FR2893401A1 - Soupape de regulation de pression pour un cycle de refrigeration - Google Patents

Abstract

Une soupape de régulation de pression (100) d'un cycle de réfrigération super critique de petite taille et résistant aux effets de la température de l'air extérieur, c'est-à-dire une soupape de régulation de pression d'un cycle de réfrigération super critique du type à compression de vapeur, dans lequel un réfrigérant (2) est enfermé dans un espace scellé (91) au-dessus de la membrane (32), la soupape s'ouvre et se ferme conformément à l'équilibre entre la pression de réfrigérant dans l'espace scellé et du réfrigérant dans le cycle de réfrigération, l'espace scellé est mis en communication avec des emplacements (92, 91a) ayant pratiquement des fonctions de détection de température détectant la température du réfrigérant, et le volume des emplacements ayant pratiquement les fonctions de détection de température et d'au moins 50 % du volume total qui est mis en communication avec l'espace scellé.

Description

SOUPAPE DE REGULATION DE PRESSION POUR UN CYCLE DE REFRIGERATION ARRIERE

PLAN DE L'INVENTION

1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une soupape de détente pour un cycle de réfrigération régulant la pression d'un réfrigérant au niveau d'un côté sortie d'un dispositif de refroidissement de gaz d'un cycle de réfrigération du type à compression de vapeur sur la base de la température du réfrigérant au niveau du côté sortie du dispositif de refroidissement de gaz, et se rapporte plus particulièrement à une soupape appropriée pour un cycle de réfrigération super critique utilisant un réfrigérant dans la région super critique du dioxyde de carbone (CO2) etc. 2. Description de la technique apparentée

En général, en tant que système de conditionnement d'air de véhicule, on connaît l'utilisation d'un cycle de réfrigération du type à compression de vapeur mettant en circulation du CO2 en tant que réfrigérant au travers d'un circuit rendu étanche, comme indiqué sur la figure 4, constitué d'un compresseur 1, d'un dispositif de refroidissement de gaz 2, d'une soupape de détente 3, d'un évaporateur 4, d'un accumulateur 5, etc. En outre, comme indiqué sur la figure 1, un cycle constitué du cycle de réfrigération plus un échangeur de chaleur interne 8 est également bien connu. En tant que soupape de détente du type mécanique utilisée pour un tel cycle de réfrigération du type à compression de vapeur, on connaît dans le passé une soupape de régulation de pression telle qu'indiquée dans la publication de brevet japonais (A) N 9-264 622, la publication de brevet japonais (A) N 2000-006 347, et la demande de brevet japonais (A) N 2005-006 344.

Par ailleurs, dans un cycle classique utilisant du HFC134a en tant que réfrigérant, la quantité de surchauffe du réfrigérant à la sortie de l'évaporateur est commandée par une soupape de détente comme indiqué sur la figure 11. Pour commander la quantité de surchauffe, la température du réfrigérant à la sortie de l'évaporateur doit être détectée avec précision. Pour détecter avec précision la température du réfrigérant, une soupape de détente du type à cassette représentée sur la figure 11, où la partie de détection de température est globalement agencée dans le passage du réfrigérant est optimale. Un exemple de ce type de soupape de détente appliquée à un réfrigérant de 002 est décrit dans la publication de brevet japonais (A) N 2.000-193 347.

Cependant, avec une soupape de détente à réfrigérant de CO2r lorsque l'on détecte la température du réfrigérant à haute pression à la sortie du dispositif de refroidissement de gaz, dans le système ci-dessus où la partie de détection de température entière est agencée dans le conduit de réfrigérant (figure 11), l'aire en coupe du conduit de réfrigérant est

importante. Er.. conséquence, dans un but de résistance, l'épaisseur du boîtier au niveau de la partie de détection de température augmente et en conséquence le volume et le poids du système de soupape augmentent.

Pour cette raison, il semblerait qu'un système de soupape d'un type utilisant une ampoule à palpeur extérieur (figure 2) et, en outre, un type détectant la température au-dessous de la membrane du réfrigérant traversant le conduit de réfrigérant dans le boîtier (figure 3) serait avantageux en ce que le système de soupape ne verrait pas son volume ou son poids augmenter. Cependant, si on applique ces types de systèmes de soupapes à un réfrigérant de 002r les problèmes suivants apparaîtraient. C'est-à-dire que, dans un cycle classique utilisant du HEC134a en tant que réfrigérant, le réfrigérant enfermé de manière étanche dans la partie de détection de température où un espace au-dessus de la membrane destiné à détecter la température de réfrigérant est utilisé dans un état biphasique gaz-liquide. La température de la partie de détection de température est inférieure à la température dans le compartiment moteur ou à l'intérieur du véhicule, de sorte que dans la partie de détection de température, le réfrigérant se condense et forme un liquide. Dans l'état biphasique gaz-liquide, la pression de réfrigérant est déterminée par la température de saturation (c'est-à-dire la température du liquide dans du réfrigérant liquide), de sorte que la pression du réfrigérant est déterminée par le biais de la température de la partie de détection de température. Pour cette raison, la pression dans la partie de détection de température ne sera jamais affectée par la température à un emplacement autre que la partie de détection de température. Par comparaison à cela, dans un cycle utilisant un réfrigérant de CO2 en tant que réfrigérant, le réfrigérant renfermé de manière étanche dans la partie de détection de température destiné à détecter la température de réfrigérant est utilisé dans un état super critique. Pour cette raison, la pression d'un réfrigérant n'est pas déterminée simplement par la température de réfrigérant de la partie de détection de température. Elle est affectée par la température du réfrigérant à des emplacements autres que la partie de détection de température, c'est-à-dire l'espace au-dessus de la membrane affectée par la température d'air à l'extérieur ou la température de réfrigérant dans le tube capillaire.

Par ailleurs, une soupape de détente est conçue sur la base de l'idée de l'ouverture et de la fermeture de la soupape sur la base de la température du réfrigérant dans le cycle détectée par la partie de détection de température. En outre, en tant que paramètre correspondant à la température du réfrigérant enfermé de façon étanche de la partie de détection de température correspondant à la température du réfrigérant dans le cycle, la pression du réfrigérant enfermé de manière étanche, c'est-à-dire la pression de commande, est utilisée. Cela revient à dire que, dans un cycle utilisant un réfrigérant de CO2 en tant que réfrigérant, la pression du réfrigérant enfermé de manière étanche utilisé en tant que pression de commande ne correspond plus à la pression de réfrigérant correspondant à la température de réfrigérant enfermé de manière étanche de la partie de détection de température. C'est-à-dire que le point de température de commande de la soupape de détente se décale et que les caractéristiques de commande de la vanne de la soupape de détente se détériorent. RESUME DE L'INVENTION Un but de la présente invention consiste à procurer une soupape de régulation de pression d'un cycle de réfrigération super critique qui soit de petite taille et résiste aux effets de la température de l'air extérieur, etc.

La présente invention procure une soupape de régulation de pression d'un cycle de réfrigération super critique décrite ci-dessous en tant qu'un moyen d'atteindre l'objectif ci-dessus. Conformément à un premier aspect de l'invention, il est procuré une soupape de régulation de pression (100) disposée dans un chemin d'écoulement de réfrigérant allant d'un dispositif de refroidissement de gaz (2) jusqu'à un évaporateur (4) d'un cycle de réfrigération super critique du type à compression de vapeur et régulant une pression d'un côté sortie du dispositif de refroidissement de gaz (2) conformément à une température de réfrigérant d'un côté sortie du dispositif de refroidissement de gaz (2), où le réfrigérant est enfermé de manière étanche dans un espace scellé (91) au-dessus d'une membrane (32), la pression d'un réfrigérant dans le cycle de réfrigération agit sur la membrane (32), un corps de soupape (31) s'ouvre et se ferme conformément à un équilibre entre la pression du réfrigérant à l'intérieur de l'espace scellé (91) et la pression de réfrigérant à l'intérieur du cycle de réfrigération, l'espace scellé (91) est mis en communication avec des emplacements (92, 91a) ayant pratiquement des fonctions de détection de température détectant la température du réfrigérant, et un volume (A) d'emplacements (92, 91a) présentant pratiquement une fonction de détection de température est au moins de 50 d'un volume total (A + B) communiquant avec l'espace scellé (91). De ce fait, il est possible de procurer une soupape de régulation de pression pouvant commander de manière précise la température en réduisant le volume du réfrigérant aux emplacements ne présentant pratiquement pas de fonction de détection de température et susceptible aux effets de la température d'air extérieur. Conformément à un second aspect de l'invention, la soupape de commande de pression est caractérisée par le fait de connecter une ampoule à palpeur (92) destinée à détecter la température du réfrigérant et l'espace scellé (91) audessus de la membrane (32) par un tube capillaire (93). De ce fait, il est possible de procurer une soupape de commande de pression de petite taille. Conformément à un troisième aspect de l'invention, la soupape de commande de pression est caractérisée par la fourniture d'un évidement de corps de soupape (31d) mis en communication avec l'espace scellé (91) au-dessus de la membrane à laquelle est relié le corps de soupape (31). Dans une soupape de régulation de pression du type à boîte, cet évidement (31d) permet que le volume ayant sensiblement une fonction de détection de température soit augmenté. Conformément à un quatrième aspect de l'invention, la soupape de commande de pression est recouverte par un matériau isolant thermiquement au moins au niveau d'une partie de la surface extérieure de l'espace scellé (91). De ce fait, le réfrigérant énfermé de manière étanche n'est plus affecté facilement par la température de l'air extérieur. Conformément à un cinquième aspect de l'invention, la soupape de régulation de pression est munie d'un chapeau (95) séparant la paroi extérieure (35) formant l'espace scellé (91) et l'air extérieur. De ce fait, le réfrigérant fermé de manière étanche n'est plus affecté facilement par la température de l'air extérieur. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Ces buts et caractéristiques de la présente invention, ainsi que d'autres, deviendront plus évidents d'après la description suivante des modes de réalisation préférés donnés en faisant référence aux dessins indexés, dans lesquels : La figure 1 représente un cycle de réfrigération utilisant un échangeur de chaleur interne, La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un premier mode de réalisation conforme à la présente invention (du type à ampoule à palpeur), La figure 3 est une vue en coupe transversale d'un second mode de réalisation conforme à la présente invention (du type à 30 boîte), La figure 4 représente un cycle de réfrigérant utilisant un échangeur de chaleur interne, La figure 5 est une vue en coupe transversale d'un troisième mode de réalisation conforme à la présente invention (du type à 35 boîte, détectant la température du réfrigérant à l'entrée de la soupape), La figure 6 est une vue en coupe transversale d'un quatrième mode de réalisation conforme à la présente invention (du type à boîte + conditionnement thermiquement isolant), La figure 7 est une vue en coupe transversale d'un cinquième mode de réalisation conforme à la présente invention (du type à boîte + chapeau), La figure 8 est une vue simplifiée d'une ampoule à palpeur 5 et d'une autre partie en volet, La figure 9 est une vue représentant des changements de la pression de commande d'un réfrigérant enfermé de manière étanche par rapport au pourcentage en volume (au moment où la température du réfrigérant est de 60 C), 10 La figure 10 est une vue représentant des variations de la pression de commande d'un réfrigérant enfermé de manière étanche par rapport au pourcentage en volume (au moment où la température du réfrigérant est de 40 C), et La figure ll est une vue en coupe transversale d'une soupape 15 de détente du type à cassette classique. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Ci-dessous, des modes de réalisation de la présente invention seront expliqués en faisant référence aux dessins. La figure 1 représente un cycle de réfrigération utilisant un 20 échangeur de chaleur interne, la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un premier mode de réalisation conforme à la présente invention (type d'ampoule à palpeur), la figure 3 est une vue transversale d'un second mode de réalisation conforme à la présente invention (type à boîte), la figure 4 représente un 25 cycle de réfrigération utilisant un échangeur de chaleur interne, la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un troisième mode de réalisation conforme à la présente invention (type à boîte, détectant la température du réfrigérant à l'entrée de la soupape), la figure 6 est une vue en coupe 30 transversale d'un quatrième mode de réalisation conforme à la présente invention (type à boîte + conditionnement thermiquement isolant), la figure 7 est une vue en coupe transversale d'un cinquième mode de réalisation conforme la présente invention (type à boîte + chapeau), la figure 8 est une vue simplifiée 35 d'une ampoule à palpeur et d'une autre partie de volume, la figure 9 est une vue représentant des variations de la pression de commande d'un réfrigérant enfermé de manière étanche par rapport au pourcentage en volume (au moment où la température du réfrigérant est de 60 C), la figure 10 est une vue représentant 40 une variation de la pression de la commande d'un réfrigérant enfermé de manière étanche par rapport au pourcentage en volume (au moment la température du réfrigérant est de 40 C), et la figure 11 est une vue en coupe en transversale d'une soupape de détente du type à cassette classique.

La figure 1 est une vue expliquant un cycle de réfrigérant du type à compression de vapeur faisant circuler du CO2 en tant que réfrigérant (cycle de réfrigération super critique), alors que la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une soupape de détente pour un cycle de réfrigération d'un mode de réalisation de la présente invention appliquée au cycle de réfrigération du type à compression de vapeur représenté sur la figure 1. Sur la figure 1, la référence numérique 1 est un compresseur aspirant un réfrigérant (CO2) et le comprimant alors, que la référence numérique 2 est un dispositif de refroidissement de gaz refroidissant un réfrigérant comprimé par le compresseur 1. Au niveau du côté sortie du dispositif de refroidissement de gaz 2 est prévue une soupape de détente 3 destinée à commander la pression du réfrigérant au niveau du côté sortie de l'échangeur de chaleur interne 8 sur la base de la température du réfrigérant au niveau du côté sortie d'un dispositif de refroidissement de gaz 2 par le biais de l'échangeur de chaleur interne 8. Celui--ci fonctionne également en tant que réducteur de pression destiné à réduire la pression du réfrigérant à haute pression.

Sur la figure 1, la tuyauterie au niveau du côté du dispositif de refroidissement de gaz 2 est munie d'une ampoule à palpeur 7 qui est reliée par le biais d'un tube capillaire 6 à la soupape de détente 3. En conséquence, le degré d'ouverture de soupape de la soupape de détente 3 est commandé sur la base de la variation de la pression interne sur la base de la température de réfrigérant du gaz enfermé de manière étanche dans l'ampoule à palpeur 7. La référence numérique 4 désigne un évaporateur destiné à évaporer un réfrigérant biphasique gaz-liquide dont la pression est réduite par la soupape de détente 3, alors que la référence numérique 5 désigne un accumulateur 5 destiné à séparer le réfrigérant en phase gazeuse et le réfrigérant en phase liquide et à stocker temporairement e réfrigérant en excès dans le cycle de réfrigération. L'échangeur de chaleur interne 8 est agencé dans le cycle afin d'échanger la chaleur entre le réfrigérant allant du dispositif de refroidissement de gaz 2 à la soupape de détente 3 et le réfrigérant venant de l'accumulateur vers le compresseur 1. En conséquence, la soupape de détente 3 est agencée dans le conduit de réfrigérant allant de l'échangeur de chaleur interne 8 à l'évaporateur 4. Ce compresseur 1, ce dispositif de refroidissement de gaz 2, cet échangeur de chaleur interne 8, cette soupape de détente 3, cet évaporateur 4, et cet accumulateur 5 sont reliés par une tuyauterie et forment un circuit fermé.

Ensuite, la figure 2 sera utilisée pour expliquer une soupape de détente pour un cycle de réfrigération conforme à un premier mode de réalisation. La soupape de détente 100 comporte un corps 33 dans lequel est formée une partie du chemin de circulation de réfrigérant allant de l'échangeur de chaleur interne 8, par le biais de l'orifice de soupape 33a, jusqu'à l'évaporateur 4. Le corps 33 est formé avec un orifice d'entrée 33b relié au côté de l'échangeur de chaleur interne 8, un orifice de sortie 33c relié au côté de l'évaporateur 4, et une seconde ouverture 33a destinée à établir la première ouverture 33d et un ressort de réglage 36. Le corps 33 comporte à l'intérieur de celui-ci un corps de soupape d'entrée 1 qui est conçu pour ouvrir et fermer un orifice de soupape 33a. De ce fait, un espace amont C1 relié au côté sortie de l'échangeur de chaleur interne 8 dans le corps 33 et un espace aval C2 relié côté entrée de l'évaporateur 4 sont mis en communication ou déconnectés. Le corps 33 comporte une première ouverture 33d à laquelle un générateur de force de commande est fixé. Ce générateur de force de commande est principalement constitué d'une membrane 32, d'un couvercle 35, et d'un élément de support inférieur 34 et est formé à l'intérieur de celui-ci avec un espace rendu étanche 91. C'est-à-dire que le couvercle 35 est formé au niveau de sa partie centrale avec un évidement 35a destiné à former l'espace rendu étanche 91. La membrane 32 est fixée au niveau de son rebord en étant serrée entre le couvercle 35 et l'élément de support inférieur 34, grâce à quoi un générateur de force de commande est formé. La membrane 32 est un film mince constitué d'un matériau en acier inoxydable et se déforme et se déplace conformément à la différence de pression à l'intérieur et à l'extérieur de l'espace rendu étanche 91. L'élément de support inférieur 34 présente une partie tubulaire 34a et une partie de rebord 34b. La partie filetée formée au niveau de la circonférence extérieure de la partie tubulaire 34a est vissée dans une première ouverture 33d du corps 33, grâce quoi le générateur de force de commande est fixé au corps 33. En outre, le couvercle 35 comporte un tube capillaire 93 relié à l'ampoule à palpeur 92 qui est fixée, alors que l'ampoule à palpeur 92 comporte un réfrigérant enfermé de manière étanche dans celle-ci provenant d'un tube de scellement 99 fixé au côté opposé du tube capillaire 93 à l'espace rendu étanche 91. Après que le réfrigérant y est enfermé de manière étanche, le tube de fermeture étanche 99, est fermé. Le corps de soupape 31 comporte une première extrémité 31b s'étendant depuis l'unité de soupape 31 vers le haut au travers d'une partie tubulaire 34a de l'élément de support inférieur 34 fixé à la membrane 32. Un espace 96, ayant une section transversale en forme d'anneau, est formé entre la surface intérieure de la partie tubulaire 34a et la circonférence extérieure du corps de vanne 31. Cet espace 96 est mis en communication avec un espace amont C1 relié au côté sortie de l'échangeur interne 8. En conséquence, la pression du réfrigérant au niveau du côté sortie de l'échangeur de chaleur interne 8 passe au travers de cet espace 96 et agit sur la membrane 32.

En outre, le corps de soupape 31 comporte un écrou de réglage 37 fixé sur une autre extrémité 31c s'étendant depuis l'unité de soupape 31a vers le bas au travers de l'orifice de soupape 33a. Entre la périphérie inférieure de l'orifice de soupape 33a et l'écrou de réglage 37 est intercalé un ressort de réglage 36 sollicitant le corps de soupape 31 dans le sens de la fermeture de la soupape. En tournant l'écrou de réglage 37, la charge établie initialement du ressort de réglage 36 (élasticité dans l'état de fermeture de l'orifice de soupape 33a) peut être librement réglée. Ce ressort de réglage 36, cet écrou de réglage 37, etc., sont prévus dans l'espace aval C2 relié au côté entrée de l'évaporateur 4. En outre, un chapeau 38 est logé dans une seconde ouverture 33e du corps 33, grâce à quoi le fond de l'espace aval C2 est fermé. Dans la vanne de détente 100 pour un cycle de réfrigérant du 40 premier mode de réalisation configuré de cette manière, la force de fermeture de soupape du corps de soupape 31 est conçue pour être obtenue par le biais de la pression intérieure à l'intérieur de l'espace scellé 91 et du ressort de réglage 36, alors que la face d'ouverture de la soupape du corps de soupape 31 est obtenue par le biais de la pression de réfrigérant du côté sortie de l'échangeur de chaleur interne 8. La soupape de détente 100 est ouverte et fermée en raison de l'équilibre des deux. Par ailleurs, l'ampoule à palpeur 92 est fixée en butée contre la tuyauterie 81 du côté sortie du dispositif de refroidissement de gaz 2 par une bande 82. Le réfrigérant enfermé de manière étanche à l'intérieur de l'ampoule à palpeur 92 est chauffé par la température de la tuyauterie (c'est-à-dire la température de réfrigérant de la sortie du dispositif de refroidissement de gaz) et cette température est détectée. En outre, la circonférence extérieure de l'ampoule à palpeur 92 et la paroi extérieure 35 entourant l'espace scellé 91 en haut de la membrane 32 sont recouverts par le conditionnement thermiquement isolant 98, 94. L'intérieur de l'ampoule à palpeur et de l'espace scellé 91 en haut de la membrane sont mis en communication par l'intermédiaire d'un tube capillaire 93. En outre, la soupape de détente de CO2 exécute une commande par le biais d'un réfrigérant enfermé de manière étanche à haute pression. Le tube capillaire disposé à l'intérieur du compartiment moteur et la paroi extérieure entourant l'espace scellé de la partie supérieure de la membrane sont chauffés par l'air dans le compartiment moteur. Le réfrigérant enfermé de manière étanche à l'intérieur de l'ampoule à palpeur prend un état super critique, de sorte qu'en raison des effets de la température des différents emplacements entourant le réfrigérant enfermé de manière étanche, la pression du réfrigérant enfermé de manière étanche ne correspond plus à la pression de réfrigérant correspondant à la température de réfrigérant enfermé de manière étanche près de l'ampoule à palpeur.

L'ampoule à palpeur et d'autres parties sont représentées de manière simplifiée sur la figure 8. Sur la figure 8, la partie correspondant à l'ampoule à palpeur est représentée par A, alors que les autres parties (haut de la membrane + tube capillaire) sont représentées par B. Sur la base de cette hypothèse, lorsque la masse volumique du réfrigérant enfermé de manière étanche est une valeur standard de 450 kg/M3 et que la température de la partie A est de 60 C, le rapport du volume de la partie A et du volume total A/(A + B) et l'effet de la température B sur la pression de régulation sont indiqués sur la figure 9.

Par exemple, au point S de la figure 9, où la partie A est à 60 C et la partie B est à 80 c et le pourcentage en volume de partie A est de 50 % (rapport 0,5), la partie A a une masse volumique de réfrigérant de 538 kg/m3 et la partie B a une masse volumique de réfrigérant de 362 kg/m3. Les pressions internes des deux s'équilibrent à 13,51 MPa. Cela indique le point où les pressions s'équilibrent en raison de la température et du pourcentage de volume auquel la masse volumique moyenne est susceptible de devenir 450 kg/m3. De cette manière, lorsque le réfrigérant est dans un état super critique en raison de l'effet de la température autre que celle de l'ampoule à palpeur, il est nécessaire de réduire l'effet de la pression de régulation de la vanne de détente reçu de la température atmosphérique dans le compartiment moteur. Pour cette raison, dans le présent mode de réalisation, il est nécessaire de recouvrir l'ampoule à palpeur et les parties autres que l'ampoule à palpeur par un matériau thermiquement isolé pour empêcher le chauffage par la température atmosphérique et pour assurer un pourcentage en volume prédéterminé ou plus de l'ampoule à palpeur.

Plus l'effet du pourcentage en volume devient évident, plus la différence entre la température du réfrigérant et la température atmosphérique est importante. En particulier, lorsque la température au niveau de la sortie du dispositif de refroidissement de gaz est élevée, la pression de commande augmente également, de sorte qu'il y a peu de marge par rapport à la pression limite supérieure du cycle. Pour éviter une pression anormalement haute, il est nécessaire de réduire la variation de la pression de régulation dans ce cas. Plus la variation de la pression de régulation est petite, plus cela est préférable, mais pour donner à celle-ci approximativement la même valeur que la variation dans un capteur de pression en général etc., celle-ci doit être rendue égale à 0,5 MPa ou moins. En envisageant une température maximum du réfrigérant au niveau de la sortie du dispositif de refroidissement de gaz de 60 C et une température à l'intérieur du compartiment moteur de 80 à 100 C, la paroi extérieure de la partie supérieure de la membrane augmente de 5 à 6 C comme la partie extérieure lorsqu'elle est recouverte par un matériau thermiquement isolant, de sorte que la température de la partie B passe de 65 à 66 C. En assurant un volume d'au moins 50 % de la limite minimum en tant que pourcentage en volume de l'ampoule à palpeur, la variation peut être rendue égale à 0,5 MPa ou moins. Lorsque la température de réfrigérant à la sortie du dispositif de refroidissement de gaz est faible, la pression de régulation est faible, de sorte qu'il existe une marge par rapport à la pression limite supérieure de cycle. Cependant, comme la différence de température avec la température atmosphérique augmente, l'effet de la température atmosphérique augmente. La figure 10 représente l'effet de la température autre que l'ampoule à palpeur dû à la température atmosphérique dans le cas où la température du réfrigérant est de 40 C. Par exemple, lorsque la température du réfrigérant est de 40 c, lorsque la différence de température par rapport à l'atmosphère est augmentée jusqu'à 60 C, la température de paroi extérieure augmente pour s'approcher jusqu'à environ 10 c et la température de paroi extérieure devient d'environ 50 C mais on a appris que pour faire en sorte que la variation de la pression de régulation soit d'environ La même valeur de 0,5 MPa, il est préférable de faire en sorte que le pourcentage en volume de l'ampoule à palpeur soit d'au moins 60 En outre, d'après la figure 10, lorsque le pourcentage en volume de l'ampoule à palpeur est de 70 % ou moins, la variation de la pression de régulation due aux effets de la température augmente, en rendant ainsi le pourcentage en volume égal à 70 % ou plus, il est possible de réduire la variation de la pression de commande à environ 0,5 MPa même si l'on omet le matériau thermiquement isolant autre que l'ampoule à palpeur.

La figure 3 représente un second mode de réalisation. Le présent mode de réalisation est ce que l'on appelle une soupape de détente du type à boîte. Dans le type à boîte, au lieu d'une ampoule à palpeur, le réfrigérant à haute pression est introduit au-dessous de la membrane pourdétecter la température du réfrigérant. Plus particulièrement, le corps 33 comporte une première ouverture 33d à laquelle une partie de détection de température présentant sensiblement la moitié de la même fonction que celle de l'ampoule à palpeur du premier mode de réalisation est fixée. Cette partie de détection de température est principalement constituée d'une membrane 32, d'un couvercle 35, et d'un élément de support inférieur 34 et est formée à l'intérieur de celui-ci avec un espace scellé 91. C'est-à-dire que le couvercle 35 est formé au niveau de sa partie centrale avec un évidement 35a pour former l'espace scellé 91. La membrane 32 est fixée au niveau de son rebord en étant serrée entre le couvercle 35 et l'élément de support inférieur 34, grâce à quoi une partie de détection de température est formée. La membrane 32 est un film mince constitué d'un matériau d'acier inoxydable et se déforme et se déplace conformément à la différence de pression à l'intérieur et à l'extérieur de l'espace scellé 91. L'élément de support inférieur 34 présente une partie tubulaire 34a et une partie de rebord 34b. La partie filetée formée au niveau de la circonférence extérieure de la partie tubulaire 34a est vissée dans une première ouverture 33d du corps 33, grâce à quoi la partie de détection de température est fixée au corps 33. En outre, le couvercle 35 comporte un tube de scellement 35b fixé à celui-ci. Le réfrigérant est injecté depuis le tube de scellement 35b à l'intérieur de l'espace scellé 91. Après que le réfrigérant est enfermé de manière étanche, le tube de scellement 35b est fermé. De cette manière, l'espace scellé 91, dans lequel le réfrigérant est enfermé de manière étanche devient un espace plat au-dessus de la membrane, de sorte que le côté de la membrane est en contact avec la température de réfrigérant, alors que la paroi extérieure de l'espace scellé sur la membrane est en contact avec l'air extérieur. En conséquence, l'espace 91a de la moitié inférieure de la membrane 32 de l'espace scellé 91 chauffé par la température du réfrigérant correspond à l'ampoule à palpeur, alors que la moitié supérieure restante correspond à la partie autre que l'ampoule à palpeur. En conséquence, en recouvrant la paroi extérieure par un matériau thermiquement isolant, il est possible d'assurer une limite minimum de volume ayant une fonction de détection de température.

En outre, dans le présent mode de réalisation, pour augmenter le rapport de la partie de détection de la température et réduire des variations de la pression de régulation, un espace communiquant avec l'espace scellé 91 en haut de la membrane par l'intermédiaire d'un trou 31d au centre de la membrane 32 est prévu au centre de la tige d'actionnement 31. La tige d'actionnement 31 a la même fonction qu'une ampoule à palpeur puisqu'elle est entourée par le réfrigérant de sorte que le pourcentage en volume de la partie de détection de température peut être augmenté. Plus le volume de l'espace au-dessous de la membrane est grand, plus on peut diminuer la variation de la pression de régulation due à la température atmosphérique. Avec le type à boîte également, il est efficace de faire en sorte que le pourcentage en volume de la partie essentielle de détection de température soit d'au moins 60 On notera que le pourcentage en volume est calculé comme suit . Pourcentage en volume : A/(A + B) A = Vux 0,5 + Vb B = Vux 0,5 où, Vu : volume du côté supérieur de la membrane (91) Vb : volume du côté inférieur de la membrane (31d).

La figure 5 représente un troisième mode de réalisation. Le troisième mode de réalisation est du type à boîte et détecte la température du réfrigérant à l'entrée de la soupape. Lorsque l'on combine ce type avec le cycle de la figure 1, la température de réfrigérant après l'échangeur de chaleur interne est détectée en but de la régulation, alors que, lorsque l'on combine celui-ci avec le cycle de la figure 4, la température du réfrigérant de la sortie du dispositif de refroidissement de gaz est détectée en vue de la commande. Les actions et les effets sont similaires à ceux du second mode de réalisation. La figure 6 représente un quatrième mode de réalisation. Le quatrième mode de réalisation est un type à boîte utilisant un conditionnement thermiquement isolant. Dans le cas du type à boîte, la paroi formant l'espace intérieur au-dessus d.e la membrane est en contact avec l'air extérieur au niveau de sa surface extérieure, de sorte qu'elle est facilement affectée par la température dans le compartiment moteur. Pour cette raison, s'il l'on recouvre la partie en contact avec l'air extérieur avec un matériau thermiquement isolant, la variation de la pression du réfrigérant enfermé de manière étanche due à la température de l'air extérieur peut être davantage réduite.

La figure 7 représente un cinquième mode de réalisation. Le cinquième mode de réalisation est un type à boîte utilisant un chapeau. Par comparaison au quatrième mode de réalisation, la partie de la paroi extérieure entourant l'espace scellé en contact avec l'air extérieur est recouverte par un chapeau fait de matière plastique, etc., pour garder à l'extérieur l'air extérieur et ne permet ainsi que la variation de la pression de commande en fonction de la température de l'air extérieur soit davantage réduite. On notera que les soupapes de détente de tous les modes de réalisations conformes à la présente invention peuvent être utilisées pour les cycles à la fois de la figure 1 et de la figure 4. Bien que l'invention ait été décrite en faisant référence à des modes de réalisations spécifiques choisis à des fins d'illustration, il doit être évident que de nombreuses modifications pourraient lui être apportées par l'homme de l'art sans s'écarter du concept de base et de la portée de l'invention.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Soupape de régulation de pression (100) agencée dans un chemin de circulation de réfrigérant allant d'un dispositif de réfrigérant de gaz (2) à un évaporateur (4) d'un cycle de réfrigération super critique du type à compression de vapeur et commandant une pression d'un côté sortie dudit dispositif de refroidissement de gaz (2) conformément à une température de réfrigérant d'un côté dudit sortie dispositif de refroidissement de gaz (2), où le réfrigérant est enfermé de manière étanche dans un espace scellé (91) au-dessus d'une membrane (32), la pression d'un réfrigérant dans le cycle de réfrigération agit sur ladite membrane (32), un corps de soupape (31) s'ouvre et se ferme conformément à un équilibre entre la pression du réfrigérant à l'intérieur de l'espace scellé (91) et la pression du réfrigérant à l'intérieur dudit cycle de réfrigération, ledit espace scellé (91) est mis en communication avec des emplacements (92, 91a) ayant pratiquement des fonctions de détection de température détectant la température du réfrigérant, et un volume (A) d'emplacement (92, 91a) ayant sensiblement une fonction de détection de température est d'au moins 50 % d'un 25 volume total (A + B) incluant ledit espace scellé (91).

2. Soupape de régulation de pression selon la revendication 1, dans laquelle une ampoule à palpeur (92) destinée à détecter la température du réfrigérant est reliée à l'espace scellé (91) 30 au-dessus de la membrane (32) par le biais d'un tube capillaire (93).

3. Soupape de régulation de pression selon la revendication 1, dans laquelle le corps de soupape (31) est doté d'un 35 évidement (31d) mis en communication avec l'espace scellé (91) au-dessus de la membrane à laquelle le corps de soupape (31) est relié.

4. Soupape de régulation de pression selon l'une quelconque 40 des revendications 1 à 3, dans laquelle au moins une partie dela surface extérieure dudit espace scellé (91) est recouverte par un matériau thermiquement isolant.

5. Soupape de régulation de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, munie d'un chapeau (95) séparant la paroi extérieure (35) formant l'espace scellé (91) et l'air extérieur.