes-divergentes.
D'après les fig. 3 et 3a, le refroidissement de la vapeur -à sa sortie des aubes 9 est as suré par son passage à travers les canaux d'un radiateur 18 du type "nid d'abeilles" ali menté par une circulation d'eau comme il a été dit ci-dessus.
L va de soi -que les canaux réfrigérants destinés à la sortie de la vapeur pourront avoir une orientation établie pour tenir -ompte de la direction du flux de vapeur à sa sortie des aubes 9.
L'eau de réfrigération pourra être rem placée par un liquide volatil.
Dans le cas d'une turbine à plusieurs corps, on peut disposer un réfrigérant sur le trajet d,-- la vapeur entre chaque corps et le corps suivant. Ce réfrigérant aura pour ef fet d'abaisser la pression à la sortie d'une roue, puis de relever par diffusion cette pres sion à la sortie dudit appareil. Du fait de cette augmentation de pression qui suit 1'a baissement de pression précédent, il n'y a aucune perte -d'énergie interne de la vapeur, la chaleur soustraite étant compensée par la diminution des pertes dans la conduite entre les deux corps en question, éventuellement même avec une augmentation du débit -de la vapeur qui traverse la turbine.
On choisira la température de l'eau .de réfrigération, de manière que la vapeur ait la pression voulue à son arrivée dans le corps suivant. La pres sion à l'entrée de chaque corps de turbine est déterminée en fonction de la vitesse -que doit =voir la "vapeur à la sortie de la dernière roue; cette vitesse doit être suffisante pour assurer l'évacuation de la vapeur hors de la roue.
En fig. 4, on a représenté une turbine à flux radial. On sait que ces turbines Com portent des couples de roues 19 et 20 dont les séries d'aubes 21, 22 -disposées du cen tre à la périphérie sont intercalées les unes entre les autres et que la vapeur entrant au centre s'écoule à la périphérie 23. Un conduit d'évacuation 24 annulaire formé par -deux surfaces coniques 25, 26, dirigées l'une vers l'autre et munies de doubles parois formant -les chambres de circulation d'eau 27, 28, est disposé autour des roues, c'est-à-dire à la sor tie de la turbine.