Brevet FR2304041A1 — publié le 19761008

L'invention est relative à un dispositif pour une installation de compression et de condensation de gaz dans laquelle notamment la compression est effectuée en plusieurs étages. La compression de gaz est particulièrement importante dans les installations frigorifiques et des dispositions sont prises dans de telles installations pour assurer que le fluide se présente sous la forme convenable, c'est-à-dire à l'état gazeux ou à 11 état liquide, aux différents postes de l'installation. A cet effet, notamment dans les installations frigorifiques à étages multiples, on utilise un dispositif réfrigérateur intermédiaire qui refroidit le gaz et sur-refroidit le liquide recueilli sous cette forme liquide dans le condenseur avant qu'il soit acheminé plus loin dans l'installation frigorifique et qui sur-refroidit le liquide.Un dispositif réfrigérateur intermédiaire se présente sous la forme d'une enveloppe cylindrique, contenant un ou plusieurs serpentins ; le gaz traverse ces serpentins au cours de son parcours à travers l'installation. Une fraction de ltécou- lement de gaz est prélevée et est appliquée dans l'enveloppe autour des serpentins pour les refroidir et le gaz vaporisé est ramené au compresseur. L'écoulement de gaz est ensuite amené à un séparateur qui se présente également sous forme d'enveloppe cylindrique. Dans ce séparateur le gaz vaporisé en phase gazeuse est séparé du gaz en phase liquide et est ramené également au compresseur, tandis que le gaz en phase liquide est ramené à l'installation frigorifique.Le séparateurest également alimenté, par le circuit de retours par du gaz en phase gazeuse et en sépare le-liquide qui peut encore s'y trouver, de sorte que le compresseur ne reçoit que du gaz absolument débarrassé de liquide. Les genres connus de dispositifs réfrigérateurs intermé diapres et de séparateurs présentent un encombrement considérable et comportent un système de canalisations de raccordement relativement compliqué, d'une grande longueur, ce qui entrain des difficultés d'isolation thermique de ces canalisations. Ltinvention a donc pour but d'obvier à ces inconvénients en combinant le dispositif réfrigérateur intermédiaire et le séparateur en un seul ensemble de construction. ce qui simplifie considérablement les raccordements entre ces deux dispositifs, du fait qu'ils sont plus courts que dans les modes de réalisation antérieurement connus. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que le dispositif réfrigérateur intermédiaire est disposé, à la manière d'un carter, à la surface extérieure du séparateur cylindrique. L'invention est expliquée plus en détail ci-après, à l'aide d'un de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif, mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement une installation classique à plusieurs étages de compression, et - la figure 2 représente une installation conforme à l'invention. L'installation réalisée conformément à l'invention, représentée sur la figure 2, comporte un compresseur 1, relié, par une canalisation 2, à un condenseur 3 à la suite duquel la canalisation 3 se divise en deux branches 4 et 5. C?s branches 4 et 5 sont raccordées à un dispositif ref-rigérateur intermédiaire 6, muni d'un serpentin 7. Conformément à l'invention le dispositif réfrigérateur intermédiaire est disposé à la manière d'un carter autour d'un séparateur 8. Le séparateur 8 est constitué par une enveloppe cylindrique dont l'espace se subdivise en un espace à gaz 9 et en un espace à liquide 10. De l'espace à gaz 9 part une canalisation 11 qui revient au compresseur 1 tandis que l'espace à liquide 10 est relié, par une canalisation 13, au reste de l'installation frigorifique.Par cette-canalisation 13 le gaz en phase gazeuse provenant du reste de l'installation frigorifique arrive au separNsur 8.Le gaz vaporisé à l'intérieur du dispositif réfrigérateur intermédiaire 6 est ramené, par une canalisation 14, au compresseur 1 qui peut être considéré comme un compresseur à suralimentation, dans lequel le gaz provenant du dispositif frigorifique intermédiaire peut être amené, comme dans des compresseurs alimentés sous pression ou aussi dans des compresseurs à plusieurs étages comme celui représenté schématiquement sur la figure 1 Le liquide formé par condensation du gaz dans le serpentin 7 est introduit dans l'espace à liquide 10 du séparateur 8 par une courte canalisation 15 et ltespace à liquide 1C est raccordé par une autre courte canalisation 16 au liquide contenu dans le dispositif réfrigérateur intermédiaire 6, afin de débarrasser ce dispositif de l'huile qui aurait pu être entratnée par le gaz à sa sortie du compresseur et entre accumulée dans le dispositff réfrigérateur intermédiaire. Gracie à cette combinaison du dispositif réfrigérateur intermédiaire 6 et du séparateur 8, on obtient un mode de construction plus compact au point de vue mécanique avec de courtes tubulures de raccordement, dont l'encombrement est considérablement réduit en comparaison de l'utilisation de deux ensembles séparés. Cette combinaison est extrêmement avantageuse aussi au point de vue de la technique frigorifique du fait que le dispositif réfrigérateur intermédiaire 6est disposé à la manière d'un carter autour de l'espace à gaz 9 du séparateur 8, ce qui fournit un couplage thermique favorable entre le séparateur et le dispositif réfrigérateur intermédiaire. Le gaz en phase liquide qui s'écoule par la canalisation 5 dans le serpentin 7 arrive ensuite par la canalisation 15 dans l'espace à liquide 10 du séparateur, d'oh il sort par la canalisation 12 pour parvenir à l'installation frigorifique proprement dite. La fraction relativement peu importante de liquide amenée par la canalisation 4 au dispositif réfrigérateur intermédia ire 6 autour du serpentin 7 refroidira celui-ci par évaporation et le gaz formé est entraSné, comme on l'a dit, par la canalisation 14 et ramené au compresseur 1.Du dispositif réfrigérateur intermédiaire 6, le liquide est amené par la canalisation 15 à l'espace à liquide 10 du séparateur 8, pour etre en traSné ensuite, avec as quantités, mentionnées précédemment, de liquide par la canalisation 12. Le gaz qui revient au séparateur 8 par la canalisation 13 est échauffé dans l'espace à gaz de celui-ci, par suite du couplage thermique entre le séparateur et le dispositif réfrigérateur intermédiaire, ce qui assure que les particules de liquide susceptibles de se trouver dans la canalisation 13 ne sont pas entratnées par le gaz et amenées au compresseur 1 par la canalisation 11. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVIDiDICATIONS 1. Dispositif pour une installation de compression et de condensation de gaz, notamment de compression à étages multiples, comportant un dispositif réfrigérateur intermédiaire dans lequel une. quantité relativement faible du gaz est utilisée comme gaz réfrigérant pour le reste du gaz et dans lequel un séparateur sépare le gaz du liquide qu'il peut contenir, lequel dispositif est caractérisé en ce que le dispositif réfrigérateur intermédiaire est disposé, à la manière d'un carter, autour du séparateur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif réfrigérateur intermédiaire en forme de carter recouvre en majeure partie le volume consacré au gaz du séparateur. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les serpentins destinés à transporter le gaz en phase liquide sont situés à l'intérieur du dispositif réfrigérateur intermédiaire et autour du séparateur. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le volume, consacré au liquide, du dispositif réfrigérateur intermédiaire est raccordé au volume, consacré au liquide, du séparateur. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité de sortie des serpentins est raccordée au volume, consacré au liquide, du séparateur.