Appareil pour la compression d'un fluide élastique. La présente invention a pour objet un appareil pour la compression, en deux étages, d'un fluide élastique en faisant agir sur celui- ci, à chaque étage, un fluide moteur élastique, tel que de la vapeur, pour le comprimer d'une pression d'aspiration absolue inférieure à 125 millimètres de colonne de mercure jusqu'à sensiblement la pression atmosphérique, cet appareil comportant deux éjecteurs reliés en série, comprenant, chacun, une combinaison de tuyères et de diffuseur, et la section d'é tranglement totale des tuyères d'éjecteur du premier étage étant proportionnée de telle manière,
par rapport à la section d'étrangle ment totale des tuyères d'éjecteur du second étage, la pression d'admission du fluide mo teur aux tuyères de chaque étage étant don née, que, pour une pression d'aspiration pré déterminée du premier étage inférieure à 125 millimètres de colonne de mercure, le rapport de compression dans le premier étage soit égal au rapport de compression dans le se cond étage et que pour toutes les pressions d'aspiration dans le premier étage au-dessous de ladite pression d'aspiration prédéterminée, le rapport de compression dans le premier étage soit plus grand que le rapport de com pression dans le second étage, tandis que pour toutes les pressions -d'aspiration dans le premier étage au-dessus de ladite pression d'aspiration prédéterminée,
le rapport de com pression dans le premier étage est plus petit que le rapport de compression dans le second étage.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exem ple, plusieurs formes d'exécution de l'ap pareil faisant l'objet de l'invention, dans les quelles -le fluide moteur élastique est formé par de la vapeur sous pression.
Fig. 1 est une coupe, partie en élévation, d'une première forme d'exécution; Fig. 2 est une coupe horizontale, repré sentant une disposition de tuyères dans le premier étage de l'appareil de la fig. 1; Fig. 3 montre une variante de tuyères et de diffuseur; pouvant être employée dans le premier étage de l'appareil; Fig. 4 est une coupe de détail,, représen tant la disposition des tuyères de la fig. 3; Fig. 5 est une coupe-verticale, partie en élévation, d'une autre forme d'exécution de l'appareil.
Toutes ces forures d'exécution sont établies pour la compression d'un fluide élastique d'une pression d'aspiration absolue inférieure à 125 millimètres de colonne de mercure jusqu'à sensiblement la pression atmosphérique, en deux étages au moyeu de deux éjecteurs re liés en série et comportant, chacun, une com binaison de tuyères et de diffuseur, la section d'étranglement totale des tuyères d'éjecteur du premier étage étant convenablement pro portionnée, comme on le verra plus loin, par rapport à la section d'étranglement totale des tuyères d'éjecteur du second étage.
La forme d'exécution de la fig. 1 com porte, dans le premier étage, plusieurs tuyè res à vapeur motrice, N, dont les orifices d'admission communiquent avec une chambre d à laquelle de la vapeur sous pression for mant fluide moteur est fournie par l'orifice e. Ces tuyères sont disposées dans une chambre f pourvue d'un orifice d'aspiration g destiné à être mis en communication avec un con- denseur, par exemple, ou autre dispositif dans lequel il s'agit<B>de</B> maintenir un vide élevé.
Les tuyères sont dirigées vers le diffuseur h qui, dans l'exemple représenté, débouche dans une chambre i qui peut être un condenseur dans lequel la vapeur motrice provenant de l'éjecteur du premier étage est condensée. De la chambre i, le fluide élastique à comprimer passe à l'orifice d'aspiration j du second étage qui comporte des tuyères<B>NI</B> dont les orifices d'admission communiquent avec une chambre<B>dl</B> à laquelle de la vapeur motrice est fournie par l'orifice el. Les tuyères<B>NI</B> sont dirigées vers le diffuseur hl du second étage qui débouche, en<I>7c,</I> dans l'atmosphère.
La section totale des parties d'étrangle ment<I>T</I> des tuyères<I>N</I> du premier étage est proportionnée par rapport à la section totale des parties d'étranglements T1 des tuyères <B><I>NI</I></B> du second étage, de telle manière, la pres sion d'admission du fluide moteur aux tuyères de chaque étage étant donnée, que, pour une pression d'aspiration prédéterminée du pre mier étage inférieure à 125 millimètres de colonne de mercure;
le rapport de compres sion dans le premier étage soit égal au rap port de compression dans le second étage et que pour toutes les pressions d'aspiration dans le premier étage au-dessous de ladite pression d'aspiration prédéterminée, le rap port de compression dans le premier étage soit plus grand que le rapport de compression dans le second étage, tandis que pour toutes les pressions d'aspiration dans le premier étage au-dessus de ladite pression d'aspiration pré déterminée, le rapport de compression dans le premier étage est plus petit que le rapport de compression dans le second étage,
les dis positions étant en outre telles que la quantité de vapeur utilisée par les tuyères Y du premier étage soit supérieure à 5 % et inférieure à 30 0% de la quantité de vapeur totale utilisée dans les deux étages, celle-ci étant constante pour toutes variations de pression et de quantité de fluide aspiré par l'éjecteur du premier étage.
Lorsque la quantité d'air ou autre fluide élas tique pénétrant en g varie, le vide en ry varie d'une façon correspondante, le vide s'élevant à mesure que la quantité de fluide élastique arrivant à l'orifice d'aspiration diminue. Pour toute variation de charge donnant lieu, à l'en droit de l'orifice d'aspiration y, à un accroisse ment de vide, le rapport de compression dans le premier étage sera supérieur au rapport de compression dans le second étage, et pour une diminution de vide à l'orifice d'aspiration g, le rapport de compression dans le premier étage sera moindre que le rapport de com pression dans le second étage.
Dans cette forme d'exécution où l'on fait usage du condenseur intermédiaire i, la va peur déchargée dans ce condenseur par le diffuseur la est condensée, avec ce résultat que la quantité de fluide élastique à comprimer par le second étage est réduite.
La disposition. des tuyères N du premier étage ressort clairement de la fig. 1 et aussi de la fig. 2 gui en donne une coupe horizon tale, une tuyère centrale plus longue étant disposée au centre d'une couronne de quatre tuyères plus courtes.
Mais, bien entendu, on pourrait aussi se servir de la variante repré sentée aux fig. 3 et 4, où il y a deux ran gées annulaires de tuyères N autour d'une tuyère centrale N, les tuyères étant plus lon gues dans la rangée intérieure que dans la rangée extérieure, c'est-à-dire que les orifices <B>(le</B> sortie des tuyères de la rangée intérieure se rapprochent davantage du diffuseur ft, ou pénètrent plus loin dans celui-ci, que ceux des tuyères de la rangée extérieure, la tuyère centrale étant la plus longue de toutes les tuyères.
Avec une disposition 'telle que celle des fig. 1 et 3, les jets sortant des tuyères ex térieures entraînent la plus grande partie du fluide élastique à comprimer et le jet sortant <B>(le</B> la tuyère centrale est employé, en parti culier, dans des buts de compression pour amener le mélange à grande vitesse à l'é tranglement in du diffuseur.
Fig. 5 représente une antre forme d'exé cution de l'appareil, à deux étages, dans la quelle il est fait usage, dans le premier étage, d'un type ordinaire d'éjecteur similaire à ce lui utilisé dans le premier étage de l'appareil de la fig. 1, de la vapeur motrice étant four nie à la chambre d par le tuyau n, com mandé par la soupape o.
Le diffuseur <I>la</I> du premier étage livre le mélange de vapeur mo trice et de fluide à comprimer, en des cou rants divisés, à travers les conduits<B>p p,</B> dans des chambres annulaires q q sur les côtés opposés d'un jet en forme de disque sortant d'une tuyère d'éjecteur annulaire r formée par l'ajutage t et le plateau s avec un étran glement T2 à travers lequel de la vapeur motrice est fournie du tuyau v, commandé par la soupape lu, le tuyau v et la soupape <B>lu</B> fournissant également la vapeur, pour le premier étage; au tuyau n.
Le fluide élastique livré, à travers les conduits p p à la tuyère annulaire du second étage est entraîné par le jet sortant de la tuyère annulaire r et est comprimé dans le diffuseur annulaire x qui débouche dans la boîte de décharge y, pourvue de l'orifice de sortie z.. Dans cet exemple, la section d'étrangle ment totale des tuyères JV de l'éjecteur du premier étage est proportionnée de la même manière que dans le premier exemple; par rapport à la section d'étranglement Ty de l'éjecteur du second étage.
Apparatus for compressing an elastic fluid. The present invention relates to an apparatus for the compression, in two stages, of an elastic fluid by causing it to act on it, at each stage, an elastic motive fluid, such as steam, in order to compress it by one. absolute suction pressure less than 125 millimeters of mercury column up to substantially atmospheric pressure, this apparatus comprising two ejectors connected in series, each comprising a combination of nozzles and diffuser, and the total throttle section first stage ejector nozzles being proportioned in such a way,
with respect to the total throttling section of the ejector nozzles of the second stage, the inlet pressure of the motor fluid to the nozzles of each stage being given that, for a predetermined suction pressure of the first stage less than 125 millimeters of mercury column, the compression ratio in the first stage is equal to the compression ratio in the second stage and that for all suction pressures in the first stage below said suction pressure predetermined, the compression ratio in the first stage is greater than the compression ratio in the second stage, while for all suction pressures in the first stage above said predetermined suction pressure,
the compression ratio in the first stage is smaller than the compression ratio in the second stage.
The accompanying drawing shows, by way of example, several embodiments of the apparatus forming the subject of the invention, in which the elastic working fluid is formed by pressurized steam.
Fig. 1 is a sectional view, part in elevation, of a first embodiment; Fig. 2 is a horizontal section, showing an arrangement of nozzles in the first stage of the apparatus of FIG. 1; Fig. 3 shows a variant of nozzles and diffuser; can be used in the first stage of the device; Fig. 4 is a detail section, showing the arrangement of the nozzles of FIG. 3; Fig. 5 is a vertical section, part in elevation, of another embodiment of the apparatus.
All these execution bores are established for the compression of an elastic fluid with an absolute suction pressure of less than 125 millimeters of mercury column up to substantially atmospheric pressure, in two stages at the hub of two connected ejectors in series and each comprising a combination of nozzles and diffuser, the total throttling section of the first stage ejector nozzles being suitably proportioned, as will be seen below, with respect to the throttling section total of the second stage ejector nozzles.
The embodiment of FIG. 1 comprises, in the first stage, several motive steam nozzles, N, the inlet ports of which communicate with a chamber d to which the pressurized vapor forming the motive fluid is supplied by the orifice e. These nozzles are arranged in a chamber f provided with a suction port g intended to be placed in communication with a condenser, for example, or other device in which it is a question of maintaining high vacuum.
The nozzles are directed towards the diffuser h which, in the example shown, opens into a chamber i which may be a condenser in which the motive vapor coming from the ejector of the first stage is condensed. From chamber i, the elastic fluid to be compressed passes to the suction port j of the second stage which comprises <B> NI </B> nozzles whose inlet ports communicate with a chamber <B> dl </ B> to which motive steam is supplied by the orifice el. The <B> NI </B> nozzles are directed towards the diffuser hl of the second stage which emerges, at <I> 7c, </I> into the atmosphere.
The total section of the throttling parts <I> T </I> of the <I> N </I> nozzles of the first stage is proportional to the total section of the throttling parts T1 of the nozzles <B> < I> NI </I> </B> of the second stage, in such a way, the pressure of admission of the working fluid to the nozzles of each stage being given, that, for a predetermined suction pressure of the first lower stage to 125 millimeters of a column of mercury;
the compression ratio in the first stage is equal to the compression ratio in the second stage and that for all suction pressures in the first stage below said predetermined suction pressure, the compression ratio in the second stage the first stage is greater than the compression ratio in the second stage, while for all suction pressures in the first stage above said predetermined suction pressure, the compression ratio in the first stage is smaller than the compression ratio in the second stage,
the arrangements being furthermore such that the quantity of steam used by the Y nozzles of the first stage is greater than 5% and less than 30 0% of the total quantity of steam used in the two stages, this being constant for all variations in pressure and quantity of fluid sucked in by the first stage ejector.
As the amount of air or other elastic fluid entering in g varies, the vacuum in ry varies correspondingly, the vacuum increasing as the amount of elastic fluid arriving at the suction port decreases. For any load variation giving rise, at the right of the suction port y, to an increase in vacuum, the compression ratio in the first stage will be greater than the compression ratio in the second stage, and for A decrease in vacuum at the suction port g, the compression ratio in the first stage will be less than the compression ratio in the second stage.
In this embodiment where use is made of the intermediate condenser i, the value discharged in this condenser by the diffuser 1a is condensed, with the result that the quantity of elastic fluid to be compressed by the second stage is reduced.
The disposition. of the nozzles N of the first stage emerges clearly from FIG. 1 and also of FIG. 2 mistletoe gives a horizontal section, a longer central nozzle being arranged in the center of a crown of four shorter nozzles.
But, of course, one could also use the variant shown in Figs. 3 and 4, where there are two annular rows of N nozzles around a central N nozzle, the nozzles being longer in the inner row than in the outer row, i.e. the ports < B> (the </B> outlet of the inner row nozzles approach closer to the diffuser ft, or penetrate further into it, than those of the outer row nozzles, the central nozzle being the longest of all nozzles.
With an arrangement 'such as that of FIGS. 1 and 3, the jets coming out of the outer nozzles entrain most of the elastic fluid to be compressed and the outgoing jet <B> (the </B> central nozzle is used, in particular, for compression purposes for bring the mixture at high speed to the throttle in the diffuser.
Fig. 5 shows another embodiment of the apparatus, with two stages, in which use is made, in the first stage, of an ordinary type of ejector similar to that used in the first stage of the the apparatus of FIG. 1, motive steam being supplied to the chamber d by the pipe n, commanded by the valve o.
The first stage diffuser <I> la </I> delivers the mixture of driving vapor and fluid to be compressed, in divided streams, through the <B> pp, </B> conduits into annular chambers qq on opposite sides of a disc-shaped jet emerging from an annular ejector nozzle r formed by the nozzle t and the plate s with a throttle T2 through which motive steam is supplied from the pipe v, controlled by the lu valve, the v pipe and the <B> lu </B> valve also supplying the steam, for the first stage; to pipe n.
The elastic fluid delivered through the pipes pp to the annular nozzle of the second stage is entrained by the jet leaving the annular nozzle r and is compressed in the annular diffuser x which opens into the discharge box y, provided with the orifice output z .. In this example, the total throttling section of the nozzles JV of the first stage ejector is proportioned in the same way as in the first example; relative to the throttling section Ty of the ejector of the second stage.