Brevet FR2479700A1 — publié le 19811009

La présente invention concerne un procédé de lancement, avant mise sous tension de son moteur d'entraînement, du groupe compresseur d'un évaporateur à recoecpression mécanique de vapeur comportant au moins un effet. Dans le domaine de l'évaporation des liquides, comme par exemple des produits laitiers en vue de leur concentration, il est connu un compresseur mécanique pour réinjecter à haute température dans le corps de chauffe de l'évaporateur, la vapeur produite en cours d'évaporation. Pour ce faire, le compresseur est mis en communication, du cote de l'aspiration, avec le séparateur liquide-vapeur de ltévaporateur, et du Côté du refoulement, avec le corps de chauffe de ce dernier. Un compresseur de ce type comporte, du fait des exigences de fonctionnement, un rotor relativement lourd, entraîné par un moteur électrique qui, dans ces conditions, doit être très puissant. Par ailleurs, le couple que doit communiquer au démarrage le moteur au compresseur doit être très élevé. Si l'on utilise un moteur standard basse-tension pour l'entraînement du compresseur, il en résulte alors des inconvénients bien connus, et il s'est avéré nécessaire d'employer des équipements spéciaux très coûteux. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un procédé du type précité qui se caractrise en ce qu'il consiste à injecter de la vapeur dans le conduit d'aspiration du eompreszeur, et à assurer l'évaeuation de la vapeur à travcrs le compresseur. Par ce moyen simple, le rotor du compresseur pourra être amené à une vitesse légèrement inférieure ou égale à sa vitesse nominale de rotation, avant d'être entraîne par le moteur, de sorte que ce dernier n'aura à appliquer qu'un couple relativement réduit par rapport au couple de démarrage. Il s'ensuit qu'un moteur standard basse-tension peut être avantageusement utilisé pour l'entraînemeùt du compresseur. Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, la vapeur injectée dans ledit conduit d'aspiration est produite par un thermocompres seur alimente, d'une part, par de la vapeur vive et, d'autre part,par une partie de la vapeur ayant traversé le compresseur. On réduit ainsi, dans une mesure importante, la quantité de vapeur vive consommée pour le lancement du compresseur, en recyclant de la vapeur ayant déjà travaille. Selon une forme avantageuse de réalisation de l'invention, une partie au moins de la vapeur ayant traversé le compresseur et n'ayant pas encore été recyclée, est dirigée dans un condenseur de vapeur. Selon une autre forme avantageuse de réalisation de l'invention, une partie au moins de la vapeur ayant traversé le compresseur et n'ayant pas encore été recyclée, est dirigée dans au moins un corps de chauffe de l'éva- ;,orateur, et en ce qu'elle est condensée à l'intérieur de ce corps de chauffe utilisé alors comme condenseur. La condensation de la vapeur se fait en envoyant un liquide froid dans le circuit "produit" du corps de chauffe. La vapeur peut ainsi être éliminée sous forme de condensat. On remarquera que le corps de chauffe utilisé comme condenseur peut être associe au condenseur précédemment mentionné pour de charger celui-ci d'une partie de la condensation. Par ailleurs, la vapeur introduite dans le corps de chauffe permet de chasser les incondensables hors de celui-ci, ce qui le met dans les meilleures conditions possibles pour son fonctionnement ultérieur en tant qu'évaporateur. Selon encore une autre forme avantageuse de réalisation de 1 'inven- tion, une partie au moins de la vapeur ayant traversé le compresseur et n'ayant pas encore été recyclée, est introduite sedans au moins un corps de chauffe d'un autre évaporateur, et en ce qu'elle est condensee à l'intérieur de celui-ci qui est utilisé alors comme condenseur. La condensation s'effectue de la même façon que décrit ci-dessus. Là aussi, ce corps de chauffe peut être utilisé en association avec le premier corps de chauffe mentionné ci-dessus, ou avec le condenseur ou avec les deux pour condenser la vapeur ayant traversé le condenseur. On décrira ci-après, à titre d'exemples nullement limitatifs, et en référence aux figures 1, 2 et 3, trois installations d'évaporation à recompression mécanique de vapeur auxquelles sont appliques les principes du procédé selon la présente invention. L'évaporateur représenté sur la figure 1 est un évaporateur simple effet à flot tombant. D'une manière connue en soi, il sert à concentrer un produit liquide, tel qu'un produit laitier, qui est reçu au sommet du corps de chauffe 1 de l'évaporateur par un conduit 2. Le produit concentré est éva eué à la base de I'évaporateur,et amené par une pompe 3 et un conduit 4 vers son lieu de stockage ou d'utilisation.La vapeur d'évaporation créée est anc- née, après passage dans un séparateur vapeur-liquide #, dans un compresseur mécanique de vapeur 6 par un conduit d'aspiration T, et la vapeur ayant traversé le compresseur 6 est ensuite envoyée dans le corps de chauffe 1 de ltévapora- teur par le conduit 8. Le compresseur 6 est d'une manière générale de type centrifuge. Avant la mise sous tension du moteur d'entraînement du compresseur 6, et donc avant que ne s'établisse le cycle décrit ci-dessus, de la vapeur vive V est, conformément à l'invention, injectée au travers d'une conduite 9 dans le conduit d'aspiration 7 du compresseur 6 sous des conditions telles que celui-ci est entraîné à une vitesse progressive. Après avoir traversé le compresseur 6, la vapeur se dirige vers un condenseur 10 au travers d'une conduite 11. Si l'on souhaite décharger le condenseur 10 d'une partie de la condensation, on peut utiliser le corps de chauffe 1 comme condenseur. Pour ce faire, on introduit, par le conduit 2, un liquide froid dans le circuit "produit" du corps de chauffe.Une fraction de la vapeur ayant traversé le compresseur 6 sera alors dérivée au travers du conduit 8 pour être introduite, puis condensée à l'intérieur du corps de chauffe 1 duquel elle peut être évacuvée sous forme de condensat. Dans ce cas bien évidemment, une vanne ou clapet de fermeture devra être prévue sur le conduit d'aspiration 7, en amont de l'embouchure du conduit 9, pour éviter qu'une partie de la vapeur injectée V se dirige vers le corps de chauffe au travers du conduit 7. Il est bien entendu possible de dériver dans le corps de chauffe 1, la totalité de la vapeur ayant traverse le compresseur 6. il suffit pour cela d'arrêter le processus de condensation å l'intérieur du condenseur 10. L'évaporateur représenté sur la figure 1 est à simple effet. il va de soi cependant, qu'il pourrait s'agir d'un évaporateur multiple effets dans lequel tout ou partie des corps de chauffe seraient associés en série ou en parallèle avec le compresseur 6. Sur la figure 2, est représentée une forme préférée de réalisation de l'invention selon laquelle la vapeur V, injectée dans le conduit d'aspiration 7 du compresseur 6,provint d'un thermocompresseur 12 qui est alimenté, au travers d'un conduit 13 par une partie de la vapeur ayant traversé le compresseur. On réduit ainsi, dans une mesure importante, la consommation en vapeur vive du système. La figure 3 représente un évaporateur à deux effets. On a repris pour désigner les éléments du premier effet A, les références désignant les éléments correspondants de l'evaporateur simple effet de la figure 2. Dans cette installation, la vapeur ayant traversé le compresseur 6 et n'ayant pas été recyclée dans le thermocompresseur 12, est dirigée au travers des conduits 8 et 15 dans les corps de chauffe 1 et 14 des deux effets A et B utilisés comme condenseurs de la façon décrite ci-dessus. Le liquide froid de conden satin pe:r##ètre introduit dans le corps de chauffe 14 de l'effet B par le conduit 16, ou peut provenir de l'effet A au travers du conduit 17 qui relie les deux effets. Le liquide introduit dans le corps de chauffe 14 peut être rechauffe ou évaporé. Dans ce cas un condenseur 18 est prévu à la sortie de l'effet B pour recueillir la vapeur éventuellement produite. il va de soi cependant qu'un troisième effet disposé à la suite de l'effet B peut jouer le rôle du condenseur 18. En variante, la vapeur ayant traversé le compresseur 6 peut être dérivée entièrement vers l'effet B. il suffit pour cela d'arrêter le processus de condensation dans l'effet A. On comprendra aussi que le condenseur 10 des figures 1 et 2 peut être associe au deuxième effet B ou aux deux effets A et B, comme cèla est représenté en pointillés sur la figure 3, pour condenser la vapeur ayant traverse le compresseur 6. Dans cet exemple, l'effet A et l'effet B sont présentés comme appartenant au meme évaporateur. Mais il va de soi qu'ils peuvent faire partie de deux évaporateurs différents, auquel cas ils ne sont plus reliés par le conduit 17. On remarquera donc que, grâce au procédé décrit ci-dessus, le compresseur peut être lance, avant mise sous tension de son moteur d'entraîne- ment. Par un choix judicieux des conditions d'injection de la vapeur de lancement, on peut amener le compresseur à une vitesse égale ou légèrement inférieure à la vitesse qu'on souhaite lui donner en fonctionnement permanent. Ainsi, le moteur n'aura à fournir à la fin de la période de lancement qu'un couple très réduit par rapport au couple de démarrage qu'il doit produire en fonctionnement classique. De la sorte, on peut utiliser pour l'entraînement du compresseur d'un évaporateur à recompression mécanique de vapeur, un moteur standard basse-tension par exemple, beaucoup moins coûteux que tout autre dispositif traditionnellement employé. Le procédé selon l'invention est particulièrement bien adapté pour lancer les compresseurs mecaniques du type centrifuge équipant généralement les évaporateurs à recompression mécanique de vapeur. Il peut cependant être utilise pour lancer des compresseurs mécaniques à piston. REVENDICATIONS 1. Procede de lancement, avant mise sous tension de son moteur d'entraînement, du groupe compresseur d'un evaporateur à recompression mecanique de vapeur comportant au moins un effet, caractérisé en ce qu'il consiste a injecter de la vapeur (V) dans la conduite d'aspiration (7) du compresseur.(6), et à assurer l'évacuation de la vapeur (V) a travers le compresseur (6). 2. Procede selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vapeur (V) injectée dans ladite conduite d'aspiration (7) est produite par un thermocompresseur (12) alimenté, d'une part, par de la vapeur vive et,d'autre part, par une partie de la vapeur ayant traversé le compresseur. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une partie au moins de la vapeur ayant traverse le compresseur (6) et n'ayant pas encore éte recyclée, est dirigée dans un condenseur (10). 4. Procédé selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce qu'une partie au moins de la vapeur ayant traversé le compresseur (6) et n'ayant pas encore été recyclée, est dirigée dans au moins un corps de chauffe (14) de l'éva- porateur, et en ce qu'elle est condensée à l'intérieur de ce corps de chauffe utilisé alors comme condenseur. 5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une partie au moins de la vapeur ayant traversé le compresseur (6) et n'ayant pas encore été recyclée, est dirigée dans au moins un corps de chauffe d'un autre évaporateur et en ce qu'elle est condensée à l'intérieur de celui-ci utilisé comme condenseur.