FR2493928A1

FR2493928A1 - Compresseur a gaz du type volumetrique rotatif

Info

Publication number: FR2493928A1
Application number: FR8121283A
Authority: FR
Inventors: Michael John Wates; Rogers Evert Knight
Original assignee: IMI FLUIDAIR Ltd
Current assignee: IMI FLUIDAIR Ltd
Priority date: 1980-11-13
Filing date: 1981-11-13
Publication date: 1982-05-14
Also published as: LU83750A1; ES507130A0; JPS57159978A; IT1139701B; ES8303622A1; DE3145214A1; NL8105114A; IT8125027A0; BE891121A; SE8106731L

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN COMPRESSEUR A GAZ VOLUMETRIQUE ROTATIF. CE COMPRESSEUR COMPORTE UN DISPOSITIF 17 DE REFROIDISSEMENT QUI COMPREND DES ECHANGEURS DE CHALEUR 21, 22 DESTINES AU LIQUIDE DE REFROIDISSEMENT ET UN ECHANGEUR DE CHALEUR 20 DESTINE AU GAZ COMPRIME. LE DISPOSITIF 17 COMPORTE EGALEMENT UN VENTILATEUR CENTRIFUGE 19 QUI ASPIRE L'AIR DE REFROIDISSEMENT A TRAVERS LES ECHANGEURS 20, 21, 22 ET QUI LE REFOULE SOUS UNE PRESSION SUFFISANTE POUR ENTRAINER L'AIR DE REFROIDISSEMENT CHAUFFE JUSQU'A UN POINT ELOIGNE DU COMPRESSEUR. DOMAINE D'APPLICATION: COMPRESSEURS A GAZ, ET NOTAMMENT COMPRESSEURS D'AIR.

Description

L'invention concerne un compresseur à gaz comportant un dispositif de refroidissement, et elle a trait plus particulièrement, mais non exclusivement, à un compresseur d'air.

Les compresseurs d'air peuvent être commodément classés en deux groupes.

Le premier groupe comprend divers types de compresseurs à pistons qui, bien que généralement très efficaces, présentent une température d'air de sortie très élevée.

Le second groupe comprend les compresseurs volumétriques rotatifs qui peuvent être divisés en trois types principaux, les compresseurs à vis, les compresseurs à engrenage et les compresseurs à rotor excentré et palettes coulissantes. Les compresseurs de ce dernier type sont reconnus comme étant les plus silencieux de tous les compresseurs et ils comprennent un stator monté à l'intérieur d'un corps, et un rotor monté excentriquement à l'intérieur du stator et portant plusieurs palettes qui coopèrent avec le stator. L'entraînement du rotor provoque une aspiration d'air par une entrée ménagée dans le stator, et l'air est ensuite comprimé avant d'être déchargé par une sortie, ménagée dans l'appareil, dans un réservoir d'air comprimé.

Dans de nombreux types de compresseurs volumétriques rotatifs, il est courant d'utiliser l'huile de lubrification du compresseur comme fluide de refroidissement en faisant passer l'huile dans le courant d'air afin qu'un mélange d'huile et d'air comprimé soit refoulé à la sortie du stator. Etant donné que la capacité calorifique de l'huile est très supérieure à celle de l'air, elle absorbe une proportion importante. de la chaleur dégagée pendant la compression de l'air et réduit de façon correspondante la température à laquelle l'air a été porté. Après la décharge effectuée par la sortie ménagée dans le stator, il est nécessaire de séparer l'huile de l'air et cette opération est réalisée au moyen de dispositifs de précipitation et de filtration de l'huile, bien connus de l'homme de l'art.Il est connu d'utiliser d'autresfluides de refroidissement, par exemple de l'eau, en particulier dans des compresseurs à engrenage. Lorsque le fluide de refroidissement doit être recyclé, il est essentiel d'éliminer la chaleur qu'il a acquise pendant la compression afin de conserver son efficacité comme fluide de refroidissement et, lorsque ce dernier est l'huile de lubrification du compresseur, afin également d'éviter une dégradation par la chaleur. Pour ces raisons, il est courant de faire passer le fluide de refroidissement dans un échangeur de chaleur avant de le renvoyer dans le compresseur. Il est également avantageux de refroidir l'air comprimé, car ceci réduit sa capacité à retenir l'eau.

Avant le procédé décrit dans la demande de brevet britannique NO 2 017 216A, il était courant de faire passer le fluide de refroidissement dans un échangeur de chaleur fixé à une extrémité du groupe moteur/compresseur, l'échange de chaleur s'effectuant avec de l'air ambiant refoulé dans l'échangeur de chaleur par un ventilateur axial. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 2 641 405 décrit un groupe motocompresseur typique de ce type, monté sur un chassies à roues.En raison de la position de l'échangeur de chaleur, il est impossible d'intervenir sur le compresseur sans démonter d'abord soit l'échangeur de chaleur, soit le moteur, et une surchauffe grave peut se produire si le groupe motocompresseur est mis en fonctionnement alors que l'extrémité de l'échangeur de chaleur est proche d'un mur ou de tout autre obstacle. De tels groupes motocompresseurs ne disposent pas de moyens de refroidissement de l'air comprimé, bien au'il existe des dispositifs indépendants de refroidissement de l'air comprimé, pouvant être montés dans la conduite d'air comprimé sortant du réservoir du compresseur.

Le brevet britannique nO 1 318 884 décrit un dispositif annulaire de refroidissement d'huile qui peut être monté entre le compresseur et son moteur. Cependant, la conception de ce dispositif s'oppose à tout montage et raccordement simples entre le compresseur et le moteur qui doit donc être supporté indépendamment. En outre, si un c6té ou l'autre du groupe motocompresseur est placé à proximité d'un mur ou de tout autre obstacle, l'efficacité du dispositif de refroidissement d'huile s'en trouve gravement affectée.

La demande de brevet britannique NO 2 017 216A précitée mentionne que le fluide de refroidissement et l'air comprimé peuvent être refroidis dans un dispositif unique de refroidissement comportant une enceinte qui relie le corps du compresseur au corps du moteur et qui sert également de support aux échangeurs de chaleur du fluide de refroidissement et de l'air comprimé, cette enceinte servant également à délimiter des canaux destinés au passage de l'air ambiant de refroidissement qui est aspiré à l'intérieur de l'enceinte par un ventilateur monté sur un arbre reliant le moteur au rotor du compresseur.

L'air est ensuite refoulé à travers les échangeurs de chaleur. Ce montage présente de nombreux avantages par rapport aux groupes motocompresseurs proposés jusqu'à présent, en plus de la réalisation d'un ensemble particulièrement compact à refroidissement intégré à la fois pour le fluide de refroidissement du compresseur et l'air comprimé.

Ses avantages comprennent
A. La présence d'une liaison simple de montage
entre le compresseur et le moteur, permettant,
pour la première fois, de placer les deux
échangeur1 de chaleur du fluide de refroidisse
ment et de l'air + mprimé entre le compresseur
et le moteur
B. L'utilisation d'un seul ventilateur pour
faire circuler l'air ambiant à travers les
deux échangeurs de chaleur
C. Un accès aisé pour intervenir sur le compres
seur, le moteur et les échangeurs de chaleur
montés sur le côté ; et
D. Un montage simplifié du compresseur et du
moteur.

Outre la chaleur résiduelle dissipée par les échangeurs de chaleur du fluide de refroidissement et de l'air comprimé, de la chaleur résiduelle est également dissipée par les corps du compresseur et de son réservoir d'air comprimé, et la vitesse de dissipation est une fonction du gradient de température entre ces corps et l'air ambiant. Dans tous les compresseurs proposés jusqu'à présent et comportant des échangeurs de chaleur pour le fluide de refroidissement et/ou l'air comprimé, l'air chauffé sortant des échangeurs de chaleur est déchargé, parfois de façon tout à fait indiscernable, autour du compresseur et il en résulte un accroissement de la température de l'air sur au moins une partie des corps du compresseur et de son réservoir d'air comprimé.Cet accroissement de la température de l'air réduit la vitesse de dissipation de la chaleur par ces corps et signifie que les échangeurs de chaleur et le ou les ventilateurs qui leur sont associés doivent avoir une plus grande capacité.

En outre, au moins dans certaines conditions, le compresseur risque d'aspirer de l'air chauffé par les échangeurs de chaleur, avec la perte de rendement qui en résulte pour le cycle de compression.

Dans tous les compresseurs proposés jusqu'à présent et comportant des échangeurs de chaleur pour le fluide de refroidissement et pour l'air comprimé, l'air de refroidissement est mis en circulation par un ventilateur à travers les échangeurs de chaleur, de sorte que des saletés portées par l'air s'accumulent sur le côté de l'échangeur de chaleur qui est masqué à l'opérateur du compresseur. Toute accumulation de ces saletés réduit l'efficacité des échangeurs de chaleur et il est prudent de donner, au moment de la conception, une capacité suffisante aux échangeurs de chaleur et au ou aux ventilateurs associés pour assurer un refroidissement efficace, même lorsque les échangeurs de chaleur sont partiellement obstrués par de telles saletés.

Par conséquent, dans tous les compresseurs proposés jusqu'à présent, il est nécessaire d'utiliser des échangeurs de chaleur et un ou plusieurs ventilateurs associés ayant un excédent de capacité suffisant pour tolérer une élévation de la température ambiante régnant autour du compresseur et pour tolérer une obturation partielle des canaux de circulation d'air dans les échangeurs de chaleur. Outre le coût d'investissement demandé pour des échangeurs de chaleur et un ou plusieurs ventilateurs de plus grande capacité, il s'ajoute le coût supplémentaire de fonctionnement demandé pour l'entrainement de ce plus gros ventilateur.

L'invention a pour objet un compresseur à gaz comportant un dispositif de refroidissement très efficace.

L'invention a également pour objet, le cas échéant, un compresseur à gaz qui économise de l'énergie.

Selon l'invention, un compresseur volumétrique rotatif comporte un mécanisme destiné à comprimer un mélange de gaz et de liquide de refroidissement, et un dispositif destiné à refroidir le liquide de refroidissement et comprenant un échangeur de chaleur pour le liquide de refroidissement, et un ventilateur monté à l'intérieur du dispositif de refroidissement et relié au mécanisme du compresseur afin d'être entrainé par ce mécanisme. Le dispositif de refroidissement présente une sortie d'air chauffé et le ventilateur est conçu et disposé, par rapport au dispositif de refroidissement, de manière à aspirer de l'air ambiant à travers l'échangeur de chaleur du liquide de refroidissement et à refouler cet air en le faisant passer par la sortie de l'air chauffé.De cette manière, la chaleur résiduelle peut être éliminée du corps du compresseur et de son réservoir d'air comprimé, ce qui évite une élévation de la température de l'air aspiré dans le compresseur et de l'air entourant le corps du compresseur. En outre, en disposant le ventilateur afin qu'il aspire l'air ambiant à travers l'échangeur de chaleur du liquide de refroidissement, il est possible de faire circuler, à travers le coeur de l'échangeur de chaleur, un courant d'air beaucoup plus régulier et il est également possible de placer l'échangeur de chaleur afin que toutes saletés, portées par l'air et adhérant à l'échangeur, puissent être aisément vues par un opérateur.

Le dispositif de refroidissement peut également comprendre un échangeur de chaleur pour le gaz comprimé, le ventilateur étant conçu et disposé de manière à aspirer également de l'air ambiant à travers l'échangeur de chaleur du gaz comprimé et à le refouler en le faisant passer par la sortie d'air chauffé. De cette manière, il est possible de refroidir à la fois le liquide de refroidissement et le gaz comprimé, dans un seul dispositif de refroidissement. L'échangeur de chaleur du liquide de refroidissement comprend de préférence une partie primaire et une partie secondaire, la partie primaire étant disposée entre l'échangeur de chaleur du gaz comprimé et le ventilateur, et les parties primaire et secondaire étant reliées de manière que le liquide de refroidissement traverse la partie primaire avant de s'écouler à travers la partie secondaire.De cette manière, il est possible de faire refroidir dans deux étages le liquide de refroidissement, dont la capacité calorifique est très supérieure à celle de l'air comprimé, tout en minimisant l'aire de la section globale par laquelle l'air doit être aspiré à travers les deux échangeurs de chaleur.

La sortie d'air chauffé est de préférence reliée à une conduite dirigeant l'air chauffé vers un point éloigné du compresseur. De cette manière, il est possible d'entrainer la chaleur résiduelle vers un point éloigné du compresseur. Cette caractéristique est particulièrement utile lorsque le compresseur doit être utilisé sous des climats chauds, car la chaleur résiduelle peut être dissipée à l'extérieur d'un bâtiment contenant le compresseur, ce qui évite tout accroissement indésirable de la température ambiante à l'intérieur du bâtiment. Inversement, lorsque le compresseur doit être utilisé sous un climat tempéré ou froid, la chaleur résiduelle peut être conduite dans une installation de chauffage de locaux afin que l'énergie autrement gaspillée soit employée utilement.L'air résiduel peut également, ou en plus, être conduit vers un point où il peut être utilisé à des fins de chauffage.

L'air ambiant peut être canalisé de manière à traverser un épurateur d'air avant d'arriver à l'échangeur de chaleur, ou bien à l'un des échangeurs de chaleur. De cette manière, l'air de refroidissement peut être épuré, ce qui empêche toute obturation du ou de l'un des échangeurs de chaleur et toute accumulation de saletés sur le ventilateur. Cette caractéristique est particulièrement utile lorsque le compresseur doit être utilisé dans des environnements poussiéreux.

Le dispositif de refroidissement comprend de préférence un corps fixé à un corps renfermant le mécanisme du compresseur, et le corps du dispositif de refroidissement supporte-l'échangeur de chaleur ou les deux échangeurs de chaleur. De cette manière, le dispositif de refroidissement peut être supporté rigidement par le corps du compresseur afin de former un ensemble d'un seul bloc analogue à celui décrit dans la demande NO 2 017 216A précitée. Un moteur d'entrainement est de préférence monté sur le corps du dispositif de refroidissement, sur le côté éloigné du corps du compresseur, et l'arbre sur lequel le ventilateur est monté est un arbre de commande reliant le moteur au mécanisme du compresseur.Ainsi, le compresseur, le dispositif de refroidissement et le moteur forment un ensemble unique d'un seul bloc, le corps du dispositif de refroidissement réalisant une liaison simple de montage entre le compresseur et le moteur et permettant un accès aisé pour intervenir sur le compresseur, le moteur et les échangeurs de chialeur. Le ventilateur est- de préférence un ventilateur centrifuge ; le corps du dispositif de refroidissement délimite une chambre qui entoure la périphérie extérieure du ventilateur et aboutit à la sortie d'air chauffé, et le corps du dispositif de refroidissement définit également un canal d'aspiration d'air qui communique avec une extrémité du ventilateur. De cette manière, le corps du dispositif de refroidissement est également utilisé pour définir le stator et le canal d'aspiration pour le ventilateur centrifuge.Le corps du dispositif de refroidissement peut également définir un canal d'aspiration d'air communiquant avec l'extrémité opposée du ventilateur.

Ceci permet au ventilateur centrifuge d'aspirer de l'air par ses deux extrémités, à travers l'échangeur de chaleur ou les deux échangeurs de chaleur, suivant le cas. La chambre, formée à l'intérieur du corps du dispositif de refroidissement et constituant le stator du ventilateur centrifuge, est de préférence de forme en développante ou en volute et le ou chaque échangeur de chaleur est placé à distance de la partie la plus large de cette chambre. De cette manière, la chambre est configurée de façon à favoriser un fonctionnement efficace du ventilateur centrifuge, et le ou chaque échangeur de chaleur, suivant le cas, est placé dans une position permettant de minimiser les dimensions globales du corps du dispositif de refroidissement.

Dans le cas où le dispositif de refroidissement comporte des échangeurs de chaleur à la fois pour le liquide de refroidissement et pour l'air comprimé, les deux échangeurs de chaleur sont de préférence montés sur le même côté du corps du dispositif de refroidissement. Cette caractéristique permet au compresseur d'être disposé de manière que l'un quelconque ou la totalité de ses autres côtés soit proche de parois ou d'autres obstacles.

Les échangeurs de chaleur sont de préférence montés côte à côte, et la sortie d'air chauffé est de préférence dirigée vers le haut.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels
- la figure 1 est une vue schématique en plan d'un groupe motocompresseur comprenant un dispositif de refroidissement qui est représenté en coupe
- la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de refroidissement considéré dans la direction de la flèche 2 de la figure 1
- la figure 3 est une coupe verticale du dispositif de refroidissement, suivant la ligne 3-3 de la figure 1
- la figure 4 est une vue en bout, à échelle agrandie et avec plus de détails, du dispositif de refroidissement qui est considéré dans la direction de la flèche 4 de la figure 2
- la figure 5 est une élévation, à la même échelle agrandie et plus en détail, du dispositif de refroidissement considéré dans la direction de la flèche 5 de la figure 2, mais dont les échangeurs de chaleur sont retirés
- la figure 6 est une vue en plan du dispositif de refroidissement, à la même échelle agrandie et plus en détail, considéré dans la direction de la flèche 6 de la figure 2
- la figure 7 est une coupe verticale transversale suivant la ligne 7-7 de la figure 6 5 et
- la figure 8 est une coupe horizontale suivant la ligne 8-8 de la figure 4.

Les figures 1 à 3 représentent globalement en 10 un compresseur d'air volumétrique rotatif qui peut être, par exemple, un compresseur à rotor excentré et palettes coulissantes tel que celui décrit dans la demande de brevet britannique NO 2 017 216A précitée. Ce compresseur comporte un corps 11 qui renferme le mécanisme 12 du compresseur et qui définit également le carter classique d'huile de lubrification, placé dans une partie inférieure du corps, comme indiqué par une flèche 13, et un réservoir d'air comprimé. Le corps 11 comprend généralement plusieurs enceintes et capots associés. L'huile de lubrification du compresseur sert à lubrifier le mécanisme du compresseur et elle sert également de liquide de refroidissement pour l'air comprimé.Le mécanisme du compresseur est entraîné par un moteur électrique 14 au moyen d'un arbre 15 de commande qui porte habituellement au moins un accouplement 16 pouvant être dégagé, par exemple comme décrit dans la demande précitée. Un dispositif de refroidissement, indiqué globalement en 17, comprend un corps 18 qui renferme un ventilateur centrifuge 19 monté de manière à pouvoir être entraîné de toute manière convenable avec le mécanisme 12 du compresseur, par l'arbre 13, et trois coeurs 20, 21 et 22 d'échange de chaleur équipés de collecteurs supérieurs et inférieurs de type classique. Le coeur 20 d'échange de chaleur est monté de manière à recevoir de l'air comprimé provenant du réservoir d'air comprimé du corps 11 du compresseur et il sert d'échangeur de chaleur de l'air comprimé.Les coeurs 21 et 22 d'échange de chaleur sont montés en série afin de recevoir de l'huile lubrifiante chauffée provenant du carter 13 et ils servent ensemble d'échangeur de chaleur pour le liquide de refroidissement, le lubrifiant refroidi étant renvoyé au compresseur pour être réutilisé.

Bien que la réalisation du ventilateur 19 et sa disposition à l'intérieur du corps 18 soient décrites plus en détail ci-après, une brève description sera à présent donnée de son fonctionnement général. En tournant, le ventilateur 19 aspire de l'air ambiant de refroidissement à travers les coeurs 20 et 21 d'échange de chaleur, dans la direction indiquée par une flèche 23 sur les figures 1 et 2, et il aspire également de l'air ambiant à travers le coeur 22 d'échange de chaleur, dans la direction indiquée par une flèche 24. En passant à travers les coeurs d'échange de chaleur, l'air ambiant s'échauffe et il est refoulé par le ventilateur 19 qui le fait passer dans une sortie 25 d'air chauffé, orientée verticalement vers le haut, dans la direction indiquée par une flèche 26 sur la figure 2.

L'échangeur de chaleur 21, 22 pour le liquide de refroidissement sert à transmettre la chaleur résiduelle, dégagée pendant la compression de l'air, de l'huile de lubrification du compresseur à l'air de refroidissement, et le ventilateur 19 sert à décharger l'air de refroidissement chauffé en le faisant passer par la sortie d'air chauffé et en l'éloignant du corps 11 du compresseur 10.

Il est apparu que le ventilateur centrifuge 19 refoule l'air chauffé de refroidissement à plusieurs mètres du corps 11 du compresseur et que I'ontraenement de l'air chauffé de refroidissement à l'écart du compresseur est facilité lorsque la sortie 25 d'air chauffé est dirigée vers le haut afin de favoriser une convection. De cette manière, il est possible d'empêcher la chaleur résiduelle d'être transmise à l'air entourant le corps du compresseur, et de l'air frais de refroidissement peut être aspiré à travers les coeurs 20, 21 et 22 d'échange de chaleur, plutôt que de l'air chauffé de recyclage, comme cela peut se produire aisément dans les formes de réalisation proposées jusqu'à présent et dans lesquelles l'air de refroidissement est simplement mis en circulation à travers les échangeurs de chaleur et est déchargé de façon indéterminée autour du compresseur.En conséquence directe, le gradient de température entre le corps du compresseur et l'air adjacent est maintenu à une valeur optimale, ce qui minimise la capacité demandée à la fois à l'échangeur 20 de chaleur de l'air comprimé et à l'échangeur de chaleur 21, 22 du lubrifiant. De plus, on peut empêcher la chaleur résiduelle de se mélanger à l'air aspiré dans le compresseur ce qui évite une diminution du rendement thermique du cycle de compression.

Les coeurs 21 et 22 d'échange de chaleur constituent respectivement des parties primaire et secondaire de l'échangeur de chaleur 21, 22 du lubrifiant dont la fonction est de dissiper beaucoup plus de chaleur que celle dissipée par l'échangeur de chaleur 20 de l'air comprimé, en raison de la capacité calorifique très supérieure de l'huile de lubrification. Ainsi, le lubrifiant est refroidi dans deux étages, le premier étage étant situé dans le coeur 21 d'échange de chaleur, qui reçoit l'air de refroidissement après qu'il a été partiellement chauffé en circulant à travers l'échangeur de chaleur 20 de l'air comprimé, et le second étage étant situé dans le coeur 22 d'échange de chaleur qui reçoit de l'air frais de refroidissement.

Il convient de noter, sur les figures 1 à 3, que la sortie 25 d'air chauffé est proche d'une paroi latérale 27 du corps 18, qui est opposée aux échangeurs de chaleur, et que le corps 18 comporte des parois extrêmes 28 et 29, un fond 30 et une paroi supérieure 31. La paroi extrême 28 présente un évidement cylindrique, comme montré sur la figure 2, destiné à loger une saillie présentée par le corps du moteur 14, afin que son arbre 15 de commande soit disposé coaxialement à l'intérieur du corps 18. Le moteur 14 est fixé axialement au corps 18 de toute manière convenable, par exemple par quatre-boulons non représentés qui traversent une bride du corps du moteur et pénètrent dans des trous taraudés 32 ménagés dans la paroi extrême 28. Le compresseur 10 est fixé d'une manière similaire à la paroi extrême opposée 29.En montant les coeurs d'échange de chaleur côte à côte, sur le même côté du corps 18, on obtient un dispositif de refroidissement particulièrement compact, dans lequel les échangeurs de chaleur sont aisément accessibles. Le compresseur peut également être disposé de manière que le côté 27 du corps soit proche d'un mur ou de tout autre obstacle.

Le corps 18 se présente de préférence sous la forme d'une pièce moulée d'un seul bloc et il réalise une liaison rigide de montage entre le compresseur 10 et le moteur 14 et il constitue un support pour les échangeurs de chaleur. De plus, le corps 18 est réalisé d'une seule pièce avec un voile 33 qui définit une chambre en développante ou, si cela est souhaité,-en spirale, constituant le stator du ventilateur, entourant la périphérie cylindrique extérieure du ventilateur centrifuge 19 et aboutissant à la sortie 25 d'air chauffé. Le voile 33 est réalisé d'une seule pièce avec des brides extrêmes 34, 35 qui sont situées à des extrémités opposées du ventilateur centrifuge 19 et qui définissent deux-canaux d'aspiration d'air s'étendant respectivemént des coeurs 20 et 21 d'échange de chaleur jusqu'à l'extrémité compresseur du ventilateur 19, et du coeur 22 d'échange de chaleur jusqu'à l'extrémité moteur du ventilateur 19.

Ainsi, le voile 33 et les brides extrêmes 34, -35 établissent des circuits d'aspiration s'détendant des coeurs d'échange de chaleur jusque dans les deux extrémités axiales du ventilateur centrifuge 19, et une chambre unique de décharge qui dirige l'air chauffé de refroidissement vers la sortie 25 d'air chauffé.

En disposant le ventilateur 29 de manière qu'il aspire l'air de refroidissement à travers les divers coeurs d'échange de chaleur, au lieu qu'il le refoule comme c'est le cas dans l'art antérieur, il est apparu que plusieurs avantages importants sont obtenus, y compris les suivants
A. L'air de refroidissement circule à travers
la totalité de la surface disponible de chaque
échangeur de chaleur, avec seulement de faibles
variations de vitesse entre les divers canaux
d'écoulement de l'air de refroidissement dans
le coeur d'échange de chaleur. Ceci a pour
conséquence directe que le courant d'air de
refroidissement s'écoule à peu près régulière
ment à travers les coeurs d'échange de chaleur,
avec, par suite, une meilleure efficacité de
refroidissement que dans l'art antérieur où
la vitesse de l'air de refroidissement refoulé
varie considérablement.Dans un montage typique
de l'art antérieur dans lequel un ventilateur
axial est utilisé pour faire circuler de l'air
à travers un coeur d'échange de chaleur, la
vitesse d'approche de l'air de refroidissement
est beaucoup plus grande à travers le centre
du coeur d'échange de chaleur qu'à travers ses
angles.

B. Toutes saletés portées par l'air se déposent
sur la surface extérieure du coeur d'échange
de chaleur où elles peuvent être aisément vues
par l'opérateur du compresseur et peuvent être
enlevées, si cela est nécessaire, sans que le
coeur d'échange de chaleur soit démonté du dis
positif de refroidissement.

C. La sortie du ventilateur centrifuge n'est
pas obstruée par les échangeurs de chaleur, comme
c'est le cas dans l'art antérieur, et le venti
lateur est capable de délivrer une pression
suffisante pour refouler l'air chauffé de
refroidissement jusqu'en un point éloigné du
compresseur.

Comme montré sur la figure 3, un épurateur d'air 36 peut être placé en avant des coeurs 20 et 22 d'échange de chaleur afin de filtrer l'air de refroidissement aspiré à travers eux. Ceci signifie que, lorsque le compresseur est mis en oeuvre dans un environnement poussiéreux, l'air de refroidissement est filtré avant d'entrer dans les échangeurs de chaleur et que l'obtruction de ces échangeurs de chaleur ou du ventilateur peut être aisément prévenue par remplacement ou nettoyage du filtre.Etant donné que l'air de refroidissement est aspiré à travers les échangeurs de chaleur, le filtre 36 peut être placé sur le côté extérieur des échangeurs de chaleur, comme montré, et il est donc aisément accessible alors que, si l'air de refroidissement était refoulé conformément à l'art antérieur, le filtre devrait être placé entre le ventilateur et les échangeurs de chaleur et il serait donc relativement inaccessible.

Les relations mutuelles entre les échangeurs de chaleur, le ventilateur et le corps 18 seront mieux comprises si l'on se réfère aux figures 4 à 8, qui sont plus détaillées et à échelle agrandie et sur lesquelles les mêmes références numériques sont utilisées pour identifier les éléments équivalents. Ces figures permettent de voir que le corps 18 est réalisé d'une seule pièce avec des pieds 37, 38 qui servent à supporter l'ensemble entier constitué par le compresseur, le dispositif de refroidissement et le moteur, ce qui facilite l'accès lors des interventions sur le compresseur, le moteur et les coeurs d'échange de chaleur.Il convient de noter, sur la figure 4, que l'ouverture de montage du moteur, ménagée dans la paroi extrême 28, présente quatre échancrures permettant le passage de saillies correspondantes du corps du moteur afin que la réaction au couple, appliquée au corps du moteur, soit transmise au corps 18.

Les figures 5 et 8 montrent que les brides extrêmes opposées 34, 35 du voile 33 comportent des lèvres annulaires respectives 39, 40 qui s'incurvent vers l'intérieur et vers les extrémités axiales opposées du ventilateur 19, un petit jeu axial de travail étant ménagé entre ces lèvres et les extrémités correspondantes du ventilateur. Il convient en particulier de noter, sur les figures 1 et 8, que la lèvre annulaire 39 présente un diamètre intérieur supérieur à celui de la lèvre annulaire 40, ce qui permet au ventilateur 19 d'aspirer l'air à un débit quelque peu supérieur à travers son extrémité compresseur.

De par la conception du corps 18, une pression inférieure à celle de l'atmsphère et sensiblement constante est appliquée à la surface intérieure des coeurs 21 et 22 d'échange de chaleur, de manière que tous les canaux d'air de refroidissement soient utilisés de façon à peu près égale à des fins d'échange de chaleur. Pour obtenir cet effet, les diamètres relatifs des lèvres annulaires 39 et 40, et la distance comprise entre le voile 33 et les coeurs d'échange de chaleur, peuvent être modifiés.

Sur les figures 5 et 7, les coeurs d'échange de chaleur sont supprimés afin que l'intérieur du corps 18 puisse être vu à travers une ouverture 41 dans laquelle les coeurs d'échange de chaleur sont normalement montés.

La figure 7 montre que la chambre formée entre le ventilateur 19 et le voile 33 présente une section en développante, et qu'un dispositif de refroidissement particulièrement compact est obtenu par le fait que l'ouverture 41 est réalisée à distance de la partie la plus large de la chambre en développante, de sorte que les coeurs d'échange de chaleur peuvent être placés à proximité de l'extrémité axiale du ventilateur 19.

Lorsque l'air chauffé de refroidissement est refoulé de la seule ouverture 25 sous l'action du ventilateur centrifuge 19, il a été canalisé, pour la première fois, dans une zone étroite et il peut donc être aisément réglé et dissipé. En particulier, il est possible de brancher une conduite sur l'ouverture 25 afin que la chaleur résiduelle puisse être dirigée vers un point éloigné du compresseur. Ceci empêche absolument la chaleur résiduelle d'accroître la température de l'air entourant le corps du compresseur, ou bien celle de l'air aspiré dans le compresseur, ou encore celle de l'air aspiré dans les échangeurs de chaleur. De plus, cette caractéristique constitue une économie d'énergie importante lorsqu'il existe une demande en air chauffé, par exemple pour le chauffage de locaux ou pour un chauffage à réaliser lors d'un procédé.Pour facilitèr le branchement de la conduite, une bride 42 est formée autour de la sortie 25.

La figure 8 montre que le ventilateur centrifuge 19 est formé de deux moitiés réalisées chacune d'une seule pièce avec une bride radiale 43 et un bossage 44 de montage, les pales du ventilateur étant réalisées sous la forme d'évidements orientés axialement et ménagés dans la surface périphérique cylindrique de chaque moitié. Les bossages 44 de montage sont emmanchés à ajustement serré sur l'arbre de commande qui relie le moteur 14 au compresseur 10, et des rivets 45 assurent l'entraînement des moitiés et leur positionnement axial. Les brides 43 sont disposées dos à dos et sont fixées l'une à l'autre par plusieurs rivets espacés 46.

Il est apparu que l'utilisation de l'appareil représenté donne lieu à un léger accroissement de température de l'huile de lubrification lorsque le filtre 36 est utilisé, alors qu'il n'en est rien en l'absence du filtre. Cependant, cette élévation de température n'est que faible et insignifiante par rapport à l'amélioration globale de fonctionnement obtenue dans des atmosphères poussiéreuses, lorsque l'on compare cet appareil à des appareils antérieurs.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent-être apportées au compresseur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Compresseur à gaz, du type volumétrique rotatif, dans lequel un mélange de gaz et d'un liquide de refroidissement est comprimé par le mécanisme du compresseur, le liquide de refroidissement étant utilisé pour évacuer la chaleur dégagée par la compression vers un dispositif de refroidissement comprenant un corps qui porte un échangeur de chaleur destiné au liquide de refroidissement, et un ventilateur destiné à faire circuler l'air ambiant à travers l'échangeur de chaleur du liquide de refroidissement, le compresseur étant caractérisé en ce que le ventilateur (19) est disposé de manière à aspirer l'air de refroidissement à travers l'échangeur de chaleur (21, 22) du liquide de refroidissement et à le décharger en le faisant passer par une sortie (25) d'air chauffé.

2. Compresseur à gaz selon la revendication 1, dans lequel le corps du dispositif de refroidissement porte également un échangeur de chaleur destiné au gaz comprimé, le ventilateur faisant circuler en outre l'air ambiant à travers l'échangeur de chaleur du gaz comprimé, caractérisé en ce que le ventilateur (19) est également disposé afin d'aspirer l'air de refroidissement à travers l'échangeur de chaleur (20) du gaz comprimé et de le décharger en le faisant passer par la sortie (25) d'air chauffé.

3. Compresseur à gaz selon la revendication 2, caractérisé en ce que le liquide de refroidissement est canalisé de manière à parcourir une partie primaire (21) de l'échangeur de chaleur (21, 22) du liquide de refroidissement avant de s'écouler à travers une partie secondaire (22), la partie primaire (21) étant disposée entre l'échangeur de chaleur (20) du gaz comprimé et le ventilateur (19).

4. Compresseur selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (20) du gaz comprimé et l'échangeur de chaleur (21, 22) du liquide de refroidissement sont montés sur le même côté du corps (18) du dispositif de refroidissement.

5. Compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sortie (25) d'air chauffé est dirigée vers le haut.

6. Compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sortie (25) d'air chauffé est reliée à une conduite de manière que l'air chauffé de refroidissement soit transporté jusqu'à un point éloigné du compresseur (10).

7. Compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'air de refroidissement est canalisé de manière à passer à travers un épurateur d'air (36) avant d'atteindre l'un ou l'autre des échangeurs de chaleur (20; 21, 22).

8. Compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ventilateur est un ventilateur centrifuge (19) et en ce que le corps (18) du dispositif de refroidissement délimite une chambre (33, 34, 35) qui entoure la périphérie extérieure du ventilateur centrifuge, et un canal d'aspiration d'air qui communique avec une extrémité (39) du ventilateur centrifuge.

9. Compresseur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le corps (18) du dispositif de refroidissement délimite également un autre canal d'aspiration d'air qui communique avec ltextrémité opposée (40) du ventilateur centrifuge.

10. Compresseur selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la chambre (33, 34, 35) est de forme en développante ou en spirale, les échangeurs de chaleur (20 ; 21, 22) étant montés sur le corps (18) du dispositif de refroidissement, en une position éloignée de la partie la plus large de la chambre (33, 34, 35).