Brevet FR2909421A1 — publié le 20080606

La présente invention concerne un dispositif de distribution de gaz d'aspiration pour un montage de compresseurs en parallèle, et un montage de compresseurs en parallèle. Un montage de compresseurs en parallèle comporte de façon 5 connue : - au moins deux compresseurs de réfrigérai:ion, chacun comprenant un corps délimitant un volume intérieur, - au moins un tube d'égalisation du niveau d'huile mettant en communication les carters d'huile aménagés dans le corps des compresseurs, 10 - au moins un dispositif de distribution de gaz: d'aspiration comprenant un tube de distribution sensiblement droit ainsi que des tubes de dérivation mettant en communication le tube de distribution avec le volume interne du corps des compresseurs. Afin d'assurer un bon fonctionnement et une bonne 'fiabilité de ce 15 montage, il est nécessaire d'équilibrer les niveaux d'huile dans les carters des différents compresseurs. Cet équilibrage des niveaux d'huile est avantageusement obtenu en équilibrant les pressions régnant dans le carter de chaque compresseur et en mettant en relation ces carters via une canalisation d'égalisation. 20 L'équilibrage des pressions des carters est réalisé en réglant les pertes de charge de la tuyauterie du dispositif de distribution de gaz d'aspiration et du tube d'égalisation. Ce réglage des pertes de charge consiste donc à définir précisément en laboratoire la géométrie de la 'tuyauterie du dispositif de distribution de gaz d'aspiration et du tube d'égalisation de manière 25 à obtenir un équilibrage des pressions régnant dans le carter de chaque compresseur. Bien entendu, l'équilibrage des niveaux d'huile doit: être obtenu quelles que soient les conditions de fonctionnement du montage. La diversité d'utilisation du montage (climatisation, pompe à 30 chaleur, réfrigération basse température) et la diversité des géométries des tuyauteries situées en amont du montage lorsque ce dernier est intégré dans un système complexe font que les conditions d'entrée (vitesse, pression, densité) du gaz d'aspiration dans le montage peuvent être extrêmement variables. 35 Par exemple, lorsque le rnontage est intégré dans un système de pompe à chaleur réversible, le sens d'écoulement du gaz esi: inversé par 2909421 2 l'intermédiaire d'une vanne d'inversion lorsque le système bascule du mode froid vers le mode chaud, et respectivement. Ce changement: de sens de l'écoulement du gaz modifie fortement le profil de vitesse du gaz entrant dans le montage. Or, puisque les pertes de charge des tuyauteries du dispositif de distribution de gaz d'aspiration et du tube d'égalisation sont liées au profil des vitesses du gaz d'aspiration entrant dans le montage, des variations importantes des conditions d'entrée du gaz d'aspiration peuvent modifier fortement le comportement du montage et de ce fait empêcher l'obtention d'un équilibrage des pressions régnant dans le carter de chaque compresseur et donc des niveaux d'huile dans les différents compresseurs. Ainsi, un montage qui permet d'obtenir un bon équilibrage des niveaux d'huile dans chaque compresseur en laboratoire, peut engendrer des modifications importantes des niveaux d'huile lorsqu'il est intégré sur site dans une machine du fait des distorsions imposées au profil des vitesses du gaz d'aspiration par les particularités géométriques des tuyauteries situées en amont du montage ou par les conditions d'utilisation du montage. Il doit être noté que des modifications importantes des niveaux d'huile peuvent entraîner l'usure et l'endommagement d'un ou plusieurs 20 compresseurs par grippage consécutif à un manque d'huile. II en résulte qu'une qualification longue et coûteuse d'un montage en laboratoire peut être potentiellement remise en cause lorsque le montage est implanté sur certaines machines. II doit être précisé que le gaz d'aspiration entrant dans le montage 25 est chargé en particules d'huile provenant des gaz de refoulement des compresseurs. Ces particules d'huile reviennent dans le montage, et plus particulièrement dans les carters d'huile des différents compresseurs, du fait des vitesses élevées de l'écoulement de gaz dans les tuyauteries reliant les tubes de refoulement des compresseurs au dispositif de distribution de gaz 30 d'aspiration. Compte tenu des singularités de la tuyauterie du dispositif de distribution de gaz d'aspiration définies en laboratoire, les particules d'huile sont préférentiellement dirigées vers certains compresseurs appelés compresseurs récupérateurs d'huile. 35 En conséquence, si les profils de vitesse en entrée du montage et donc en entrée des compresseurs varient selon le client ou l'application, alors 2909421 3 les compresseurs récupérateurs ne seront plus les mêmes et, une fois encore, la qualification du montage en laboratoire pourra être remise en cause. La présente invention vise donc à remédier à ces inconvénients. Le problème technique à la base de l'invention consiste donc à 5 fournir un dispositif de distribution de gaz d'aspiration permettant d'obtenir un équilibrage des niveaux d'huile dans chaque compresseur quelles que soient les conditions de fonctionnement du montage. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de distribution de gaz d'aspiration pour un montage de compresseurs en parallèle comprenant au 10 moins deux compresseurs de réfrigération, chacun comprenant un corps délimitant un volume intérieur, le dispositif de distribution de gaz d'aspiration comprenant un tube de distribution ainsi que des tubes de dérivation mettant en communication le tube de distribution avec le volume interne du corps des compresseurs, caractérisé en ce qu'un dispositif de normalisation de 15 l'écoulement du gaz d'aspiration est disposé dans le tube de distribution en amont des tubes de dérivation. Le dispositif de normalisation de l'écoulement du gaz d'aspiration permet de normaliser l'écoulement du gaz d'aspiration entrant dans le montage. Ainsi, quelle que soit la géométrie des tuyauteries situées en amont du montage, le profil des vitesses du gaz d'aspiration entrant dans le montage sera toujours sensiblement identique. De ce fait, un montage qui permet d'obtenir un bon équilibrage des niveaux d'huile dans chaque compresseur en laboratoire, permettra également d'obtenir un bon équilibrage des niveaux d'huile dans chaque compresseur sur site. En outre, par la normalisation du profil de vitesses du gaz en entrée du montage, le dispositif de distribution de gaz d'aspiration selon l'invention permet de prédéterminer quels compresseurs seront récupérateurs d'huile dans tous les cas d'application. Il doit être noté que le dispositif de normalisation crée une perte de charge qui est négligeable en fonctionnement standard, c'est-à-dire lors de l'aspiration de gaz, mais qui devient prépondérante en écoulement liquide. Ainsi, si un bouchon liquide se forme dans le tube de distribution et atteint le dispositif de normalisation, la perte de charge engendrée par le dispositif de normalisation permettra de vaporiser le liquide, qui est toujours 2909421 4 proche de sa courbe de saturation, et donc de freiner l'arrivée de fluide frigorigène liquide à l'aspiration des compresseurs. Le dispositif de normalisation permet donc de protéger les différents compresseurs contre une arrivée anormale de liquide aux 5 connecteurs d'aspiration des compresseurs et prévenir les dommages mécaniques ou électriques des pièces internes au compresseur qui peuvent éventuellement en résulter. En conséquence, la présence du dispositif de normalisation permet d'assurer une plus grande fiabilité des compresseurs. 10 En outre, la présence du dispositif de normalisation permet de réduire le coût et le temps de qualification du montage en laboratoire. En effet, dans ce cas, il n'est plus nécessaire de qualifier des versions droite et gauche du montage puisque le dispositif de normalisation supprime les différences d'écoulement du gaz entre ces deux 15 versions. La version droite ou gauche du montage correspond à une arrivée de gaz par la droite ou la gauche du montage. Avantageusement, le dispositif de normalisation comprend des moyens de réduction de la section d'écoulement du gaz d'aspiration dans le tube de distribution. 20 De préférence, les moyens de réduction sont agencés pour réduire la section d'écoulement du gaz d'aspiration de manière centrée par rapport à l'axe du tube de distribution. Selon une première alternative de l'invention, les moyens de réduction comprennent une bague fixée dans le tube de distribution, par 25 exemple par brasage ou sertissage, la bague comportant un orifice longitudinal traversant. De préférence, l'orifice de la bague est centré par rapport à l'axe du tube de distribution. Selon une seconde alternative de l'invention, les moyens de 30 réduction sont constitués par une déformation vers l'intérieur de la paroi du tube de distribution. Avantageusement, la déformation de la paroi du tube de distribution comprend une première portion tronconique convergente et une seconde portion tronconique divergente. 2909421 5 De préférence, la déformation de la paroi du tube de distribution comprend une troisième portion cylindrique intercalée entre les première et seconde portions tronconiques. Selon une autre alternative de l'invention, la déformation de la paroi 5 du tube de distribution présente un profil bombé vers l'intérieur. La présente invention concerne également un montage de compresseurs en parallèle comprenant : - au moins deux compresseurs de réfrigération, chacun comprenant un corps délimitant un volume intérieur, 10 - au moins un tube d'égalisation du niveau d'huile mettant en communication les carters d'huile aménagés dans le corps des compresseurs, - au moins un dispositif de distribution de gaz selon l'invention. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, 15 à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif de distribution. La figure 1 est une vue générale d'un montage de deux compresseurs en parallèle utilisant le dispositif de distribution selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe et à l'échelle agrandie d'un 20 dispositif de normalisation. La figure 3 est une vue en coupe d'une première variante de réalisation du dispositif de normalisation. La figure 4 est une vue en coupe d'une seconde variante de réalisation du dispositif de normalisation. 25 La figure 1 décrit une version gauche d'un montage de compresseurs en parallèle comprenant : - deux compresseurs 2 de réfrigération, chacun comprenant un corps 3 délimitant un volume intérieur., - un tube d'égalisation 4 du niveau d'huile mettant en 30 communication les carters d'huile aménagés dans le corps 3 des compresseurs 2, - un dispositif de distribution du gaz d'aspiration 5 comprenant un tube de distribution 6 sensiblement droit ainsi que des tubes de dérivation 7 mettant chacun en communication le tube de distribution 6 avec le volume 35 interne du corps d'un compresseur 2. 2909421 6 Il doit être noté qu'en version droite , le montage comporterait un tube de distribution 6' tel que représenté sur la figure 1 en pointillés. Un dispositif de normalisation 11 de l'écoulement du gaz d'aspiration est disposé dans le tube de distribution 6 en amont des tubes de 5 dérivation 7. Le dispositif de normalisation 11 est disposé plus précisément dans une portion droite 12 du tube de distribution. L'écoulement du gaz d'aspiration en amont et en aval du dispositif de normalisation 11 est représenté par une succession de flèches parallèles sur la figure 2. 10 Le dispositif de normalisation 11 comprend des moyens de réduction de la section d'écoulement du gaz d'aspiration dans le tube de distribution. Ces moyens de réduction sont agencés pour réduire la section d'écoulement du gaz d'aspiration de manière centrée par rapport à l'axe du tube de distribution. 15 Comme montré à la figure 2, les moyens de réduction comprennent une bague annulaire 14 fixée dans le tube de distribution par exemple par brasage ou sertissage, l'orifice 15 délimité par la bague annulaire étant centré par rapport à l'axe de la portion droite 12 du tube de distribution. II doit être noté que le diamètre extérieur de la bague annulaire 14 correspondant au 20 diamètre intérieur de la portion droite 12. Selon une première variante de réalisation du dispositif de normalisation montrée à la figure 3, les moyens de réduction sont constitués par une déformation vers l'intérieur 16 de la paroi du tube de distribution 6. La déformation de la paroi du tube de distribution présente un profil bombé vers 25 l'intérieur. Selon une seconde variante de réalisation du dispositif de normalisation montrée à la figure 4, la déformation de la paroi du tube de distribution comprend une première portion tronconique convergente 17, une seconde portion tronconique divergente 18, et une troisième portion cylindrique 30 19 de diamètre inférieur au diamètre initial du tube de distribution et intercalée entre les première et seconde portions tronconiques. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif de distribution, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes cle réalisation. 35 C'est ainsi notamment que le nombre de compresseurs pourrait être différent sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. De même, l'orifice de la 2909421 7 bague 14 pourrait être décentré par rapport à l'axe du tube de distribution afin de redresser l'écoulement dans un coude. REVENDICATIONS 1. Dispositif de distribution (5) de gaz d'aspiration pour un montage de compresseurs (2) en parallèle comprenant au moins deux compresseurs de réfrigération, chacun comprenant un corps (3) délimitant un volume intérieur, le dispositif de distribution de gaz d'aspiration comprenant un tube de distribution (6) ainsi que des tubes de dérivation (7) mettant en communication le tube de distribution (6) avec le volume interne du corps des compresseurs (2), caractérisé en ce qu'un dispositif de normalisation (11) de l'écoulement du gaz d'aspiration est disposé dans le tube de distribution (6) en amont des tubes de dérivation (7). 2. Dispositif de distribution selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de normalisation (11) comprend des moyens de réduction de la section d'écoulement du gaz d'aspiration dans le tube de distribution. 3. Dispositif de distribution selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de réduction sont agencés pour réduire la section d'écoulement du gaz d'aspiration de manière centrée par rapport à l'axe du tube de distribution. 4. Dispositif de distribution selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les moyens de réduction comprennent une bague (14) fixée dans le tube de distribution, par exemple par brasage ou sertissage, la bague comportant un orifice longitudinal traversant (15). 5. Dispositif de distribution selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'orifice (15) de la bague (14) est centré par rapport à l'axe du tube de 25 distribution. 6. Dispositif de distribution selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les moyens de réduction sont constitués par une déformation vers l'intérieur (16) de la paroi du tube de distribution. 7. Dispositif de distribution selon la revendication 6, caractérisé en 30 ce que la déformation de la paroi du tube de distribution comprend une première portion tronconique convergente (17) et une seconde portion tronconique divergente (18). 8. Dispositif de distribution selon la revendication 7, caractérisé en ce que la déformation de la paroi du tube de distribution comprend une 35 troisième portion cylindrique (19) intercalée entre les première et seconde portions tronconiques. 2909421 9 9. Dispositif de distribution selon la revendication 6, caractérisé en ce que la déformation de la paroi du tube de distribution présente un profil bombé vers l'intérieur. 10. Montage de compresseurs en parallèle comprenant : 5 - au moins deux compresseurs (2) de réfrigération, chacun comprenant un corps (3) délimitant un volume intérieur, - au moins un tube d'égalisation (4) du niveau d'huile mettant en communication les carters d'huile aménagés dans le corps des compresseurs, - au moins un dispositif de distribution (5) de gaz selon l'une des 10 revendications 1 à 9.