Brevet FR2628477A1 — publié le 19890915

l, prO.sç' tn, irnv.' nt.ion f. St. relativee a tn,.ilcncieux irijic.- tu4r ou.jepl.Jr.o p)t{r- dcte trlnt, d'.un 1. luide gatzeux E-t, p'u p pu àtr.ti cul'i.rementl, a u (u L)LspositjI de souil l.age (.uip(' ct'un esSembi Je te t:e(l; si erici etx. flDans Jdenombrcuses app ic ait:ionsindustrió,lles, La cttent.e d'un I lui(et Lt'l qu'un gaz est une. opé&ration qui engendre des emissions acoustiqgucs qu'il import.e de supprimer ou tout au moins de réduire à un niveau considé- ré comme tolérabJe, de manière à atténuer les effets sono- res et./ou mécaniques nuisibles de ces émissions. C'est le cas notamment lorsqu'on souuhaite détendre des gaz ou des vapeurs & l'atmosphère, vidanger des -réservoirs de gaz sous pression, détendre de l'air chaud pour dégivrer des tiltres d'cntreêe d'air dc turbines & gaz ou cie compres- seurs te gaz, prt etmpte-. ILcs i.rj(-.ctuut,5 ou jertcurs (de gaz ou de vapeur lit] iLs;; tarls dc t.e lles arppLicti.ons cormportenl. des trous oul t s Iurm c. ubqu pJ: $ J.: g-3. à (c[.i'ctndz. e:ritrc ddns lr mI] I tLcU c J 1.ó F)r 'SIOil alitos')J rqtu'. S3uivtant urc' premirt: ttispo.i tion c.nnut, on r &dtuJ t Lcs missúons,coust:i ques (n r:couvrit (t-xttr:L(cutement 1 prt.lc dc l' injectcur ou Éjt-(-i.eur qiUi prts(,ntt' ces lumières avec une piCce cen m.tal fritté, ou en matière plastique Irittee. Cettu dis- positiJon n'est pas sanris inconvénient. Ein ciiet, out.re- une tenue en température des pi.èces irittées qui peut être insutffisante et un accroissement de l'encombrement d'ensemble dû A la position extérieure de la pièce frittée, un coJmatage de la pièce Irittée par des matériaux entral- nés par le gaz à détendre est à craindre, du fait de la faible porosité de la pièce frittée. Suivant une autre disposition connue, on assure une détente silencieuse du gaz en disposant, extérieure- menri, sur un pot d'tchappcment, une chambre de détente, un organre d'étrtnglemcnt ou autre moyen d' chapp>ment., unc garniture annulaire plus ou moins étendue et épaisse, cet- te garniture annulaire pouvant etre réalisée en divers matériaux tels que, par exemple, une laine ou toile métal- lique, une laine de verre ou de fibres synthétiques, des fibres d'amiante, des copeaux métalliques ou de bois, 'des tissus ou tricots métalliques.])es exemples de tels dispo- sitils de détente silencieuse sont décrits aux brevets. français No. '.b61.483; 2.250.3/9, 2.37/2.37/3 et 2.498.681. On remarquera quce les garnitures utlliscs dans ces exem- pJ.es accroisstnt, (tu ait de.leur forme annulaire, L'encombrcmen, des d spositi1s équipes de ces garnitures, a volume Ccal (tc garniture aCvoust3quement absorbante uti- La présente invention a pour but de réaliser un silencieux injecteur ou tjccteur pour la détente d'un fluidet gazeux qul ne prêsenLe pas les inconvénients de colmatage ou d'encombrement des silencieux de la technique antérieure. La présente invention a aussi pour but de réaliser un tel silencieux composé d'organes standard, simples et interchangeables, de manière à se prêter à une réalisa- tion peu coûteuse. La présente invention a encore pour but de réaliser un tel silencieux qui se présente sous la forme d'une car- LIouche amovible facile à installer ou à rempl.acer dans un dispositif équipé de tels silencieux. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que dó'autres qui apparaltrorit dans:la suite de la description, avec un silencieux injecteur ou éjecteur pour Ja détete d'un l.lui.de gazeux comprenant un orqanrie de montage du si- ]encleux sur unre source de ce iluide et une enveloppe pré- sentant une premiere extrémite portée par cet organe de manière & communiquer intérieurement avec la source de fluide, cette enveloppe présentant une deuxieme extrémité distante de la première et percée de lumières pour le pas- sage dans.un milieu extérieur du fluide admis dans l'enve- loppe, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce d'étranglement tixée sur la première extrémité de l'enve- Loppe pour établir un écoulemenL subsonique à faible vi- tesse du fluide du côté de la source et relever & vitesse sonique l'écoulement du fluide & travers cette pièce, et une garniture en iil métallique remplissant tout l'espace intérieur à l'envelopppe, de la piece perforee jusqu'à la deuxième extrémité de cette enveloppe, avec recouvrement intérieur des lumières percées dans cette deuxième extrémité de l'enveloppe. Suivant un mode de réalisation préféré de l'inven- tion, la garniture est constituée par un tricot de fil métallique, tormé en rouleau serré. Suivant d'autres modes de réalisation non limita- tifs, cette garniture prend la forme d'un tissu métalli- que 'n rouleau scrre ou encore d'uie mousse métallique & culJu.I ts ouvertes. T.a présente inventliorin tournlt aussi un dispositif de souillaqe d'un fluide gazcux sur une surtace étendue, quips d' urdn ensemble dle siJencLcux suivant J.l':nventiorn, caractérisé en ce qu'il comprend,plusiturs rampes paralle- les montées sur un collecteur commun Lui-meme raccordé à une source d'un fluidec gazeux, chaque rampe portant plu- sieurs silencieux injecteurs ou tjécteurs de Fluide rgéqu- lièrement distribués et orientés de manière que le fluide gazeux soit uniformément distribué par l'ensemble des si- lencieux sur toute la surface à traiter par soufflage. Au dessin annexé, donné seulement à titre d'exem- ple: - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de soufflage d'un fluide gazeux équipe d'un ensemble de silencieux suivant la présente invention, et - 'la figure 2 est une vue en coupe longtudJrnale d'un des silencieux suivant l'invention monté sur le dis- positii de Ja tigure 1. Le dispositif de soutilaqe représent à l.a figure J est suscept:iiJe d'être ut.ilise dans bien des appLica- tionsu ains.i que e recorinaitra.'bocmme de métier, co)mmec le déglvrag- dcn.I 'entrte d'aJr ?i'une turMne e ou d'un compres- scur à gaz, la Furcre ou La détente dle réservoirs d'air -4- comprimé ou de vapeurs sous pression, le soutilacgc dc va- peur sur une surface à nettoyer par exemple et, d'une manière pJus cénerale, dans.La dtcompression siilenci.euse de tous (az ou vapeurs à toutes tempAratures. le dispositit du souttilagqc reprétsenté à l a 1j gure ] est. installé, i titre d'exemIpl.e non limitatiî d'app].ica- tion de l'iwnention, en'iace de.La section d'entrée 1 d'une turbine ou d'un compresseur à gaz (non représenté). Cette section d'entrée est ordinairement équipée d'un ou plusieurs filtres qui peuvent, par temps humide et troid, se colmater par de la glace en coupant ainsi l'admission d'air, ou du moins en réduisant celle-ci. Dans cette hy- pothèse, il faut alors déboucher l'entrée d'air en faisant tondre la glace, par exemple à l'aide d'un soufflage d'air chaud dans le filtre. Pour ce taire, le dispositif de la figure 1 com- prend une source d'air chaud sous pression (non représen- tée), alimentant suivant la flèche F' une canalisation 2 munie d'une vanne de recglage 3. La canalisation 2 ali- mente a son tour un collecteur tubulaire 4, par exemple horizonrital, sur. .equeJ. sont distr i)uées rêqul2irement tut paèraLlJement, (tes rampns verticales 5, b5', ctc... quJ portent chacune pLusieurs silencieux injecteurs et deten- deuts d'aar b, b', etc... suivanrt L'invention, distribués réguliîrement et orientes de manlère a soufiler de J'air chaud sur Loute 'l'étendue de. la section d'entrée I de l'air de la turbine, pour assurer ainsi un degivrage uni- torme du iiltre placé dans cette entrée d'air. Le maillage des silencieux peut être compris avantageusement entre 300 x J00 mm et 1000 x 1000 mm, suivant les dimensions de ceux-ci. Avec des injecteurs d'air classiques en lieu et place des silencieux 6, 6'... suivant l'invention, une telle alimentation à basse pression exige des rampes b, 5' de fort diamètre et donc coûteuses, si on veut limiter la vitesse de l'écoulement et le bruit dans les tuyauteries 2, 4, 5, 5'... en particulier dans les coudes ou les rac- cordements en "T". Suivant la présente invention, les silencieux 6, 6'..., qui jouent simultanément le rôle d'injecteurs, réalisent une détente silencieuse sonique des gaz chaud. Grâce aux silencieux suivant l'invention, on obtient une bonne répartition de l'air chaud dans la sec- tion I d'entrée d'air et on peut utiliser entre la vanne 3 et ces silencieux, des tuyauteries de faitble diamètre, donc moins coQteuses, dans lesquell.es la pression peut être réq]ee à une valeur comprise en 5 et 15 bars, ou plus si Ja source d'air chaud I.c permet. On (eecrira maintenant plus en détail un silencieux inji(cteur suivant t'invention r en se reft rant à la f iTure 2 (tu (tess]n qui reprtsente un tel silencleux en coupe ] onqi tudinale. Celul-ci comprend essentiellement une enveloppe tubulaire cylindrique 7 fermée à une première extrémité par une pièce d 'étranglement 8 et à une deuxième extrémité par un disque 9. La première extrémité de cette enveloppe tubulaire est montée dans un organe de montage 10 prenant la forme d'un embout de fixation du silencieux sur une source d'alimentation en fluide qazeux (non représentée à la figure 2). L'embout 10 est fixé par vissage ou soudure sur la source pour assurer une communication entre 'la source et l'enveloppe '/ du silencieux, & travers la pièce d'étranglement 8. Celle-cl s'appuie sur un épaulement annulaire.1 forme dans J'alésage.12 dé cet embout qui reçoit L'extrémitt adjacente de I'cnveloppe tubu.laire 7. L' embout J 0 peut étrc: un embout du commerce réalise par tournage ou turgeage et prt.sente un i:iletaqfe potl.la fixa- tion dte J'enveloppe 7/. CcLle-ci pourra:it aussi être soudcée sur cet embout. L'autre extrémité de l'enveloppe est per- cée de lumières 13, J3', 13",... réparties régulièrement autour cte l'enveloppe au voisinage du disque 9. Le disque 9, fixe sur l'enveloppe Y par soudure ou vissage, peut lui-meme etre perce de lumières. La surface cumulée de toutes ces lumières est, de préférence, dans un rapport b a 40 avec la surface ouverte de la pièce d'étranglement 8. Suivant un mode de réalisation prterée de I'inven- tion, La pièce d'étrang.lement prend.la forme d'une plaque circulaire percée de trous de même diamètre et régulière- ment répartis. Cette plaque peut être réalisée par poin- çonnage d'une feuille de tôle perforée, ou bien par perça- ge. Son épaisseur est fonction de la pression dans la rampe 5 et de son diamètre; Une caractéristique essentielle de cette plaque 8 tient en ce que le cumul SZ des sections de ces trous doit être réduit par rapport à la section d'entrée Sl1 de l'embout 10, de manière & assurer un écoulement super-soni- que du gaz & l'entrée dans l'enveloppe 7, tout en mainte- nant un écoulement subsonique dudit gaz dans les tuyaute- ries amont du dispositif suivant L'invention, pour un but qui apparat.ra plus loin. Une caraetêr.stique essentielle d(tu s:ilencieux suivant J'irventi.on tient en ce que.'enveloppe tubulaire I est enti(rement rempL:ie, (e J.a plaque perforée B au disque '3, d'une (arniture 14 en úil mttallique.iri (inté- rieur à I. mm), (tu type tricot ou tissu enroulé serré. La longueur J. de la garniture ne doit pas être inférieure à 20 mm pour une enveloppe / de petit diamètre et doit être comprise si possible entre 20 et 300.mm que] que soit le diamètre de l'enveloppe. La porosité d'un tel tricot ou tissu est supérieure & 80%. Le fonctionnement du silencieux suivant l'invention s'établit alors comme suit. Le gaz qui pénètre dans l'enveloppe 7 subit une détente sonique au niveau de la plaque 8 et la garniture en fil métallique 14 réduit alors le bruit de la détente en stabilisant et fractionnant les ondes de choc et en homogénéisant J'écoulement. Grâce au fait qu'elle recouvre intérieurement les Jumières.1.3, 13', 13",..., Jà garniture réduit aussi les bruits engendrés par le passaqe du gaz a travers ces.Lumières. E'n aval de I.a plaque 8, J'écoulement s'opère à laibJe vitesse et à basse pression et.l'enve.luoppe tubulaire 7 n'est donc pas soumise & dcs pressions intérieures élevées. -7 D'autres matériaux pourraient être choisis pour constituer la qarniture J4, par exemple une mousse métal- lique & cellules ouvertes ne porosité suptri.eure: à 50%. D'une manière gén6rale, il convient que ce matériau mani- teste une bonne résistance mecanique à la pression dévelop- pée par.le gaz entré par les trous cie la pLaque pertorée 8, de manière & ne pas Ètre refoulé vers l.'autre extrémité de l'enveloppe et à continuer à remplir compLètement celle- ci. A cet égard, des essais ont montre que le tricot me- tallique référencé G 2'/0, inox 304 L, gautfré,.double et enroulé serre, dans les catalogues de la Société GANIOlS, donne d'excellents résultats. Le silencieux suivant l'invention se prête & des réalisations en tous diamètres à de faibles coûts à l'aide d'organes, embout, tube, etc... du commerce. Il peut etre entièrement métallique en acier ou- acier inoxyvcable et résiste à des pressions élevées, la pression amont n'étant appliquée qu'a la pièce 8. il peut résister aussi à des températures élevées par une realisatlon en acier inoxy- dable réfractaire, y compris le tricot métallique. On peut, en prévoyant une fixation par vissage, lui donner le caractère d'une cartouche amovib.Ic et i.nterchanqeabJe. - Grace a l'invention, on étab.it de faibles vites- ses dans les tuyauteries d'6coulement du gaz en amont du silencieux, la pression étant alors tJ.cvée, le silencieux permettant d'obtenir une réduction de 2b & 45 ai du bruit qui serait créé par une détente sonique directe à l'air libre à travers la section S2. Le silencieux sonique suivant l'invention forme en outre écran aux bruits amont dans la tuyauterie tels que ceux engendrés par le passage du gaz dans la vanne 3. Grâce à l'invention, on peut d'ailleurs envisager le rem- pl.acement de la vanne de réglage par une vanne tout ou rien moins coûteuse, ou par plusieurs vannes en parallèle si plusieurs débits de fonctionnement sont nécessaires. En outre, Lies caractéristiques de porosité, de cohésion et d'élasticité de la garniture se combinent pour -8- assurer un décolmatage efficace de celle-ci sous l'effet de l'agitation développée par les ondes de choc qui se propagent dans le silencieux suivant l'invention. REVE;Nn I eA.i.(N', 1. Silencleux injecteur ou éjecteur pour la déten- te d'un fluide gazeux comprenant un organe de montage du silencieux sur une source de ce fluide et une enveloppe présentant une première extrémité portée par cet organe de manière à communiquer intérieurement avec la source de fluide, cette enveloppe présentant une deuxième extrémité distante de la première et percée de lumières pour le passage dans un milieu extérieur du fluide admis dans l'enveloppe, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce d'étranglement (8) fixée sur la première extrémité de L'enveloppe pour établir un écoulement subsonique a faible vitesse du fluide du coté (e l.a source et relever à vites- se sonlque I écoulement du t ui de a travers cette pièce, ut une clarr lture (J4) en a il métalllquie remplissant tout l'espace lrtéreur a I 'enveloppc, dc la piece perforee jusqu'a lta (deuxleme extrm.,te (ic cette enveloppe, avec un recouvrement. ntérieur des J umlres percées dans cette ci(uxlime extrémité de l'enveloppe. 2. Silencieux conforme à la revendication 1, ca- racterlsé cn ce que la garniture en fil métallique est constituée par un tricot de fil métallique formé en rou- leau serré. 3. silencieux conforme à la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la garniture en fil métallique est constituée d'un tissu de fils métalliques formé en rouleau serré. 4. Silencieux conforme & la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la garniture en fil métallique est remplacée par une mousse métallique a cellules ouvertes. 5. Silencieux conforme à.'une quelconqcuc des re- vendications J a 4, caractérisé en ce quc.a garniture présente une porosité sup(rieure & 50 %. 6. SilencLeux conr ormu a.1 'une queJ.l(conque des revendications précédentes, caracterisé en ce que la sur- 1itce cumul.e des lumiere déecoupées dans la (deuxième extrémité de l'enveloppe et la surface laissée au passage Z628477 - o0 - du fluide dans la pièce d'étranglement, sont dans un rap- port compris entre b et 40. 'i;llencleux conforme & l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que Ja pièce d't.ranq.cI.ement est constitueóc d'une p.taque presentant une distribution régulièrc tde trous de dimensions identiques. 8. Silencieux conforme'à l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que l'envelop- pe prend la forme d'un tube cylindrique. 9. Dispositif de soufflage d'un fluide gazeux sur une surface étendue, équipe d'un ensemble de silencieux conformes à l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce qu'il comprend p)usieurs rampes (5) parallèles, montées sur un collecteur commun (4) lui-même raccordé & une source d'un fluide gazeux, chaque rampe portant plusieurs silencieux injecteurs ou éjecteurs de fluide (b, b'...) régulièrement distribués et orientés de manière que le fluide gazeux soit uniformément distribué sur toute la surface à traiter par soufflaqe.