FR2644357A1 - Liquid-gas separator and device comprising such a separator - Google Patents
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Abstract
Description
SEPARATEUR LIQUIDE-GAZ ET DISPOSITIF
COMPORTANT UN TEL SEPARATEUR
L'invention se rapporte principalement à un séparateur liquide-gaz et â un dispositif comportant un tel séparateur,
Dans de nombreux domaines il est impératif de pouvoir séparer les liquides et les gaz. Il peut s'agir par exemple de séparer dans un mélange diphasique la partie liquéfiée de la partie gazeuse d'une substance comme par exemple le fréon.LIQUID-GAS SEPARATOR AND DEVICE
COMPRISING SUCH A SEPARATOR
The invention relates mainly to a liquid-gas separator and to a device comprising such a separator,
In many areas it is imperative to be able to separate liquids and gases. It may, for example, be a question of separating in a two-phase mixture the liquefied part of the gaseous part of a substance such as, for example, freon.
Par exemple des dispositifs de réfrigération comportent un compresseur destiné å comprimer un gaz ; ce gaz comprimé, refroidi, se liquéfie. L'évaporation du liquide provoque le refroidissement désiré. Le fonctionnement d'un tel compresseur risque d'être perturbé par la présence de liquide à son entrée. Il est donc connu d'utiliser un séparateur liquide-gaz avant l'entrée du compresseur d'un dispositif de réfrigération. For example, refrigeration devices include a compressor for compressing a gas; this compressed gas, cooled, liquefies. Evaporation of the liquid causes the desired cooling. The operation of such a compressor risks being disturbed by the presence of liquid at its inlet. It is therefore known to use a liquid-gas separator before the compressor enters a refrigeration device.
Toutefois, il n'existe pas de dispositif de séparation liquide-gaz qui donne satisfaction. Il n'existe que des appareils peu efficaces et/ou bruyants. However, there is no satisfactory liquid-gas separation device. There are only ineffective and / or noisy devices.
Le séparateur liquide-gaz selon la présente invention comporte deux chambres de séparation reliées par le passage supérieur destiné au passage du gaz et a un passage inférieur destiné au passage du liquide. Ainsi, on évite le passage du gaz dans le liquide ce qui provoque des bruits indésirables tout en utilisant un passage inférieur pour le liquide qui assure une excellente efficacité de séparation. The liquid-gas separator according to the present invention comprises two separation chambers connected by the upper passage intended for the passage of gas and to a lower passage intended for the passage of liquid. This avoids the passage of gas in the liquid which causes unwanted noise while using a lower passage for the liquid which ensures excellent separation efficiency.
La suppression du bruit tout en gardant une excellente efficacité est particulièrement importante dans le cas de réfrigérateurs. En effet, la diminution de la surface habitable impose de plus en plus fréquemment la solution dite "cuisine américaine" dans laquelle la cuisine comportant le réfrigérateur n'est pas séparée du reste de l'appartement. Le bruit se propage donc soit dans le salon salle-à-manger, soit dans le cas de studio, dans l'unique pièce disponible. Suppressing noise while maintaining excellent efficiency is particularly important in the case of refrigerators. In fact, the reduction in living space imposes more and more frequently the so-called "American kitchen" solution in which the kitchen including the refrigerator is not separated from the rest of the apartment. Noise therefore spreads either in the living-dining room, or in the case of a studio, in the only available room.
L'invention concerne un séparateur liquide-gaz comportant une entrée de mélange diphasique, une chambre de séparation et une sortie, caractérisé par le fait qu'il comporte une seconde chambre reliée à l'entrée du mélange diphasique, les deux chambres de séparation étant reliées par un passage supérieur pour le gaz et par un passage inférieur pour les liquides. The invention relates to a liquid-gas separator comprising a two-phase mixture inlet, a separation chamber and an outlet, characterized in that it comprises a second chamber connected to the inlet of the two-phase mixture, the two separation chambers being connected by an upper passage for gas and by a lower passage for liquids.
L'invention concerne aussi un séparateur caractérisé par le fait que le passage supérieur est situé à l'extrémité haute des chambres de séparation et que le passage inférieur est situé a l'extrémité basse des chambres de séparation. The invention also relates to a separator characterized in that the upper passage is situated at the upper end of the separation chambers and that the lower passage is situated at the lower end of the separation chambers.
L'invention concerne aussi un séparateur caractérisé par le fait que l'entrée du mélange diphasique débouche verticalement dans la seconde chambre de séparation, la sortie partant de la première chambre. The invention also relates to a separator characterized in that the inlet of the two-phase mixture opens vertically into the second separation chamber, the outlet leaving from the first chamber.
L'invention concerne aussi un séparateur caractérisé par le fait qu'il est réalisé par assemblage de deux tôles. The invention also relates to a separator characterized in that it is produced by assembling two sheets.
L invention concerne aussi un séparateur caractérisé par le fait que les tôles sont des tôles d'aluminium ou d'alliage d'aluminium. The invention also relates to a separator characterized in that the sheets are sheets of aluminum or aluminum alloy.
L'invention concerne également un circuit hydraulique de détente et/ou d'évaporation d'un fluide . pour le refroidissement d'une enceinte caractérisé par le fait qu'il comporte un séparateur de liquide-gaz. The invention also relates to a hydraulic expansion and / or evaporation circuit for a fluid. for cooling an enclosure, characterized in that it includes a liquid-gas separator.
L'invention concerne aussi un réfrigérateur caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit hydraulique. The invention also relates to a refrigerator characterized in that it comprises a hydraulic circuit.
L'invention concerne aussi un dispositif comportant un réfrigérateur et un congélateur caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un circuit hydraulique. The invention also relates to a device comprising a refrigerator and a freezer characterized in that it comprises at least one hydraulic circuit.
L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un séparateur liquide-gaz caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes
- dépose sur deux tôles d'aluminium ou d'alliage
d'aluminium de graphite de façon à empêcher l'assemblage de ces
tôles aux endroits qui vont former deux chambres de séparation
communiquant par un passage supérieur et un passage inférieur,
- assemblage des deux tôles par laminage,
- mise en place d'une forme autour des deux plaques d'aluminium,
- soufflage de l'air sous pression pour former les deux chambres et les passages et pour chasser le graphite.The invention also relates to a method for manufacturing a liquid-gas separator characterized in that it comprises the steps
- deposit on two sheets of aluminum or alloy
of graphite aluminum so as to prevent the assembly of these
sheets at the places which will form two separation chambers
communicating by an upper passage and a lower passage,
- assembly of the two sheets by rolling,
- placing a shape around the two aluminum plates,
- blowing of pressurized air to form the two chambers and the passages and to expel the graphite.
L'invention concerne également un procédé caractérisé par le fait que l'on fabrique simultanément avec les deux mêmes plaques un circuit hydraulique. The invention also relates to a method characterized in that a hydraulic circuit is produced simultaneously with the same two plates.
L'invention sera mieux comprise au moyen de la description cl-après et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs parmi lesquels
la figure 1 est un schéma d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de type connu;
- la figure 2 est un schéma d'un second exemple de réalisation d'un dispositif de type connu
- la figure 3 est un schéma d'un exemple de réalisation d'un séparateur liquide-gaz selon la présente invention
- la figure 4 est un schéma d'un circuit hydraulique selon la présente invention
- la figure 5 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation de l'ensemble réfrigérateur-congélateur selon la présente invention.The invention will be better understood by means of the following description and the appended figures given as nonlimiting examples among which
Figure 1 is a diagram of a first embodiment of a device of known type;
- Figure 2 is a diagram of a second embodiment of a device of known type
- Figure 3 is a diagram of an embodiment of a liquid-gas separator according to the present invention
- Figure 4 is a diagram of a hydraulic circuit according to the present invention
- Figure 5 is a perspective view of an exemplary embodiment of the refrigerator-freezer assembly according to the present invention.
Sur les figures 1 å 5, on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. In Figures 1 to 5, the same references have been used to designate the same elements.
Sur la figure 1, on peut voir un séparateur liquide-gaz de type connu. Ce séparateur comporte une chambre de séparation 26 comportant une entrée 2 du mélange diphasique liquide-gaz et une sortie 3. L'entrée 2 débouche au fond de la chambre de séparation 26. Ainsi l'embouchure 21 de l'entrée 2 est située en-dessous du niveau de liquide 4 présent dans la chambre 26. Le liquide présent dans la chambre diphasique est donc déposé au fond de la chambre 26. Les gaz atteignent la sortie 3 en traversant le liquide 4. Ces gaz forment des bulles dans le liquide 4 et leur élévation et séparation provoquent du bruit souvent appelé "glouglou". Ce bruit, avec celui du fonctionnement du moteur du compresseur est un des plus fort et des plus gênant bruits de fonctionnement d'un réfrigérateur. In Figure 1, we can see a liquid-gas separator of known type. This separator comprises a separation chamber 26 comprising an inlet 2 of the two-phase liquid-gas mixture and an outlet 3. The inlet 2 opens at the bottom of the separation chamber 26. Thus the mouth 21 of the inlet 2 is located at below the liquid level 4 present in the chamber 26. The liquid present in the two-phase chamber is therefore deposited at the bottom of the chamber 26. The gases reach the outlet 3 by passing through the liquid 4. These gases form bubbles in the liquid 4 and their elevation and separation cause noise often called "gurgling". This noise, along with that of the compressor motor operation, is one of the loudest and most annoying operating noises of a refrigerator.
Sur la figure 2, on peut voir un second exemple de séparateur liquide-gaz de type connu. Le séparateur de la figure 2 comporte une chambre de séparation 26 comportant une entrée du mélange diphasique 2 et une sortie de gaz 3. L'embouchure 1 de l'entrée 2 se trouve dans la partie supérieure de la chambre 26. L'embouchure est placée horizontalement par rapport à la chambre 26. Dans cette configuration le gaz n'a pas à traverser les couches liquides pour être libéré vers la sortie - 3. Il s ensuit une diminution sensible du niveau sonore. Par contre, le mélange diphasique se trouvant dans la partie supérieure de la chambre 26, une partie de liquide est entraînée par la sortie 3. Ainsi, on perturbe le bon fonctionnement du compresseur non prévu pour assurer la compression du mélange diphasique.On obtient un mauvais fonctionnement du système ainsi que un risque de détérioration du compresseur. In FIG. 2, a second example of a liquid-gas separator of known type can be seen. The separator of FIG. 2 comprises a separation chamber 26 comprising an inlet for the two-phase mixture 2 and a gas outlet 3. The mouth 1 of the inlet 2 is located in the upper part of the chamber 26. The mouth is placed horizontally with respect to chamber 26. In this configuration the gas does not have to pass through the liquid layers to be released towards the outlet - 3. This results in a significant reduction in the sound level. On the other hand, the two-phase mixture being located in the upper part of the chamber 26, a part of the liquid is entrained by the outlet 3. Thus, the proper functioning of the compressor not provided for disturbing the compression of the two-phase mixture is disturbed. malfunction of the system and a risk of damage to the compressor.
Sur la figure 3, on peut voir un exemple de réalisation de séparateur liquide-gaz 20 selon la présente invention La figure 3a est un schéma de profil, la figure 3b est une coupe selon A-A' de la figure 3a. Le séparateur liquide-gaz 20 selon la présente invention comporte en plus de la première chambre de séparation liquide-gaz 26 une seconde chambre de séparation liquide-gaz 24. Dans l'exemple illustré sur la figure 3, l'entrée du liquide diphasique 2 débouche, avantageusement verticalement, de la chambre de séparation 24. In FIG. 3, an exemplary embodiment of a liquid-gas separator 20 according to the present invention can be seen. FIG. 3a is a profile diagram, FIG. 3b is a section along A-A 'in FIG. 3a. The liquid-gas separator 20 according to the present invention comprises, in addition to the first liquid-gas separation chamber 26, a second liquid-gas separation chamber 24. In the example illustrated in FIG. 3, the inlet of the two-phase liquid 2 opens, advantageously vertically, from the separation chamber 24.
La chambre de séparation 24 est reliée å la chambre de séparation 26 par, au moins, un passage supérieur 22 et un passage inférieur 23. Dans l'exemple illustré sur la figure 3, le passage 22 se trouve dans la partie la plus haute des chambres de séparation 24 et 26 ; le passage 23 se trouve dans la partie la plus basse des chambres de séparation 24 et 26. Les passages 22 et 23 sont séparés par une pièce ou une paroi 25 délimitant les chambres de séparation 24 et 26. Les chambres de séparation 26 comportent la, ou les, sorties. Dans l'exemple illustré sur la figure 3, le dispositif comporte une sortie supérieure 3 destinée au gaz et une sortie inférieure 30 destinée à évacuer le liquide.Il est bien entendu que les dispositifs ne comportant qu'une sortie unique 30 pour le liquide ou trois pour le gaz ne sortent pas du cadre de la présente invention Par exemple dans le cas de circuits hydrauliques le dispositif de réfrigération seule la sortie 3 destinée au gaz est présente.The separation chamber 24 is connected to the separation chamber 26 by, at least, an upper passage 22 and a lower passage 23. In the example illustrated in FIG. 3, the passage 22 is located in the highest part of the separation chambers 24 and 26; the passage 23 is located in the lowest part of the separation chambers 24 and 26. The passages 22 and 23 are separated by a part or a wall 25 delimiting the separation chambers 24 and 26. The separation chambers 26 comprise the, or the, exits. In the example illustrated in FIG. 3, the device comprises an upper outlet 3 intended for the gas and a lower outlet 30 intended for discharging the liquid. It is understood that the devices comprising only a single outlet 30 for the liquid or three for gas do not depart from the scope of the present invention For example in the case of hydraulic circuits, the refrigeration device only the outlet 3 intended for gas is present.
Quand le mélange diphasique arrive au niveau de l'entrée 2 du dispositif 20 par gravité le liquide tombe au fond de la chambre de séparation 24 et passe par le passage 23 dans la chambre 26. Le gaz qui se libère lors de cette opération passent directement par le passage 22 de la chambre 26. Ainsi, seul le gaz avec de très faibles quantités de liquide entraîné passe par le passage 22 de la chambre 26. La partie des liquides représentée par des points sur les figures 1 å 3 retombent par gravité au fond de la chambre de séparation 26 sans entrer dans la sortie 3. When the two-phase mixture arrives at the inlet 2 of the device 20 by gravity, the liquid falls to the bottom of the separation chamber 24 and passes through the passage 23 in the chamber 26. The gas which is released during this operation passes directly through the passage 22 of the chamber 26. Thus, only the gas with very small quantities of entrained liquid passes through the passage 22 of the chamber 26. The part of the liquids represented by dots in Figures 1 to 3 fall by gravity to the bottom of the separation chamber 26 without entering the outlet 3.
La largeur de la chambre 26 est déterminée de manière å éliminer quasiment toute gouttelette liquide du gaz avant qu'il n 'atteigne la sortie 3. li est bien entendu que les dispositifs de séparation comportant plus de deux chambres de séparation ne sortent pas du cadre de la présente invention. The width of the chamber 26 is determined so as to eliminate almost any liquid droplet from the gas before it reaches the outlet 3. It is understood that the separation devices comprising more than two separation chambers do not leave the frame of the present invention.
Le séparateur 20 selon la présente invention permet une meilleure séparation des liquides et des gaz. En effet, la majeure partie du liquide est déjà séparée dans la chambre 24, le reliquat étant séparé dans la chambre 26. The separator 20 according to the present invention allows better separation of liquids and gases. In fact, most of the liquid is already separated in chamber 24, the remainder being separated in chamber 26.
De plus, le gaz n'ayant plus à former de bulles dans le liquide 4, le niveau de bruit est notablement amélioré. In addition, the gas no longer having to form bubbles in the liquid 4, the noise level is significantly improved.
Dans une variante de réalisation particulièrement avantageuse du dispositif selon la présente invention, on réalise le séparateur 20 par la technique dite de Roll-Bond
Cette technique consiste à déposer sur deux plaques métalliques 71 et 72, par exemple en aluminium, un élément empêchant leur adhésion locale l'une sur l'autre. Par exemple on utilise du graphite. Dans le cas du dispositif illustré sur la figure 3, on dispose du graphique au niveau des entrées 2, des chambres de séparation 24 et 26, les passages 22 et 23 des sorties 3 et/ou 30. Les deux plaques métalliques 71 et 72 sont assemblées par passage dans un laminoir, collage et/ou soudure. Une fois l'assemblage des deux plaques 71 et 72 réalisé on place ltensemble dans une forme par exemple en acier.On injecte de l'air sous pression entre deux plaques ce qui permet un gonflement des plaques 71 et 72 pour former les passages des fluides. Les formes externes empêchent l'éclatement des plaques d'aluminium 71 et 72 sous la haute pression. L'air sous pression chasse le graphite.In a particularly advantageous alternative embodiment of the device according to the present invention, the separator 20 is produced by the so-called Roll-Bond technique
This technique consists in depositing on two metal plates 71 and 72, for example made of aluminum, an element preventing their local adhesion to one another. For example we use graphite. In the case of the device illustrated in FIG. 3, the graph is available at the level of the inputs 2, the separation chambers 24 and 26, the passages 22 and 23 of the outputs 3 and / or 30. The two metal plates 71 and 72 are assembled by passing through a rolling mill, gluing and / or welding. Once the two plates 71 and 72 have been assembled, the assembly is placed in a form, for example of steel. Air is injected under pressure between two plates, which allows the plates 71 and 72 to swell to form the fluid passages. . The external shapes prevent the aluminum plates 71 and 72 from bursting under high pressure. Pressurized air drives out graphite.
Il est bien entendu que l'utilisation d'autres techniques comme par exemple la technique dite Z-Bond pour réaliser un séparateur 20 de liquide-gaz ne sortent pas du cadre de la présente invention. It is understood that the use of other techniques such as the so-called Z-Bond technique for producing a liquid-gas separator 20 does not depart from the scope of the present invention.
Sur la figure 4, on peut voir un exemple de réalisation des circuits hermétiques de refroidissement selon la présente invention. Les circuits hermétiques comportent un compresseur 5. Le compresseur 5 permet de comprimer un gaz par exemple du fréon. Le compresseur 5 est entraîné par le moteur, avantageusement électrique, non représenté. Le moteur électrique est alimenté par exemple à partir du secteur 6. La température du gaz comprimé s'est élevée, les calories sont évacuées dans un échangeur de chaleur ou condenseur 7. In Figure 4, one can see an embodiment of the hermetic cooling circuits according to the present invention. The hermetic circuits include a compressor 5. The compressor 5 makes it possible to compress a gas, for example freon. The compressor 5 is driven by the motor, advantageously electric, not shown. The electric motor is supplied, for example, from sector 6. The temperature of the compressed gas has risen, the calories are removed in a heat exchanger or condenser 7.
Avantageusement le gaz est liquéfié dans le condenseur 7. Par exemple le gaz fréon en se liquéfiant cède ses calories à un autre fluide comme par exemple de l'air, dont la 'circulation est illustrée par la flèche 8 sur la figure 4. Le fluide de refroidissement passe dans un échangeur de chaleur 9 å l'intérieur d'une enceinte réfrigérée. L'échangeur 9 est par exemple un évaporateur ou un liquide s'évapore en absorbant des calories. Les sorties de l'échangeur 9 sont reliées à l'entrée 2 du séparateur liquide-gaz 20. La sortie gaz du séparateur liquide-gaz 20 est connectée å l'entrée du compresseur 5. Le séparateur liquide-gaz 20 permet de ne fournir au compresseur 5 que le fluide sous forme gazeuse pour en assurer un bon fonctionnement.Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 4, l'ensemble 10 évaporateur 9 et séparateur liquide-gaz 20 est réalisé en une seule pièce avantageusement en aluminium.Advantageously, the gas is liquefied in the condenser 7. For example, the freon gas by liquefying gives up its calories to another fluid such as air, the circulation of which is illustrated by arrow 8 in FIG. 4. The fluid cooling passes through a heat exchanger 9 inside a refrigerated enclosure. The exchanger 9 is for example an evaporator or a liquid evaporates while absorbing calories. The outputs of the exchanger 9 are connected to the inlet 2 of the liquid-gas separator 20. The gas outlet of the liquid-gas separator 20 is connected to the inlet of the compressor 5. The liquid-gas separator 20 makes it possible not to supply to the compressor 5 that the fluid in gaseous form to ensure proper operation. In the embodiment illustrated in FIG. 4, the assembly 10 evaporator 9 and liquid-gas separator 20 is produced in a single piece advantageously made of aluminum.
Avantageusement, l'ensemble 10 est réalisé en technologie
Roll-Bond.Advantageously, the assembly 10 is produced in technology
Roll-Bond.
Sur la figure 5, on peut voir un exemple de réalisation d'un dispositif de réfrigération selon la présente invention. L'exemple 40 de dispositif de réfrigération illustré sur la figure 5 comporte un congélateur 41 et un réfrigérateur 42 superposés alimentés par un circuit hermétique unique. Ce circuit hermétique est par exemple le circuit illustré sur la figure 4. Dans l'exemple illustré sur la figure 5, le réfrigérateur 42 comporte une porte séparée 44, le congélateur 41 comportant une porte 43. Dans l'exemple illustré, les circuits hermétiques uniques passent dans le réfrigérateur, dans le congélateur puis de nouveau dans le réfrigérateur selon la technique dite de circulation semi-inversée. In FIG. 5, an exemplary embodiment of a refrigeration device according to the present invention can be seen. Example 40 of the refrigeration device illustrated in FIG. 5 comprises a superimposed freezer 41 and a refrigerator 42 supplied by a single hermetic circuit. This hermetic circuit is for example the circuit illustrated in FIG. 4. In the example illustrated in FIG. 5, the refrigerator 42 has a separate door 44, the freezer 41 comprising a door 43. In the example illustrated, the hermetic circuits single bottles pass through the refrigerator, the freezer and then back into the refrigerator using the so-called semi-reverse circulation technique.
Il est bien entendu que d'autres dispositifs de réfrigération ne sortent pas du cadre de la présente invention. It is understood that other refrigeration devices do not depart from the scope of the present invention.
Dans l'exemple il est possible d'utiliser un réfrigérateur avec une porte unique, un congélateur séparé, un dispositif comportant plusieurs circuits hermétiques ou une disposition différente de l'évaporateur 9 à l'intérieur du congélateur 41 et du réfrigérateur 42 sans sortir du cadre de la présente invention.In the example it is possible to use a refrigerator with a single door, a separate freezer, a device comprising several hermetic circuits or a different arrangement of the evaporator 9 inside the freezer 41 and the refrigerator 42 without leaving the part of the present invention.
La présente invention s'applique à la séparation des liquides et des gaz, notamment a la séparation des liquides et des gaz d'un mélange diphasique d'un fluide. The present invention applies to the separation of liquids and gases, in particular to the separation of liquids and gases from a two-phase mixture of a fluid.
La présente Invention s'applique particulièrement bien à la réalisation d'enceintes réfrigérées et notamment de réfrigérateurs et/ou de congélateurs The present invention applies particularly well to the production of refrigerated enclosures and in particular of refrigerators and / or freezers
Claims (10)
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| FR2644357B1 FR2644357B1 (en) | 1993-12-03 |
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| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 11, no. 273 (C-445)[2720], 4 septembre 1987; & JP-A-62 74 425 (TOSHIBA CORP.) 06-04-1987 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006095310A2 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-14 | Arcelik Anonim Sirketi | A cooling device and a phase separator utilized therein |
| WO2006095310A3 (en) * | 2005-03-09 | 2006-11-16 | Arcelik As | A cooling device and a phase separator utilized therein |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2644357B1 (en) | 1993-12-03 |
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