Brevet FR2209897A1 — publié le 19740705

L'invention concerne les compresseurs destinés notamment à l'hélium ou à tout autre gaz utilisé en cryogénie. Un compresseur classique d'hélium est placé dans une enceinte hermétique à 1laquelle la chaleur produite par la compression de lthélium est transférée par de l'huile ou un autre lubrifiant du compresseur. Cette huile est ensuite refroidie par circulation forcée dans un échangeur de chaleur ou au moyen daune chemise d'eau entourant- l'enceinte. Qes compresseurs sont encombrants et comateux. L'invention concerne un compresseur ne nécessitant pas de fluide supplémentaire de refroidissement et les pompes destinées à le faire circuler. Ce compresseur, logé dans une enceinte hermétique, comporte un orifice de sortie du gaz comprimé et un orifice d'entrée pour le gaz non comprimé. L'enceinte comporte également des orifices d'entrée et de sortie pour le gaz non comprimé afin que ce dernier puisse pénétrer dans cette enceinte et en sortir après avoir prélevé la chaleur dégagée par le compresseur. Un échangeur de chaleur, conçu pour titre refroidi, communique avec l'orifice de sortie de l'enceinte et ltori- fice d'entre du compresseur. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement-limitatif et sur lequel la figure 1 est une vue schématique d'un compresseur refroidi classique ;et la figure 2 est une vue schématique du compresseur selon l'invention. Un compresseur (représenté schématiquement sur les figures) est placé dans une enceinte 2 réalisée de manière étanche. Ce compresseur comporte un orifice 4 de sortie du gaz comprimé et un orifice 6 d'entrée du gaz non comprimé. Un compresseur classique (figure 1) est logé dans une enceinte 2 qui contient une certaine quantité d'huile ou de tout autre lubrifiant pour le compresseur. Cette huile assume également la fonction d'agent de refroidissement, car la chaleur dégagée lors de la compression du gaz est transmise à 12enceinte 2 qui est entourée partiellement d'une chemise 8 dans laquelle de l'eau est introduite par un conduit 10. Une pompe 14 fait circuler cette eau et la fait sortir par un conduit 12 de ltencein- te pour refroidir cette dernière. Bien que l'huile élimine une grande partie de la chaleur de compression, le gaz sortant par orifice 4 passe normalement dans un serpentin 16 sur lequel uli ventilateur (non représenté), ou tout autre élément convenable, fait circuler un courant d'air de refroidissement. l'eau chaude sortant par le conduit 12 est également refroidie dans un serpentin 18 soumis au meme courant d'air. les serpentins 16 et 18 éliminent donc la plus grande partie de la chaleur dégagée par la compression. En variante, une pompe fait circuler de l'huile dans un échangeur de chaleur refroidi par air. le dispositif représenté sur la figure 1 présente plusieurs inconvénients. En effet, la chemise 8 élève notablement le prix du compresseur étanche et, de plus, l'eau risque de détériorer l'appareil par corrosion et gel. le compresseur selon l'invention, représenté sur la figure 2, permet d'éliminer ces inconvénients. les mimes éléments portent les mimes références sur les figures 1 et 2. la différence principale entre le compresseur selon l'invention et le compresseur représenté sur la figure 1 est que le gaz à comprimer assume, seul, le refroidissement. En effet, un conduit 20 d'arrivée, relié à une charge 21 de laquelle provient le gaz à comprimer, aboutitàl'intérieurde l'enceinte étanche 2. Un échange de chaleur se produit dans cette dernière entre le gaz, chauffé par contact avec les surfaces extérieures d'un compresseur 24 et d'un moteur 26, et la surface de l'huile ou de tout autre lubrifiant 22. Après que le gaz a été chauffé par contact avec ces surfaces, il s'écoule de l'enceinte 2 par un orifice 28 de sortie placé de manière que la quantité d'huile en suspension, stécoulantavec le gaz, soit minimale. le gaz est ensuite refroidi dans un serpentin 18 avant de passer dans l'orifice 6 dfentree du compresseur 24. L'exemple de réalisation selon l'invention, décrit précédemment, concerne un compresseur lubrifié par huile. il est évident que l'invention convient également à un appareil fonctionnant à sec > comportant des paliers étanches et des éléments convenables en.polytétrafluoréthylène ou en toute autre matière à faible coefficient de frottement. Dans ce cas, le gaz ne refroidit que les surfaces extérieures du compresseur et du moteur. Bien que dans la plupart des cas, le compresseur et le moteur soient renfermés dans 11 enceinte 2, lorsqu'ils sont séparés, le procédé de refroidissement selon l'invention ntest mis en oeuvre que pour le compresseur. l'appareil selon l'invention présente également un avantage, car le froid résiduel du gaz d'arrivée assure un certain refroidissement du corps du compresseur avant que ce dernier ne comprime ce gaz. L'appareil selon l'invention est beaucoup moines coteaux que le compresseur classique représenté sur la figure 1 et il est conçu pour nécessiter moins dtentretien que les compresseurs classiques. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent Etre apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. R EiITDICATIONS 1. Appareil étanche de compression de gaz, caractérisé en ce qutil comporte un compresseur qui est positionné dans une enceinte étanche et qui présente un orifice de sortie du gaz comprimé et un orifice d'entrée du gaz non comprimé, l'enceinte comportant un orifice d'entrée du gaz non comprimé et un orifice de sortie par lequel ce mEme gaz passe après avoir prélevé de la chaleur dégagée par le compresseur. et un échangeur de chaleur, conçu pour titre refroidi, communique . avec l'orifice de sortie de l'enceinte et l'orifice d'entrée du compresseur. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un moteur de commande du. compresseur est placé dans lten- ceinte, le gaz pouvant prélever la chaleur dégagée par ce moteur avant de passer à l'orifice de sortie de l'enceinte. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le compresseur est conçu pour autre lubrifié à l'huile ou tout autre fluide de lubrification, le gaz pouvant prélever la chaleur de ce fluide avant de passer à l'ori- fice de sortie de ltenceinte. . 4. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le compresseur est lubrifié à sec. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur comprend un serpentin destine au passage du gaz et refroidi par circulation forcée. 6. Appareil selon la revendication 5, -caractérisé en ce qu'un second serpentin, destiné à être parcouru par le gaz comprimé et également refroidi par circulation forcée, est placé en aval de orifice de sortie du compresseur. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un ventilateur destiné à faire circuler de l'air froid sur les-premier et second serpentins.