Brevet FR2309825A1 — publié le 19761126

La présente invention concerne les réfrigérants atmosphériques dans lesquels un liquide, par exemple de l'eau, est refroidi soit directement, soit indirectement par l'air atmos phérique. Dans les réfrigérants dans lesquels le liquide est refroidi directement par l'air atmosphérique, ce liquide est distribué à la partie supérieure d'un corps-d'échange constitué généralement de plaques ou de feuilles planes ou ondulées, de grilles de formes diverses, sur lesquelles l'eau ruisselle et/ou rebondit avec éclaboussement, tandis que le flux d'air atmosphérique qui pénètre par des orifices d'entrée d'air du réfrigérant circule dans le corps d'échange soit perpendiculairement, soit en sens inverse du sens d'écoulement du liquide. On dit généralement que la mise en contact du liquide avec le gaz se fait par courants croisés dans le premier cas et à contre-courants dans le second cas. Le flux d'air atmosphérique est mis en circulation dans le corps d'échange soit par des ventilateurs, soit par le tirage naturel d'une cheminée, soit par la combinaison de ces deux moyens. Les ventilateurs peuvent être placés en aval du corps d'échange, et ils aspirent alors l'air atmosphérique hors du réfrigérant après qu'il ait été mis en contact avec le liquide, ou bien les ventilateurs peuvent être disposés en amont du corps d'échange pour souffler l'air extérieur dans le corps d'échange du réfrigérant. Les orifices-d'entrée d'air des réfrigérants sont disposés à leur base et ont des dimensions extrêmement variables leur hauteur est de l'ordre du mètre pour les plus petits réfrigérants et peut atteindte et même dépasser les vingt mètres pour les plus grands, tandis que leur largeur est de l'ordre du mètre pour les plus petits réfrigérants, mais peut atteindre plusieurs dizaines de mètres, voire quelques centaines de mètres, pour des alignements rectilignes de réfrigérants cellulaires ou pour les tours de réfrigération circulaires dont les diamètres ont de quelques dizaines de mètres à plus de cent mètres. Ces orifices d'entrée d'air sont généralement muniS de persiennes qui servent à la fois à empêcher des projections de liquide à l'extérieur du réfrigérant, à atténuer les perturbations auxquelles est soumis le fonctionnement du réfrigérant par des coups de vent et à régulariser lavitesse de l'air à l'entrée du corps d'échange du réfrigérant. L'un des inconvénients majeurs que présentent les réfrbgé- rants atmosphériques est le bruit important qu'ils rayonnent par leurs orifices d'aspiration et d'évacuation d'air. Etant donné que l'orifice d'évacuation d'air est situé relativement haut audessus du sol et présente des caractéristiques de directivité acoustique qui font que le bruit est émis essentiellement vers le haut, avec une faible fraction diffractée vers le sol par le pourtour de l'orifice, la perturbation sonore provient essentiellement des entrées d'air. Celles-ci rayonnent le bruit dû à la chute du liquide depuis le corps d'échange dans le bassin où il est recueilli, bruit riche en hautes fréquences et pratiquement dépourvu de basses fréquences et, pour les réfrigérants à tirage forcé ou à tirage naturel assité de ventilateurs, le bruit de ces ventilateurs. Dans de nombreux cas, la gêne acoustique est telle que des mesures doivent être prises pour réduire le bruit. Dans le cas de réfrigérants comportant des ventilateurs, l'adoption de ventilateurs spéciaux à bruit réduit grâce à leur faible vitesse de rotation et au judicieux profil de leurs pales est une première mesure qui s' avère malheureusement souvent insuffisante. I1 existe également des moyens pour réduire le bruit de la chute d'eau à la source même, par exemple en recueillant l'eau sous le corps d'échange au moyen de rigoles ou de canaux incliné s pourvus ou non de plaques déflectrices et disposés en quinconce de manière à n'offrir aucun passage vertical direct au liquide s'écoulant depuis le corps d'échange. Cependant, ces moyens présentent les inconvénients d'être onéreux à l'achat du. fait de la dimension importante des surfaces à couvrir, onéreux également à l'entretien à cause des risques d'encrassement du matériel utilisé et peu efficaces puisque la réduction du bruit obtenue est faible, de l'ordre de 5 à 10 dB seulement. I1 existe également la possibilité de protéger l'environnement par des écrans anti-bruit disposés autour du réfrigérant, mais cette solution est souvent peu satisfaisante. En effet, le manque de place oblige souvent à disposer ces écrans près du réfrigérant, mais dans ce cas ils entravent le passage de l'air et nuisent donc à son bon fonctionnement. Si cette place existe, ils sont alors souvent trop coûteux car ils doivent avoir des dimensions importantes, particulièrement lorsque le bruit doit être réduit à grande distance du réfrigérant, distance d'où le sommet de l'écran est vu sous un angle faible caractéristique d'une faible atténuation.De plus, dans ce deuxième cas les ondes sonores peuvent être éventuellement rabattues au sol par réfraction dans l'atmosphère en passant audessus de l'écran, c'est-à-dire sans entrave. Les solutions énumérées ci-dessus étant généralement peu satisfaisantes, on a souvent recours pour réduire le bruit émis par les entrées d'air des réfrigérants atmosphériques à sonabsorp- tion par des panneauxenmatériaux transformant l'énergie sonore en énergie calorifique, par exemple de la laine de roche.Ces panneaux ont généralement la forme d'un parallèpipède en tôle métallique perforée à l'intérieur duquel est disposé le matériau absorbant et sont disposés soit verticalement et paralléles entre eux lc.rs- que le réfrigérant est constitué de cellules rectangulaires alignées, soit verticalement et radialement lorsque le réfrigérant est de forme circulaire, soit parallèlement entre eux par groupes, l'ensemble des groupes formant un polygone circonscrit au réfrigérant, lorsque ce dernier a une forme circulaire ou polygonale. Ces panneaux sont placés à l'extérieur du réfrigérant, au voisinage immédiat de ses orifices d'entrée d'air, l'espacement entre deux panneaux consécutifs devant être nettement plus petit que la lon gueur d'onde du rayonnement sonore qui doit être absorbé .Cette disposition de panneaux est donc surtout efficace lorsque le bruit émis se situe surtout dans les fréquences graves, puisque 1'absorp- tion des fréquences élevées exige un très faible espacement entre les panneaux et, donc, une multiplication de ceux-ci se traduisant par une augmentation du coût déjà très élevé de cette solution. De plus, pour avoir une efficacité suffisante, les panneaux doivent présenter une 1guur importante, ce qui entraîne un accroissement appréciable de la surface au sol occupée par le réfrigérant pourvu de ces panneaux. Le but de la présente invention est de réaliser un réfrigérant atmosphérique dans lequel la propagation vers l'extérieur, à travers les ouvertures d'entrée d'air, du bruit engendré à l'intérieur du réfrigérant est atténuée de façon sensible, particulièrement dans la gamme des fréquences éleeées, de manière relativement économique et sans augmentation de l'encombrement extérieur du réfrigérant. A cet effet, la présente invention a pour objet un réfrigérant atmosphérique du type comprenant une chambre dans laquelle un liquide, par exemple de l'eau, est mis en contact avec l'air atmosphérique, cette chambre comportant au moins une ouverture d' entrée d'air équipée de persiennes formées d'éléments ménageant entre eux des passages inclinés pour l'air atmosphérique, carac térisé en ce que lesdits éléments sont constitués par des panneaux inclinés en un matériau absorbant le bruit. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation, faite en se référant aux dessins annexes sur lesquels La Figure 1 est une vue en coupe et en élévation d'un ré frigérant atmosphérique à tirage accéléré équipé de persiennes selon l'invention ; La Figure 2 est une vue de détail des panneaux constituant les persiennes équipant le réfrigérant de la figure 1 ;; La Figure 3 est une vue en coupe et en élévation d'un réfrigérant atmosphérique à tirage naturel dont les persiennes sont formées des panneaux de la figure 2 La Figure 4 est une vue en coupe d'une variante de réalisa- tion des panneaux selon l'invention, et La Figure 5 est une vue en coupe d'une autre variante de réalisation des panneaux selon l'invention. En se reportant à la Figure 1, on voit un réfrigérant de type classique comportant une chambre circulaire 1 pour la mise en contact d'un liquide, par exemple de l'eau, avec l'air atmosphérique, cette chambre 1 comportant une toiture 2 pourvue d'un orifice central 3 d'évacuation de l'air dans lequel est monté un ventilateur 4 équipé d'une virole 5 raccordée à sa base à la toiture 2 et à sa partie supérieure à un diffuseur 6. A l'intérieur de la chambre 1 sont superposés, de haut en bas, un séparateur de gouttes 7, un réseau de distribution de liquide 8, un corps d'échange thermique 9 à contre-courants et un bassin 10 destiné à recueillir le liquide après son refroidissement par l'air atmosphérique.Enfin, la base de la chambre 1 comporte une ouverture 11 d'entrée d'air périphérique équipée de persiennes 12 selon l'invention. Les persiennes 12 sont formées de panneaux 13 parallèles entre eux et régulièrement espacés, qui sont superposés les uns au-dessus des autres entre la partie inférieure et la partie supérieure de l'ouverture ll d'entrée d'air, de manière à ménager des passages inclinés sur l'horizontalepour l'air atmosphérique. Ces panneaux 13 sont disposés par groupes de panneaux de longueur identique, les panneaux d'unemême groupe étant fixés à chacune de leurs extreités 9 un montant 13que la charpente supportant le réfrigérant. En variante, les groupes de panneaux 13 peuvent être supportés à leurs extrémités par des montants propres aux persiennes. Dans l'un ou l'autre cas, les groupes de panneaux 13 définissent de préférence un contour polygonal régulier concentrique au centre de la chambre circulaire 1. Dans le cas d'un réfrigérant ayant une chambre de forme carrée ou rectangulaire, chaque ouverture ll d'entrée d'air comprend un ou plusieurs groupes alignés de panneaux, ce ou ces groupes étant parallèles aux parois du ré frigérant. Si l'on se reporte maintenant à la figure 2, on voit à plus grande échelle deux panneaux 13 représentés tels qu'ils sont montés dans l'ouverture 11 d'entrée d'air de la chambre 1. Ces panneaux 13 sont de forme parallplpédique et sont inclinés sur l'horizontal d'un angle compris de préférence entre 300 environ et 600 environ, cet angle ayant une valeur de 450 sur la figure 2.Selon une caractéristique importante de l'invention, les panneaux 13 ont leurbord supérieur disposé du côté extérieur de la chambre 1 et leur bord inférieur disposé vers l'intérieur de cette chambre et le bord supérieur d'un panneau 13 quelconque est disposé audessus du bord inférieur du panneau 13 situé immédiatement au-dessus de lui de sorte que, suivant une direction horizontale, il n'existe aucune ouverture directe de l'intérieur du réfrigérant vers l'extérieur et vice-versa. Ce recouvrement des panneaux en visée horizontale confère aux persiennes selon l'invention un avantage que n'ont pas les atténuateurs de bruit constitués de panneaux disposés radialement à la périphérie des réfrigérants. En effet, les persiennes selon l'invention permettent de réduire considérablement le bruit de fréquence elevee sans nécessiter un faible espacement entre les panneaux, c'est-à-dire sans donner lieu à des pertes de charge élevées au passage de l'air. Quant aux bnuits aigus radiés en oblique entre les panneaux, ils ne sont susceptibles d'atteindre les zones à protéger qu'après réflexions et diffractions sur des obstacles divers, ou réfraction dans l'atmosphère, lesdistanoes frarchies étant relativement grandes de telle sorte que le son est suffisamment affaibli pour ne plus gêner lorsqu'il atteint le sol. La figure 3 représente un autre type de réfrigérant qui peut être équipé des panneaux atténuateurs de bruit selon l'invention. Ce réfrigérant est du type à tirage naturel et à mise en contact par courantscroiséet il comporte une tour 14 formant cheminée entourée à sa base par une galerie annulaire 15 à l'intérieur de laquelle est disposé un corps d'échange thermique 16 surmonté par un réseau de distribution de liquide 17. Ce réfrigérant comporte également un séparateur de gouttes 18 disposé entre le corps d'échange 16 et un orifice périphériquel9 de la tour 14 par lequel l'air pénètre dans celle-ci après sa mise en contact avec le liquide dans le corps 16, et un bassin 20 prévu à la partie inférieure du réfrigérant pour recueillir le liquide refroidi 21. Enfin, la galerie annulaire 15 est pourvue d'une entrée d'air périphérique 22 équipée, comme le réfrigérant de la figure 1, de persiennes 12 constituées des panneaux 13 de la figure 2. Grâce à leur disposition décrite ci-dessus, les panneaux 13 permettent d'atténuer convenablement le bruit engendré par le ventilateur 4 et la chute du liquide du corps d'échange 9 dans le bassin 10 pour le réfrigérant à tirage accéléré de la figure 1, et le bruit dû à la chute du liquide du corps d'échange 16 dans le bassin 20 pour le réfrigérant à tirage naturel ae la figure 3. Ce dernier type de réfrigérant, bien qu'il ne comporte pas de ventilateur, peut néanmoins engendrer un niveau sonore extrêmement élevé lorsqu'il présente des dimensions très importantes pour lesquelles le débit de liquide traité est considérable. Selon une première variante représentée à la figure 4, les panneaux 13 des persiennes 12 équipant les cuvertures des entrées d'air des réfrigérants des figures 1 et 3 peuvent présenter une forme incurvée au lieu de la forme paranSipipédique de la figure 2. Selon cette variante, les panneaux 13 présentent en section transversale la forme d'un profil d'aile d'avion, c'est-à-dire qu'ils comportent deux faces 23 soit planes, soit légèrement incurvées, un bord supérieur 24 de forme arrondie placé du-Çôté extérieur au réfrigérant et un bord inférieur 25 effilé tourné vers l'intérieur du réfrigérant. Grâce à leur forme particulière, ces panneaux créent entre eux un effet aérodynamique qui améliore la circulation de l'air vers l'intérieur du réfrigérant. Enfin, la figure 5 représente une autre variante de réalisation des panneaux 13 selon l'invention dans laquelle ces panneaux présentent une forme analogue à ceux de la figure 4 mais comportent une face supérieure 26 ayant une courbure concave et une face inférieure 27 ayant une courbure convexe, de telle sorte que l'ensemble de la partie inférieure de chaque panneau est incurvée vers le haut. Ces panneaux, outre l'effet aérodynamique précité, assurent également une directivité du flux d'air,de telle sorte que l'air qui pénètre obliquement vers le bas entre les panneaux en sort à peu près horizontalement à l'intérieur du réfrigérant. En pratique, les panneaux paraeli-péoiques peuvent avoir une épaisseur comprise entre 50 mm et 100 mm environ et les panneaux des figures 4 et 5 une épaisseur maximale comprise entre 50 et 150 mm environ. La largeur de ces panneaux, dans le sens de 1' écoulement de l'air, peut se situer, par exemple, entre 50 et 100 cm environ, tandis que l'espacement des panneaux entre eux peut être compris entre 100 et 500 mm environ. Ces valeurs de la largeur, de l'épaisseur et de l'espacement des panneaux entre eux déterminent, pour chaque spectre de bruit, l'atténuation du bruit, tandis que l'angle des panneaux sur l'horizontale, généralement compris entre 30 et 600 comme indiqué précédemment, détermine -l'effet de directivité dans l'émission du bruit résiduel.Les panneaux des figures 2, 4 et 5 comprennent, comme représenté plus particulièrement à la figure 2, une enveloppe extérieure perforée 28 garnie intérieurement d'un matériau 29 transformant l'énergie sonore en énergie calorifique. La matière absorbant le bruit est, par exemple, de la laine de roche, de la fibre de 7erre ou de la laine de coco, tandis que l'enveloppe 28 peut être constituée par des feuilles perforées soit en matière plastique, soit en une matière métallique telle que l'aluminium ou l'acier galvanisé.De préférence, seules les feuilles formant les deux faces de l'enveloppe 28 sont perforées et ces feuilles sont assemblées entre elles par d'autres pièces, par exemple des tôles ou des profilées, soit, de préfrence, de la même matière que ces feuilles lorsque celles-ci sont métalliques, soit d'une matière différente, des feuilles en matière plastique pouvant être assemblées à des profilés métalliques. Cependant, si la matière des feuilles utilisée est suffisamment rigide, l'ensemble de l'enveloppe 28 peut être constitué par la matière de ces feuilles, les différents côtés de cette envelo?pe étant assemblés entre eux par soudage, par collage, par rivage ou par tout autre procédé connu. Les matières mentionnées ci-dessus sont prévues pour résister à la corrosion par l'eau puisque, outre leur fonction d'absorber le bruit, les panneaux selon l'invention assurent également le rôle usuel des persiennes des réfrigérants. La surface des persiennes est donc susceptible d'être fréquemment mouillée, tant par la pluie que par 1'éclaboussement de l'eau du réfrigérant. Pour améliorer la résistance contre l'humidité de la matière absorbant le bruit, on peut, par exemple, augmenter sa densité. Ainsi, le matelas de laine de roche tout entier peut être constitué d'une laine dense, par exemple de 80 kg par m3, ou bien le matelas peut être constitué d'une couche intérieure peu dense, de 50 kg par m3 par exemple, et d'une couche extérieure, sur une ou sur ses deux faces, de laine plus dense, par exemple de 150 kg par m3.Selon une autre technique, les fibres de la matière absorbante peuvent être enduites d'une substance hydrofuge, par exemple être bakélisées, ou bien les surfaces extérieures du matelas peuvent être recouvertes d'une feuille de papier imprégné d'une substance hydrofuge, par exemple une feuille de papier bitumé. Une autre possibilité de protection de la matière absorbant le bruit contre l'humidité consiste à l'envelopper dans une feuille de matière plastique étanche à l'eau, mais suffisamment sransparente au son à cet effet, on peut utiliser par exemple une feuille de polyéthylène ou bien un fin tissu de fibre de verre. Les caractéristiques de dimensions, de forme et de matière constitutive des panneaux décrits dans la présente description n'ont été données qu'à titre d'exemples illustratifs et nullement limitatifs et peuvent donner lieu à ae ncr. > ireuses modifications sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 - Réfrigérant atmosphérique du type comprenant une chambre dans laquelle un liquide, par exemple de l'eau, est mis en contact avec l'air atmosphérique, cette chambre comportant au moins une ouverture d'entrée d'air équipée de persiennes formées d'éléments ménageant entre eux des passages inclinés pour l'air atmosphérique, caractérisé en ce que lesdits éléments sont constitués par des panneaux inclinés (13) en un matériau absorbant le bruit. 2 - Réfrigérant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les panneaux inclinés (13) ont un bord supérieur (24) disposé du c8té extérieur au réfrigérant et un bord inférieur (25) orienté vers l'intérieur du réfrigérant et sont inclinés sur lthorizontale pour ménager entre eux des passages inclinés vers le bas à partir de l'extérieur du réfrigérant. 3 - Réfrigérant selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit bord supérieur (24) d'un panneau (13) est disposé audessus du bord inférieur (25) d'un panneau (13) disposé immédiatement au-dessus, de telle sorte que, suivant une direction horizontale, lesdites persiennes (12) n'offrent aucun passage direct de l'extérieur du réfrigérant vers l'intérieur de celui-ci et viceversa. 4 - Réfrigérant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits panneaux (13) ont une forme parallélipédique. 5 - Réfrigérant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits panneaux (13) ont un profil d'aile d'avion, leur bord supérieur (24) ayant une forme arrondie et leur bord inférieur (25) ayant une forme effile. 6-- Réfrigérant suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la partie inférieure des panneaux (13) est recourbée vers le haut suivant une direction adaptée pour conférer au flux d'air rentrant dans le réfrigéz'ant une direction sensiblement horizontale à la sortie desdits passages. 7 - Réfrigérant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits panneaux (13) sont inclinés sur l'horizontale d'un angle compris entre 300 environ et 60 environ. 8 - Réfrigérant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits panneaux (13) comprennent chacun une enveloppe extérieure (28) dont au moins les deux faces principales sont perforées et un matériau (29) absorbant le bruit garnissant intérieurement ladite enveloppe (28). 9 - Réfrigérant selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit matériau est un matériau transformant l'énergie sonore en énergie alorifique.