Système de réfrigération à compresseur centrifuge muni d'un
dispositif atténuant le bruit.
La présente invention concerne le domaine des systèmes de réfrigération du type à compresseur centrifuge et en particulier un dispositif permettant d'atténuer le bruit de fonctionnement du compresseur par l'injection d'un agent de refroidissement liquide dans un endroit particulier du compresseur.
On sait d'une manière générale que l'entraînement d'un liquide dans un flux de gaz d'une machine centrifuge provoque une certaine atténuation du bruit de fonctionnement de la machine. Quoique le phénomène ne semble pas avoir été bien compris jusqu'à présent, on estime que la surface spécifique importante des gouttelettes de liquide, en combinaison avec l'énergie absorbée requise pour vaporiser ce gaz de manière instantanée, provoque une atténuation du bruit qui est semblable à l'absorption des bruits de la rue par temps de neige.
Pour autant qu'on le sache, les deux manières les plus courantes de tenter d'atténuer le bruit par l'injection d'un liquide dans un flux de gaz, dans le cas de compresseurs de réfrigération centrifuges,consistent d'une part à injecter du liquide dans le flux de gaz d'admission et d'autre part à injecter du liquide dans le flux de gaz de refoulement au moyen d'une pompe auxiliaire.
Il convient de noter que l'injection d'aspiration,
à l'entrée d'un compresseur à un seul étage ou à l'entrée
du deuxième étage d'un compresseur à deux étages, peut s'effectuer sans équipement supplémentaire pour déplacer l'agent de refroidissement liquide. Dans ces deux cas, la différence de pression naturelle entre la pression de liquide plus élevée et la pression d'aspiration du compresseur
est suffisante pour permettre l'injection du liquide dans le flux de gaz d' aspiration . La difficulté avec ce procédé d'atténuation du bruit réside dans le fait que les gouttelettes de liquide doivent être comprimées pendant le cycle du compresseur en même temps que le gaz. Cette compression du liquide dense par l'intermédiaire du rotor entraîne une consommation d'énergie excessive et introduit des risques d'érosion des pales des rotors, en particulier si les matières sont relativement tendres, comme c'est le cas de l'aluminium qui est souvent utilisé dans des rotors centrifuges de réfrigération.
Dans le deuxième procédé, une pompe à liquide dis-tincte est utilisée pour augmenter la pression dans une mesure suffisante pour que l'agent de refroidissement liquide, par exemple celui qui est obtenu du condenseur d'agent de refroidissement puisse être injecté dans l'espace de refoulement sous haute pression du système. Ce- procédé est également peu souhaitable parce qu'il exige un élément d'équipement supplémentaire à savoir la pompe et que l'énergie nécessaire pour pomper le liquide pénalise les besoins globaux en énergie du système.
. L'invention a pour but :-de procurer un dispositif d'atténuation du bruit relativement simple pour un système de réfrigération à compresseur centrifuge, qui soit peu onéreux, qui n'exige aucune pièce mobile et qui n'augmente pas sensiblement la consommation d'énergie.
Suivant l'invention, un système de réfrigération comprenant un condenseur d'agent de refroidissement et un compresseur centrifuge comportant un rotor situé dans une chambre de rotor qui comporte une entrée centrale antérieure et un espace de sortie périphérique à la périphérie du rotor, est amélioré par la présence d'une conduite raccordant une partie du système qui contient de l'agent de refroidissement condensé pendant un fonctionnement normal et dans laquelle l'agent de refroidissement se trouve dans un état essentiellement liquide, à l'espace de sortie périphérique,de telle sorte que de l'agent de refroidissement liquide puisse s'écouler dans l'espace de sortie en vue d'atténuer le bruit,
sous l'effet de la différence entre la pression statique de l'endroit d'où l'agent de refroidissement liquide est prélevé et la pression statique dans l'espace de sortie périphérique du rotor.
Une forme d'exécution préférée de l'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé dans lequel:
la Fig. 1 est une vue principalement schématique d'un système de réfrigération à compresseur centrifuge du type dans lequel l'invention peut normalement être utilisée, et
la Fig. 2 est une vue en coupe transversale verticale fragmentaire d'un compresseur de gaz centrifuge du type dans lequel l'invention peut être utilisée.
Sur la Fig. 1, le compresseur centrifuge désigné d'une manière générale en 10 peut être considéré comme comprenant une section de compresseur 12 et une section d'entraînement à moteur électrique 14. La structure interne du compresseur 10 peut être telle que décrite en détail par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n" 3.635.579 et 3.619.086. On estime qu'il suffit, pour la présente invention d'indiquer qu'un tel compresseur a normalement une capacité relativement importante, que son rotor est entraîné à une vitesse déterminant une vitesse relativement élevéedes bouts de pale et qu'il a par conséquent tendance à produire un bruit considérable à certains moments.
Le système de réfrigération comprend en outre une conduite de refoulement de compresseur 16 aboutissant au condenseur d'agent de refroidissement 18 qui est à son tour raccordé à un évaporateur d'agent de refroidissement 24 par une conduite 20 contenant un dispositif de détente d'agent de refroidissement adéquat 22. La sortie de l'évaporateur est raccordée par une conduite d'aspiration 26 à l'entrée d'aspiration ou d'admission 28 du compresseur centrifuge.
Le cycle de réfrigération est classique en ce sens que le gaz à haute pression provenant du compresseur 10 est transformé en un liquide dans le condenseur 18 et le liquide de refroidissement est ensuite détendu en 22 et est vaporisé dans l'évaporateur 24 d'où il revient à l'entrée du compres-seur sous la forme d'un gaz à basse pression.
Comme le montre la Fig. 2 qui n'illustre que les parties de base de la section de compresseur 12, le rotor désigné d'une manière générale en 30 est d'un type à flasque d'étanchéité fermé et, comme tel, il comprend un flasque postérieur 32 qui comprend également le moyeu entraîné 34, plusieurs aubes hélicoïdales 36 et un flasque d'étanchéité antérieur 38.
L'invention est également applicable à un compresseur à rotor à flasque d'étanchéité ouvert.
Le rotor 30 est placé dans la chambre de rotor 40 délimitée entre la paroi postérieure 42 contiguë au flasque postérieur 32 du rotor et la paroi antérieure 44 contiguë d'une manière générale au flasque d'étanchéité antérieur.
38.
Le gaz de refroidissement à basse pression reçu dans l'entrée 28 traverse le rotor dans la chambre annulaire, la pression du gaz étant notablement accrue lorsqu'il traverse le rotor, le gaz sortant du rotor dans l'espace de sortie périphérique 46 tout près de la périphérie du rotor. A partir de cet endroit, le gaz s'écoule à travers l'espace de diffusion annulaire 48 et pénètre dans une volute collectrice de gaz 50 qui est disposée radialement à l'extérieur du passage de diffusion et qui débite le gaz à haute pression, par une tuyère (non représentée), dans la conduite 16 (figure 1).
Bien que le dessin ne le montre pas, il va de soi que le compresseur peut être pourvu de dispositifs de commande typiques, par exemple d'aubes de guidage d'entrée réglables et de blocs de diffusion réglables également.
Suivant l'invention, un dispositif est prévu dans le système pour injecter de l'agent de refroidissement liquide dans le flux de gaz immédiatement à la sortie du rotor c'està-dire dans l'espace de sortie périphérique 46. A cet effet, une conduite 52 (figure 1) est raccordée entre une partie du système de réfrigération dans laquelle l'agent de refroidissement a été condensé, par exemple au niveau du condenseur
18 ou immédiatement après celui-ci, comme indiqué par le raccordement 54, et une chambre 56 dans la structure de la paroi postérieure du compresseur. La chambre 56 communique, par l'intermédiaire d'un canal 58, avec l'espace de sortie périphérique 46.
A cet endroit, la composante de vitesse de la pression totale est relativement élevée tandis que la composante de pression statique est inférieure à la pression statique de l'agent de refroidissement liquide injecté à partir du condenseur ou d'un autre endroit. C'est cette relation du liquide existant à un niveau de pression statique supérieur à la pression statique régnant à la sortie périphérique qui offre la possibilité de déplacer le liquide et de l'injecter dans l'espace de sortie périphérique sans accroître de manière significative les besoins globaux en énergie du système.
L'introduction d'un liquide dans l'espace de sortie périphérique d'où il s'écoule, avec le gaz, par le passage de diffuseur 48 dans la volute collectrice de gaz 50, détermine une atténuation des bruits.de fonctionnement pour des raisons qui ne sont pas entièrement comprises. On estime que,lorsque le gaz passe par les passages et les espaces précités et pénètre dans la conduite de débit ou de refoulement
16, les gouttelettes de liquide passent à l'état gazeux,avec pour résultat qu'une désurchauffe du gaz de sortie se produit avant son entrée dans le condenseur 18.
Bien que l'emplacement préféré de l'entrée du liquide se situe dans l'espace de diffuseur entourant l'espace de sortie périphérique, il peut arriver que, en raison de la construction physique particulière du compresseur, il soit souhaitable d'introduire le liquide dans un autre espace à basse pression statique, par exemple derrière le flasque postérieur 32 du rotor et radialement plus près du moyeu. Toutefois, ce point d'injection n'est normalement pas un point d'injection préféré parce qu'il augmente les pertes dues au vent, c'est-à-dire à la friction du gaz dans un espace étroit présentant un déplacement relatif entre les parois qui le délimitent.
'Dans la forme d'exécution de l'invention actuellement préférée, la conduite d'injection de liquide 52 comprend une valve 60 pour déterminer si du liquide est injecté ou non et régler le débit de cette injection. Des moyens appropriés (non représentés) peuvent être prévus pour régler la valve 60 en réaction à un signal, à une atténuation du bruit, à la température de l'agent de refroidissement etc. du compresseur.
REVENDICATIONS
1 - Système de réfrigération comprenant un compresseur centrifuge et un condenseur pour condenser le gaz de refroidissement reçu du compresseur, ce dernier comportant
un rotor qui est disposé dans une chambre de rotor comportant une entrée centrale antérieure et un espace de sortie périphérique qui est disposé immédiatement à la périphérie
du rotor, caractérisé par une conduite raccordant une partie du système, dans laquelle l'agent de refroidissement a été condensé au cours d'un fonctionnement normal et se trouve
dans un état essentiellement liquide, à l'espace de sortie périphérique d'une manière telle que l'agent de refroidissement liquide pénètre dans l'espace de sortie afin d'atténuer . le bruit.