Brevet FR2423633A1 — publié le 19791116

L'invention se rapporte aux compresseurs pour la suralimentation de moteurs à combustion interne et aux moyens pour refroidir l'air d'alimentation comprimé par ces compresseurs. L'utilisation de refroidisseurs intermédiaires et de refroidisseurs d'aval pour des compresseurs à plusieurs étages est connue. Jusqu'à présent, quand un compresseur à plusieurs étages a été muni d'un refroidisseur intermédiaire (dans le cas d'un compresseur à deux étages) ou de refroidisseurs intermédiaires (dans le cas de trois étages ou davantage) entre les étages et d'un refroidisseur d'aval après l'étage final (ctest-à-dire après le second étage dans le cas d'un compresseur à deux étages le refroidisseur intermédiaire et le refroidisseur d'aval ont été refroidis par un liquide. Le liquide est normalement de l'eau, avec ou sans mélange d'éthylène-glycol ou d'un liquide antigel équivalent. De tels refroidisseurs à refroidissement par un liquide présentent l'avantage d'un petit volume à la fois pour le refroidisseur lui-même et pour l'espace occupé par les raccordements. On a maintenant trouvé, selon la présente invention, que dans beaucoup d'installations non seulement on peut accepter l'augmentation de volume d'un refroidisseur à refroidissement par l'air et l1augmentation de ltespace occupé par les parcours de l'air de refroidissement arrivant au refroidisseur ou partant de ce refroidisseur quand il est utilisé pour refroidir l'air fourni par le dernier étage d'un compresseur à plusieurs étages, mais encore que l'efficacité du refroidissement d'un refroidisseur à refroidissement par l'air peut, avec les présentes conceptions, devenir notablement supérieure à l'efficacité d'un refroidisseur à refroidissement par un liquide Quand un liquide de refroidissement doit être recyclé (par exemple à un poste éloigné de cours d'eau et d'autres sources importantes d'eau), l'utilisation d'un refroidisseur d'aval à refroidissement par un liquide pose encore un problème car la température du liquide recyclé, qui doit être refroidi par l'air ambiant, ne peut pas être au-dessous de la température de l'air et se trouve souvent notablement au-dessus de cette température de l'air. Ainsi, quand on utilise un refroidisseur d'aval à refroidissement par un liquide dans ces circonstances, non seu lement l'air d'alimentation est refroidi avec une efficacité de refroidissement moindre que l'efficacité d'un refroidisseur d'aval à refroidissement par l'air selon l'invention (de sorte qu'avec les agents de refroidissement à la même température et l'air d'alimentation à la même température à l'entrée du refroidisseur d'aval, la température de l'air d'alimentation fourni par le refroidisseur d'aval est supérieure), mais encore le transfert de chaleur est encore réduit par suite de la différence de tempe- rsture plus faible entre Itair d'alimentation et l'agent de refroidissement. De plus, selon la présente invention, on a trouvé que, quand on utilise un refroidisseur d'aval à refroidissement par l'air, la substitution d'un refroidisseur intermédiaire (ou de refroidisseurs intermédiaires) à refroidissement par l'air à la place d'un refroidisseur intermédiaire (ou de refroidisseurs intermédiaires) à refroidissement par un liquide n'a qu'un effet secondaire ;; ainsi, les avantages de compacité et de commodité d'installation associés aux refroidisseurs à refroidissement par un liquide peuvent être conservés pour le refroidissseur intermé diaire (ou les refroidisseurs intermédiaires) sans grand inconvéniento Selon la présente invention, un compresseur de suralimenstation à plusieurs étages comprend un re froidis s sur intermédiaire pour refroidir l'air d'alimentation entre la sortie d'un étage et l'entrée d'un autre étage du compresseur, un moyen pour amener du liquide audit refroidisseur intermédiaire en le faisant circuler en échange de chaleur avec l'air d'alimentation, un refroidisseur d'aval raccordé à la sortie du dernier étage du compresseur pQUD refroidir l'air d'alimentation qui en sort et un moyen pour alimenter en air, à partir de l'atmosphère, le refroidisseur d'aval en faisant circuler cet air en échange de chaleur avec l'air d'alimentation comprimé dans cet étage. On décrira maintenant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention en rémérence au dessin annexé dont la figure unique est un schéma par blocs d'un compresseur à deux étages selon l'invention. En référence au dessin, un compresseur pour comprinier l'air d'alimentation (ou un mélange d'air et de combustible), prélevé de l'atmosphère à travers un filtre 9 et fourni au collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne, comprend deux étages de compresseur 10, 11, chaque étage comprenant un rotor centrifuge dans une enveloppe en volute d'une façon connue. Le compresseur est entraîné par une turbine (non représentée) actionnée par les gas d'échappement. L'air d'alimentation fourni par le premier étage de compression 10 passe à un refroidisseur intermédiaire 12 d'où l'air d'alimentation s'écoule vers le second étage de compresseur 11. Une alimentation de liquide de refroidissement provenant d'une conduite 12A traverse le refroidisseur intermédiaire 12 en échange de chaleur avec l'air d'alimentation pour refroidir cet air entre les étages. L'air d'alimentation est comprimé davantage par le second étage de compresseur Il et est fourni par celui-ci au refroidisseur d'aval 130 A partir du refroidisseur d'aval, l'air d'alimentation est envoyé au collecteur d'admission du moteur 14. Un moyen 15, comprenant un ventilateur et une conduite convenable, est prévu pour faire passer l'air de l'atmosphère à travers le refroidisseur d'aval 13 en échange de chaleur avec l'air d'alimentation, de façon à refroidir celui-ci. Quand le compresseur a plus de deux étages, on peut utiliser plus d'un refroidisseur intermédiaire. On a trouvé que l'utilisation du refroidissement par un liquide pour le refroidisseur intermédiaire ou les refroidisseurs intermédiaires et le refroidissement par l'air pour le refroidisseur d'avel aboutit, pour une dépense donnée, å une efficacité thermique supérieure à celle obtenue dans les dispositions connues, en assurant une température plus basse de l'air d'alimentation dans le collecteur d'admission pour le même poids et la même dépense de l'appareil d'échange de chaleur. Les étages de compresseur 10, Il peuvent être entrainés par deux turbines traversées par les gaz d'échappement soit en série, soit en- parallèle. R s v E N D I C A T I O N S. 1. Compresseur à plusieurs étages pour suralimenter un moteur à combustion interne, comprenant un refroidisseur intermé- diaire pour refroidir l'air d'alimentation entre la sortie d'un étage et l'entrée d'un autre étage du compresseur et un refroidisseur d'aval raccordé à la sortie du dernier étage du compresseur pour refroidir l'air d'alimentation qui en sort, caractérise par un moyen pour fournir audit refroidisseur intermédiaire un liquide circulant en échange de chaleur avec l'air d'alimentation et un moyen pour fournir de l'ait prélevé de l'atmosphère au refroidisseur d'aval pour le faire circuler en échange de chaleur avec l'air d'alimentation dans ce refroidisseur. 2. Compresseur selon la revendication 1 et n'ayant que deux étages, dans lequel le refroidisseur intermédiaire refroidit l'air d'alimentation entre la sortie du premier étage'et l'entrée du second étage, le refroidisseur d'aval étant raccordé à la sortie du second étage.