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Vanne d'adaptation du debit liquide a l'entree d'une turbine auto-aspirante

IP.com Disclosure Number: IPCOM000019319D
Publication Date: 2003-Sep-10
Document File: 5 page(s) / 683K

Publishing Venue

The IP.com Prior Art Database

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VANNE D’ADAPTATION DU DEBIT LIQUIDE A L’ENTREE

D’UNE TURBINE AUTO - ASPIRANTE

Sujet

Problème posé

Une turbine auto-aspirante immergée et mise en rotation dans un liquide met en circulation un débit par effet centrifuge. Le liquide s’écoule du centre de la turbine vers l’extérieur, et une dépression pouvant atteindre -300 � -400 millibar se crée entre ses pales. L’aspiration d’un gaz provenant par exemple du ciel gazeux d’un réacteur est possible ; ce qui a pour conséquence de mélanger intimement le liquide et le gaz et de les disperser (voir Figure 1).

Figure 1

Cette dispersion associée � l’agitation du milieu conduit � une dissolution rapide et efficace du gaz dans le liquide.

Classiquement, le gaz provient du ciel gazeux. La turbine atteint un point de fonctionnement stable. Toutefois, il est possible de saturer une turbine en forçant l’injection du gaz au del� de sa capacité maximale d’absorption. Dans ce cas, la pression d’injection du gaz (P3) devient supérieure � la dépression minimale nécessaire � mettre le liquide en mouvement (P1). Il se produit alors un phénomène dit « d’engorgement ». Le liquide ne pénètre plus dans la turbine et celle-ci est saturée en gaz. Le gaz remonte généralement directement � la surface sans être dispersé. Le rendement de transfert gaz-liquide chute brutalement.

On dit que le débit de gaz a atteint la limite d’engorgement de la turbine. Revenir � des débits de gaz plus faibles permet de retrouver des conditions de fonctionnement satisfaisantes.

Description de l’invention

L’invention ci-après décrite, permet de repousser la limite d’engorgement d’une turbine auto-aspirante, tout en évitant une charge trop importante du moteur lorsque le débit de gaz est faible ou nul.

Figure 2

En effet, la puissance � transmettre � l’arbre d’entraînement varie de façon inversement proportionnelle au débit de gaz injecté dans la turbine. Le débit de gaz augmentant, le débit liquide pompé par la turbine diminue. Or ce débit est responsable de la majeure partie de l’énergie consommée. La courbe présentée Figure 2 illustre cette chute de puissance lorsque le débit gaz augmente.

Par ailleurs la dépression générée � l’intérieur de la turbine (ici un modèle � pales avec flasques) augmente avec le débit de gaz. La courbe de la figure 3 présente un relevé de pression au sein d’une turbine en fonction du débit de gaz injecté.

Figure 3

La capacité de pompage de la turbine est volontairement limitée pour éviter une trop forte puissance. Cette limitation est obtenue par la perte de charge créée par la section de l’ouie annulaire d’aspiration du liquide.

L’invention est un composant contrôlant cette section d’aspiration en fonction des paramètres de fonctionnement. Ce composant est appelé ici : VANNE AUTO-ADAPTATIVE

Les paramètres représentatifs utilisables sont :

-          Le couple de l’arbre moteur

-          La puissance électriq...