Brevet FR2552826A1 — publié le 19850405

"Dispositif pour le refroidissement de l'huile dans une unité de compression et, en particulier, de compression à vis" L'invention concerne un dispositif de refroidissement de l'huile dans une unité de compression et, en particulier, dans une unité de compression à vis. Il est connu que des unités de compression 5 peuvent avoir des emplois variés, servir, par exemple, dans des installations frigorifiques Les compresseurs rotatifs, et en particulier, ceux rotatifs à vis, requièrent une injection continuelle d'huile lubrifiante, laquelle non seulement lubrifie, mais a également la fonction de sous10 traire une partie de la chaleur produite par le travail de compression afin de maintenir la température de fonctionnement dans des limites acceptables. Cette huile doit, à son tour, être refroidie. Des unités de ce genre comprennent, de façon générale, un séparateur, c'est-à-dire un appareil qui reçoit le mélange composé de gaz comprimé et d'huile en provenance du compresseur, la séparation entre l'huile et le gaz s'effectuant dans cet appareil d'o le gaz est successivement envoyé à un condenseur puis à l'utilisation, tandis que l'huile est envoyée, à l'aide d'une pompe, au compresseur. Dans des unités de ce genre, de type connu, un refroidisseur est prévu en aval du séparateur, sur la ligne qui ramène l'huile au compresseur; ce refroidisseur est un appareil expressément conçu pour le refroidissement de l'huile, de sorte que l'huile retourne refroidie dans le compresseur Avec ce système, il est obtenu un refroidissement suffisant de l'huile, mais il a le désavantage d'être assez coûteux étant donné qu'il exige, précisément, un appareil spécial, à savoir le refroidisseur qui vient d'être mentionné L'on a également prévu un système de refroidissement utilisant une partie du liquide froid provenant du condenseur et envoyé à l'utilisateur Selon ce système, une certaine quantité de fluide réfrigérant à l'état liquide est injectée dans le compresseur durant la phase de compres10 sion, en un point o existe une pression intermédiaire entre la pression d'aspiration et celle de dégagement. Toutefois, un tel système pénalise les performances du compresseur Le but fondamental de la présente invention est d'éliminer les inconvénients cités ci-dessus 15 et d'obtenir un refroidissement satisfaisant de l'huile au moyen d'un système simple et relativement économique. Ce but est atteint grâce au dispositif faisant l'objet de la présente invention, essentiellement caractérisé par le fait que, du conduit à travers lequel l'huile 20 provenant du séparateur est envoyée au compresseur (sous l'action de la pompe), part un embranchement comprenant un éjecteur, qui est dirigé vers le conduit reliant le compresseur au séparateur; en outre, des dispositifs sont prévus qui relient cet éjecteur au réservoir du fluide réfrigérant 25 provenant du condenseur, de sorte qu'une partie de l'huile convosée à l'aide de la pompe vers le compresseur passe à travers l'éjecteur o une dépression se crée laquelle aspire une partie du fluide réfrigérant; ce dernier se mêle à cette partie d'huile et atteint le mélange d'huile et de 30 gaz comprimé se dirigeant vers le séparateur, refroidissant ainsi l'huile contenue dans le mélange issu du compresseur. Le dessin joint illustre schématiquement un exemple du dispositif de refroidissement de l'huile dans une unité de compression réalisée selon la présente inven35 tion. L'exemple illustré par le dessin joint et décrit ci-après se réfère en particulier à une unité de compression à vis pouvant servir, par exemple, à une installation frigorifique. Le dessin montre un compresseur à vis 1 actionné par un moteur 13. L'entrée du compresseur 1 est reliée à un évaporateur 2 à l'aide d'un conduit 3, tandis que la sortie de ce même compresseur est reliée à un séparateur 5 à l'aide d'un conduit 4 Du compresseur à vis 1, le mélange de gaz comprimé et d'huile arrive au séparateur 5 à travers le conduit 4. Le séparateur 5 est relié, à l'aide du conduit 6, à un condenseur 7, de sorte que le gaz comprimé qui sort 15 du séparateur arrive au condenseur 7 à travers le conduit 6. Le condenseur 7 est relié à un réservoir 8, lequel est, à son tour, relié à l'évaporateur 2 à l'aide du conduit 9 Un organe d'étranglement 19 est prévu sur 20 le conduit 9. L'huile sort du séparateur 5 à travers un conduit 10 dirigé vers une pompe 11; cette dernière renvoie l'huile au compresseur 1 à travers un conduit 12; l'huile qui arrive au compresseur 1, à travers le conduit 12 passe 25 à travers un filtre 14. Un embranchement formant le conduit 15 qui se sépare de ce conduit 12, est relié à un éjecteur 16 qui est, à son tour, relié au conduit 4 au moyen d'un conduit 17, de sorte qu'une partie de l'huile qui parcourt le conduit 12 passe à travers l'éjecteur 16 et atteint le conduit 4 o elle se mêle au mélangeur de gaz comprimé et d'huile en provenance du compresseur 1 et se dirige vers le séparateur 5. Un conduit 18, relié à l'éjecteur 16, part du réservoir 8, de sorte que le fluide qui parcourt ce conduit atteint (comme cela est décrit de façon plus explicite par la suite) l'éjecteur 16 o il se mêle à l'huile qui traverse cet éjecteur. Le dispositif fonctionne pratiquement de la manière suivante: Le mélange de gaz comprimé et d'huile sort du compresseur à vis 1 et se dirige, à travers le conduit 4, vers le séparateur 5 dans lequel le gaz comprimé et l'huile sont séparés. Ce gaz comprimé est un fluide réfrigérant à l'état gazeux Le gaz arrive donc, à travers le conduit 6, au condenseur 7 duquel le fluide (liquide) atteindra ensuite le réservoir 8. Du réservoir 8, le fluide réfrigérant (à l'état 15 liquide) arrive au serpentin 20 de l'évaporateur 2; ce serpentin 20 est, conformément à ce qui a été expliqué cidessus, relié à l'aide du conduit 3 au compresseur à vis 1. L'huile qui sort du séparateur 5 est envoyée, à l'aide de la pompe 11, au compresseur 1 par le conduit 12. 20 De cette façon, une partie de l'huile qui parcourt le conduit 12, arrive à l'éjecteur 16 à travers le conduit 15 pour atteindre successivement le conduit 4 à travers le conduit 17. Une dépression se crée dans l'éjecteur 16 de 25 sorte que du fluide réfrigérant est entraîné à travers le conduit 18 en provenance du réservoir 8 De cette façon, un mélange formé d'huile et de fluide froid est envoyé de l'éjecteur 16 au conduit 4 à travers le conduit 17 Le fluide qui est refroidi durant l'expansion et fait partie 30 de ce mélange, refroidit l'huile sortant du compresseur 1 pour être envoyée vers le séparateur 5. En substance, une certaine quantité d'huile (en excès) qui abandonne le conduit 12 et est dirigée vers l'éjecteur 16, crée, en traversant ce dernier au niveau de 35 la plus petite section, une dépression apte à entraîner une quantité suffisante de fluide réfrigérant pour refroidir la masse d'huile dégagée du compresseur, mélangée au fluide réfrigérant à l'état gazeux. Une soupape 21 appropriée commandée par des automatismes spéciaux règle la quantité de fluide réfrigérant nécessaire pour refroidir aux températures adéquates l'huile qui s'est dégagée du compresseur 1 dans le conduit 4 Par exemple, la soupape 21 est contr 8 lée par un thermostat 23 (thermostat modulaire) relié au conduit 4. De cette façon, l'huile est correctement refroidie sans devoir recourir à un échangeur spécial. A la place de la soupape 21, il est possible de prévoir sur le conduit 15, une soupape 22 contrôlée par le thermostat 23 La soupape 22 peut régler le débit de l'huile qui se dirige vers le conduit 4 à travers les conduits 15 et 17; elle est donc en mesure de régler le débit de liquide qui, du conduit 18, arrive à l'éjecteur 16. Dans les unités ce compression à vis, de type connu, un échangeur spécial a été prévu pour le refroidis20 sement de l'huile; par contre, la nécessité d'avoir un tel échangeur est éliminée dans l'unité décrite cidessus, ce qui la simplifie sensiblement. I 1 faut noter, en outre, que si l'on injecte directement dans le compresseur du fluide réfrigérant à l'état liquide pendant la phase de compression, a un point o il existe une pression intermédiaire entre la pression d'aspiration (évaporateur) et la pression de dégagement (condensateur), les performances du compresseur sont pénalisées. Dans le dispositif prévu par la présente invention, par contre, un bon refroidissement de l'huile est obtenu sans pour autant pénaliser les performances du compresseur; ce resultat est obtenu grâce à l'action décrite ci-dessus de l'éjecteur place sur une ligne reliant le conduit parcouru par l'huile renvoyee au compresseur à la tuyauterie de dégagement. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Dispositif pour le refroidissement de l'huile provenant d'un compresseur ( 1) faisant partie d'une unité de compression o ce compresseur ( 1) est relié, par son entrée, à un évaporateur ( 2) et, par sa sortie, à un séparateur ( 5) qui reçoit le mélange de gaz comprimé et d'huile en provenance du compresseur ( 1), le séparateur ( 5) étant, en outre, relié à un condenseur ( 7) qui reçoit le gaz sortant de ce même séparateur ( 5); le condenseur ( 7) est, à son tour, relié au compresseur ( 1) au moyen d'un conduit ( 12) à travers lequel l'huile sortant du séparateur ( 5) est renvoyée au compresseur (i) à l'aide d'une pompe ( 11) , dispositif caractérisé en ce que ce conduit ( 12), parcouru par l'huile allant vers le compresseur ( 1), est relié par une ligne comprenant un éjecteur ( 16) au conduit ( 4) parcouru par lemélange d'huile et de gaz comprimé en provenance du compresseur ( 1), et envoyé au séparateur ( 5), des dispositifs sont prévus pour relier, à l'éjecteur ( 16), le réservoir ( 8) du fluide réfrigérant provenant du conden20 seur, de sorte qu'une partie de l'huile qui, à l'aide de la pompe ( 11), est poussée vers le compresseur ( 1), traverse l'éjecteur ( 16) o une dépression est créée, laquelle entraîne une quantité de fluide réfrigérant qui, mélangé à cette partie d'huile, se mêle au mélange d'huile et de 25 gaz comprimé allant vers le séparateur ( 5) de sorte qu'il refroidit l'huile contenue dans le mélange issu du compresseur ( 1). 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un conduit ( 18) partant d'un réservoir ( 8) 30 et relié au condenseur ( 7) est parcouru par la partie de fluide réfrigérant entrainé par la dépression et est dirigé vers l'éjecteur; une soupape ( 21), commandée par des automatismes appropriés, règle la quantité de fluide réfrigérant nécessaire à refroidir, aux températures correctes, l'huile 35 dégagée du compresseur ( 1) dans le conduit ( 4) menant au séparateur ( 5). 3 0) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un thermostat ( 23) est prévu pour le contrôle de la soupape ( 21), ce thermostat étant relié au conduit ( 4) à travers lequel le mélange de gaz comprimé et d'huile en provenance du compresseur ( 1) est envoyé au séparateur ( 5) 4 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le long de la ligne comprenant un éjecteur 10 ( 16) et destinée à être parcourue par une partie de l'huile, une soupape ( 22) est prévue en amont de l'éjecteur ( 16), laquelle règle le débit de l'huile qui est dirigée vers le séparateur ( 5) et, par conséquent, règle le débit du fluide réfrigérant qui parvient à l'éjecteur ( 16); la soupape ( 22) étant contrôlée par un thermostat ( 23) relié au conduit ( 4) à travers lequel le mélange de gaz comprimé et d'huile en provenance du compresseur ( 1) est envoyé au séparateur ( 5).