Brevet FR2343142A1 — publié le 19770930

L'invention concerne un dispositif de refroidissement pour groupes-compresseurs, en particulier compresseurs à hélice, montés dans un carter, utilisés pour la compression d'air ou autres fluides, comportant un réfrigérant à huile disposé dans la zone d'une percée de la paroi du carter, et qui est traversé par un courant d'air de refroidissement qu'on fait circuler, au moyen d'un ventilateur, au travers de cette percée et d'une autre ouverture, éloignée de celle-ci, ménagée dans la paroi du carter. Dans des groupes-compresseurs à hélice baignant dans de l'huile, on ajoute, à l'air à comprimer, de huile, en vue du refroidissement, de la lubrification et de l'étanchéité. L'huile circulant par pompage dans un circuit est, après l'opération de compression, refroidie dans un réfrigérant et ensuite soumise à une filtration, avant d'etre renvoyée au compresseur. Un tel refroidissement de l'huile s'effectue également pour les groupescompresseurs du type décrit au début, qui, pour atténuer le bruit, sont montés dans un carter fermé. Un dispositif de refroidissement utilisé pour ces groupescompresseurs à hélice connus est représenté schématiquement sous forme d'un exemple de réalisation sur la figure 1, dont un détail est repris sur la figure 2. Conformément à la figure 1, pour les groupes-compresseurs à hélice connus, entourés par un carter 1, le refroidissement d'huile s'effectue en faisant traverser le réfrigérant à huile 2 par un courant d'air de refroidissement produit au moyen d'un ventilateur 3, disposé directement derriere ce réfrigérant à huile 2. La circulation de l'air de refroidissement peut alors être réalisée en principe de deux manières. Selon l'une d'elles, l'air de refroidissement, suivant la fleche a, est aspiré à partir de l'environnement extérieur du carter, hors du groupe-compresseur, en traversant directement le réfrigérant à huile 2, et quitte le carter 1, suivant la flèche c, par une autre ouverture ménagée dans ce carter. Avec ce cheminement de l'air de refroidissement, où celui-ci, s'étant réchauffé lors de sa traversée du réfrigérant à huile 2, présente déjà une température en augmentation en entrant dans le carter 1, il ne peut cependant se produire en règle générale - effet défavorable - aucun refroidissement des autres parties de l'instal- lation du groupe-compresseur contenues dans le carter 1, comme bloc du compresseur, moteur électrique, appareil de chauffe et autres.Ces éléments de l'installation sont en partie non représentés sur le dessin, pour plus de clarté. On peut remédier à l'inconvénient du défaut de refroidissement des autres parties de l'installation,- en faisant circuler d'une autre manière le courant d'air de refroidissement. I1 s'agit, pour cet autre mode de circulation de l'air de refroidissement, d'aspirer celui-ci, au moyen du ventilateur 3, à partir de l'environnement, par l'autre ouverture du carter - suivant la flèche c' indiquée en traits discontinus - dans l'espace intérieur du carter. Après avoir circulé à travers l'intérieur du carter, l'air de refroidissement, suivant la flèche b indiquée en traits discontinus, ressort du carter 1 en traversant le réfrigérant à huile 2.Avec ce mode de circulation de l'air de refroidissement, il se produit donc, en dehors du refroidissement du réfrigérant à huile 2, encore également un certain refroidissement des autres parties de l'installation. Cependant, ce mode de refroidissement entraîne, dans une mesure tout particulièrement importante, l'inconvénient d'un refroidissement inégal et par suite insuffisant du réfrigérant à huile 2. Ceci tient au ait que, sur toute l'étendue du diamètre d du moyeu 4 du ventilateur 3, la surface du réfrigérant à huile 2 ne se trouve, en pratique, nullement soumise à l'action de l'air en circulation. Il en résulte donc un champ de refroidissement mort dans le milieu du réfrigérant. Pour mieux illustrer cet état de chose, on peut se référer à la figure 2, représentant une vue de face, suivant A, du réfrigérant 2 de la figure 1. Comme l'indique la figure 2, des mesures de la vitesse de l'air de refroidissement à l'endroit du réfrigérant, c'est-à-dire aussi bien suivant le rayon du ventilateur, ont montré que cette vitesse décroît fortement en direction de l'axe du ventilateur, par exemple à partir d'un point P1, en passant par les points P2 et P3, jusqu'à un point P4. Ces valeurs de vitesse décroissantes sont, dans leur rapport l'une par rapport à l'autre, indépendantes du nombre de tours du ventilateur, de son diamètre et de la pression statique établie.Cette variation défavorable des valeurs de la vitesse de 11 air de refroidissement se manifeste aussi avec des ventilateurs n'ayant qu'un petit moyeu, d'autant plus que la vitesse périphérique au bord extérieur du moyeu est alors tellement faible qu'à cet endroit ne peut pas être établie la même pression que sur le diamètre extérieur du ventilateur. I1 serait certes possible d'éviter, tout au moins en partie, l'inconvénient décrit ci-dessus de l'inégalité de ventilation du réfrigérant à huile, en prévoyant un-écartement plus grand entre ventilateur et réfrigérant à huile. Cependant, pour obtenir une amélioration sensible, il s'est révélé nécessaire à cet égard, d'apres des mesures effectuées, de prévoir un écartement, entre ventilateur et réfrigérant à huile, qui soit d'environ les 3/4 du diamètre extérieur du ventilateur. Il en résulte cependant un besoin d'espace agrandi, dont on ne dispose pas en particulier pour les installations à établir avec de faibles dimensions. Si d'autre part on prévoit encore même cet écartement agrandi, il s'ensuit alors l'inconvénient d'un carter plus grand, lié à une consommation de matériaux accrue. La présente invention a pour but de créer un dispositif de refroidissement - du type décrit au début - simple et efficace, qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs de refroidissement des groupes-compresseurs à hélice connus entourés par un carter, et qui permet particulièrement un refroidissement efficace et uniforme du réfrigérant à huile à travers toute sa surface, ainsi qu'un refroidissement des autres parties de l'installation. Dans ce but, le dispositif conforme à l'invention est caractérisé en ce que le ventilateur est disposé dans la zone de l'ouverture, ménagée dans la paroi du carter, qui est éloignée de la percée prévue pour le réfrigérant à huile. Conformément à une forme de réalisation particulièrement avantageuse, l'ouverture prévue pour le ventilateur est ménagée dans une paroi du carter qui est en face de la paroi qui comporte la percée servant au réfrigérant à huile. Il y a, à cet égard, un avantage particulier à prévoir i'ouverture ménagée pour le ventilateur et la percée servant au réfrigérant à huile dans des positions se faisant directement face, de préférence au milieu des parois du carter. On obtient un autre avantage en agençant le ventilateur de telle sorte qu'il refoule dans le carter le courant d'air de refroidissement aspiré par 11 ouverture ménagée pour lui dans la paroi du carter. Grace au fait que, conformément à l'invention, le ventilateur n'est plus disposé directement auprès du réfrigérant à huile, mais dans la zone de I'ouverture de la paroi du carter qui est éloignée de ce réfrigérant, il n'est pas possible, avec le dispositif de refroidissement conforme à l'invention7 que le moyeu du ventilateur entrave la circulation de l'air de refroidissement au travers du réfrigérant à huile. Il en résulte une vitesse absolument uniforme de l'air de refroidissement pénétrant au travers du réfrigérant à huile par toute la surface de celuici. En conséquence, toute la surface de refroidissement se trouve contactée aussi sous la meme pression d'air.Dans la forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, où l'ouver- ture prévue pour le ventilateur est ménagée dans la paroi du carter opposée au réfrigérant à huile. et fait directement face à celui-ci dans le milieu de la paroi du carter, les avantages mentionnés se manifestent avec une sûreté encore accrue en raison de la disposition symétrique très poussée du point de vue constructif. En agençant alors et aussi bien en faisant fonctionner le ventilateur de telle manière qu'il aspire l'air de refroidissement, à partir de ltenvironnement, par l'ouverture du carter prévue pour ce ventilateur, et le refoule dans le carter, on obtient, pendant la pénétration à travers l'intérieur du carter de l'air de refroidissement circulant en direction du réfrigérant à huile, que les autres parties de l'installation se trouvent elles aussi avantageusement refroidies de façon uniforme.Au surplus des mesures ont. montré qu'avec le dispositif de refroidissement conforme à l'invention, pour une puissance frigorifique prédéterminées le diamètre du ventilateur peut autre raccourci, par rapport aux dispositifs de refroidissement connus, si bien qu'ainsi, tout en obtenant un refroidissement amélioré de l'huile, ainsi que des autres parties de l'installation, la demande d'énergie du ventilateur se trouve même encore abaissée. L'invention est expliquée ci-apres plus en détails avec un exemple de réalisation représenté schématiquement sur la figure 3 du dessin, correspondant à la figure 1. Sur la figure 3, un groupe-compresseur à hélice comportant un dispositif de refroidissement conforme à l'invention est monté à l'intérieur d'un carter 1'. Les divers éléments de l'installation ne sont cependant, pour plus de clarté, représentés quten partie sur le dessin. Dans le milieu d'une paroi verticale 5 du carter 1' est disposé, dans une percée 6, un réfrigérant à huile 2', pouvant être refroidi au moyen d'air de refroidissement qu'on fait passer au travers. Dans le milieu de la paroi verticale opposée 7 du carter 1', est prévue une ouverture 8, correspondant à la percée 6 et à partir de laquelle une tôle de guidage 9, de forme annulaire cylindrique, s'étend dans l'espace intérieur du carter 1'.A l'intérieur de cette tôle de guidage 9 se trouve, à proximité de l'ouverture 8, un ventilateur 3', qui aspire de l'air de refroidissement, suivant la flèche e, à partir de l'environnement du carter 1' du compresseur, et le refoule sous pression à l'intérieur du carter 1'. L'air de refroidissement quitte le carter 1' suivant la flèche f, en pénétrant au travers du réfrigérant à huile 2' de façon entièrement uniforme par toute sa surface. Il en résulte un refroidissement uniforme de l'huile à travers toute la surface du réfrigérant. Sur son chemin, entre l'ouverture 8 et le réfrigérant à huile 2', l'air de refroidissement refroidit en outre, également de façon uniforme, les parties de l'installation qui se trouvent dans le carter 1' du groupe-compresseur. On peut encore remarquer que, comme le montre clairement une comparaison des figures 1 (type d'agencement traditionnel) et 3 (invention) des dessins, les avantages exposés de l'invention s'obtiennent pratiquement sans aucune dépense supplémentaire de construction ou d'installation par rapport au type traditionnel. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Dispositif de refroidissement pour groupes-compresseurs, tels que compresseurs à hélice, montés dans un carter, comportant un réfrigérant à huile disposé dans la zone d'une percée de la paroi du carter et qui est traversé par un courant d'air de refroidissement qui est refoulé, au moyen d'un ventilateur, à travers cette percée et une autre ouverture, éloignée de celle-ci, ménagée dans la paroi du carter, caractérisé en ce que le ventilateur (3') est disposé dans la zone de l'ouverture (8), ménagée dans la paroi du carter (1'), qui est éloignée de la percée (6) prévue pour le réfrigérant à huile (2'). 20) Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture (8) prévue pour le ventilateur (3') est ménagée dans une paroi (7) du carter opposée à la paroi (5) du carter qui comporte la percée (6) servant à recevoir le réfrigérant à huile. 30) Dispositif de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ouverture (8) ménagée pour le ventilateur (3') et la percée (6) servant au réfrigérant à huile (2') sont prévues dans des positions se faisant directement face, de préférence au milieu des parois (7 et 5 respectivement) du carter (1'). 40) Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que le ventilateur (3') est agencé pour refouler en circulation dans le carter (1') le courant d'air de refroidissement aspiré par l'ouverture (8) ménagée pour ce ventilateur (3') dans la paroi (7) du carter.