EP2221560A1 - Accumulator and climatisation circuit with such accumulator - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention se rapporte aux circuits de climatisation, notamment pour véhicules automobiles. L'invention concerne plus particulièrement un accumulateur et un circuit de climatisation parcouru par un fluide réfrigérant comprenant notamment un compresseur, un évaporateur et un détendeur.The invention relates to air conditioning circuits, particularly for motor vehicles. The invention relates more particularly to an accumulator and an air conditioning circuit traversed by a refrigerant including a compressor, an evaporator and a pressure reducer.
Dans un circuit de climatisation classique, le fluide réfrigérant, tel que le composé désigné « R744 » (ou CO2), « R134a » ou « HFO-1234yf », est présent sous deux phases différentes, à savoir une phase gazeuse et une phase liquide.In a conventional air conditioning circuit, the refrigerant, such as the compound designated "R744" (or CO 2 ), "R134a" or "HFO-1234yf", is present in two different phases, namely a gas phase and a phase liquid.
Le fluide rĂ©frigĂ©rant gazeux est comprimĂ© par un compresseur puis condensĂ© Ă l'Ă©tat liquide dans un condenseur, puis dĂ©tendu dans un dĂ©tendeur. De lĂ , il gagne un Ă©vaporateur oĂ¹ il se transforme Ă l'Ă©tat gazeux pour gagner le compresseur, et ainsi de suite. A la sortie de l'Ă©vaporateur, le fluide rĂ©frigĂ©rant gagne un accumulateur avant de regagner l'admission du compresseur.The gaseous refrigerant is compressed by a compressor and then condensed in a liquid state in a condenser and then expanded in a pressure reducer. From there, he gains an evaporator where he turns into a gaseous state to win the compressor, and so on. At the exit of the evaporator, the coolant gains an accumulator before regaining the intake of the compressor.
L'accumulateur, montĂ© entre l'Ă©vaporateur et le compresseur, permet de sĂ©parer les phases liquide et gazeuse du fluide rĂ©frigĂ©rant pour empĂªcher le rĂ©frigĂ©rant liquide d'entrer dans le compresseur tout en permettant au rĂ©frigĂ©rant gazeux de passer.The accumulator, mounted between the evaporator and the compressor, separates the liquid and gaseous phases of the refrigerant fluid to prevent the liquid refrigerant from entering the compressor while allowing the gaseous refrigerant to pass.
Pour cela, l'accumulateur comprend un réservoir pour recevoir un mélange d'un réfrigérant et d'un lubrifiant et une canalisation disposée à l'intérieur du réservoir. En fonctionnement, le mélange de réfrigérant et de lubrifiant est injecté dans le réservoir depuis l'évaporateur. Le réfrigérant gazeux est alors aspiré dans le compresseur, alors que le réfrigérant liquide restant se dépose dans le réservoir.For this, the accumulator comprises a reservoir for receiving a mixture of a coolant and a lubricant and a pipe disposed inside the reservoir. In operation, the mixture of refrigerant and lubricant is injected into the reservoir from the evaporator. The gaseous refrigerant is then sucked into the compressor, while the remaining liquid refrigerant is deposited in the tank.
Le lubrifiant servant à lubrifier le compresseur et d'autres pièces, circule à travers les tuyaux du circuit de climatisation avec le réfrigérant. Du lubrifiant se dépose dans la partie inférieure du réservoir, sous le réfrigérant liquide. De façon connue, la canalisation est munie d'un orifice de récupération de lubrifiant permettant ainsi de récupérer le lubrifiant depuis la partie inférieure du réservoir. Une partie du lubrifiant récupéré dans la canalisation est alors aspirée vers le compresseur en fonction du débit d'écoulement du réfrigérant passant à travers la canalisation.Lubricant used to lubricate the compressor and other parts circulates through the air conditioning system pipes with the refrigerant. Lubricant is deposited in the lower part of the tank under the liquid refrigerant. In known manner, the pipe is provided with a lubricant recovery port thus allowing the lubricant to be recovered from the lower part of the tank. Part of the lubricant recovered in the pipe is then sucked towards the compressor as a function of the refrigerant flow rate passing through the pipe.
Dans le domaine de l'automobile, l'accumulateur doit pouvoir fonctionner dans différentes positions du véhicule, y compris lorsque celui-ci est en pente. Dans ce cas, il est très important d'assurer un niveau de lubrifiant dans le circuit de climatisation permettant d'assurer le bon fonctionnement du compresseur. Toutefois, le volume de lubrifiant stocké dans les composants du circuit de climatisation et plus particulièrement dans l'accumulateur doit rester limité, de sorte que le compresseur reste suffisamment alimenté en lubrifiant.In the automotive field, the battery must be able to operate in different positions of the vehicle, including when it is sloping. In this case, it is very important to ensure a level of lubricant in the air conditioning circuit to ensure the proper operation of the compressor. However, the volume of lubricant stored in the components of the air conditioning circuit and more particularly in the accumulator must remain limited, so that the compressor remains sufficiently supplied with lubricant.
Le but de la présente invention est donc de proposer un accumulateur et un circuit de climatisation permettant un bon fonctionnement des composants du circuit nécessitant une lubrification, y compris en position inclinée et avec le minimum de volume de lubrifiant stocké dans le réservoir.The object of the present invention is therefore to provide an accumulator and an air conditioning circuit for proper operation of the components of the circuit requiring lubrication, including in an inclined position and with the minimum volume of lubricant stored in the reservoir.
A cet effet, l'invention a pour objet un accumulateur pour un circuit de climatisation destinĂ© Ă Ăªtre parcouru par un fluide rĂ©frigĂ©rant, ledit accumulateur comprenant un rĂ©servoir terminĂ© par un fond et une canalisation agencĂ©e dans le rĂ©servoir, ladite canalisation Ă©tant munie d'un orifice de rĂ©cupĂ©ration de lubrifiant au niveau d'une partie infĂ©rieure du rĂ©servoir destinĂ©e Ă contenir ledit lubrifiant et terminĂ©e par ledit fond, caractĂ©risĂ© en ce que ladite partie infĂ©rieure du rĂ©servoir prĂ©sente une section interne rĂ©trĂ©cissant jusqu'audit fond.For this purpose, the subject of the invention is an accumulator for an air conditioning circuit intended to be traversed by a refrigerant fluid, said accumulator comprising a tank terminated by a bottom and a duct arranged in the tank, said duct being provided with a lubricant recovery port at a lower portion of the reservoir for containing said lubricant and terminated by said bottom, characterized in that said lower portion of the reservoir has an inner section narrowing to said bottom.
Ainsi agencĂ©, l'orifice de rĂ©cupĂ©ration de lubrifiant reste immergĂ© dans le lubrifiant dans les positions inclinĂ©es de l'accumulateur, de sorte que mĂªme en position inclinĂ©e, l'accumulateur prĂ©sente toujours une capacitĂ© de rĂ©cupĂ©ration du lubrifiant permettant de continuer Ă assurer un bon fonctionnement du circuit, tout en prĂ©servant un volume modĂ©rĂ© de lubrifiant dans la partie infĂ©rieure de rĂ©servoir.Thus arranged, the lubricant recovery hole remains immersed in the lubricant in the inclined positions of the accumulator, so that even in inclined position, the accumulator always has a lubricant recovery capacity to continue to ensure a good circuit operation, while preserving a moderate amount of lubricant in the lower tank.
Suivant d'autres caractéristiques de l'accumulateur,
- la distance entre le centre dudit orifice et le fond du réservoir est comprise entre un et douze millimètres,
- ladite distance est comprise entre cinq et huit millimètres,
- une enveloppe périphérique du réservoir est conformée pour rétrécir ladite section interne de ladite partie inférieure du réservoir jusqu'audit fond,
- l'accumulateur comporte un insert de garniture disposé dans la partie inférieure du réservoir, dont une surface externe épouse la forme du réservoir et dont une surface interne est conformée pour rétrécir ladite section interne de ladite partie inférieure du réservoir jusqu'audit fond,
- ladite partie inférieure du réservoir présente une forme au moins partiellement conique ou tronconique dont le demi-angle au sommet entre un axe vertical et une face latérale de la section interne, est compris entre 45 et 75 degrés,
- le sommet d'une première portion en tronc de cône dont le demi-angle au sommet entre un axe vertical et une face latérale de la section interne est compris entre 45 et 75 degrés, se prolonge au moins partiellement par une portion tronconique supplémentaire dont la base correspond au sommet du tronc de cône,
- le sommet d'une première portion en tronc de cône dont le demi-angle au sommet entre un axe vertical et une face latérale de la section interne est compris entre 45 et 75 degrés, se prolonge par une calotte hémisphérique,
- ladite canalisation présente un coude au niveau de ladite partie inférieure du réservoir, l'orifice de récupération de lubrifiant étant ménagé à l'extrémité inférieure dudit coude, l'entrée de ladite canalisation débouchant dans une partie supérieure du réservoir,
- ladite section interne épouse au moins partiellement la forme dudit coude de manière à former un moyen de support de ladite canalisation,
- ladite canalisation traverse ledit fond du réservoir, l'entrée de ladite canalisation débouchant face à un déflecteur de l'accumulateur, disposé dans une partie supérieure du réservoir.
- the distance between the center of said orifice and the bottom of the reservoir is between one and twelve millimeters,
- said distance is between five and eight millimeters,
- a peripheral shell of the reservoir is shaped to narrow said internal section of said lower portion of the reservoir to said bottom,
- the accumulator comprises a lining insert disposed in the lower part of the tank, whose outer surface matches the shape of the tank and an inner surface of which is shaped to narrow said internal section of said lower part of the tank to said bottom,
- said lower part of the reservoir has an at least partially conical or frustoconical shape whose half-angle at the apex between a vertical axis and a lateral face of the internal section is between 45 and 75 degrees,
- the top of a first truncated cone portion whose half-angle at the apex between a vertical axis and a lateral face of the internal section is between 45 and 75 degrees, is extended at least partly by an additional frustoconical portion of which the base corresponds to the top of the truncated cone,
- the top of a first truncated cone portion whose half-angle at the apex between a vertical axis and a lateral face of the internal section is between 45 and 75 degrees, is extended by a hemispherical cap,
- said pipe has a bend at said lower part of the tank, the lubricant recovery orifice being provided at the lower end of said bend, the inlet of said pipe opening into an upper part of the tank,
- said internal section at least partially matches the shape of said bend so as to form a support means for said pipe,
- said pipe passes through said bottom of the tank, the inlet of said pipe opening towards a deflector of the accumulator, disposed in an upper part of the tank.
L'invention a aussi pour objet un circuit de climatisation destinĂ© Ă faire partie d'un vĂ©hicule automobile pour assurer la climatisation de l'habitacle, propre Ă Ăªtre parcouru par un fluide rĂ©frigĂ©rant, comprenant un compresseur, un condenseur, un dĂ©tendeur et un Ă©vaporateur, caractĂ©risĂ© en ce qu'il comporte un accumulateur tel que dĂ©crit prĂ©cĂ©demment.The invention also relates to an air conditioning circuit intended to be part of a motor vehicle to ensure the air conditioning of the passenger compartment, adapted to be traversed by a refrigerant, comprising a compressor, a condenser, a pressure reducer and an evaporator , characterized in that it comprises an accumulator as described above.
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels :
- la
figure 1 représente un premier exemple de circuit de climatisation, - la
figure 2 représente un deuxième exemple de circuit de climatisation, - la
figure 3 représente un troisième exemple de circuit de climatisation, - la
figure 4a représente une vue en coupe d'un accumulateur réalisé selon un premier mode de réalisation avec une partie inférieure réalisée selon un premier exemple, - la
figure 4b représente une vue de l'accumulateur de lafigure 4a , incliné d'un angle de 30° par rapport à un axe vertical, - la
figure 5a représente une vue en coupe d'un accumulateur réalisé selon un premier mode de réalisation avec une partie inférieure réalisée selon un deuxième exemple, - la
figure 5b représente une vue de l'accumulateur de lafigure 5a , incliné d'un angle de 30° par rapport à un axe vertical, - la
figure 6a représente une vue en coupe d'un accumulateur réalisé selon un premier mode de réalisation avec une partie inférieure réalisée selon un troisième exemple, - la
figure 6b représente un détail de la partie inférieure de l'accumulateur de lafigure 6a , - la
figure 6c représente une vue de l'accumulateur de lafigure 6a , incliné d'un angle de 30° par rapport à un axe vertical, - la
figure 7a est une vue en perspective d'une calotte hémisphérique, - la
figure 7b est une vue en coupe AA de la calotte hémisphérique de lafigure 7a , - la
figure 8a représente une vue en coupe d'un accumulateur réalisé selon un premier mode de réalisation avec une partie inférieure réalisée selon un autre exemple, - la
figure 8b représente une vue de l'accumulateur de lafigure 8a , incliné d'un angle de 30° par rapport à un axe vertical, - la
figure 9a représente une vue en coupe d'un accumulateur réalisé selon un deuxième mode de réalisation, - la
figure 9b représente une vue de l'accumulateur de lafigure 9a , incliné d'un angle de 30° par rapport à un axe vertical et, - Les
figures 10a ,10b et10c représentent une vue en coupe de l'accumulateur selon un autre mode de réalisation.
- the
figure 1 represents a first example of an air conditioning circuit, - the
figure 2 represents a second example of air conditioning circuit, - the
figure 3 represents a third example of an air conditioning circuit, - the
figure 4a represents a sectional view of an accumulator made according to a first embodiment with a lower part made according to a first example, - the
figure 4b represents a view of the accumulator of thefigure 4a , inclined at an angle of 30 ° with respect to a vertical axis, - the
figure 5a represents a sectional view of an accumulator made according to a first embodiment with a lower part made according to a second example, - the
figure 5b represents a view of the accumulator of thefigure 5a , inclined at an angle of 30 ° with respect to a vertical axis, - the
figure 6a represents a sectional view of an accumulator made according to a first embodiment with a lower part made according to a third example, - the
figure 6b represents a detail of the lower part of the accumulator of thefigure 6a , - the
Figure 6c represents a view of the accumulator of thefigure 6a , inclined at an angle of 30 ° with respect to a vertical axis, - the
figure 7a is a perspective view of a hemispherical cap, - the
figure 7b is a sectional view AA of the hemispherical cap of thefigure 7a , - the
figure 8a represents a sectional view of an accumulator made according to a first embodiment with a lower part made according to another example, - the
figure 8b represents a view of the accumulator of thefigure 8a , inclined at an angle of 30 ° with respect to a vertical axis, - the
figure 9a represents a sectional view of an accumulator produced according to a second embodiment, - the
figure 9b represents a view of the accumulator of thefigure 9a , inclined at an angle of 30 ° to a vertical axis and, - The
figures 10a ,10b and10c represent a sectional view of the accumulator according to another embodiment.
Sur ces figures, les Ă©lĂ©ments identiques portent les mĂªmes numĂ©ros de rĂ©fĂ©rence.In these figures, the identical elements bear the same reference numbers.
On se réfère d'abord à la
Le circuit 1 comprend un compresseur 2, Ă cylindrĂ©e fixe ou variable, propre Ă comprimer le fluide rĂ©frigĂ©rant en phase gazeuse depuis une basse pression jusqu'Ă une haute pression. Le fluide rĂ©frigĂ©rant ainsi comprimĂ© et rĂ©chauffĂ© traverse ensuite un condenseur 3 propre Ă Ăªtre balayĂ© par un flux d'air pour refroidir le fluide rĂ©frigĂ©rant. Ă€ la sortie du condenseur 3, le fluide rĂ©frigĂ©rant est envoyĂ© vers un dĂ©tendeur 4 dans lequel il passe d'une haute pression Ă une basse pression pour Ăªtre refroidi avant de gagner un Ă©vaporateur 5. Celui-ci est propre Ă Ăªtre balayĂ© par un flux d'air qui est refroidi par Ă©change thermique avec le fluide rĂ©frigĂ©rant pour produire un flux d'air refroidi, encore appelĂ© air climatisĂ©, Ă envoyer dans l'habitacle du vĂ©hicule.The
Ă€ la sortie de l'Ă©vaporateur 5, le fluide rĂ©frigĂ©rant passe par un accumulateur 6 avant de regagner le compresseur 2. L'accumulateur 6 comporte un rĂ©servoir 7 et une canalisation 8 agencĂ©e dans le rĂ©servoir 7 pour prĂ©lever par une entrĂ©e 8a, la phase gazeuse du fluide rĂ©frigĂ©rant. La canalisation 8 achemine ensuite le fluide vers l'admission du compresseur 2 par une sortie 8b destinĂ©e Ă Ăªtre mise en communication avec l'entrĂ©e du compresseur 2 (voir par exemple la
La
Dans un troisième exemple illustré en
Mieux visible sur la
Le réservoir 7 est en outre fermé dans sa partie supérieure 13 par un couvercle (non représenté). On peut prévoir également un bouchon de fermeture 14 au fond 12 de l'accumulateur 6 (voir par exemple, la
La partie inférieure 15 du réservoir 7 est destinée à contenir un lubrifiant 17, tel que de l'huile. Le lubrifiant sert à lubrifier le compresseur 2 et d'autres composants du circuit 1. Un orifice de récupération de lubrifiant 18 est ménagé dans la canalisation 8, au niveau de la partie inférieure 15 du réservoir 7. Le diamètre de l'orifice 18 est par exemple compris entre 0,8 et 1,4 millimètre pour un OCR (rapport de la masse de lubrifiant sur la masse de fluide réfrigérant), pouvant aller de 0,5% à 6%.The
Selon un premier mode de réalisation visible sur les
L'orifice de récupération de lubrifiant 18 est ménagé au niveau du coude de la canalisation 8, par exemple dans une position centrale à son extrémité inférieure, en regard du fond 12. En fonctionnement, le lubrifiant circule à travers les tuyaux du circuit de climatisation 1 avec le réfrigérant. Une partie du lubrifiant se dépose sur le fond du réservoir 7 avec le réfrigérant, sous forme liquide 16, 17. Une partie du lubrifiant 17 récupéré dans la canalisation 8 est aspirée vers le compresseur 2 en fonction du débit d'écoulement du réfrigérant passant à travers la canalisation 8.The
On prĂ©voit par exemple un filtre au niveau de l'orifice 18 pour empĂªcher que des particules polluantes puissent venir colmater l'orifice 18 (non reprĂ©sentĂ©). L'accumulateur 6 peut Ă©galement comporter un système dessicatif 19 dans le rĂ©servoir 9, afin de protĂ©ger de l'humiditĂ© les diffĂ©rents composants du circuit de climatisation 1. Ce système dessicatif 19 comporte par exemple un sac ou une cartouche de sel dessicatif.For example, a filter is provided at the
La distance d entre le centre de l'orifice 18 et le fond 12 du réservoir 7 est comprise entre un et douze millimètres. Par exemple, la distance d est comprise entre cinq et huit millimètres.The distance d between the center of the
En outre, la section interne S de la partie inférieure 15 du réservoir 7 rétrécit jusqu'au fond d 12. On prévoit par exemple que l'enveloppe périphérique 11 du réservoir 7 est conformée pour rétrécir la section interne S de la partie inférieure 15 jusqu'au fond 12 du réservoir 7. La forme de la partie inférieure 15 de l'enveloppe périphérique 11 du réservoir 7 est alors conçue de manière que la section interne S rétrécisse jusqu'au fond 12, par exemple par moulage ou par thermoformage (
Selon un premier exemple illustré par les
On prévoit une forme en tronc de cône par exemple pour disposer un bouchon dans le fond 12 en forme de disque. Le fond 12 peut présenter un diamètre compris entre 10 et 40 millimètres.A truncated cone shape is provided, for example, to provide a plug in the disk-shaped
Ainsi agencé, on constate qu'en position inclinée d'un angle θ avec l'axe vertical Y, pouvant aller jusqu'30° (
Selon un deuxième exemple représenté sur les
Le demi-angle au sommet β de la première portion en tronc de cĂ´ne, entre un axe vertical Y et une face latĂ©rale de la section interne S tronconique, est compris entre 45 et 75 degrĂ©s, et le fond 12 comporte par exemple un diamètre D1 compris entre 10 et 40 millimètres. L'angle α, complĂ©mentaire du demi-angle β, entre une face latĂ©rale de la section interne S du rĂ©servoir 7 et un plan horizontal, est ainsi compris entre 15 et 45° (de l'ordre de 30° dans l'exemple considĂ©rĂ©).The half-angle at the vertex β of the first truncated cone portion, between a vertical axis Y and a lateral face of the frustoconical internal section S, is between 45 and 75 degrees, and the bottom 12 comprises, for example, a diameter D1 between 10 and 40 millimeters. The angle α complementary to the half-angle β between a lateral face of the internal section S of the
En position inclinée d'un angle θ avec l'axe vertical Y, allant jusqu'35° (30° sur la
On peut ainsi envisager d'autres formes de la partie inférieure 15 du réservoir 7, conformées pour réduire la section interne S, par exemple avec plus de deux portions tronconique consécutives, de manière à réduire au maximum de volume de lubrifiant.It is thus possible to envisage other forms of the
Les
Par exemple, le sommet d'une première portion en tronc de cĂ´ne dont le demi-angle au sommet β, entre un axe vertical Y et une face latĂ©rale de la section interne S tronconique, est compris entre 45 et 75 degrĂ©s, se prolonge au moins partiellement par une portion sphĂ©rique Ă©pousant la forme du coude de la canalisation 8, se prolongeant elle-mĂªme par une portion tronconique supplĂ©mentaire. La portion sphĂ©rique permet de rĂ©trĂ©cir la section interne S en Ă©pousant partiellement la forme du coude de manière Ă former un moyen de support de la canalisation 8.For example, the top of a first truncated cone portion whose half-angle at the vertex β between a vertical axis Y and a lateral face of the frustoconical internal section S is between 45 and 75 degrees, extends to less partially by a spherical portion conforming to the shape of the bend of the
En position inclinée d'un angle θ avec l'axe vertical Y, jusqu'35° (30° sur la
On distingue également sur ces figures, un exemple de réalisation du filtre 21 au niveau de l'orifice 18. Le filtre 21 est fixé par deux bagues 22a, 22b disposées de part et d'autre de l'orifice 18 au niveau du coude de la canalisation 8.In these figures, an embodiment of the
Les
Selon un autre exemple illustré par les
En position inclinée d'un angle θ avec l'axe vertical Y, jusqu'35° (30° sur la
Selon un deuxième mode de réalisation illustré par les
L'orifice de récupération de lubrifiant 18 est ménagé à la distance d du fond 12 sur une paroi latérale de la canalisation 8. Comme précédemment, la distance d entre le centre de l'orifice 18 et le fond 12 du réservoir 7, est comprise entre un et douze millimètres, par exemple, entre cinq et huit millimètres. En outre, la section interne S de la partie inférieure 15 du réservoir 7 rétrécit jusqu'au fond 12.The
Lors du fonctionnement, le mélange de fluide réfrigérant et de lubrifiant est injecté dans le réservoir 7 depuis l'évaporateur 5 et vient frapper la partie supérieure du déflecteur 23. La partie gazeuse du fluide est aspirée dans le compresseur 2 via l'entrée 8a de la canalisation 8, alors que le fluide réfrigérant liquide restant se dépose dans la partie inférieure 15 du réservoir 7 avec le lubrifiant.During operation, the mixture of coolant and lubricant is injected into the
Dans l'exemple illustré par les
On constate qu'avec ce deuxième mode de réalisation, en position inclinée d'un angle θ avec l'axe vertical Y, pouvant aller jusqu'35°, l'orifice 18 reste immergé dans le lubrifiant 17, avec un minimum de lubrifiant 17 stocké dans la partie inférieure 15 du réservoir 7.
- 1. Bien qu'un seul exemple ait été représenté, la partie inférieure 15 peut également présenter une forme différente permettant de réduire la section interne S, telle qu'une première portion en tronc de cône se prolongeant au moins partiellement par une portion tronconique supplémentaire dont la base correspond au sommet du tronc de cône.
- 1. Although only one example has been shown, the
lower part 15 may also have a different shape to reduce the internal section S , such that a first truncated cone portion extending at least partially by an additional frustoconical portion whose base corresponds to the top of the truncated cone.
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