Brevet FR2908496A1 — publié le 20080516

Domaine de l'invention La présente invention concerne une installation comprenant une turbomachine, un dispositif réfrigérant et un châssis muni de segments de châssis recevant la turbomachine et le dispositif réfrigé-rant, le dispositif réfrigérant étant formé d'au moins un élément réfrigérant pratiquement tubulaire, installé couché et les segments de châssis sont prévus dans la direction longitudinale de l'élément réfrigérant, installé et couché, en laissant un intervalle et il comporte des points d'appui pour soutenir l'installation à la surface du sol ou sur un chas-sis de base. La turbomachine peut être par exemple, un compresseur, un expanseur ou une combinaison compresseur/expanseur pour différents gaz industriels. La variation d'état du fluide actif de la turbomachine génère des différences de températures extrêmes qui peuvent 15 produire des dilatations différentes de pièces de l'installation. En particulier dans les dispositifs réfrigérants on rencontre de fortes différences de températures qui peuvent produire de fortes déformations thermiques. Etat de la technique 20 Des installations ayant les caractéristiques évoquées ci-dessus sont connues en pratique, du fait que l'installation comprenant la turbomachine et le dispositif réfrigérant portés par un châssis commun réalise une construction très compacte et sans torsion, ce qui permet d'installer la turbomachine et une machine électrique prévue en 25 option, de façon caractéristique au-dessus du dispositif réfrigérant sur les segments du cadre. Pour éviter des contraintes de la matière et un déréglage de la turbomachine et de la machine électrique prévue en option, sous l'effet de la dilatation thermique du dispositif réfrigérant, les installations connues sont fixées uniquement par les points d'appui 30 d'un segment de châssis à un châssis de base ou à la surface du sol, par exemple des fondations ou un sol de navire alors que les autres points d'appui, à cause des déformations thermiques d'au moins un élément réfrigérant, peuvent glisser à la surface du sol ou sur le châssis de base. L'inconvénient de cette solution est d'avoir absorbé les efforts 35 par les mouvements du navire, ce qui n'est possible que dans une plage 2908496 2 limitée et peut provoquer des déformations du châssis. Pour cette rai-son, le châssis doit être fixé à l'infrastructure par plusieurs points de contact, ce qui gêne la déformation thermique du châssis. Cela peut engendrer de fortes réactions au niveau des fixations à la base et aussi 5 fatiguer la matière du châssis ou les dispositifs réfrigérants. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexes dans lesquels : - la figure 1 montre une installation comprenant une turbomachine, un dispositif réfrigérant et un châssis recevant la turbomachine et le dispositif réfrigérant, - la figure 2 est une vue de côté en coupe de la turbomachine de la figure 1. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre une installation selon l'invention comprenant une turbomachine 1, un dispositif réfrigérant 2 et un châssis 3 recevant la turbomachine 1 et le dispositif réfrigérant 2 ; le châssis se compose de segments de châssis 4. Le dispositif réfrigérant 2 est formé de deux éléments réfrigérants 5, tubulaires, juxtaposés ; ces éléments réfrigérants sont des échangeurs de chaleur traversés en fonctionnement, par un agent de refroidissement. Le châssis 3 comporte trois segments de châssis 4 installés à distance l'un de l'autre dans la direction longitudinale des éléments de refroidissement 5, couchés, et ayant sur le côté inférieur des points d'appui 6 pour appuyer l'installation sur un châssis de base 7 ou sur le sol. Les segments de châssis 4 comportent des profils métalliques 8, verticaux, de forme stable dont les extrémités supérieures sont reliées par un profil métallique horizontal 8'. Le côté avant et le côté arrière des segments de châssis 4 comportent des segments souples 9 formés de tôle souple 17 et de pat-tes de liaison 18 déformables. Les éléments réfrigérants 7 sont fixés aux segments souples 9 pour recevoir les déformations thermiques des éléments réfrigérants 5 pendant le fonctionnement de l'installation. Les points d'appui 6 des segments de châssis avant 4 en vue de face, corn-portent des pattes 10 vissées, soudées ou solidarisées d'une autre ma-2908496 3 nière au châssis de base 7. Pour augmenter le coefficient de frottement entre les points d'appui 6 et la surface du sol ou le châssis de base 7, on peut rendre rugueuses les surfaces de contact. Dans le cadre de l'invention, le châssis de support 3 est relié solidairement au châssis de 5 base 7 par tous les points d'appui. Le châssis de base 7 n'est pas indispensable. Les segments de châssis 4 peuvent également être appuyés directement sur la surface du sol, c'est-à-dire sans châssis de base 7. La turbomachine 1 installée sur un premier segment de châssis 4 est reliée à une machine électrique 12 par un embrayage 11 ; 10 la machine électrique est installée sur un second et un troisième segment de châssis 4. Selon la réalisation de la turbomachine 1 qui est de préférence un compresseur radial, un expanseur radial ou une combinaison d'un compresseur/ expanseur radial, permet à la machine électrique 12 d'être réalisée sous forme de générateur ou de moteur 15 électrique. La figure 2 montre uniquement à titre d'exemple une réalisation possible de la turbomachine 1 de la figure 1 comme compresseur/ expanseur pour refroidir un gaz actif. Le compresseur/ expanseur comporte quatre étages 13, 13', 13", 13"' ayant chacun un rotor 14 ; les 20 rotors 14 sont reliés à la machine électrique 12 en forme de moteur électrique par l'arbre de rotor 15, la transmission 16 et un embrayage 11. Le gaz actif est fortement comprimé dans un premier étage, un second étage et un troisième étage 13, 13', 13" ; entre les étages de compression on refroidit le gaz actif fortement réchauffé grâce aux éléments 25 réfrigérants 5 de forme tubulaire du dispositif réfrigérant 2. Après compression dans le troisième étage 13" suivi d'un refroidissement, on guide le gaz actif fortement comprimé mais relativement froid vers le quatrième étage 13"' réalisé comme expanseur. Par l'expansion du gaz actif on produit un refroidissement à des températures cryogéniques. 30 Suivant une caractéristique de l'invention, sur au moins trois points d'appui 6, il est prévu chaque fois au moins une installation de fixation pour bloquer les segments de châssis 4 au sol ou à un châssis de base 7. 35 20 REVENDICATIONS 1 ) Installation comprenant une turbomachine (1), un dispositif réfrigérant (2) ainsi qu'un châssis (3) muni de segments de châssis (4) recevant la turbomachine (1) et le dispositif réfrigérant (2), le dispositif réfrigérant (2) étant formé d'au moins un élément réfrigérant (5) pratiquement tubulaire, en position couchée et les segments de châssis (4) s'étendant dans la direction longitudinale de l'élément réfrigérant (5), installé et couché, en laissant un intervalle et il comporte des points d'appui (6) pour soutenir l'installation au sol ou sur un châssis de base (7), caractérisée en ce qu' au moins un élément réfrigérant (5) fixé aux segments de châssis (4) par des segments flexibles (9) pour absorber des déformations thermiques de l'élément réfrigérant (5). 2 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif réfrigérant (3) comporte deux éléments réfrigérants (5), tubulaires, couchés l'un à côté de l'autre. 3 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' au moins un élément réfrigérant (5) ou les éléments réfrigérants (5) sont des échangeurs de chaleur traversés par un agent réfrigérant. 25 4 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que sur au moins trois points d'appui (6) il est prévu chaque fois au moins une installation de fixation pour bloquer les segments de châssis (4) au 30 sol ou à un châssis de base (7). 5 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que 2908496 5 les segments de châssis (4) sont fixés au niveau de leur point d'appui (6) par des liaisons à vis et/ou des liaisons soudées, au sol ou au châssis de base (7). 5 6 ) Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les points d'appui (6) sont rendus rugueux pour avoir un coefficient de friction important dans la coopération avec les segments correspondants rendus rugueux de la surface du sol ou du châssis de base (7). 10 7 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le châssis de support (3) reçoit une machine électrique (12) couplée mécaniquement à la turbomachine (1) et fonctionnant comme générateur 15 ou comme moteur électrique. 8 ) Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la turbomachine (1) est installée avec son carter de rotor et au moins un rotor sur un premier segment de support (4) et la machine électrique (12) est installée sur un second et un troisième segment de châssis (4). 9 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la turbomachine (1) est un compresseur radial, un expanseur radial ou une combinaison compresseur/expanseur radial avec au moins un étage de compression et un étage d'expansion. 10 ) Installation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu' au moins un élément réfrigérant (5) est tenu aux pattes de liaison déformables (18) des segments souples (9).