WO2023169709A1 - Dispositif de circulation de fluide, installation et procédé utilisant un tel dispositif - Google Patents

Dispositif de circulation de fluide, installation et procédé utilisant un tel dispositif Download PDF

Info

Publication number
WO2023169709A1
WO2023169709A1 PCT/EP2022/084801 EP2022084801W WO2023169709A1 WO 2023169709 A1 WO2023169709 A1 WO 2023169709A1 EP 2022084801 W EP2022084801 W EP 2022084801W WO 2023169709 A1 WO2023169709 A1 WO 2023169709A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit
cycle gas
junction box
casing
fluid
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/084801
Other languages
English (en)
Inventor
Fabien Durand
Pierre Adrien GOND
Original Assignee
L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude filed Critical L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude
Publication of WO2023169709A1 publication Critical patent/WO2023169709A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • F25B31/006—Cooling of compressor or motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/025—Motor control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/06—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using expanders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07—Details of compressors or related parts
    • F25B2400/077—Compressor control units, e.g. terminal boxes, mounted on the compressor casing wall containing for example starter, protection switches or connector contacts

Definitions

  • the invention relates to a fluid circulation device as well as an installation and a method using such a device.
  • the invention relates more particularly to a fluid circulation device in particular for a refrigerator or cryogenic liquefier, comprising a sealed casing with respect to the exterior of the device and containing an electrical machine such as an electric motor or an alternator, the device comprising a cycle gas circuit subjecting the cycle gas to a thermodynamic change between a minimum pressure and a maximum pressure when the device is in operation, the device comprising at least one member for driving the cycle gas in the circuit such than a compressor wheel, said drive member being coupled in rotation to the electrical machine, the device comprising an electrical junction box sealed with respect to the exterior of the device and in which passes an electrical circuitry having a first end connected to the electrical machine and a second end connected to at least one electrical connection opening outside the junction box and located outside the casing.
  • the invention relates in particular to a system for cooling an electrical junction box of an electric motor by a flow of cycle gas.
  • This junction box is often far from the gas circulation or the cooling water radiator of the central part of the engine or the associated turbomachine.
  • this housing is cooled by natural convection, by conduction through the walls of the junction box.
  • heat management is ensured by sizing the junction box and increasing its surface area with the ambient temperature, the diameter of the cables and the size of the spark plugs or electrical connections.
  • An aim of the present invention is to overcome all or part of the disadvantages of the prior art noted above.
  • the device comprises a pressurized cycle gas supply pipe comprising a first end connected to a portion of the circuit in which the cycle gas is at a pressure greater than the minimum pressure and a second end communicating with the interior of the junction box, the junction box comprising a communication passage with the interior of the casing, the fluid circuit comprising a cycle gas return pipe comprising a first end communicating with the interior of the casing and a second end connected to the circuit, the supply pipe, the passage and the return pipe being configured to take a fraction of the cycle gas flowing in the circuit to circulate it in the junction box in order to cool the latter before returning to the circuit.
  • the invention also relates a refrigeration and/or liquefaction installation comprising a refrigerator comprising a cycle gas working circuit, said circuit comprising, arranged in series, at least one cycle gas compression stage, at least one gas cooling member cycle, at least one cycle gas expansion stage and at least one cycle gas heating member, the installation comprising a circulation device according to any one of the characteristics above or below in which the drive member comprises a compressor wheel forming a compression stage.
  • the invention also relates a method of cooling an electrical junction box of an electric motor of a circulation device conforming to any of the characteristics above or below or of a aforementioned installation, the method comprising a step of sampling a fraction of the fluid flow flowing in the fluid circuit and putting this fraction of fluid into circulation in the junction box in order to cool the latter then a step of returning this fraction of fluid into the circuit of fluid.
  • the invention may also relate to any alternative device or method comprising any combination of the characteristics above or below within the scope of the claims.
  • FIG. 1 represents a schematic and partial view illustrating a third example of structure and possible operation of an installation according to the invention.
  • the fluid circulation device 1 illustrated by way of example in is preferably intended for use in a refrigerator or cryogenic liquefier using a cycle gas.
  • a compression device for example (notably a non-cryogenic compressor).
  • the device 1 comprises a casing 2 sealed against the outside of the device and containing an electric motor 3, at least one fluid drive member 4 such as a compressor wheel mounted on a shaft 20 driven in rotation by the electric motor 3 to form a cycle gas compression stage.
  • the device 1 comprises a cycle gas circuit 5 and comprising a downstream portion connected to an outlet of the drive member 4 (outlet of the compression stage for example).
  • the device 1 comprises an electrical junction box 6 sealed against the outside of the device and in which electrical circuitry 8 passes.
  • the junction box 6 is for example mounted on or integral with the casing 2.
  • the junction box 6 is a housing separate from the casing 2 and communicating with the casing 2 via one or more passage(s) or orifice(s).
  • at least part of the walls delimiting the junction box 8 can be common and confused with part of at least one wall delimiting the casing 2.
  • the electrical circuitry 8 has a first end connected to the motor 3 (via a passage 9 through the housing 6 and casing 2 or other) and a second end connected to at least one electrical connection 7 opening outside the junction box 6 .
  • the electrical connection 7 is typically located outside the casing 2 (and the device 1 if applicable).
  • the electrical circuitry 8 which passes through the junction box 6 may include a set of electrical cable(s). These cables can be connected to at least one connector 7, for example of the male type, which is mounted and projects for example on a wall or cover which seals the housing 6 (for example via a screw fixing assembly or stud and a sealing system cf. ).
  • the connector(s) 7 are surrounded by a protective wall.
  • the connection 7 thus forms an electrical junction which is external to the device 1 and in particular at ambient temperature while the interior of the junction box 6 contains an atmosphere protected from the outside, for example a gaseous volume with a determined composition and pressure.
  • Circuit 5 comprises a supply pipe 15 comprising a first end connected to a portion of circuit 5 in which the working gas is not at its minimum pressure in circuit 5 (typically downstream of a compression stage) and a second end opening into the junction box 6.
  • the junction box 6 further comprises at least one passage 9 for communication with the interior of the casing 2 of the motor. If necessary, all or part of the electrical circuitry (cables, etc.) can pass via this passage 9 as shown schematically in .
  • Circuit 5 comprises a return pipe 25 comprising a first end communicating with the interior of the casing 2 and a second end connected to circuit 5, in a portion of the circuit in which the working gas is not at its maximum pressure, in particular at a pressure equal to or greater than the minimum pressure, for example upstream of the compression member 4.
  • the supply pipe 15, the passage 9 and the return pipe 25 are thus configured to take a fraction of the flow of working gas under pressure flowing in the circuit 5 to circulate it in the junction box 6 in view to cool the latter before returning to circuit 5.
  • junction box 6 This makes it possible to cool the electrical supply enclosure (junction box 6) of an engine 3 or a turbomachine, for example using a flow of pressurized cycle gas circulated in the hermetic part. (or semi-hermetic) of a junction box 6.
  • This fluid flow can be enabled by the supply and extraction of gas (or liquid) through pipes, machined cavities and/or cable passages for example.
  • the passage 9 may include a communication orifice between the interior of the junction box 6 and the interior of the casing 2 and through which the assembly of cable(s) passes.
  • the passage 9 and the first end of the return pipe 25 which opens into the junction box 6 are located at opposite ends of the junction box 6 to thus promote effective mixing and cooling by the flow of fluid. cycle.
  • the driving of this flow of cooling fluid can be achieved by a dynamic pressure loss between the injection and discharge point of the engine or the pipes connecting to it.
  • the circuit 5 can comprise a member 11 for regulating the flow of the fluid circulating in the bypass pipe 15, for example a valve, a calibrated orifice or any other appropriate member (controlled valve for example).
  • the flow regulation member 11 can be placed on the supply pipe 15.
  • the circuit 5 can advantageously comprise a member 12 for cooling the fluid flow such as a heat exchanger preferably arranged between the circulation member 4 (compression stage) and the first end of the pipe 15. brought.
  • This cooling member 12 can be a cooling heat exchanger conventionally arranged at the outlet of a compression stage to cool the compressed cycle gas flow (by heat exchange with a heat carrier, such as water or other fluid for example).
  • the fluid circulation device 1 illustrated by way of example in is a motorcycle turbo compressor comprising a compression wheel and a turbine 16 mounted on the shaft 20 of the motor 3.
  • a motorcycle turbo compressor comprising a compression wheel and a turbine 16 mounted on the shaft 20 of the motor 3.
  • this is only a non-limiting example because the invention could be applied to a simple motorcycle compressor (motor driving a single or more compression wheels) or any other arrangement (one or more compression wheels and one or more turbines).
  • thermodynamic cycle in a working circuit There describes an example of implementation in a refrigerator or liquefier producing cold power by subjecting a cycle gas to a thermodynamic cycle in a working circuit.
  • the working circuit 5 may comprise, arranged in series, at least one stage 4 for compressing the cycle gas, at least one member 12, 14 for cooling the cycle gas (heat exchanger(s) for example), at least a stage 16 for expanding the cycle gas (turbine(s) or valve(s) for example) and at least one member 17, 14 for heating the cycle gas (heat exchanger(s) for example).
  • the compression member 4 (at least one stage) may include a circulation device 1 of the aforementioned type.
  • a heat exchanger 12 for cooling the cycle gas at the outlet of the compression stage can ensure the cooling of the cycle gas which will be used to cool the junction box 6.
  • the cooling and reheating of the cycle gas can be ensured by at least one counter-current heat exchanger 14 receiving a flow of cycle gas at distinct temperatures in the cycle.
  • the cycle gas can be heated by giving up its frigories by heat exchange with a member to be cooled in a heat exchanger 17 (flow 13 of fluid to be cooled or liquefied for example).
  • the invention can be applied to a device (refrigerator or other) comprising several motors 3 each having an electrical junction box 6. All or part of the engines may include a respective cooling system of the type described above. Alternatively or in combination, engines can share or pool all or part of the cooling system described above.
  • the refrigeration/liquefaction installation 10 comprises two motors 3 and the two corresponding junction boxes 6 are cooled by the same flow of cycle gas.
  • the device comprises an expansion stage (a turbine 16).
  • each motor 3 is provided with a respective electrical junction box 6 communicating with the corresponding casing 2 via a passage 9.
  • the supply pipe 15 comprises a first end connected to the circuit 5, for example at the level of a downstream portion of the drive member 4 of a first motor 3 (for example at the outlet of the second cycle gas compression stage).
  • the device 1 comprises a transfer pipe 35 having a first end connected to the casing 2 of the first motor 3 and a second end opening into the junction box 6 of the second motor 3 (of the first compression stage upstream in the working circuit of the cycle gas).
  • the transfer pipe 35 preferably comprises a member 13 for cooling the flow of cycle fluid such as a heat exchanger cooled by a heat carrier (water, air or other) to cool the cycle gas before cooling the second junction box 6.
  • the return pipe 25 comprises a first end communicating with the interior of the casing 2 of the second motor 3 and a second end connected to a portion of the fluid circuit 5, for example upstream of the first compression stage.
  • the return pipe 25 can optionally include a member 25 for cooling the cycle gas flow (heat exchanger or other) before its reinjection upstream of a compression stage.
  • the supply pipe 15, the transfer pipe 35, the passages 9 and the return pipe 25 make it possible to take a fraction of the compressed cycle gas to circulate it in series in the junction boxes 6 in order to cool the latter before returning to circuit 5.
  • the example of the has two stages of compression in series of cycle gas having a cooling exchanger 12 at the outlet of each compression stage.
  • the device illustrated has a single expansion stage (a turbine 16).
  • the invention can be applied to any other type of installation architecture and in particular any type of refrigerator or cryogenic liquefier (typically bringing a working gas to a temperature lower than -150°C) at one or several compression stages and expansion stages with a different number of motors.
  • the variant of the is distinguished from that of the only in that the first end of the supply pipe 15 is connected between the two compressors 4 in series, for example downstream of the cooling exchanger 12.
  • the invention can be applied to a device 1 in which the motor 3 (or at least one of the motors) is replaced by any other electrical machine, for example an alternator.
  • the drive member 4 may include a turbine.
  • the turbine(s) 16 may be provided for the recovery of mechanical work intended to produce electrical power.
  • the first end of the supply pipe can be connected downstream of another member of the circuit 5, in particular downstream of a member 4 different from that driven or coupled to the electric machine 3 whose housing 6 of junction must be cooled.
  • the first end of the supply pipe(s) 15 is preferably connected to a point in the circuit where the pressure of the cycle gas is higher than the lowest pressure of the cycle gas in the circuit 5.
  • the cycle gas is subjected in circuit 5 to a thermodynamic transformation (in particular a compression/expansion cycle) between at least two states at low (minimum) and high (maximum) pressures.
  • the cycle gas which is taken from circuit 5 to cool at least one junction box 6 is preferably at a pressure greater than its minimum pressure in circuit 5.
  • this cycle gas is taken from circuit 5 downstream of at least one of the compressors 4 of circuit 5.
  • this cycle gas is taken downstream of the compressor 4 coupled in rotation to the shaft of the motor 3, the junction box 6 of which must be cooled.
  • this first end of the supply pipe 15 can be connected to the outlet of another compressor 4 (or other member 4) coupled to another motor 3 or electrical machine of the device 1.
  • the second end of the return pipe 25 is preferably connected to a portion of the circuit in which the pressure of the cycle gas is relatively low (lower than the maximum pressure), for example to the inlet of one compressors 4.
  • the return line 25 is connected to the inlet of the compressor 4 coupled (driven) by the motor 4, the junction box 6 of which is cooled by the cycle gas.
  • the device comprises two motors 3 each driving a compressor 4.
  • One of the motors 3 is also coupled to a turbine 16 via the same shaft driving the compressor.
  • each motor 3 can include a stator 32 and a rotor 31 coupled to a rotating shaft carrying the wheels (compressor(s) 4 and turbine(s) 16).
  • two supply pipes 15 have a first end (common in this example) connected downstream of a first 4 of the two compressors 4 in series, for example downstream of an exchanger 12 for cooling the compressed cycle gas .
  • the second ends of the two supply pipes 15 are connected in parallel respectively to the two casings 2.
  • the pressurized cycle gas then passes into the junction boxes 6 via the passages 9 and comes out of the housing 6 and the casing 2 via pipes 25 back.
  • the two return pipes 25 can be connected again to the inlet of the same compressor 4, for example to the first 4 of the two compressors in series.
  • the pressurized cycle gas used for cooling the junction box 6 can first pass through the corresponding casing 2 before passing through the junction box 6.
  • the device 1 may further comprise a pipe 21 diverting part of this pressurized cycle gas towards a labyrinth system 18 at the level of the bearings of the motor shaft 3.
  • this labyrinth system 18 is provided for separate the gaseous atmosphere in casing 2 from the outside. That is to say that a pipe 21 can be connected in parallel to the pipe 15 supplying a labyrinth (or any bearing system).
  • This pipe 21 (just like the supply pipe 15) preferably comprises a valve system 22 allowing opening or closing independently as required.
  • the second end of the supply pipe 15 can open into the casing 2 and into the junction box 6.
  • a majority flow (for example of the order of 90% of the flow) supplies the casing 2 with a view to its cooling), the remainder of the flow supplies the interior of the junction box 6.
  • the cycle gas flow which cools the junction box 6 joins the casing 2 via a portion of the return pipe 25 which can contain the electrical cables (forming passage 9). Cooling cycle gas flows are symbolized by curved arrows.
  • the second end of the supply pipe 15 opens into the casing 2, the flow of cycle gas then passes into the junction box 6 via at least one passage 9 and then leaves again in the volume 2 of the casing 2.
  • the injected cycle gas first passes into the motor casing 2 and then reaches the junction box 6, passing for example in the same place as the electrical cables.
  • the pressurized cycle gas can be taken from the first end of at least one supply pipe 15 to any suitable location in the circuit 5 to be brought into a junction box 6 directly or via a casing 2 or other.
  • the invention makes it possible to provide compact junction boxes 6 while ensuring effective cooling of the latter.
  • the device is particularly suitable for cooling elements with such skin effects by reducing the surface temperature.
  • junction boxes 6 comprising several connections or candles depending on the number of phases of the electric motor and connections or candles necessary to power the motor electric.
  • the efficiency of the cooling also allows a reduction in the section of the cables and other electrical components in the junction box 6.
  • the invention thus allows an improvement in the thermal behavior and pressure resistance of the electrical junction to a motor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

Dispositif de circulation de fluide comprenant un carter (2) contenant une machine (3) électrique, un circuit (5) de gaz de cycle soumettant le gaz de cycle à un changement entre une pression minimale et une pression maximale, un organe (4) d'entraînement du gaz de cycle accouplé en rotation à la machine (3) électrique, un boîtier (6) de jonction électrique dans lequel transite une circuiterie (8) électrique ayant une extrémité reliée à la machine (3) électrique et une extrémité reliée à un raccord (7) électrique débouchant à l'extérieur, le dispositif (1) comprenant une conduite (15) d' amenée de gaz de cycle reliée à une portion du circuit (5) dans laquelle le gaz de cycle est à une pression supérieure à la pression minimale et avec l'intérieur le boîtier (6) de jonction, le boîtier (6) de jonction comprenant un passage (9) de communication avec l'intérieur du carter (2), la conduite (15) d'amenée, le passage (9) et la conduite (25) de retour étant configurés pour prélever une fraction du gaz de cycle dans le circuit (5) pour le faire circuler dans le boîtier (6) de jonction en vue de refroidir ce dernier avant de retourner dans le circuit (5).

Description

Dispositif de circulation de fluide, installation et procédé utilisant un tel dispositif.
L’invention concerne un dispositif de circulation de fluide ainsi qu’une installation et un procédé utilisant un tel dispositif.
L’invention concerne plus particulièrement un dispositif de circulation de fluide notamment pour réfrigérateur ou liquéfacteur cryogénique, comprenant un carter étanche vis-à-vis de l’extérieur du dispositif et contenant une machine électrique telle qu’un moteur électrique ou un alternateur, le dispositif comprenant un circuit de gaz de cycle soumettant le gaz de cycle à un changement thermodynamique entre une pression minimale et une pression maximale lorsque le dispositif est en fonctionnement, le dispositif comprenant au moins un organe d’entraînement du gaz de cycle dans le circuit tel qu’une roue de compresseur, ledit organe d’entraînement étant accouplé en rotation à la machine électrique, le dispositif comprenant un boîtier de jonction électrique étanche vis-à-vis de l’extérieur du dispositif et dans lequel transite une circuiterie électrique ayant une première extrémité reliée à la machine électrique et une seconde extrémité reliée à au moins un raccord électrique débouchant à l’extérieur du boîtier de jonction et situé à l’extérieur du carter.
L’invention concerne en particulier un système de refroidissement d’une boîte de jonction électrique d’un moteur électrique par un flux de gaz de cycle.
Il peut en effet être nécessaire de refroidir l’enceinte d’approvisionnement électrique (boîtier de jonction) d’un moteur ou turbomachine électrique.
Ce boîtier de jonction est souvent éloigné de la circulation de gaz ou du radiateur à eau de refroidissement de la partie centrale du moteur ou de la turbomachine associé(e).
Dans des solutions connues, ce boîtier est refroidi par convection naturelle, par conduction par les parois de la boîte de jonction. De plus, la gestion de la chaleur est assurée par un dimensionnement du boîtier de jonction et l’augmentation de sa surface avec la température ambiante, du diamètre des câbles et de la taille des bougies ou raccords électriques. Ces mesures augmentent l'encombrement global de la boîte de jonction, son poids, son coût de fabrication, les risques de fuite.
De plus, en raison de sa capacité à tenir la pression, l'épaisseur des parois d’un tel boîtier limite son refroidissement par conduction.
Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur relevés ci-dessus.
A cette fin, le dispositif selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu’en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le dispositif comprend une conduite d’amenée de gaz de cycle sous pression comprenant une première extrémité reliée à une portion du circuit dans laquelle le gaz de cycle est à une pression supérieure à la pression minimale et une seconde extrémité communiquant avec l’intérieur le boîtier de jonction, le boîtier de jonction comprenant un passage de communication avec l’intérieur du carter, le circuit de fluide comprenant une conduite de retour du gaz de cycle comprenant une première extrémité communiquant avec l’intérieur du carter et une seconde extrémité reliée au circuit, la conduite d’amenée, le passage et la conduite de retour étant configurés pour prélever une fraction du gaz de cycle s’écoulant dans le circuit pour le faire circuler dans le boîtier de jonction en vue de refroidir ce dernier avant de retourner dans le circuit.
Par ailleurs, des modes de réalisation de l’invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
  • la première extrémité de la conduite d’amenée est reliée au circuit en aval d’une sortie d’un organe d’entraînement,
  • la seconde extrémité de la conduite d’amenée débouche dans le carter et/ou dans le boîtier de jonction,
  • la première extrémité de la conduite de retour débouche dans le carter et/ou dans le boîtier de jonction,
  • la seconde extrémité de la conduite de retour est reliée au circuit en amont d’une entrée d’un organe d’entraînement,
  • le dispositif comprend un organe de régulation de débit du fluide circulant dans la conduite d’amenée,
  • l’organe de régulation de débit comprend au moins l’un parmi : une vanne, un orifice calibré,
  • le circuit de fluide comprend un organe de refroidissement du flux de fluide tel qu’un échangeur de chaleur disposé entre une sortie de l’organe de circulation et la première extrémité de la conduite de dérivation,
  • le passage et une première extrémité de la conduite de retour sont situés à des extrémités opposées du boîtier de jonction,
  • la circuiterie électrique qui transite dans le boîtier de jonction comprend un ensemble de câble(s) électrique(s), le passage comprenant un orifice de communication entre l’intérieur du boîtier de jonction et l’intérieur du carter et au travers duquel s’étend l’ensemble de câble(s),
  • le dispositif comprend au moins deux carters distincts contenant chacun une machine électrique pour entraîner des organes d’entraînements respectifs, chaque machine électrique étant munie d’un boîtier de jonction électrique respectif communiquant avec le carter via un passage, le dispositif comprenant au moins deux conduites d’amenée de gaz de cycle sous pression comprenant chacune une première extrémité reliée à une portion du circuit dans laquelle le gaz de cycle est à une pression supérieure à la pression minimale et une seconde extrémité communiquant avec l’intérieur d’un boîtier de jonction correspondant,
  • la première extrémité d’une première conduite d’amenée au carter d’une première machine électrique est reliée au circuit de fluide en aval de la sortie d’un premier organe d’entrainement, le dispositif comprenant une conduite de transfert ayant une première extrémité reliée au carter de la première machine électrique et une seconde extrémité débouchant dans le boîtier de jonction de la seconde machine électrique, le dispositif comprenant une conduite de retour comprenant une première extrémité communiquant avec le second carter et une seconde extrémité reliée au circuit, la première conduite d’amenée, la conduite de transfert, les passages et la conduite de retour étant configurés pour prélever une fraction du flux fluide s’écoulant dans le circuit de fluide pour le faire circuler en série dans les boîtiers de jonction en vue de refroidir ces derniers avant de retourner dans le circuit,
  • le dispositif comporte deux conduites d’amenée ayant de premières extrémités reliée au circuit et de secondes extrémités communiquant en parallèle respectivement avec les deux boîtiers de jonction et/ou avec les deux carters,
  • les premières extrémités des deux conduites d’amenée sont reliées à une même portion du circuit.
L’invention concerne également une installation de réfrigération et/ou de liquéfaction comprenant un réfrigérateur comportant un circuit travail d’un gaz de cycle, ledit circuit comprenant, disposés en série, au moins un étage de compression du gaz de cycle, au moins un organe de refroidissement du gaz de cycle, au moins un étage de détente du gaz de cycle et un au moins un organe de réchauffage du gaz de cycle, l’installation comprenant un dispositif de circulation selon l’une quelconque des caractéristique ci-dessus ou ci-dessous dans laquelle l’organe d’entrainement comprend une roue de compresseur formant un étage de compression.
Selon d’autres particularités possibles :
  • le au moins un organe de réchauffage du gaz de cycle comprend un échangeur de chaleur en échange thermique avec un élément à refroidir, par exemple un flux de fluide,
  • le gaz de cycle comprend au moins l’un parmi : de l’azote, de l’hélium, de l’hydrogène, de l’argon, du néon.
L’invention concerne également un procédé de refroidissement d’un boîtier de jonction électrique d’un moteur électrique d’un dispositif de circulation conforme à l’une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous ou d’une installation précitée, le procédé comprenant une étape de prélèvement d’une fraction du flux fluide s’écoulant dans le circuit de fluide et de mise en circulation de cette fraction de fluide dans le boîtier de jonction en vue de refroidir ce dernier puis une étape de renvoi de cette fraction de fluide dans le circuit de fluide.
Selon d’autres particularités possibles :
L’invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous dans le cadre des revendications.
D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
représente une vue schématique et partielle illustrant un premier exemple de structure et de fonctionnement possible d’un dispositif selon l’invention,
représente une vue schématique et partielle illustrant un premier exemple de structure et de fonctionnement possible d’une installation selon l’invention,
représente une vue schématique et partielle illustrant un deuxième exemple de structure et de fonctionnement possible d’une installation selon l’invention,
représente une vue en coupe, schématique et partielle illustrant un premier exemple de réalisation possible d’un détail du boîtier de jonction du dispositif ou de l’installation selon l’invention,
représente une vue schématique et partielle illustrant un second exemple de structure et de fonctionnement possible d’un dispositif selon l’invention,
représente une vue en coupe, schématique et partielle illustrant un deuxième exemple de réalisation possible d’un détail du boîtier de jonction du dispositif ou de l’installation selon l’invention,
représente une vue en coupe, schématique et partielle illustrant un troisième exemple de réalisation possible d’un détail du boîtier de jonction du dispositif ou de l’installation selon l’invention,
représente une vue schématique et partielle illustrant un troisième exemple de structure et de fonctionnement possible d’une installation selon l’invention.
Le dispositif 1 de circulation de fluide illustré à titre d’exemple à la est de préférence destiné à être utilisé dans un réfrigérateur ou liquéfacteur cryogénique utilisant un gaz de cycle. Bien entendu il pourrait être utilisé dans d’autres dispositifs tels qu’un appareil de compression par exemple (notamment compresseur non cryogénique).
Le dispositif 1 comprend un carter 2 étanche vis-à-vis de l’extérieur du dispositif et contenant un moteur 3 électrique, au moins un organe 4 d’entrainement de fluide tel qu’une roue de compresseur montée sur un arbre 20 entraîné en rotation par le moteur 3 électrique pour former un étage de compression du gaz de cycle. Le dispositif 1 comprend un circuit 5 de gaz de cycle et comprenant une portion aval reliée à une sortie de l’organe 4 d’entrainement (sortie de l’étage de compression par exemple).
Le dispositif 1 comprend un boîtier 6 de jonction électrique étanche vis-à-vis de l’extérieur du dispositif et dans lequel transite une circuiterie 8 électrique. Le boîtier 6 de jonction est par exemple monté sur ou solidaire du carter 2. Par exemple le boîtier 6 de jonction est un boîtier distinct du carter 2 et communiquant avec le carter 2 via un ou plusieurs passage(s) ou orifice(s). De même au moins une partie des parois délimitant le boîtier 8 de jonction peut être commune et confondue avec une partie d’au moins une parois délimitant le carter 2.
La circuiterie 8 électrique a une première extrémité reliée au moteur 3 (via un passage 9 au travers du boîtier 6 et carter 2 ou autre) et une seconde extrémité reliée à au moins un raccord 7 électrique débouchant à l’extérieur du boîtier 6 de jonction. Le raccord 7 électrique est typiquement situé à l’extérieur du carter 2 (et du dispositif 1 le cas échéant).
Comme illustré, la circuiterie 8 électrique qui transite dans le boîtier 6 de jonction peut comprendre un ensemble de câble(s) électrique(s). Ces câbles peuvent être raccordé à au moins un raccord 7, par exemple de type mâle, qui est monté et fait saillie par exemple sur une paroi ou couvercle qui referme de façon étanche le boîtier 6 (par exemple via un ensemble de fixation à vis ou goujon et un système d’étanchéité cf. ). Par exemple le ou les raccords 7 sont entourés d’une paroi de protection. Le raccord 7 forme ainsi une jonction électrique qui est extérieure au dispositif 1 et notamment à température ambiante tandis que l’intérieur du boîtier 6 de jonction contient une atmosphère protégée de l’extérieur, par exemple un volume gazeux à composition et pression déterminée.
Le circuit 5 comprend une conduite 15 d’amenée comprenant une première extrémité reliée à une portion du circuit 5 dans laquelle le gaz de travail n’est pas à sa pression minimale dans le circuit 5 (typiquement en aval d’un étage de compression) et une seconde extrémité débouchant dans le boîtier 6 de jonction.
Le boîtier 6 de jonction comprend en outre au moins un passage 9 de communication avec l’intérieur du carter 2 du moteur. Le cas échéant tout ou partie de la circuiterie électrique (câbles…) peut passer via ce passage 9 comme schématisé à la .
Le circuit 5 comprend une conduite 25 de retour comprenant une première extrémité communiquant avec l’intérieur du carter 2 et une seconde extrémité reliée au circuit 5, dans une portion du circuit dans laquelle le gaz de travail n’est pas à sa pression maximale, notamment à une pression égale ou supérieure à la pression minimale, par exemple en amont de l’organe 4 de compression. La conduite 15 d’amenée, le passage 9 et la conduite 25 de retour sont ainsi configurés pour prélever une fraction du flux de gaz de travail sous pression s’écoulant dans le circuit 5 pour le faire circuler dans le boîtier 6 de jonction en vue de refroidir ce dernier avant de retourner dans le circuit 5.
Ceci permet de refroidir l’enceinte d’approvisionnement électrique (boîtier 6 de jonction) d’un moteur 3 ou d’une turbomachine par exemple à l’aide d’un débit de gaz de cycle sous pression mis en circulation dans la partie hermétique (ou semi-hermétique) d’un boîtier 6 de jonction. Ce débit de fluide peut être permis par l’apport et l’extraction de gaz (ou liquide) au travers de tuyauteries, cavités usinées et ou de passages de câbles par exemple.
En particulier, comme illustré à la , le passage 9 peut comprendre un orifice de communication entre l’intérieur du le boîtier 6 de jonction et l’intérieur du carter 2 et au travers duquel transite l’ensemble de câble(s).
De préférence, le passage 9 et la première extrémité de la conduite 25 de retour qui débouche dans le boîtier 6 de jonction sont situés à des extrémités opposées du boîtier 6 de jonction pour favoriser ainsi un brassage et un refroidissement efficace par le flux de fluide de cycle.
L'entraînement de ce débit de fluide de refroidissement peut être réalisé par une perte de charge dynamique entre le point d’injection et de décharge du moteur ou des tuyauteries s’y connectant.
Comme illustré, de préférence, le circuit 5 peut comprendre un organe 11 de régulation de débit du fluide circulant dans la conduite 15 de dérivation, par exemple une vanne, un orifice calibré ou tout autre organe approprié (vanne pilotée par exemple). L’organe 11 de régulation de débit peut être disposé sur le la conduite 15 d’amenée.
Comme illustré, le circuit 5 peut comprendre avantageusement un organe 12 de refroidissement du flux de fluide tel qu’un échangeur de chaleur disposés de préférence entre l’organe 4 de circulation (étage de compression) et la première extrémité de la conduite 15 d’amenée. Cet organe 12 de refroidissement peut être un échangeur de chaleur de refroidissement disposé classiquement en sortie d’un étage de compression pour refroidir le flux de gaz de cycle comprimé (par échange de de chaleur avec un caloporteur, tel que de l’eau ou autre fluide par exemple).
Le dispositif 1 de circulation de fluide illustré à titre d’exemple à la est un moto-turbo compresseur comprenant une roue de compression et une turbine 16 montés sur l’arbre 20 du moteur 3. Bien entendu ceci n’est qu’un exemple non limitatif car l’invention pourrait s’appliquer à un simple moto compresseur (moteur entraînant une seule ou plusieurs roues de compression) ou tout autre agencement (une ou plusieurs roues de compression et une ou plusieurs turbines).
La décrit un exemple de mise en œuvre dans un réfrigérateur ou liquéfacteur produisant une puissance froide en soumettant un gaz de cycle à un cycle thermodynamique dans un circuit de travail.
Le circuit 5 de travail peut comporter, disposés en série, au moins un étage 4 de compression du gaz de cycle, au moins un organe 12, 14 de refroidissement du gaz de cycle (échangeur(s) de chaleur par exemple), au moins un étage 16 de détente du gaz de cycle (turbine(s) ou vanne(s) par exemple) et un au moins un organe 17, 14 de réchauffage du gaz de cycle (échangeur(s) de chaleur par exemple). L’organe 4 de compression (au moins un étage) peut comporter un dispositif 1de circulation du type précité.
Un échangeur de chaleur 12 de refroidissement du gaz de cycle en sortie de l’étage de compression peut assurer le refroidissement du gaz de cycle qui sera utilisé pour refroidir le boîtier 6 de jonction.
Le refroidissement et réchauffage du gaz de cycle peuvent être assurés par au moins un échangeur 14 de chaleur à contre-courant recevant un flux de gaz de cycle à des températures distinctes dans le cycle. A son extrémité la plus froide dans le cycle, le gaz de cycle peut être réchauffé en cédant ses frigories par échange thermique avec un organe à refroidir dans un échangeur 17 de chaleur (flux 13 de fluide à refroidir ou à liquéfier par exemple).
L’invention peut s’appliquer à un dispositif (réfrigérateur ou autre) comportant plusieurs moteurs 3 ayant chacun un boîtier 6 de jonction électrique. Tout ou partie des moteurs peut comporter un système de refroidissement respectif du type décrit ci-dessus. En variante ou en combinaison, des moteurs peuvent partager ou mutualiser tout ou partie du système de refroidissement décrit ci-dessus.
Dans l’exemple non limitatif de la , l’installation 10 de réfrigération/liquéfaction comprend deux moteurs 3 et les deux boîtiers 6 de jonctions correspondants sont refroidis par un même flux de gaz de cycle. Le dispositif comprend dans cet exemple un étage de détente (une turbine 16).
Plus précisément, chaque moteur 3 est muni d’un boîtier 6 de jonction électrique respectif communiquant avec le carter 2 correspondant via un passage 9. La conduite 15 d’amenée comprend une première extrémité reliée au circuit 5, par exemple au niveau d’une portion en aval de l’organe 4 d’entrainement d’un premier moteur 3 (par exemple à la sortie du second étage de compression du gaz de cycle).
Le dispositif 1 comprend une conduite 35 de transfert ayant une première extrémité reliée au carter 2 du premier moteur 3 et une seconde extrémité débouchant dans le boîtier 6 de jonction du second moteur 3 (du premier étage de compression en amont dans le circuit de travail du gaz de cycle). Comme illustré, la conduite 35 de transfert comprend de préférence un organe 13 de refroidissement du flux de fluide de cycle tel qu’un échangeur de chaleur refroidi par un caloporteur (eau, air ou autre) pour refroidir le gaz de cycle avant de venir refroidir le second boîtier 6 de jonction.
La conduite 25 de retour comprend une première extrémité communiquant avec l’intérieur du carter 2 du second moteur 3 et une seconde extrémité reliée à une portion du circuit 5 de fluide, par exemple en amont du premier étage de compression. Comme schématisé en pointillé, la conduite 25 de retour peut comprendre facultativement un organe 25 de refroidissement du flux de gaz de cycle (échangeur de chaleur ou autre) avant sa réinjection en amont d’un étage de compression.
Ainsi, la conduite 15 d’amenée, la conduite 35 de transfert, les passages 9 et la conduite 25 de retour permettent de prélever une fraction du gaz de cycle comprimé pour le faire circuler en série dans les boîtiers 6 de jonction en vue de refroidir ces derniers avant de retourner dans le circuit 5.
L’exemple de la possède deux étages de compression en série de gaz de cycle ayant un échangeur 12 de refroidissement en sortie de chaque étage de compression. De même, le dispositif illustré possède un seul étage de détente (une turbine 16).
Bien entendu, l’invention peut s’appliquer à tout autre type d’architecture d’installation et notamment tout type de réfrigérateur ou de liquéfacteur cryogénique (typiquement amenant un gaz de travail à une température inférieure à -150°C) à un ou plusieurs étages de compression et étages de détente avec un nombre de moteurs différent.
La variante de la se distingue de celle de la uniquement en ce que la première extrémité de la conduite 15 d’amenée est raccordée entre les deux compresseurs 4 en série, par exemple en aval de l’échangeur 12 de refroidissement.
De plus, l’invention peut s’appliquer à un dispositif 1 dans lequel le moteur 3 (ou au moins un des moteurs) est remplacé par toute autre machine électrique, par exemple un alternateur. Dans ce cas, l’organe 4 d’entraînement peut comprendre une turbine. La ou les turbines 16 peuvent être prévues pour la récupération de travail mécanique destiné à produire de la puissance électrique.
De même, la première extrémité de la conduite d’amenée peut être raccordée en aval d'un autre organe du circuit 5, notamment en aval d’un organe 4 différent de celui entrainé ou accouplé à la machine 3 électrique dont le boîtier 6 de jonction doit être refroidi.
Typiquement, la première extrémité de la ou des conduites 15 d’amenée est de préférence reliée à un point du circuit où la pression du gaz de cycle est plus élevée que la pression la plus basse du gaz de cycle dans le circuit 5. En effet, le gaz de cycle est soumis dans le circuit 5 à une transformation thermodynamique (notamment un cycle de compression/détente) entre au moins deux états à des pressions basse (minimale) et haute (maximale). Le gaz de cycle qui est prélevé dans le circuit 5 pour refroidir au moins un boîtier 6 de jonction est de préférence à une pression supérieure à sa pression minimale dans le circuit 5.
Par exemple, ce gaz de cycle est prélevé dans le circuit 5 en aval d’au moins un des compresseurs 4 du circuit 5.
Par exemple, ce gaz de cycle est prélevé en aval du compresseur 4 accouplé en rotation sur l’arbre du moteur 3 dont le boîtier 6 de jonction doit être refroidi. Cependant, cette première extrémité de la conduite 15 d’amenée peut être reliée à la sortie d’un autre compresseur 4 (ou autre organe 4) accouplé à un autre moteur 3 ou machine électrique du dispositif 1.
De même, la seconde extrémité de la conduite 25 de retour est de préférence raccordée à une portion du circuit dans laquelle la pression du gaz de cycle est relativement basse (inférieure à la pression maximale), par exemple à l'admission de l'un des compresseurs 4. Par exemple, la conduite 25 de retour est raccordée à l'admission du compresseur 4 accouplé (entraîné) par le moteur 4 dont le boîtier 6 de jonction est refroidi par le gaz de cycle.
Dans la variante illustrée à la , le dispositif comprend deux moteurs 3 entraînant chacun un compresseur 4. Un des moteurs 3 est également accouplé à une turbine 16 via le même arbre entraînant le compresseur.
Classiquement, chaque moteur 3 peut comporter un stator 32 et un rotor 31 accouplé à un arbre tournant portant les roues (compresseur(s) 4 et turbine(s) 16).
Dans cet exemple deux conduites 15 d’amenée ont une première extrémité (commune dans cette exemple) raccordée en aval d’un premier 4 des deux compresseurs 4 en série, par exemple en val d’un échangeur 12 de refroidissement du gaz de cycle comprimé. Les secondes extrémités des deux conduites 15 d’amenée sont raccordées en parallèle respectivement aux deux carters 2. Le gaz de cycle sous pression transite ensuite dans les boîtiers 6 de jonction via les passages 9 et ressort du boîtier 6 et du carter 2 via des conduites 25 de retour. Les deux conduites 25 de retour peuvent se raccorder à nouveau à l’entrée d’un même compresseur 4, par exemple au premier 4 des deux compresseurs en série. Ainsi, le gaz de cycle sous pression utilisé pour le refroidissement du boîtier 6 de jonction peut transiter au préalable dans le carter 2 correspondant avant de transiter dans le boîtier 6 de jonction.
Comme illustré, le dispositif 1 peut comporter en outre une conduite 21 dérivant une partie de ce gaz de cycle sous pression vers un système 18 de labyrinthe au niveau de paliers de l’arbre du moteur 3. Typiquement ce système 18 de labyrinthe est prévu pour séparer l’atmosphère gazeuse dans le carter 2 vis-à-vis de l’extérieur. C’est-à-dire qu’une conduite 21 peut être raccordée en parallèle à la conduite 15 d’amenée vers un labyrinthe (ou tout système de palier). Cette conduite 21 (tout comme la conduite 15 d’amenée) comporte de préférence un système de vanne 22 permettant l’ouverture ou la fermeture de manière indépendante selon le besoin.
La illustre que la seconde extrémité de la conduite 15 d’amenée peut déboucher dans le carter 2 et dans le boîtier 6 de jonction. Un flux majoritaire (par exemple de l’ordre de 90% du flux) alimente le carter 2 en vue de son refroidissement), le reste du flux alimente l’intérieur du boîtier 6 de jonction. Le flux de gaz de cycle qui refroidit le boîtier 6 de jonction rejoint le carter 2 via une portion de la conduite 25 de retour qui peut contenir les câbles électriques (formant le passage 9). Les flux de gaz de cycle de refroidissement sont symbolisés par des flèches courbes.
Dans le mode de réalisation de la , la seconde extrémité de la conduite 15 d’amenée débouche dans le carter 2, le flux de gaz de cycle transite ensuite dans le boîtier 6 de jonction via au moins un passage 9 et repart ensuite dans le volume 2 du carter 2. Ainsi, le gaz de cycle injectée passe d'abord dans le carter 2 moteur et atteint ensuite le boîtier 6 de jonction en passant par exemple au même endroit que les câbles électriques.
Ainsi, le gaz de cycle sous pression peut être prélevé par la première extrémité d’au moins une conduite 15 d’amenée à tout endroit approprié du circuit 5 pour être amenés dans un boîtier 6 de jonction directement ou via un carter 2 ou autre.
L’invention permet de prévoir des boîtiers 6 de jonctions compacts tout en assurant un refroidissement efficace de ces derniers.
Dans le cas d’applications utilisant des fréquences égales ou supérieures à 100Hz les courants électriques circulent préférentiellement en surface des matériaux conducteurs. Le dispositif est particulièrement adapté pour refroidir des éléments avec de tels effets de peau en réduisant la température des surfaces.
Dans l’exemple représenté un seul raccord 7 électrique est représenté mais l’invention pourrait s’appliquer à des boîtiers 6 de jonction comprenant plusieurs raccords ou bougies en fonction du nombre de phases du moteur électrique et de raccords ou bougies nécessaires pour alimenter le moteur électrique.
L’efficacité du refroidissement permet en outre une diminution de la section des câbles et autres organes électriques dans le boîtier 6 de jonction.
L’invention permet ainsi une amélioration du comportement thermique et de la tenue à la pression de la jonction électrique à un moteur.

Claims (18)

  1. Dispositif de circulation de fluide notamment pour réfrigérateur ou liquéfacteur cryogénique, comprenant un carter (2) étanche vis-à-vis de l’extérieur du dispositif (1) et contenant une machine (3) électrique telle qu’un moteur électrique ou un alternateur, le dispositif (1) comprenant un circuit (5) de gaz de cycle soumettant le gaz de cycle à un changement thermodynamique entre une pression minimale et une pression maximale lorsque le dispositif est en fonctionnement, le dispositif comprenant au moins un organe (4) d’entraînement du gaz de cycle dans le circuit (3) tel qu’une roue de compresseur, ledit organe (4) d’entraînement étant accouplé en rotation à la machine (3) électrique, le dispositif (1) comprenant un boîtier (6) de jonction électrique étanche vis-à-vis de l’extérieur du dispositif et dans lequel transite une circuiterie (8) électrique ayant une première extrémité reliée à la machine (3) électrique et une seconde extrémité reliée à au moins un raccord (7) électrique débouchant à l’extérieur du boîtier (6) de jonction et situé à l’extérieur du carter (2), caractérisé en ce que le dispositif (1) comprend une conduite (15) d’amenée de gaz de cycle sous pression comprenant une première extrémité reliée à une portion du circuit (5) dans laquelle le gaz de cycle est à une pression supérieure à la pression minimale et une seconde extrémité communiquant avec l’intérieur le boîtier (6) de jonction, le boîtier (6) de jonction comprenant un passage (9) de communication avec l’intérieur du carter (2), le circuit (5) de fluide comprenant une conduite (25) de retour du gaz de cycle comprenant une première extrémité communiquant avec l’intérieur du carter (2) et une seconde extrémité reliée au circuit (5), la conduite (15) d’amenée, le passage (9) et la conduite (25) de retour étant configurés pour prélever une fraction du gaz de cycle s’écoulant dans le circuit (5) pour le faire circuler dans le boîtier (6) de jonction en vue de refroidir ce dernier avant de retourner dans le circuit (5).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première extrémité de la conduite (15) d’amenée est reliée au circuit (5) en aval d’une sortie d’un organe (4) d’entraînement.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la seconde extrémité de la conduite (15) d’amenée débouche dans le carter (2) et/ou dans le boîtier (6) de jonction.
  4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première extrémité de la conduite (25) de retour débouche dans le carter (2) et/ou dans le boîtier (6) de jonction.
  5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde extrémité de la conduite (25) de retour est reliée au circuit (5) en amont d’une entrée d’un organe (4) d’entraînement.
  6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend un organe (11) de régulation de débit du fluide circulant dans la conduite (15) d’amenée.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’organe (11) de régulation de débit comprend au moins l’un parmi : une vanne, un orifice calibré.
  8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le circuit (5) de fluide comprend un organe (12) de refroidissement du flux de fluide tel qu’un échangeur de chaleur disposé entre une sortie de l’organe (4) de circulation et la première extrémité de la conduite (15) de dérivation.
  9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le passage (9) et une première extrémité de la conduite (25) de retour sont situés à des extrémités opposées du boîtier (6) de jonction.
  10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la circuiterie (8) électrique qui transite dans le boîtier (6) de jonction comprend un ensemble de câble(s) électrique(s) et en ce que le passage (9) comprend un orifice de communication entre l’intérieur du boîtier (6) de jonction et l’intérieur du carter (2) et au travers duquel s’étend l’ensemble de câble(s).
  11. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 comprenant au moins deux carters (2) distincts contenant chacun une machine (3) électrique pour entraîner des organes (4) d’entraînements respectifs, chaque machine (3) électrique étant munie d’un boîtier (6) de jonction électrique respectif communiquant avec le carter (2) via un passage (9), le dispositif comprenant au moins deux conduites (15) d’amenée de gaz de cycle sous pression comprenant chacune une première extrémité reliée à une portion du circuit (5) dans laquelle le gaz de cycle est à une pression supérieure à la pression minimale et une seconde extrémité communiquant avec l’intérieur d’un boîtier (6) de jonction correspondant.
  12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la première extrémité d’une première conduite (15) d’amenée au carter d’une première machine (3) électrique est reliée au circuit (5) de fluide en aval de la sortie d’un premier organe (4) d’entrainement, le dispositif comprenant une conduite (35) de transfert ayant une première extrémité reliée au carter (2) de la première machine (3) électrique et une seconde extrémité débouchant dans le boîtier (6) de jonction de la seconde machine (3) électrique, le dispositif (1) comprenant une conduite (25) de retour comprenant une première extrémité communiquant avec le second carter (2) et une seconde extrémité reliée au circuit (5), la première conduite (15) d’amenée, la conduite (35) de transfert, les passages (9) et la conduite (25) de retour étant configurés pour prélever une fraction du flux fluide s’écoulant dans le circuit (5) de fluide pour le faire circuler en série dans les boîtiers (6) de jonction en vue de refroidir ces derniers avant de retourner dans le circuit (5).
  13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu’il comporte deux conduites (15) d’amenée ayant de premières extrémités reliée au circuit (3) et de secondes extrémités communiquant en parallèle respectivement avec les deux boîtiers (6) de jonction et/ou avec les deux carters (2).
  14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les premières extrémités des deux conduites (15) d’amenée sont reliées à une même portion du circuit (3).
  15. Installation (10) de réfrigération et/ou de liquéfaction comprenant un réfrigérateur comportant un circuit (5) travail d’un gaz de cycle, ledit circuit comprenant, disposés en série, au moins un étage (4) de compression du gaz de cycle, au moins un organe (12, 14) de refroidissement du gaz de cycle, au moins un étage (16) de détente du gaz de cycle et un au moins un organe (17, 14) de réchauffage du gaz de cycle, caractérisée en ce qu’il comprend un dispositif (1) de circulation selon l’une quelconque des revendications 1 à 15 dans lequel l’organe (4) d’entrainement comprend une roue de compresseur formant un étage de compression.
  16. Installation selon la revendication 15, caractérisé en ce que le au moins un organe de réchauffage du gaz de cycle comprend un échangeur (17) de chaleur en échange thermique avec un élément (19) à refroidir, par exemple un flux de fluide.
  17. Installation selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que le gaz de cycle comprend au moins l’un parmi : de l’azote, de l’hélium, de l’hydrogène, de l’argon, du néon.
  18. Procédé de refroidissement d’un boîtier (6) de jonction électrique d’un moteur (2) électrique d’un dispositif de circulation conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 14 ou d’une installation conforme à l’une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de prélèvement d’une fraction du flux fluide s’écoulant dans le circuit (5) de fluide et de mise en circulation de cette fraction de fluide dans le boîtier (6) de jonction en vue de refroidir ce dernier puis une étape de renvoi de cette fraction de fluide dans le circuit (5) de fluide.
PCT/EP2022/084801 2022-03-10 2022-12-07 Dispositif de circulation de fluide, installation et procédé utilisant un tel dispositif WO2023169709A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2202099 2022-03-10
FR2202099A FR3133433B1 (fr) 2022-03-10 2022-03-10 Dispositif de circulation de fluide, installation et procédé utilisant un tel dispositif.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023169709A1 true WO2023169709A1 (fr) 2023-09-14

Family

ID=81748943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/084801 WO2023169709A1 (fr) 2022-03-10 2022-12-07 Dispositif de circulation de fluide, installation et procédé utilisant un tel dispositif

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3133433B1 (fr)
WO (1) WO2023169709A1 (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10292948A (ja) * 1997-04-17 1998-11-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷凍機
EP0933603A1 (fr) * 1998-01-30 1999-08-04 RC Group S.p.A. Système de réfrigération comportant un onduleur refroidi par un fluide du système et commandant un compresseur, et procédé associé
US20090090118A1 (en) * 2007-10-08 2009-04-09 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable speed compressor protection system and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10292948A (ja) * 1997-04-17 1998-11-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷凍機
EP0933603A1 (fr) * 1998-01-30 1999-08-04 RC Group S.p.A. Système de réfrigération comportant un onduleur refroidi par un fluide du système et commandant un compresseur, et procédé associé
US20090090118A1 (en) * 2007-10-08 2009-04-09 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable speed compressor protection system and method

Also Published As

Publication number Publication date
FR3133433B1 (fr) 2024-02-02
FR3133433A1 (fr) 2023-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2980798C (fr) Refroidissement du circuit d'huile d'une turbomachine
EP3030775B1 (fr) Dispositif d'alimentation en ergol de moteur-fusee
EP3414498B1 (fr) Dispositif de réfrigération cryogénique
CA2870766C (fr) Turboreacteur incorporant des generateurs thermoelectriques
FR2858358A1 (fr) Procede de refroidissement, par air refroidi en partie dans un echangeur externe, des parties chaudes d'un turboreacteur, et turboreacteur ainsi refroidi
EP4010647A1 (fr) Installation et procede de refroidissement et/ou de liquefaction
EP3557078A1 (fr) Compresseur de fluide
CA2823670C (fr) Procede et dispositif d'alimentation en lubrifiant
CA3145895A1 (fr) Refrigeration and/or liquefaction method, device and system
WO2021023459A1 (fr) Dispositif et installation de réfrigération
FR2889862A1 (fr) Turbomachine pour des applications a basse temperature
WO2023169709A1 (fr) Dispositif de circulation de fluide, installation et procédé utilisant un tel dispositif
FR3090812A1 (fr) Poste de détente d’un gaz
EP4010640A1 (fr) Dispositif et installation de réfrigération
EP4038326A1 (fr) Dispositif de motorisation, véhicule volant et procédé de refroidissement d'un moteur
EP1169605A1 (fr) Turbo ventilateur mu par la detente d'un fluide frigorifique diphasique
FR3047544A1 (fr) Chambre de combustion de turbomachine
CH714917A2 (fr) Compresseur de fluide.
EP3698049A1 (fr) Dispositif et procédé de compression
FR3133595A1 (fr) Dispositif et procédé de régulation de la température d’une source de puissance d’un aéronef avec un fluide caloporteur d’un moyen de transmission de puissance
FR3133594A1 (fr) Dispositif et procédé de régulation de la température d’un moyen de transmission de puissance d’un aéronef avec un fluide caloporteur d’une source de puissance
FR3108942A1 (fr) Turbomachine a double flux pour un aeronef et procede de ventilation d’au moins une turbine dans une telle turbomachine
WO2024008434A1 (fr) Dispositif et procédé de liquéfaction d'un fluide
WO2009092871A1 (fr) Appareil d'alimentation en gaz pour pile a combustible, notamment pour vehicule automobile
CH714918A2 (fr) Système de chauffage pour véhicules, ventilation et climatisation comprenant un compresseur de fluide.

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22834886

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1