Brevet FR2498681A1 — publié le 19820730

La présente invention concerne un dispositif destiné à permettre de détendre, de manière pratiquement silencieuse, des gaz sous pression, qu'ils soient destinés à être rejetés à l'atmosphère ou à être recyclés dans un circuit fermé. Dans de nombreuses applications, en effet, un pro blème primordial est celui posé par la nécessité de détendre des gaz, tels par exemple des gaz de compression, des gaz d'échappement de turbine à vapeur ou de réservoir sous pression, en évitant les nuisances dues aux ondes de choc consécutives à cette détente et notamment le bruit important qu'elle provoque. Cette invention a en effet pour objet un dispositif qui comporte un tube fermé à l'une de ses extrémités et muni d'une entrée de gaz à son extrémité opposée, dont une portion est percée de façon particulière de trous radiaux, et qui est entouré sur une longueur supérieure à celle de sa portion perforée par un tissu métallique tel que les gaz s'en échappent sans direction privilégiée, sous forme de brouillard. De préférence le tissu métallique est monté dans une enceinte annulaire, fixée circonférentiellement sur le tube et délimitée extérieurement par une tôle perforée. Dans un tel dispositif les gaz ayant pénétré dans le tube, non seulement sont détendus par la traversée des perforations de ce tube et par leur passage dans l'enceinte contenant le tissu métallique, mais également diffusent dans ce tissu de sorte que non seulement leur pression est abaissée, mais qu'également les frequences acoustiques générées par la ou les détentes successives sont modifiées et déplacées vers les fréquences très élevées et en partie inaudibles (ultrasons). Bien entendu la tole perforée qui délimite circonférentiellement l'enceinte de détente peut être choisie de manière à constituer un second étage de détente. Le tissu métallique peut être monté directement autour du tube d'arrivée des gaz, mais il peut également, selon. les applications du dispositif de détente, être placé à une certaine distance de ce tube, une ou plusieurs tôles tubulaires perforées étant montées entre le tissu et le tube pour constituer des étages de détente intermédiaires. La description ci-dessous de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir les avantages et caractéristiques de l'invention. Sur ces dessins : - la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de détente silencieuse selon l'invention, en position d'utilisation; - la fig. 2 est une vue en coupez plus grande échelle, des étages de détente d'une variante de réalisation du dispositif de l'invention. Le dispositif représenté sur la figure 1 est monté sur un tuyau 1 d'échappement de vapeur, ou analogue. I1 comporte un tube 2 fermé à l'une de ses extrémités 3 et ouvert à son extrémité opposée. Dans le mode de réalisation représenté, le tube 2 a le même diamètre que le tube d'échappement 1 et est fixé sur celui-ci par l'interme- diaire de deux brides de raccordement, respectivement 4 et 5, mais il est bien évident que ceci n'est donné qu'à titre d'exemple et que le tube 2 pourrait, par exemple, avoir un diamètre inférieur ou superieur à celui du tube 1, ou être également fixé d'une autre manière sur ce dernier, par soudure directe (de 1 sur 2) par exemple. Selon l'invention, le tube 2 comporte une portion de perforation particulière 6 sur toute sa circonférence, obtenue par un certain nombre de trous radiaux 8. De part et d'autre de cette partie perforée 6, à une certaine dis tance de chacune des extrémités de celle-ci, le tube 2 porte une couronne radiale, respectivement 10, 12, qui supporte une tôle tubulaire perforée 14 maintenant un tissu métallique 16 enroulé autour du tube 2 et formant ainsi plusieurs couches entre ce tube et la tôle 14. Un corps de silencieux 18, recouvert ou non d'un matériau absorbant acoustique, de diamètre nettement supérieur à celui de la tôle perforée 14, est monté sur une bride 20 solidaire du tube 2, par exemple par l'intermédiaire de vis 21. I1 est clair qu'avec un tel dispositif les gaz provenant du tube 1 et ayant pénétré dans le tube 2 s'échappent par les trous 8 en direction du tissu métallique 16. La longueur ou dimension axiale de ce tissu métallique 16 étant nettement supérieure à la dimension correspondante de la partie perforée 6 du tube 2 et le tissu lui-même comportant, de préférence, plusieurs couches successives dans la direction radiale du tube 2, le gaz non seulement subit une première détente mais également diffuse dans le tissu métallique. En effet, les jets de gaz formés dans la traversée des trous 8 sont brisés par la rencontre du tissu métallique dont les couches successives les dispersent, de sorte qu'ils s'échappent sous la forme d'un brouillard n'ayant aucune direction privilégiée.Ce brouillard traverse les perforations de la tôle 14, puis est guidé par le ccrps du silencieux 18 vers l'atmosphère ou vers le circuit dans lequel il doit être réintroduit. Bien entendu la dimension et le nombre des trous 8 sont choisis en fonction des paramètres du gaz et notamment de sa nature, de son débit, de sa température, de sa pression, ainsi que des dimensions du tube 2. Dans tous les cas ces trous ont un diamètre faible, qui est par exemple de 2 a 6 mm. De même le rapport entre la lon gueur de la partie perforée 6 et celle du tissu métallique 16 varie en fonction des applications du dispositif. Ce rapport est de préférence de l'ordre de 1/2 mais il peut etre inférieur ou supérieur. Le terme "tissu" est employé ici dans un sens très général pour indiquer que les fils métalliques de chaque couche sont entrecroisés; ils peuvent bien entendu être tissés, tressés, tricotés, ou autre. Ce tissu métallique peut être placé, comme dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, directement au contact du tube central 2, ou au contraire être monté à une certaine distance de ce tube. La figure 2 représente un mode de réalisation de ce type. Sur cette figure en effet, le tissu métallique 28 est maintenu entre deux tales tubulaires perforées, respectivement 22 et 24, qui sont coaxiales au tube 2 mais ont toutes les deux un diamètre nettement supérieur. Entre la plus interne 22 de ces deux toles et le tube 2 est montée une troisième tôle perforée 26, qui est également supportée par les deux couronnes 10 et 12 solidaires du tube 2. La dimension et la disposition des perforations de la tble 22 sont choisies de manière que celle-ci forme un étage de détente de gaz intermédiaire entre la partie perforée 6 du tube 2 et le tissu métallique 28. Un tissu metallique 30, analogue au tissu 16 du mode de réalisation de la figure 1, est de préférence monté comme ce dernier au contact direct du tube 2 et maintenu par une tôle perforée 26. Bien entendu d'autres tôles analogues à la tôle 22 pourraient être interposées entre cette dernière et le tissu métallique 30 pour former d'autres étages de détente, ou bien la tôle intérieure 26 pourrait également jouer ce rôle, par exemple. De même, dans certaines applications, lorsque la pression des gaz est très élevee ou que l'on désire une atténuation acoustique particulièrement importante, une serie d'anneaux formés des ensembles 22, 24, 28, peuvent être interposés entre les tales 22 et 26 de façon à provoquer des détentes successives du gaz au passage des tôles perforées du type 22, ou éventuellement 26. Le tissu 28 est, comme le tissu 16 ou 30, enroulé coaxialement au tube 2. I1 peut être constitué par le même type de tissu, ou être d'un type différent, selon les applications. Le dispositif de l'invention peut ainsi facilement être adapté à divers circuits de vapeur ou de gaz et permettre la mise à l'air libre silencieuse, par exemple des gaz de compression ou de la vapeur d'échappement d'une turbine, d'un circuit de sécurité de vapeur, ou analogue, ou encore le renvoi sans bruit dans un circuit fermé des gaz ou vapeurs sortant d'une vanne de détente ou autre. I1 peut notamment être monté directement à la sortie d'une vanne de détente ou de régulation sans aucune modification de celle-ci, la tuyauterie axiale de sortie du régulateur constituant le corps extérieur 18 de guidage du brouillard. On constate que des gaz sous pression de l'ordre de 50 à 100 bars peuvent ainsi etre détendus à l'atmosphère sans que le niveau de bruit atteigne des valeurs considérées comme gênantes. I1 en est naturellement de même pour des pressions plus faibles. Dans le cas d'un circuit fermé le bruit est réduit à la valeur du bruit de fond de l'usine, sans aucune majoration, tandis que lors d'un échappement à l'air libre de gaz ou de vapeur l'atténuation acoustique est d'au moins 35 décibels et peut même atteindre 50 décibels, suivant le taux de détente du gaz. - REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour la détente silencieuse de gaz sous pression, caractérisé en ce qu'il comporte un tube (2) fermé à l'une de ses extrémités (3) et muni d'une entrée de gaz à son extrémité opposée, dont une portion (6) est percée de trous radiaux (8) judicieusement disposés, et qui est entouré sur une longueur supérieure à celle de sa portion perforée (6) par un tissu métallique (16, 28, 30) tel que les gaz s'en échappent sans direction privilégiée sous la forme d'un brouillard. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, carac térisé en ce que le tissu métallique (16, 28) est placé dans une enceinte annulaire coaxiale au tube et délimitée circonférentiellement par une tôle perforée tubulaire, extérieure, (14, 24). 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une tole perforée tubulaire intermédiaire (22), constituant un étage de détente complémentaire et montée entre le tissu métallique (28) et le tube (2). 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la longueur du tissu métallique (16, 28) est sensiblement le double de celle de la portion perforée (6) du tube (2). 5 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un corps extérieur (18), revêtu ou non d'un absorbant acoustique (25), servant de guidage du brouillard vers un orifice de sortie, qui est coaxial au tube (2) et a un diamètre nettement supérieur à celui de la tôle perforée extérieure (14,24). 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux tissus métalliques (28, 30) coaxiaux et disposés chacun entre des tôles perforées (22, 24 - 6, 26). 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tissu métallique est enroulé coaxialement au tube (2) et comporte ainsi plusieurs couches maintenues parallèlement à ce tube. 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs éta ges de détente complémentaire constitués par un ensemble de tôles perforées (22, 24) avec un tissu métallique (28) entre les deux. 9 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il peut être directement placé à la sortie d'une vanne de détente ou de régulateur, dans la tuyauterie aval, sans aucune modification de celle-ci, le corps extérieur (18) étant le tuyau de sortie du régulateur.