Brevet FR2581447A1 — publié le 19861107

La présente invention se rapporte à une unité modulaire pour le traitement à froid ou à chaud de fluides en général. Les équipements de réfrigération pour fluides de natures et utilisations différentes, connus jusqu'ici, peuvent être combinés entre eux pour obtenir chaque fois une puissance frigorifique adaptée à l'installation dans laquelle les équipements sont montés. Cependant, le raccor- dement de ces équipements ne se fait pas sur la base du système modulaire souhaitable qui permettrait un assemblage vraiment pratique, rapide et efficace de plusieurs machines, y compris même lorsqu'il est nécessaire de modifier ou d'a- grandir l'installation frigorifique. En effet, à l'heure actuelle, le caractère modu- laire des réfrigérateurs de liquides se limite au rappro- chement de deux machines - ou davantage - identiques, struc- turellement autonomes et sans aucune partie complémentaire qui permette d'obtenir, en plus de leur rapprochement, leur raccordement fonctionnel immédiat. Les raccordements hydrau- liques doivent être effectués sur le lieu de montage de l'installation en employant une main d'oeuvre spécialisée. Ainsi, d'une part, les raccordements hydrauliques réalisés sont bien souvent limités à la satisfaction des besoins du moment, de sorte qu'en cas d'agrandissements successifs de l'installation, ils doivent être entièrement refaits, avec les dépenses qui en découlent. D'autre part, les raccordements effectués sur place, outre leur coût, présentent également l'inconvénient de se retrouver à l'exté- rieur de la machine frigorifique, entraînant par là même un encombrement plus important et une plus grande complexi- té de l'ensemble. La présente invention concerne, une unité modu- laire pour le traitement à froid et à chaud de fluides apte à constituer, seule ou avec d'autres unités, même de puis- sances différentes, une machine composée. La présente invention a donc pour but de proposer une unité de traitement pour fluides possédant un caractère modulaire effectif qui permet de réaliser rapidement le raccordement de cette unité à d'autres unités similaires, même de puissances différentes, sans avoir recours à des raccordements hydrauliques extérieurs particuliers, ce qui permet d'éliminer aussi tout encombrement supplémentaire derrière ou devant la machine. Un autre but de l'invention est de proposer une unité de réfrigération dont l'assemblage avec d'autres unités n'exige pas de travaux supplémentaires et donc de frais additionnels, étant donné qu'on réalise simultanément leur raccordement mécanique et leur raccordement hydraulique direct. Cela permet, du reste, de modifier la puissance de l'installation à n'importe quel moment en ajoutant ou en retirant simplement des unités modulaires, sans influer sur les unités installées et sans les modifier. L'unité, selon l'invention est du type comprenant une structure modulaire avec une hauteur et une profondeur constantes et avec une largeur variable selon des multiples entiers d'une valeur minimale, un réservoir fermé à l'inté- rieur duquel est monté un évaporateur ou un condensateur; ainsi que, en association, un compresseur et une pompe et est caractérisée en ce qu'elle comporte des conduits-collec- teurs pour la circulation du fluide à traiter à chaud ou à froid vers ledit réservoir et s'éloignant de lui qui s'éten- dent à l'extérieur et parallèlement au réservoir et qui sont munis de brides ou de joints d'extrémité pour leur raccordement direct en ligne avec les conduits-collecteurs correspondants d'autres unités de traitement de puissance identique et/ou différente. Suivant une autre caractéristique à l'intérieur du réservoir sont prévues deux premières chambres latérales et longitudinales de circulation de fluides, une troisième chambre inférieure pour le ramassage et l'évacuation d'im- puretés ou de dépôts à éliminer, et une quatrième chambre pour l'envoi et la distribution du fluide à traiter; ainsi que par le fait qu'un premier collecteur est raccordé à ladite quatrième chambre du réservoir et, au moyen d'une conduite, au groupe d'o provient le fluide à traiter, tan- dis qu'un deuxième collecteur est raccordé, par l'entremise de la pompe, à au moins une chambre latérale dudit réser- voir et, à l'aide d'une conduite, au groupe à alimenter avec le fluide traité, et qu'un troisième collecteur est raccordé à ladite quatrième chambre et à un vase d'expansion. Enfin l'unité peut être raccordée côté à côte à d'autres unités de puissance nominale identique ou diffé- rente en joignant les brides d'extrémité des conduits-collec- teurs qui s'étendent latéralement au réservoir des unités alignées et sont fixés à ce réservoir. De plus amples détails concernant la construction et le fonctionnement de l'unité de traitement et de la machine composée pouvant être obtenue par le raccordement de plusieurs unités seront donnés ci-après en se référant à une instal- lation de réfrigération selon le dessin ci-joint. Les figures 1 et 2 sont des vues, de face et de côté respectivement, d'une unité de réfrigération. Les figures 3 et 4 sont deux vues, l'une de face et l'autre en plan, représentant le raccordement côte à côte des collecteurs des réservoirs de deux unités. La figure 5 est une vue en coupe transversale selon les flèches V-V de la figure 3, sur laquelle le montage de la pompe est indiqué schématiquement. La figure 6 est une vue en plan de plusieurs réfrigérateurs de puissances différentes raccordés en ligne. La figure 7 représente le schéma hydraulique de l'ensemble formé par plusieurs unités réfrigérantes raccor- dées. Les figures 8 et 9 représentent vue de face et en coupe une variante de construction du réservoir, dans laquelle les collecteurs peuvent s'étendre directement dans le réservoir pour l'alignement et la jonction de plusieurs réservoirs. L'unité de réfrigération 1 peut être prévue selon plusieurs versions différentes -par exemple, trois- quant à leur puissance frigorifique nominale et utilisables aussi bien indépendamment, comme unités autonomes et auto- suffisantes, qu'en connexion entre elles, en nombre indéfini, jusqu'à la formation de réfrigérateurs composés ayant un potentiel frigorifique égal à la somme des puissances des différentes unités raccordées. Dans tous les cas, l'unité de réfrigération 1 comprend un châssis 2 de dimensions modulaires, avec une hauteur H et une profondeur P constantes pour toutes les versions, alors que la largeur L est variable d'une version à l'autre selon un multiple entier à partir de l'unité ayant la puissance frigorifique la plus faible jusqu'à l'unité possédant la puissance la plus élevée. A titre exclusivement indicatif, la structure de chaque unité 1 peut avoir une hauteur H d'environ 2110mm, une profondeur P d'environlllO mm et une largeur L d'environ 900 ou 1800 mm ou encore de 2700 mm en rapport avec la puis- sance de l'unité. L'unité de réfrigération 1, quelle que soit sa puissance nominale, comporte, parmi d'autres dispositifs ne méritant pas une description particulière, un réservoir cylindrique fermé 3 à axe horizontal, à l'intérieur duquel est monté un évaporateur 4, et, en association, une pompe et un compresseur 6. L'évaporateur 4 est alimenté avec un fluide réfrigérant passant par les embouchures 4' et 4" d'entrée et de sortie et est centré dans le réservoir 3 avec lequel il délimite: de part et d'autre, deux cham- bres 7 de circulation de fluides; au-dessous, une chambre 7' pour le ramassage et l'évacuation d'impuretés ou dépôts divers; et au-dessus, une chambre ou conduit 7" d'alimen- tation et envoi du fluide à refroidir en tête à l'évapora- teur 4. A l'extérieur du réservoir 3, au-dessus, au- dessous ou à côté de ce réservoir, s'étendent parallèlement des conduits pour la circulation du fluide à refroidir vers l'évaporateur 4 et s'éloignant de lui. Plus précisément, ces conduits sont au nombre de trois et forment, respective- ment, un collecteur 8 d'envoi du fluide à refroidir au ré- servoir, un collecteur 9 de retour du fluide refroidi vers un utilisateur 11 (voir figure 7) et un collecteur d'échap- pement et de sécurité 10. Le collecteur d'envoi 8 communique, au moyen d'au moins une dérivation 8', avec l'intérieur du réservoir 3 et plus précisément avec la chambre de dis- tribution 7"; le collecteur de retour 9 est raccordé à la sortie ou refoulement de la pompe 5, dont l'entrée ou aspi- ration est raccordée, à l'aide de soupapes adéquates, au réservoir 3 et plus particulièrement à une des chambres 7 de circulation de fluides.A son tour, le collecteur d'échap- pement 10 est raccordé, d'une part, à la chambre 7" du ré- servoir 3 et de l'autre à un vase d'expansion 10'. Les conduits-collecteurs 8-9 ont des sections prévues pour permettre la circulation du fluide à refroidir 258144? -6 même lorsque plusieurs unités sont raccordées pour former un refrigérateur de la puissance maximale préétablie. De plus, tous les conduits-collecteurs 8-9-10 ont une longueur prévue pour qu'ils dépassent des extrémités opposées du réservoir 3 et,]atéralement, du châssis de la machine. Sur les extrémités desdits collecteurs sont montées des brides 81-91-101, respectivement, ou encore des joints non représentés, pour permettre le raccordement rapide de deux unités réfrigérantes - ou davantage - disposées en ligne (voir figures 3, 4 et 6). Quand une unité 1 doit être employée de façon autonome, c'est-à-dire non raccordée à d'autres unités de puissance frigorifique égale ou différente, ou bien quand elle est la première de plusieurs unités, une extrémité de chaque collecteur 8-9-10 est fermée, par exemple au moyen d'une contrebride aveugle 15 fixée avec des boulons à ladite bride. Aux extrémités des collecteurs 8-9 sont raccordées, respectivement, les conduites 17-18, l'une pour la sortie, l'autre pour l'entrée du fluide hors et dans l'utilisateur 11 (voir figure 7). En revanche, le collecteur d'échappement est raccordé au vase d'expansion 10'. Le raccordement en ligne de plusieurs unités de réfrigération 1 s'effectue en fixant les unes aux autres - avec des boulons et après interposition de garnitures d'étanchéité - les brides correspondantes, positionnées face à face, des unités adjacentes (voir figures 3 et 4).- Avec la fixation des unités 1, leurs collecteurs 8-9-10 se trouvent en communication de façon à permettre une par- faite circulation du fluide à refroidir qui provient de l'utilisateur 11 par le conduit de retour 17 et qui, après le refrodissement, est envoyé de nouveau, au moyen de la pompe 5, à l'utilisateur, en passant par le conduit 18. Grâce à la structure modulaire de chaque unité 1, il est possible de raccorder de la même manière des uni- tés de réfrigération de puissances égales ou différentes en fonction de la puissance du réfrigérateur composé qu'on désire obtenir. Des exemples de raccordement de plusieurs uni- tés sont représentés sur la figure 6 du dessin et, de fa- çon schématique, sur la figure 7, o sont utilisées des références identiques pour indiquer des parties analogues à celles représentées sur d'autres figures. Comme il a été indiqué ci-dessus, et comme on le voit sur lesdites figures 6 et 7, ainsi que sur la fi- gure 5, l'aspiration de la pompe 5 de chaque unité est rac- cordée, à l'aide de soupapes adéquates, au réservoir 3, tandis que la sortie ou refoulement de la pompe est rac- cordée au collecteur 9 pour permettre la circulation appro- priée du fluide à utiliser et à refroidir. Dans la pratique, le fluide à refroidir prove- nant de l'utilisateur 11 est envoyé, par la conduite de retour 17, au collecteur 8, d'o il passe, grâce à la dé- viation 8', à la chambre 7 du réservoir de chaque unité frigorifique, puis à l'échangeur 4. Ensuite, le -fluide, en contact avec l'évapora- reur 4, se refroidit et, à la sortie de ce dernier, il est recueilli dans les chambres 7 du réservoir, d'o il est aspiré par la pompe et envoyé, par la conduite 18, à-l'uti- lisateur, bouclant ainsi le circuit hydraulique. Les buts et les avantages pouvant être atteints avec l'unité de réfrigération décrite ci-dessus sont donc évidents; il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées à cette unité à condition de ne pas sortir du cadre défini par l'invention. Une telle unité est également utilisable dans des installations de natures diverses et elle offre aussi la possibilité de raccorde- ment à d'autres unités suivant d'autres dispositions dif- férentes, en plus de la disposition en ligne décrite ci- dessus, toujours réalisables de manière simple et rapide et dans des conditions d'encombrement minimal. En effet, en raccordant des conduites aux col- lecteurs 8-9 dans le cadre des unités adjacentes, on peut réaliser des dérivations pour d'Iutres usages 11' hors du réfrigérateur composé, comme il a été représenté avec des lignes -en trait interrompu sur la figure 7. On peut ainsi fournir des débits totaux de fluides réfrigéré bien supé- rieurs aux capacités desdits collecteurs, avec l'avantage de pouvoir réaliser des circuits particulièrement longs sans avoir recours à des conduites de grand diamètre. A remarquer, enfin, qu'en installant un conden- sateur à la place d'un évaporateur dans le réservoir 3, l'unité décrite pourra être employée pour le traitement à chaud de fluides, le caractère mobulaire et la possibi- lité de raccordement à d'autres unités restant- les mêmes. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrites et représentés. On pourra y apporter de nombreuses modifica- tions de détail sans sortir pour cela du cadre de l'inven- tion. 258 1447 R E V E N D I C A T I O N S 1 - Unité pour le traitement à froid ou à chaud de fluides, de type comprenant une structure modulaire avec une hauteur et une profondeur constantes et avec une lar- geur variable selon des multiples entiers d'une valeur mini- male, un réservoir fermé (3) à l'intérieur duquel est monté un évaporateur (4) ou un condensateur; ainsi que, en asso- ciation, un compresseur (6) et une pompe (5), caractérisée en ce qu'elle comporte des conduits-collecteurs (8-9-10) pour la circulation du fluide à traiter à chaud ou à froid vers ledit réservoir et s'éloignant de lui qui s'étendent à l'extérieur et parallèlement au réservoir et qui sont munis de brides ou de joints d'extrémité pour leur raccor- dement direct en ligne avec les conduits-collecteurs cores- pondants d'autres unités de traitement de puissance identi- que et/ou différente. 2 - Unité de traitement selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'à l'intérieur du réservoir (3) sont prévues deux premières chambres latérales et longitu- dinales (7) de circulation de fluides,une troisième chambre inférieure (7') pour le ramassage et l'évacuation d'impure- tés ou de dépôts à éliminer, et une quatrième chambre (7") pour l'envoi et la distribution du fluide à traiter; ainsi que par le fait qu'un premier collecteur (8) est raccordé à ladite quatrième chambre (7") du réservoir et, au moyen d'une conduite (17), au groupe (11) d'o provient le fluide à traiter, tandis qu'un deuxième collecteur (9) est raccordé, par l'entremise de la pompe (5), à au moins une chambre latérale (7) dudit réservoir et, à l'aide d'une conduite (18), au groupe (11) à alimenter avec le fluide traité, et qu'un troisième collecteur (10) est raccordé à ladite quatrième chambre (7") et à un vase d'expansion (10'). 3 - Unité de traitement selon les revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle peut être raccordée côte à côte à d'autres unités de puissance nominale identi- que ou différenrte,,, en joignant les brides d'extrémité des 258144? conduits-collecteurs (8-9-10) qui s'étendent latéralement au réservoir (3) des unités alignées et sont fixés à ce réservoir.