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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2518662A1
Family ID 3082214
Probable Assignee Sulzer Ag
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF D'APPROVISIONNEMENT EN HUILE POUR COMPRESSEUR A
VIS
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF D'APPROVISIONNEMENT EN HUILE POUR
UN COMPRESSEUR A VIS, DANS UNE INSTALLATION DE REFRIGERATION
FONCTIONNANT EN PARTICULIER COMME POMPE A CHALEUR.
L'HUILE CIRCULE DANS UN CIRCUIT FERME, ELLE EST SEPAREE DANS UN
SEPARATEUR 4 D'UN MELANGE COMPRIME D'HUILE ET D'AGENT DE REFRIGERATION
ET A PARTIR DE L'HUILE SEPAREE UNE QUANTITE PARTIELLE D'AGENT DE
REFRIGERATION EST DISSOUTE DANS L'HUILE EN FONCTION DE LA PRESSION ET
DE LA TEMPERATURE. LA CHALEUR DE COMPRESSION ABSORBEE PAR L'HUILE EST
AMENEE DANS UN REFROIDISSEUR 8, TANDIS QUE LA SOLUTION D'HUILE ET
D'AGENT DE REFRIGERATION EST INJECTEE SOUS PRESSION DANS LE
COMPRESSEUR 3. LE TRAJET D'ECOULEMENT 13 DE LA SOLUTION SE TROUVANT
DANS LE SEPARATEUR 4 EST SUBDIVISE AVANT LE REFROIDISSEUR 8 EN DEUX
COURANTS PARTIELS.
APPLICATION A LA LUBRIFICATION DES COMPRESSEURS.
Description
_________________________________________________________________
18662
L'invention concerne un dispositif d'approvi- sionnement en huile pour
un compresseur a vis dans une installation de refrigeration
fonctionnant en particu- lier comme pompe a chaleur, l'huile circulant
dans un circuit ferme et etant separee dans un separateur d'huile du
melange comprime huile-agent de refrigeration et a partir de l'huile
separee une quantite partielle de l'agent de refrigeration etant
dissoute dans l'huile en fonction de la pression et de la temperature,
tandis qu'ensuite la chaleur de compression absorbee par l'huile est
derivee dans un refroidisseur et que la solution huile-agent de
refrigeration est injectee sous pression dans le compresseur a vis -
Il est connu Jdans des compresseurs a vis qui peuvent avoir un ou deux
arbresd'injecter de l'huile sous pression dans le compresseur dans le
but de lubrifier des paliers, le rotor, ou les rotors, des joints
d'arbre et eventuellement le mecanisme d'engrenage, d'etancheifier les
intervalles se trouvant entre les rotors lorsqu'on a deux arbres et
entre rotor ou rotors et le carter, et de dissiper une partie de la
chaleur de compression.
On separe du melange comprime agent de refrige- ration-huile,dans un
separateur d'huilel'huile qu'on refroidit a nouveau dans un
refroidisseur et qu'on rein- jecte dans le compresseur.
Pour les utilisations habituelles de compresseurs a vis dans des
installations de refrigeration ou eventuel- lement dans des
installations a pompes a chaleur, o on atteint des temperatures de
condensation relativement basses, par exemple des installations de
chauffage a faible temperature, il n'y a pas de difficulte particu-
liere avec ce type d'approvisionnement en huile.
Comme dans ces cas l'huile separee dans le separateur d'huile conserve
sa viscosite dans une gamme admissible, on peut encore garantir une
formation sans probleme des pellicules d'huile de lubrification dans
le compresseur.
Une telle forme de realisation d'une installa- tion de refrigeration,
qui peut fonctionner dans les-condi- tions donnees egalement comme
pompe a chaleur, est repre- sentee schematiquement a la figure 1 des
dessins annexes.
L'installation comporte un circuit d'agent de refrigeration o un
compresseur a vis 3 entraine par un moteur electrique 1 par
l'intermediaire d'un accouplement
2, un separateur d'huile 4, un condenseur 5 et un evapora- teur 6 sont
disposes ' On peutcomme agent de refrigeration, utiliser' par exemple
l'ammonia.
La vapeur d'agent de refrigeration comprimee dans le compresseur 3 et
qui contient de l'huile comme composante du melange est introduite
dans le separateur d'huile 4 A partir de celui-ci, la solution huile-
agent de refrigeration qui en resulte est retiree et trahs- portee au
moyen d'une pampe d'accroissement de pression 7 par un refroidisseur 8
etde la,injectee par des condui- tes de derivation 9, 10 a, 10 b et 11
dans l'espace de compression, ou alimente les paliers non representes
et le joint d'arbre 12.
Dans le cas presention peut par exemple utiliser de l'water comme
agent de refrigeration pour le refroidis- seur 8 et le condenseur 5,
celle-ci etant conduite dans le sens de la fleche tout d'abord a
travers le refroidisseur 8 et ensuite a travers le condenseur 5 Comme
moyen de chauffage pour l'evaporateur 6 on peut utiliser par exem- ple
de l'water, une saumure ou de l'air.
Lorsqu'on utilise cependant des compresseurs a vis dans des
installations a pompe de chaleur, par exemple pour des installations
de chauffage a temperature elevee, des temperatures de condensation
eleveespar exemple de l'ordre de grandeur de 65-120 'C-sont requises.
Il faut produire dans le compresseur une pres- sion finale
relativement elevee a cause de -la temperature de condensation elevee
du circuit d'agent de refrigera- tion de l'installation Ceci a pour
consequence que l'huile de lubrification qui se trouve sous la
pression finale dans le separateur d'huile s'enrichit fortement en
agent de refrigeration, en particulier lorsque celui- ci est constitue
par des hydrocarbons contenant du fluorine et du chlorine (par exemple
R 12 ou R 22), par des hydrocarbons ou par des melanges
d'hydrocarbons.
L'enrichissement d'agent de refrigeration dans l'huile peut diminuer
si fortement la viscosite de la solution huile-agent de
refrigeration/que la formation de films d'huile de lubrification dans
le compresseur ne peut. plus etre garantie.
La solubilite de l'agent de refrigeration dans l'huile depend du type
d'agent de refrigeration, du type d'huile ainsi que de la pression
terminale du compresseur et de la temperature de sortie du melange
agent de refri- geration-huile apres le compresseur.
Plus est elevee la pression dans le separateur d'huile,plus grande est
la solubilite de l'agent de refri- geration dans l'huileet plus elevee
est la temperatute,_ plus faible est la solubilite.
Le but de la presente invention est de develop- per un dispositif pour
l'approvisionnement en huile d'un compresseur a vis qui maintient sous
controle la viscosite en reduisant la proportion d'agent de
refrigeration dans l'huile.
Le probleme de la presente invention est resolu en ce que le trajet
d'ecoulement de la solution huile- agent de refrigeration se trouvant
dans le separateur d'huile est subdivise avant le refroidisseur en
deux courants partiels, un premier courant partiel etant injecte au
moins en un endroit a l'etat non refroidi dans l'espace de
compressiontandis que la chaleur de compres- sion provenant du second
courant partiel dans le refroidis-, seur est dissipee et que le
courant partiel refroidi ali- mente au moins les paliers du
compresseur.
Il est possiblessur la base des mesures prises selon la presente
invention,que le courant partiel
251-8662 refroidi utilise pour les paliers presente une viscosite qui
garantisse la formation de films d'huile dans la pro- portion requise,
tandis que d'autre partpar l'injection du courant partiel non refroidi
directement dans l'espace de compressionla temperature de sortie est
maintenue de facon correspondante elevee et qu'on obtient ainsi
qu'aussi peu d'agent de refrigeration que possible soit dissous dans
l'huile.
La temperature de sortie du melange comprime 1-0 agent de
refrigerationhuile varie en fonction du rapport de pressions du
compresseur Ce-rapport depend d'une part de la temperature du moyen
transmettant la chaleur dans l'evaporateur du circuit de
refroidissement-etofau- tre parte de la temperature a produire du
moyen absorbant la chaleur dans le condenseur.
En modifiant les conditions de pressionon fait varier egalement la
quantite de la solution d'huile- agent de refrigeration injectee dans
le compresseur.
Si par exemple le rapport des pressions est plus faible, ainsi lorsque
la pression dans l'evaporateur augmente et que la pression dans le
condenseur reste constante, ou lorsque la pression dans l'evaporateur
demeure constante et que la pression dans le condenseur baisse, la
quantite de la solution injectee d'huile- agent de refrigeration
devient aussi_ plus faible.
Dans le cas le plus favorable on trouve, lorsque le rap- port des
pressions devient plus faible, une telle reduc- tion de la solution
injectee d'huile-agent de refrigera- tion,que la temperature de sortie
demeure constante, ou varie dans une gamme telle que la viscosite du
courant partiel refroidi n'est pas influencee de facon decisive.
Il peut survenir aussi cependant des conditions de fonctionnement pour
lesquelles, lors d'une modification du rapport des pressions, la
quantite d'huile injectee varie de telle maniere que la temperature de
sortie baisse dans une proportion pour laquelle la viscosite de la
solution d'huile-agent de refrigeration devient trop faible, ou
egalement des cas pour lesquels la temperature de sortie monte au-dela
d'une valeur qui aurait pour conse- quence par exemple une
carbonisation ou une autre degrada- tion des proprietes de l'huile de
lubrification.
Pour pouvoir garantir egalement ici un fonction- nement sans probleme
de l'installation pour ce qui concerne l'approvisionnement en huile du
compresseur a vis, on pre- voit une forme de realisation avantageuse
de la presente invention qui consiste a reguler la quantite de passage
d'au moins un courant partiel en fonction de la tempera- ture de
sortie du compresseur Une forme de realisation alternative permettant
d'influer sur la temperature de sortie prevoit que le dispositif selon
la presente inven- tion comprend un detecteur de temperature de sortie
du melange agent de refrigeration-huile qui influe sur une soupape a
trois voies raccordee a deux conduites d'amenee de la solution
huile-agent de refrigeration, l'une des conduites debouchant avant le
refroidisseur, l'autre apres celui-ci, tandis que la conduite de
sortie de la soupape a trois voies est dirigee vers l'espace de
compression.
Cette regulation de la temperature de sortie peut aussi trouver son
emploi lorsque,lors d'un fonction- nement a charge partielledes
rapports egalement inadmis- sibles ont lieu en ce qui concerne
l'approvisionnement en huile du compresseur a vis.
La presente invention va maintenant etre decrite a propos d'exemples
de realisation et a la lumiere des dessins annexes sur lesquels: la
figure 1 montre comme deja indique et de facon schematique une forme
de realisation d'une instal- lation de refrigeration qui peut
fonctionner egalement comme pompe a chaleur; la figure 2 est un schema
fonctionnel d'un systeme d'approvisionnement en huile pour un
compresseur a vis dans un circuit d'agent de refrigeration d'une
installation de pompe a chaleur o la temperature de sortie est
influencee par un reglage de quantite du courant partiel non refroidi;
la figure 3 montre dans une forme de represen- tation analogue une
deuxieme forme de realisation o la temperature de sortie est
influencee par l'intermediaire d'un reglage de temperature de la
solution d'huile- agent de refrigeration injectee dans l'espace de
compres- sion; et la figure 4 represente dans un schema fonc- tionnel
une troisieme forme de realisation o la tempera- ture de sortie est
influencee a l'aide d'une regulation de quantite de la solution
d'huile-agent de refrigeration injectee dans l'espace de compression.
Les elements coincidants de l'installation ont aux figures 2 a 4 les
memes numeros de reference qu'a la figure 1.
On utilise comme agent de refrigeration par exemple un hydrocarbon
contenant du fluorine et du chlorine, a savoir par exemple R 12 ou R
22.
Selon la figure 2, le trajet d'ecoulement 13 de la solution
d'huile-agent de refrigeration se trouvant dans le separateur d'huile
est subdivise apres la pompe 7 avant le refroidisseur 8 en deux
courants partiels dont- l'un est refroidi dans le refroidisseur 8 et
est fourni par les conduites de derivation 10 a, 10 b et 11 aux
paliers non representes et aux joints d'arbre 12 Le deuxieme cou- rant
partiel non refroidi est injecte par une conduite 14 o est disposee
une soupape de regulation 15, dans l'es- pace de compression.
On dispose dans la conduite de pression 16 du compresseur 3 un
detecteur de temperature 17, qui agit sur la soupape de regulation 15
par l'intermediaire d'un element de positionnement 18.
Comme il est deja decrit dans un passage prece- dent, la temperature
de sortie du melange comprime agent de refrigerationhuile influe sur
la solubilite de'l'agent de refrigeration dans l'huile dans le
separateur d'huile 4 et donc sur la viscosite du lubrifiant D'autre
part, la temperature de sortie ne doit pas depasser une certaine
valeur limite.
Si la temperature de sortie s'ecarte de la valeur requise a cause de
conditions d'emploi qui se modi- fient, la soupape de regulation 15
s'ouvre plus ou moins en correspondance, par l'intermediaire d'un
signal prove- nant du detecteur de temperature 17 et transmis a l'ele-
ment de positionnement 18.
Tandis que dans l'exemple de realisation qui precede,la temperature de
sortie est controlee par l'inter- mediaire d'une regulation de
quantite, dans l'exemple de realisation represente a la figure 3, la
regulation de la temperature de sortie a lieu par l'intermediaire d'un
reglage de temperature du courant partiel injecte dans l'espace de
compression On influe ici sur une soupape a trois voies 20 en fonction
du signal transmis par le detecteur de temperature 17 a l'element de
positionnement 21, lorsque la temperature de sortie s'ecarte de la
valeur nominale; la soupape est raccordee a deux conduites d'ame- nee
de la solution d'huile-agent de refrigeration dont l'une 14 diverge
avant le refroidisseur 8 et dont l'autre 19 s'ecarte apres le
refroidisseur 8 depuis une conduite collectrice 22,tandis que la
conduite de sortie 14 a mene dans l'espace de compression.
Dans l'exemple de realisation represente a la figure 4, la temperature
de sortie est influencee par l'intermediaire d'une regulation d'une
quantite partielle du courant partiel refroidi, tandis que le debit de
la solution d'huile-agent de refrigeration non refroidie injectee par
la conduite 14 dans l'espace de compression demeure constant pour une
condition determinee de fonc-. tionnement. Lorsque la temperature de
sortie s'ecarte de la valeur nominale, on influence,par
l'intermediaire d'un - element de positionnement 23 en fonction d'un
detecteur de temperature 17, une soupape a deux voies 24 dont la
conduite d'amenee 25 arrive a la conduite collectrice 22 et dont
la-conduite de sortie 26 va dans l'espace de compression La soupape a
deux voies se trouve a la-tempe- rature de sortie requise dans une
position intermediaire, si bien qu'une quantite partielle de solution
refroidie d'huile-agent de refrigeration est melangee constamment a la
solution non refroidie d'huile-agent de refrigeration.
Des que la temperature de sortie depasse la valeur nomi- nale, la
quantite, injectee dans l'espace de compression, de solution refroidie
d'huile-agent de refrigeration augmente ou bien, lorsque la valeur
nominale de la tempe- rature de sortie baisse, la-quantite de solution
d'huile- agent de refrigeration refroidie est freinee de facon
correspondante Le melange de la solution non refroidie et de la
solution refroidie d'huile-agent de refrigeration- a lieu ici a
l'interieur de l'espace de compression.
Il est a noter encore que dans toutes les formes de realisation,le
courant partiel non refroidi peut aussi etre injecte en plusieurs
endroits de l'espace de compres- sion. En outre, il peut etre
approprie d'alimenter le joint d'arbre en solution non refroidie
d'huile-agent de refrigeration au lieu de la meme solution refroidie.
18662
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Dispositif pour-l'approvisionnement en huile d'un compresseur a vis
(3) dans une installation de refri- geration fonctionnant en
particulier comme pompe a chaleur, l'huile circulant dans un circuit
ferme et etant separee dans un separateur d'huile (4) du melange
comprime d'agent de refrigeration-huiletandis qu'a partir de l'huile
sepa- ree une quantite partielle d'agent de refrigeration est dissoute
dans l'huile en fonction de la pression et de la temperature, et
qu'ensuite la chaleur de compression absorbee par l'huile est derivee
dans un refroidisseur (8) et la solution d'huile-agent de
refrigeration est injec- tee sous pression dans le compresseur a vis,
dispositif caracterise en ce que le trajet d'ecoulement (13) de la
solution d'huile-agent de refrigeration se trouvant dans le separateur
d'huile (4) est subdivise avant le refroi- disseur (8) en deux
courants partiels-(14, 19), dont le premier courant partiel (14) est
injecte dans l'espace de compression (3) a l'etat non refrigere a au
moins un endroit, tandis que, a partir du deuxieme courant partiel
dans le refroidisseur (8), on dissipe de la chaleur de compression et
que le courant partiel refroidi est amene au moins aux paliers du
compresseur (3).
2 Dispositif selon la revendication 1, caracte- rise par un detecteur
(17) de la temperature de sortie du melange agent de
refrigeration-huile, dont le signal influe sur la quantite de passage
d'au moins un courant partiel.
3 Dispositif selon la revendication 1, caracte- rise par un detecteur
(17) de la temperature de sortie du melange agent de
refrigeration-huile qui influe sur une soupape a trois voies (20)
raccordee a deux conduites d'amenee (19, 14) de la solution
huile-agent de refrigera- tion, l'une des conduites d'amenee (14)
divergeant avant le refroidisseur (8) et l'autre conduite d'amenee
(19) s'ecartant apres le refroidisseur (8), et la conduite de sortie
(14 a) de la soupape a trois voies (20) allant vers l'espace de
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