Procédé et appareil pour l'aspiration et la compression d'un fluide gazeux. La présente invention a pour objet un procédé pour l'aspiration et la compression d'un fluide gazeux destiné à aspirer un fluide gazeux contenu à basse pression p, dans un espace déterminé pour le refouler dans un second espace à une pression P, supérieur à p, l'aspiration ayant lieu sous l'action d'un fluide moteur, un liquide convenablement pulvérisé étant refoulé dans le mélange de fluide aspiré et de fluide moteur, dans le but de réaliser le travail de compression du fluide aspiré sous le régime isothermique L'invention a également pour objet un ap pareil réalisant ce procédé, et constitué par la combinaison de chambres successives de dé tente,
à pression décroissante et munies de tuyères convergentes divergentes munies elles- mêmes de tuyères annulaires d'amenée de fluide moteur sous pression dans le but de ré- eupérer sous forme d'énergie cinétique les pertes de force vive transformée en chaleur, la dernière chambre étant reliée à un diffuseur muni d'un dispositif d'amenée de liquide pul vérisé.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appa reil objet de l'invention. Fig. 1 en est une coupe verticale axiale; Fig. 2 est une élévation d'un détail. Le procédé de l'invention a pour but d'as pirer un fluide gazeux, se trouvant sous une pression p dans un espace déterminé, et de le refouler dans un autre espace sous une pres- sion" P en récupérant sous forme d'énergie cinétique les pertes de force vive transformée en chaleur et en réalisant le travail de @com- pression du fluide aspiré sous le régime iso- thermique. Pour ,
cela l'aspiration du fluide à la pression p se fait sous l'action d'un fluide moteur sous pression, ces deux fluides étant mélangés pour obtenir une pression moindre que p; -ce mélange reçoit ensuite une nouvelle quantité de fluide moteur qui abaisse à nou veau la pression; finalement, un liquide pul vérisé est refoulé dans le mélange -des fluides aspiré et moteur, qui ramène l'ensemble à une pression P.
L'appareil réalisant ce procédé comporte une tubulure d'aspiration 1 destinée ,à être reliée à l'évacuation (de la .chambre .de laquelle on désire aspirer les vapeurs. Cette tubulure aboutit .dans une .chambre 2 comportant à sa partie inférieure une tuyère convergente et divergente 3 aboutissant dans une chambre de mélange 4.
Dans cette chambre aboutit également une tuyère annulaire 5 en communication par une vanne 6, avec une conduite 7 d'arrivée de va peur à haute pression.
Le tuyère annulaire 5 est cloisonnée par des rainures radiales non visibles au dessin, de forme convenable, en vue d'obtenir la dé tente totale du fluide moteur, amené par cette tuyère annulaire, à la pression de la chambre de mélange 4.
La chambre 4 se termine vers la base par une tuyère convergente divergente 8 aboutis sant à une deuxième chambre de mélange 9 dans laquelle débouche également une tuyère annulaire 10 semblable à la tuyère 5, mais destinée de préférence à recevoir une portion de fluide moteur plus faible que celle admise par la tuyère 5.
La chambre de mélange 9 débouche dans un diffuseur 11 dont la section augmente gra duellement et à l'extrémité supérieure duquel est disposée une chambre annulaire 12 dans laquelle débouche une conduite 13 d'arrivée d'eau chaude ou froide. La paroi intérieure de la chambre 12 est constituée par une bague 14 dont la partie inférieure conique s'applique exactement sur la paroi conique correspon dante du diffuseur. La surface externe de cette partie conique 15 présente des stries obliques sur son pourtour formant de petits canaux. Les stries de la bague se croisent deux à deux comme indiqué en 16, à leur entrée dans le diffuseur, de façon que les courants d'eau se rencontrent sous un certain angle en provo quant ainsi leur pulvérisation.
Le fonctionnement est le suivant: Le fluide à la pression p entre dans l'ap pareil par la tubulure 1 et traverse la tuyère 3 pour se rendre dans la première chambre de mélange 4. Le fluide moteur pénétrant par la tuyère annulaire 5 dans cette chambre, par des rainures radiales, de forme telle qu'on réalise dans cette chambre la détente totale du fluide moteur à la, pression de cette chambre d l'énergie calorifique disponible du fluide moteur est transformée en énergie cinétique qui est communiquée en partie au fluide aspiré, la perte de force vive occasionnée par le choc des deux courants, étant transformée en chaleur.
La section de la tuyère 3 est réglée de telle façon que la pression p' dans le mélan geur 4 soit inférieure à la pression primitive p du fluide aspiré, de sorte que celui-ci, après son passage dans la tuyère 3, a acquis la. vi tesse maximum venant de la. différence de pression p-pi et de l'énergie contenue dans le fluide aspiré.
Le fluide moteur n'agit sur le fluide aspiré qu'après que .celui-ci a pris sa vitesse maxi mum résultant rie son énergie propre, etdans ces circonstances, la. perte de force vive par le choc des deux veines fluides est réduite au minimum. L'ensemble des fluides moteur et aspiré traverse la deuxième tuyère 8 pour aboutir à. la nouvelle chambre de mélange 9 qui reçoit une nouvelle portion de fluide moteur. La pression dans cette chambre 9 est réglée à, la valeur p\ inférieure à la valeur pi.
Dans cette chambre également, il y a. détente totale du mélange avec utilisation de l'énergie dispo nible entre les pressions pi et p\, et en outre du réchauffage résultant des pertes intérieures d'énergie cinétique, et, par conséquent, récu pération de ces pertes dans le passage à tra vers la tuyère 8.
Après la, dernière chambre ,de mélange 9. il n'y a pas de nouvelle détente, mais le dif fuseur augmente graduellment la pression du fluide total jusqu'à la pression P, et il n'y a pas de récupération possible des pertes d'éner gie cinétiques intérieures. C'est pour cette raison que dans le présent dispositif, les débits de fluide moteur dans les chambres succes sives de mélange vont en décroissant; la<B>,</B> der nière perte,de force vive n'étant plus récupé- rable. En second lieu, le fluide total après avoir traversé le col du diffuseur augmente gra duellement de pression.
Pendant cette période de compression il y a dépense d'un travail. qui est d'ailleurs fourni par l'énergie cinétique du fluide total. Cette dépense de travail est plus importante dans le cas où la compression est produite sous le régime adiabatique que dans le cas où la compression est isothermique.
Lorsqu'on réalise cette dernière forme de compression, il y a évidemment moins de tra vail à dépenser et on obtient un meilleur ren dement de l'appareil. Dans l'appareil décrit, on se rapproche dans toute la mesure possible du régime de la compression isothermique. Par suite de la disposition de la bague 14, 15, les courants d'eau amenés par la conduite 13 se rencontrent sous un certain angle en pro duisant la pulvérisation du liquide qui est ainsi distribué dans le diffuseur à l'état vési culaire pour faciliter l'échange de tempéra ture entre les fluides comprimés et l'eau in jectée dont l'action refroidissante favorise l'é tablissement du régime de compression iso- thermique ou au moins polytropique.
Une partie des vésicules liquides passe à l'état de vapeur à la pression du milieu dans lequel elles évoluent. Les vésicules non vapo risées qui occupent le pourtour de la veine cen trale de vapeur et fluide tendent à s'opposer par leur masse aux courants parasites tels que remous et tourbillons qui se produisent dans les diffuseurs non munis de cette injection d'eau en absorbant une certaine partie de l'é nergie cinétique au détriment du rendement de l'appareil.
L'injection d'eau peut être répartie sur une ou plusieurs chambres successives depuis le col jusqu'à la sortie du diffuseur. Suivant qu'on emploiera de l'eau froide ou de l'eau chaude, on récupérera des calories de sur chauffe sous forme d'eau chaude ou de va peur, ce qui a son importance suivant le fonc tionnement de l'appareil, soit comme extrac teur d'air soit comme compresseur de vapeur.
L'objet de l'invention s'applique dans les diverses industries où l'on évapore des liqui des au moyen de chauffage à vapeur et per met de remonter la pression de la vapeur émise dans les chambres d'ébullition à une pression supérieure pour l'utiliser de nouveau à tous usages quelconques de chauffage. Il peut servir également à l'extraction de gaz incondensablesdans les installations de con densation de vapeur, à établir le vide dans un espace quelconque en refoulant les gaz aspi rés dans toute enceinte à une pression quel conque ou<B>à</B> l'atmosphère. Elle peut aussi servir à l'établissement de machines frigori fiques où l'agent frigorifique est la vapeur d'eau.