FR2940421A1 - Dispositif combine constitue d'un echangeur de chaleur interne et d'un accumulateur, et pourvu d'un organe de reintegration d'huile de lubrification - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif combiné (12) comprenant une enceinte (26) pourvue d'une sortie « basse pression » (16). Ladite enceinte (26) loge un échangeur de chaleur interne (5) et une zone d'accumulation (20). L'échangeur de chaleur interne (5) est pourvu d'une sortie (36) d'une branche « basse pression » (10) de l'échangeur de chaleur interne (5). Une conduite (37) est interposée entre la sortie (36) de la branche « basse pression » (10) de l'échangeur de chaleur interne (5) et la sortie « basse pression » (16) de l'enceinte (26). La conduite (37) s'étend au moins partiellement à l'intérieur de la zone d'accumulation (20). La conduite (37) est pourvue d'un orifice de communication (41) avec la zone d'accumulation (20).

Description

Dispositif combiné constitué d'un échangeur de chaleur interne et d'un accumulateur, et pourvu d'un organe de réintégration d'huile de lubrification.

Domaine technique de l'invention.

La présente invention est du domaine des boucles de climatisation coopérant avec une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile. Elle a pour objet un dispositif combiné associant un échangeur de chaleur interne et un accumulateur participant d'une telle boucle. Elle a enfin pour objet une boucle de climatisation comprenant un tel dispositif combiné.

Etat de la technique.

Un véhicule automobile est couramment équipé d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour réguler les paramètres aérothermiques de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. L'installation est principalement constituée d'un boîtier en matière plastique qui est logé sous une planche de bord du véhicule. Le boîtier canalise la circulation d'au moins un flux d'air préalablement à la délivrance de ce dernier à l'intérieur de l'habitacle.

Une telle installation coopère avec une boucle de climatisation pour refroidir le flux d'air préalablement à l'évacuation de ce dernier hors du boîtier vers l'habitacle.

Ladite boucle comprend une pluralité d'éléments tels qu'au moins un compresseur, un refroidisseur de gaz, un échangeur de chaleur interne, un organe de détente, un évaporateur et un accumulateur.

A l'intérieur des éléments de ladite boucle, circule un fluide constitué d'un mélange d'un fluide réfrigérant, tel qu'un fluide supercritique, dioxyde de carbone connu sous la référence R744 notamment, et d'une huile de lubrification du compresseur. Cette huile est principalement constituée d'un corps gras apte à graisser les parties mobiles du compresseur pour pérenniser ce dernier et fiabiliser son fonctionnement.

Le fluide circule depuis le compresseur vers le refroidisseur de gaz, puis au travers d'une branche haute pression de l'échangeur de chaleur interne, puis vers l'organe de détente, ensuite au travers de l'évaporateur, puis vers l'accumulateur, et enfin au travers d'une branche basse pression de l'échangeur de chaleur interne, pour retourner au compresseur.

Le compresseur est destiné à recevoir le fluide réfrigérant à l'état gazeux et à le comprimer pour le porter à haute pression. Le refroidisseur de gaz est apte à refroidir le fluide réfrigérant comprimé, à pression relativement constante, en cédant de la chaleur à son environnement. L'organe de détente est à même d'abaisser la pression du fluide réfrigérant sortant du refroidisseur de gaz en l'amenant au moins en partie à l'état liquide. L'évaporateur est quant à lui propre à faire passer à l'état gazeux le fluide réfrigérant à l'état liquide provenant de l'organe de détente, à pression relativement constante, en prélevant de la chaleur audit flux d'air qui traverse l'évaporateur. Le fluide réfrigérant vaporisé est ensuite aspiré par le compresseur. Ces dispositions sont telles que le fluide réfrigérant est à haute pression à l'intérieur de la branche haute pression de l'échangeur de chaleur interne tandis qu'il est à basse pression à l'intérieur de la branche basse pression de l'échangeur de chaleur interne.

L'accumulateur assure une fonction de séparation entre d'une part une phase gazeuse du fluide réfrigérant, et d'autre part une phase liquide du fluide réfrigérant et l'huile de lubrification. A cette fin, l'accumulateur comporte une zone de séparation à l'intérieur de laquelle lesdites phases et ladite huile se dissocient par gravité, sous l'effet de leurs masses volumiques respectives.

L'accumulateur assure aussi une fonction de stockage d'une charge circulante de fluide réfrigérant et/ou d'huile de lubrification en fonction des conditions d'utilisation de la boucle de climatisation. Pour cela, l'accumulateur comporte une zone d'accumulation du fluide réfrigérant à l'état liquide et/ou de l'huile de lubrification que la zone d'accumulation recueille simultanément en provenance de la zone de séparation.

Dans sa généralité, l'accumulateur est constitué d'une enceinte logeant la zone de séparation et la zone d'accumulation, la zone de séparation surplombant la zone d'accumulation. L'enceinte comprend une cloison inférieure qui délimite la zone d'accumulation en partie basse de l'enceinte et une cloison supérieure qui délimite la zone de séparation en partie haute de l'enceinte.

Le fluide réfrigérant à basse pression et l'huile de lubrification en provenance de l'évaporateur pénètrent à l'intérieur de l'enceinte à travers la cloison supérieure pour être admis à l'intérieur de la zone de séparation. Le fluide réfrigérant se dissocie en phase gazeuse et en phase liquide à l'intérieur de la zone de séparation. L'huile de lubrification et le fluide réfrigérant à l'état liquide chutent depuis la zone de séparation vers la zone d'accumulation. La densité de l'huile de lubrification étant supérieure à celle du fluide réfrigérant à l'état liquide, ladite huile tend à s'accumuler directement au-dessus de la cloison inférieure en une couche inférieure de ladite zone d'accumulation, tandis que le fluide réfrigérant à l'état liquide tend à surnager au-dessus de ladite huile et à s'accumuler en une couche supérieure de ladite zone d'accumulation.

L'échangeur de chaleur interne quant à lui est configuré de manière à ce que le fluide réfrigérant à haute température qui circule à l'intérieur de la branche haute pression de l'échangeur de chaleur interne puisse céder de la chaleur au fluide réfrigérant à basse température qui circule à l'intérieur de la branche basse pression de l'échangeur de chaleur interne.

Le document JP10019421 (NIPPON SOKEN ; DENSO CORP) propose d'associer l'échangeur de chaleur interne et l'accumulateur en un dispositif combiné. Dans sa généralité, ce dernier comprend ladite enceinte dont ladite cloison supérieure est pourvue d'une ouverture obturée par un couvercle. L'enceinte loge l'échangeur de chaleur interne qui surplombe ladite zone d'accumulation.

Le fluide réfrigérant à l'état liquide et l'huile de lubrification tendent à s'accumuler par gravité au-dessus de la cloison inférieure de l'enceinte. Le fluide réfrigérant à l'état gazeux tend à se concentrer en une zone supérieure de l'enceinte, ladite zone supérieure logeant l'échangeur de chaleur interne. Ces dispositions sont telles que le fluide réfrigérant à l'état gazeux baigne les faces de l'échangeur de chaleur interne et enveloppe ce dernier.

L'échangeur de chaleur interne est pourvu d'un conduit coudé agencé en U, dont une première extrémité est disposée en la partie supérieure de l'enceinte pour admettre à l'intérieur du conduit le fluide réfrigérant à l'état gazeux, et le véhiculer jusqu'à une deuxième extrémité du conduit en communication avec l'échangeur de chaleur interne.

Un tel dispositif combiné présente un premier inconvénient qui réside dans le fait que des pertes de charge importantes sont susceptibles d'être générées à l'intérieur de la branche basse pression de l'échangeur de chaleur interne, en raison d'une présence d'huile de lubrification accompagnant le fluide réfrigérant à basse pression et à l'état gazeux, à l'intérieur de la branche basse pression de l'échangeur de chaleur interne.

Un tel dispositif combiné présente un second inconvénient qui réside dans le fait qu'un rendement d'échange thermique entre le fluide réfrigérant circulant à l'intérieur de la branche basse pression et le fluide réfrigérant circulant à l'intérieur de la branche haute pression est faible, également en raison de la présence d'huile de lubrification accompagnant le fluide réfrigérant à basse pression et à l'état gazeux, à l'intérieur de la branche basse pression de l'échangeur de chaleur interne.

Objet de l'invention.

Un premier but de la présente invention est de proposer un dispositif combiné associant un échangeur de chaleur interne et un accumulateur participant d'une boucle de climatisation, ledit dispositif combiné étant agencé pour minimiser des pertes de charge susceptibles d'affecter un fluide réfrigérant circulant à l'intérieur dudit dispositif combiné.

Un second but de la présente invention est de proposer un tel dispositif combiné dont un rendement d'échange thermique entre une branche basse pression et une branche haute pression que comporte un tel dispositif combiné soit maximal pour procurer un coefficient de performance COP d'une boucle de climatisation comprenant un tel dispositif combiné qui soit le plus important possible.

Un troisième but de la présente invention est de proposer une boucle de climatisation comprenant un tel dispositif combiné, l'agencement de ce dernier facilitant son intégration sur la boucle de climatisation dans certaines conformations de cette dernière pour améliorer le coefficient de performance COP de la dite boucle.

Un quatrième but de la présente invention est d'assurer un bon retour d'huile vers le compresseur quand ce dernier est en phase de fonctionnement et de minimiser l'accumulation de cette huile dans le dispositif combiné selon l'invention quand le compresseur, autrement dit la boucle, est à l'arrêt.

Le dispositif de la présente invention est un dispositif combiné comprenant une enceinte pourvue d'une sortie basse pression . Ladite enceinte loge un échangeur de chaleur interne et une zone d'accumulation, l'échangeur de chaleur interne étant pourvu d'une sortie d'une branche basse pression de l'échangeur de chaleur interne. Une conduite est interposée entre la sortie de la branche basse pression de l'échangeur de chaleur interne et la sortie basse pression de l'enceinte. La conduite s'étend au moins partiellement à l'intérieur de la zone d'accumulation.

L'invention peut aussi être définie de la manière suivante : Un dispositif combiné comprenant une enceinte qui loge un échangeur de chaleur et une zone d'accumulation, l'enceinte est parcourue par un premier circuit, autrement appelé branche basse pression , parcouru dans un premier sens de circulation par un fluide, ledit premier circuit échange par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur interne avec un deuxième circuit qui parcourt l'enceinte, autrement appelé branche haute pression , ledit deuxième circuit est parcouru par le fluide dans un second sens de circulation opposé au premier sens de circulation caractérisé en ce que le dispositif comprend un organe de captage d'huile présente dans le dispositif combiné, ledit organe est placé sur le premier circuit et en aval de l'échangeur de chaleur interne selon le sens de circulation du fluide au sein de ce premier circuit.

La conduite est avantageusement pourvue d'un orifice de communication avec la zone d'accumulation.

La conduite comporte préférentiellement un diamètre D qui est compris entre 6 mm et 12 mm.

L'orifice de communication comporte avantageusement un diamètre D' qui est compris entre 0,3 mm et 1,1 mm.

Le diamètre D' est de préférence compris entre 0,3 mm et 0,8 mm.

L'orifice de communication est avantageusement équipé d'un filtre à particules comportant une maille comprise entre 30 pm et 200 pm.

De préférence, un capillaire est interposé entre l'orifice de communication et ledit filtre. 30 Le capillaire présente préférentiellement une longueur L comprise entre 25 mm et 300 mm.

La longueur L est avantageusement comprise entre 25 mm et 150 mm.

Le capillaire comporte préférentiellement un diamètre interne D" compris entre 0,5 m et 3 mm.

L'enceinte comporte avantageusement une cloison supérieure et une cloison inférieure opposée à la cloison supérieure, l'enceinte étant en outre pourvue d'une entrée haute pression , d'une sortie haute pression , d'une entrée basse pression , et d'une sortie basse pression .

Selon une première forme de réalisation, la cloison supérieure est pourvue de l'entrée haute pression , de la sortie haute pression , de l'entrée basse pression et de la sortie basse pression .

Selon une deuxième forme de réalisation, la cloison supérieure est pourvue de l'entrée haute pression , de la sortie haute pression , de l'entrée basse pression tandis que la cloison inférieure est munie de la sortie basse pression .

Selon une troisième forme de réalisation, la cloison supérieure est pourvue de la sortie haute pression et de l'entrée basse pression tandis que la cloison inférieure est munie de la sortie basse pression et de l'entrée haute pression .

Une boucle de climatisation de la présente invention est principalement 30 reconnaissable en ce que ladite boucle comprend un tel dispositif combiné.

Un fluide F constitué d'un mélange d'un fluide réfrigérant FR et d'une huile de lubrification H circulant à l'intérieur de ladite boucle, la zone d'accumulation du dispositif combiné comporte avantageusement une couche inférieure de réception de ladite huile H et une couche supérieure de réception du fluide réfrigérant à l'état liquide FRL, la couche inférieure logeant au moins partiellement la conduite.

L'orifice de communication est avantageusement disposé à l'intérieur de ladite couche inférieure.

Description des figures.

La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant apparaîtront, à la lecture de la description qui va être faite de variantes de réalisation en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : La fig.1 est une illustration schématique d'une boucle de climatisation comprenant un dispositif combiné selon la présente invention. Les fig.2 à fig.8 sont des illustrations schématiques de variantes respectives de réalisation du dispositif combiné représenté sur la figure précédente.

Sur la fig.1, une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipant un véhicule automobile coopère avec une boucle de climatisation 1 pour refroidir un flux d'air 2 préalablement à la délivrance de ce dernier à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. La boucle de climatisation 1 comprend un compresseur 3, un refroidisseur de gaz 4, un échangeur de chaleur interne 5, un organe de détente 6, un évaporateur 7 et un accumulateur 8 à l'intérieur desquels circule un fluide F. Ce dernier est constitué d'un mélange d'un fluide réfrigérant FR, tel qu'un fluide supercritique, dioxyde de carbone connu sous la référence R744 notamment et d'une huile de lubrification H. Celle-ci est ajoutée au fluide réfrigérant FR pour pérenniser le fonctionnement du compresseur 3.

Le fluide F circule depuis le compresseur 3 vers le refroidisseur de gaz 4, puis au travers d'une branche haute pression 9 de l'échangeur de chaleur interne 5, puis vers l'organe de détente 6, ensuite au travers de l'évaporateur 7, puis vers l'accumulateur 8, et enfin au travers d'une branche basse pression 10 de l'échangeur de chaleur interne 5, pour retourner au compresseur 3. Ces dispositions visent à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant FR circulant à haute pression et à haute température à l'intérieur de ladite branche haute pression 9 et le fluide réfrigérant FR circulant à basse pression et à basse température à l'intérieur de ladite branche basse pression 10. II en résulte une amélioration d'un coefficient de performance COP de la boucle de climatisation 1.

La boucle de climatisation 1 comprend une ligne haute pression 17 qui débute en sortie du compresseur 3 et se termine en entrée de l'organe de détente 6, selon un sens de circulation 11 du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la boucle de climatisation 1, le refroidisseur de gaz 4 et la branche haute pression 9 de l'échangeur de chaleur interne 5 étant interposés entre ces deux points.

La boucle de climatisation 1 comprend aussi une ligne basse pression 18 qui débute en sortie de l'organe de détente 6 et se termine en entrée du compresseur 3, selon le sens de circulation 11 du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la boucle de climatisation 1, l'évaporateur 7, l'accumulateur 8 et la branche basse pression 10 de l'échangeur de chaleur interne 5 étant interposés entre ces deux points.

L'accumulateur 8, disposé en aval de l'évaporateur 7 selon le sens de circulation 11 du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la boucle de climatisation 1, permet une séparation d'une phase gazeuse FRG et d'une phase liquide FRL du fluide réfrigérant FR en provenance de l'évaporateur 7 et un stockage d'un reliquat de fluide réfrigérant à l'état liquide FRL et d'huile de lubrification H. A cette fin, l'accumulateur 8 comporte une zone de séparation 19 desdites phases FRG,FRL et une zone d'accumulation 20 de la phase liquide FRL L'échangeur de chaleur interne 5 et l'accumulateur 8 sont associés en un dispositif combiné 12 formant un ensemble monobloc assurant conjointement les fonctions de l'échangeur de chaleur interne 5 et de l'accumulateur 8. Les caractères combiné et monobloc dudit dispositif 12 permettent à l'échangeur de chaleur interne 5 et à l'accumulateur 8 d'être installés simultanément sur la boucle de climatisation 1, l'échangeur de chaleur interne 5 et l'accumulateur 8 formant un ensemble intégré. Ceci a pour effet de se dispenser d'une conduite installée dans le compartiment moteur du véhicule, entre une sortie 22 de l'accumulateur 8 et une entrée 23 de la branche basse pression 10 de l'échangeur de chaleur interne 5.

Le dispositif combiné 12 comporte une entrée haute pression 13 à travers laquelle le fluide réfrigérant FR en provenance du refroidisseur de gaz 4 est admis à l'intérieur du dispositif combiné 12. Le dispositif combiné 12 comporte aussi une sortie haute pression 14 à travers laquelle le fluide réfrigérant FR à haute pression est évacué hors du dispositif combiné 12 vers l'organe de détente 6. L'entrée haute pression 13 et la sortie haute pression 14 sont reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un chemin de circulation haute pression 24 qui comprend la branche haute pression 9 de l'échangeur de chaleur interne 5.

Le dispositif combiné 12 comporte aussi une entrée basse pression 15 à travers laquelle le fluide réfrigérant FR en provenance de l'évaporateur 7 est admis à l'intérieur du dispositif combiné 12. Le dispositif combiné 12 comporte enfin une sortie basse pression 16 à travers laquelle le fluide réfrigérant FR à l'état gazeux et à basse pression est évacué hors du dispositif combiné 12 vers le compresseur 3. L'entrée basse pression 15 et la sortie basse pression 16 sont reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un chemin de circulation basse pression 25 qui comprend la branche basse pression 10 de l'échangeur de chaleur interne 5 et la zone de séparation 19.

Sur les fig.2 à fig.8, le dispositif combiné 12 comprend une enceinte 26 qui est constituée d'une cloison supérieure 27, d'une cloison inférieure 28 et d'au moins une paroi latérale 29. Cette dernière est notamment conformée en un tube allongé, formant la paroi latérale 29, dont les extrémités sont obturées par un couvercle supérieur formant la cloison supérieure 27 et un couvercle inférieur formant la cloison inférieure 28. L'enceinte 26 loge l'échangeur de chaleur interne 5, la zone de séparation 19 et la zone d'accumulation 20. La zone de séparation 19 surplombe la zone d'accumulation 20. Cette dernière comprend une couche inférieure 30 qui recueille la dite huile H dont la densité est supérieure à celle du fluide réfrigérant FR qui surnage en une couche supérieure 31 de la zone d'accumulation 20.

L'enceinte 26 est pourvue de l'entrée haute pression 13 à travers laquelle émerge un collecteur d'entrée 32 haute pression de l'échangeur de chaleur interne 5. Le fluide F en provenance du refroidisseur de gaz 4 pénètre à l'intérieur de l'échangeur de chaleur interne 5 par l'intermédiaire du collecteur d'entrée 32 haute pression pour parcourir la branche haute pression 9. Le fluide F est évacué hors de l'échangeur de chaleur interne 5 par l'intermédiaire d'un collecteur de sortie haute pression 33 qui émerge à travers la sortie haute pression 14 ménagée à travers l'enceinte 26. Le fluide F est ensuite admis à l'intérieur de l'organe de détente 6.

L'enceinte 26 est pourvue de l'entrée basse pression 15 à travers laquelle le fluide F en provenance de l'évaporateur 7 est admis à l'intérieur du dispositif combiné 12. L'entrée basse pression 15 est équipée d'une buse 34 qui s'étend à l'intérieur de ladite enceinte 26 jusqu'à la zone de séparation 19. Le fluide F se dissocie en fluide réfrigérant à l'état gazeux FRG, en fluide réfrigérant à l'état liquide FRL et en huile de lubrification H.

Le fluide réfrigérant à l'état gazeux FRG diffuse vers une zone supérieure 35 de l'enceinte 26 tandis que le fluide réfrigérant à l'état liquide FRL et l'huile de lubrification H chutent sous l'effet de la gravité à l'intérieur de la zone d'accumulation 20.

L'échangeur de chaleur interne 5 est pourvu de l'entrée 23 de la branche basse pression 10 qui est logée à l'intérieur de ladite zone supérieure 35 pour permettre une admission du fluide réfrigérant à l'état gazeux FRG à l'intérieur de la branche basse pression 10. L'entrée 23 de la branche basse pression 10 est équipée d'un collecteur d'entrée basse pression 43 qui est agencé en un canal. A l'intérieur de la branche basse pression 10, le fluide réfrigérant à l'état gazeux FRG reçoit de la chaleur en provenance du fluide F à haute pression qui circule à l'intérieur de la branche haute pression 10. L'échangeur de chaleur interne 5 est aussi pourvu d'une sortie 36 de la branche basse pression 10 qui est équipée d'une conduite 37. Cette dernière s'étend entre la sortie 36 de la branche basse pression 10 et la sortie basse pression 16 que comporte l'enceinte 26. La conduite 37 comporte un diamètre D qui est compris entre 6 mm et 12 mm.

Selon la présente invention, la conduite 37 traverse la zone d'accumulation 20, et plus particulièrement la couche inférieure 30 de la zone d'accumulation 20. La conduite 37 est pourvue d'un orifice de communication 41 avec ladite couche inférieure 30 pour permettre une admission d'huile H à l'intérieur de ladite conduite 37. L'orifice de communication 41 est ménagé en une portion de la conduite 47 qui est immergée à l'intérieur de la couche inférieure 30. Ces dispositions sont telles que l'huile H n'est associée au fluide réfrigérant à l'état gazeux FRG qu'après la sortie 36 de la branche basse pression 10 de l'échangeur de chaleur interne 5, et en aucun cas à l'intérieur d'un volume délimité par l'échangeur de chaleur interne 5. Il en résulte une minimisation des pertes de charge qu'est susceptible de subir le fluide réfrigérant FRG à l'intérieur de la branche basse pression 10 de l'échangeur de chaleur interne 5. II en résulte également une maximisation de l'échange de chaleur entre le fluide réfrigérant FR à haute pression et à haute température présent à l'intérieur de la branche haute pression et le fluide réfrigérant à l'état gazeux FRG présent à l'intérieur de la branche basse pression 10.

A l'opposé de la sortie 36 de la branche basse pression 10, la conduite 37 débouche à travers la sortie basse pression 16 du dispositif combiné 12 pour l'évacuation du mélange de fluide réfrigérant à l'état gazeux FRG et de l'huile H vers le compresseur 3. Ledit orifice de communication 41 est équipé d'un filtre 40 pour éviter une admission d'impuretés à l'intérieure de la conduite 37. Le filtre 40 comporte une maille comprise entre 30 pm et 200 pm.

10 Ledit orifice de communication 41 comporte un diamètre D' qui est compris entre 0,3 mm et 1,1 mm, voire et de préférence compris entre 0,3 mm et 0,8 mm. Ces dispositions visent à limiter des pertes de charge que sont susceptibles de subir le fluide réfrigérant à l'état gazeux FRG et ladite huile H à l'intérieur de la conduite 37. 15 Selon la première variante de réalisation représentée sur la fig.2, le couvercle supérieur 27 est pourvu de l'entrée haute pression 13, de la sortie haute pression 14, de l'entrée basse pression 15 et de la sortie basse pression 16. L'échangeur de chaleur interne 5 surplombe la zone de séparation 19 et est 20 logé à l'intérieur de la zone supérieure 35 de l'enceinte 26. L'entrée 23 de la branche basse pression 10 est ménagée sur une face inférieure 38 de l'échangeur de chaleur interne 5 qui fait directement face à la cloison inférieure 28 de l'enceinte 26. La zone de séparation 19 et la zone d'accumulation 20 sont interposées entre la face inférieure 38 et le couvercle inférieur 28. Le collecteur 25 d'entrée basse pression 43 est logé à l'intérieur de la zone supérieure 35. De même, la sortie 36 de la branche basse pression 10 est également ménagée sur ladite face inférieure 38. La conduite 37 est agencée en un tube coudé conformé en U qui traverse successivement la zone de séparation 19, puis la couche supérieure 31, puis la couche inférieure 30, puis la couche supérieure 31, 30 puis la zone de séparation 19 et la zone supérieure 35, et enfin le couvercle supérieur 27.5 Selon la deuxième variante de réalisation représentée sur la fig.3, le couvercle supérieur 27 est pourvu de l'entrée haute pression 13, de la sortie haute pression 14, de l'entrée basse pression 15 tandis que le couvercle inférieur 28 est muni de la sortie basse pression 16. L'avantage d'une telle structure est l'intégration du dispositif combiné à l'intérieur d'un compartiment moteur d'un véhicule automobile. En effet, le tracé des conduites de la boucle de climatisation est dicté par l'encombrement des autres éléments dans ce compartiment et il peut devenir avantageux d'avoir trois conduites solidarisées sur la partie supérieure du dispositif combiné et une canalisation fixée sur la partie inférieure ou fond du dispositif combiné. L'échangeur de chaleur interne 5 surplombe la zone de séparation 19 et est logé à l'intérieur de la zone supérieure 35 de l'enceinte 26. L'entrée 23 de la branche basse pression 10 est ménagée sur la face inférieure 38 de l'échangeur de chaleur interne 5 qui fait directement face à la cloison inférieure 28 de l'enceinte 26. La zone de séparation 19 et la zone d'accumulation 20 sont interposées entre la face inférieure 38 et le couvercle inférieur 28. Le collecteur d'entrée basse pression 43 est logé à l'intérieur de la zone supérieure 35. De même, la sortie 36 de la branche basse pression 10 est ménagée sur ladite face inférieure 38. La conduite 37 est agencée en un tube, par exemple rectiligne, qui traverse successivement la zone de séparation 19, la couche supérieure 31, la couche inférieure 30 et enfin le couvercle inférieur 28.

Selon la troisième variante de réalisation représentée sur la fig.4, le couvercle supérieur 27 est pourvu de l'entrée haute pression 13, de la sortie haute pression 14, de l'entrée basse pression 15 tandis que le couvercle inférieur 28 est muni de la sortie basse pression 16. L'échangeur de chaleur interne 5 surplombe la zone de séparation 19 et est logé à l'intérieur de la zone supérieure 35 de l'enceinte 26. L'entrée 23 de la branche basse pression 10 est ménagée sur la face inférieure 38 de l'échangeur de chaleur interne 5 qui fait face à la cloison inférieure 28 de l'enceinte 26. La zone de séparation 19 et la zone d'accumulation 20 sont interposées entre la face inférieure 38 et le couvercle inférieur 28. Le collecteur d'entrée basse pression 43 est logé à l'intérieur de la zone supérieure 35. De même, la sortie 36 de la branche basse pression 10 est également ménagée sur ladite face inférieure 38. La conduite 37 est agencée en un tube coudé conformé en S qui traverse successivement la zone de séparation 19, la couche supérieure 31, la couche inférieure 30, la couche supérieure 31, éventuellement à nouveau la zone de séparation 19 et la couche supérieure 31 successivement, puis la couche inférieure 30 et le couvercle inférieur 28. On notera par ailleurs que le couvercle inférieur 28 ou fond présente un premier évasement 28a de forme conique, ce dernier se terminant par un deuxième évasement conique 28b plus prononcé. Ces deux évasements 28a et 28b permettent de maintenir une quantité d'huile quand le dispositif combiné selon l'invention est incliné par rapport à l'horizontal. C'est notamment le cas quand le dispositif est monté dans un compartiment moteur d'un véhicule automobile où il est difficile de trouver la place nécessaire à un placement parfaitement horizontal. L'inclinaison est souvent de l'ordre de 30°. Le tube coudé conformé en S présente un premier arrondi qui s'étend au moins partiellement dans l'évasement 28a de sorte que l'orifice de captage d'huile 41 baigne dans une zone où l'huile est constamment présente malgré une inclinaison de 30° du dispositif selon l'invention. Le tube coudé présente un deuxième arrondi placé après le premier arrondi, la direction de courbure du deuxième arrondi étant opposée à celle du premier arrondi. Le tube coudé se poursuit jusqu'à la sortie BP 16 du dispositif. Ces dispositions forment finalement un siphon dont la hauteur doit être supérieur à la hauteur de la couche inférieure 30 contenant l'huile. Ceci évite que, quand la boucle de climatisation est arrêtée, une quantité importante d'huile sous forme liquide puisse aller vers le compresseur et risquer de le casser par compression d'un fluide incompressible.

Selon la quatrième variante de réalisation représentée sur la fig.5, le couvercle supérieur 27 est pourvu de la sortie haute pression 14 et de l'entrée basse pression 15 tandis que le couvercle inférieur 28 est muni de la sortie basse pression 16 et de l'entrée haute pression 13. L'échangeur de chaleur interne 5 est au moins partiellement immergé à l'intérieur de la zone d'accumulation 20. L'entrée 23 de la branche basse pression 10 est ménagée sur une face supérieure 39 de l'échangeur de chaleur interne 5 qui fait face à la cloison supérieur 27 de l'enceinte 26. La zone de séparation 19 est interposée entre le couvercle supérieur 27 et la face supérieure 39. Le collecteur d'entrée basse pression 43 traverse la couche supérieure 30 pour émerger à l'intérieur de la zone de séparation 19. La sortie 36 de la branche basse pression 10 est quant à elle ménagée sur ladite face inférieure 38. La conduite 37 est agencée en un tube rectiligne qui traverse la couche inférieure 30 puis le couvercle inférieur 28. Un capillaire 42 est interposé entre l'orifice de communication 41 et le filtre 40. Dans cette variante aussi, le couvercle inférieur 28 ou fond présente un évasement qui vise à créer un point bas pour accumuler l'huile. Ce capillaire 42 présente une forme coudée qui présente la même fonction que le siphon décrit à la figure 4. Ces dispositions visent à empêcher la circulation du flux d'huile H à travers ledit orifice de communication 41 lorsque la boucle de climatisation 1 est arrêtée. Le capillaire 42 comporte une longueur L qui est comprise entre 25 mm et 300 mm, voire et de préférence comprise entre 25 mm et 150 mm. Le capillaire 42 comporte un diamètre D" qui est compris entre 0,5 mm et 3 mm. Le capillaire 42 est par exemple réalisé en une matière plastique, ou en aluminium, ou encore en acier, ou tout matériau analogue.

Selon la cinquième variante de réalisation représentée sur la fig.6, le couvercle supérieur 27 est pourvu de la sortie haute pression 14 et de l'entrée basse pression 15 tandis que le couvercle inférieur 28 est muni de la sortie basse pression 16 et de l'entrée haute pression 13. L'échangeur de chaleur interne 5 repose sur la cloison inférieure 28 de l'enceinte 26 tandis que la zone d'accumulation 20 repose sur la face supérieure 39 de l'échangeur de chaleur interne 5. La zone de séparation 19 et la zone d'accumulation 20 sont interposées entre le couvercle supérieur 27 et la face supérieure 39. L'entrée 23 de la branche basse pression 10 est ménagée sur la face supérieure 39 de l'échangeur de chaleur interne 5 qui fait face à la cloison supérieur 27 de l'enceinte 26. Le collecteur d'entrée basse pression 43 traverse la couche supérieure 31 et la couche inférieure 30. La sortie 36 de la branche basse pression 10 est également ménagée sur ladite face supérieure 39. La conduite 37 est agencée en un tube coudé conformé en U qui traverse successivement la couche inférieure 30, puis l'échangeur de chaleur interne 5, puis le couvercle inférieur 28. Le tube coudé conformé en U permet de capter le fluide réfrigérant en sortie de l'échangeur de chaleur interne 5 tout en s'étendant au moins partiellement dans la zone d'accumulation 20. Ceci a pour conséquence de créer une vitesse de circulation dans le tube. La présence de l'orifice 41 placé après la sortie de la branche BP 26 créée un effet venturi pour capter l'huile qui s'est accumuler dans un évasement 45 pratiqué dans l'échangeur de chaleur interne 5, plus précisément au niveau de sa face supérieure 39.

Selon la sixième variante de réalisation représentée sur la fig.7, le couvercle supérieur 27 est pourvu de la sortie haute pression 14 et de l'entrée basse pression 15 tandis que le couvercle inférieur 28 est muni de la sortie basse pression 16 et de l'entrée haute pression 13. L'échangeur de chaleur interne 5 est disposé au-dessus de la couche inférieure 30 de la zone d'accumulation 20 et est immergé à l'intérieur de la couche supérieure 31 de la zone d'accumulation 20. La zone de séparation 19 et la couche supérieure 31 sont interposées entre le couvercle supérieur 27 et la face supérieure 39 de l'échangeur de chaleur interne 5. L'entrée 23 de la branche basse pression 10 est ménagée sur la face supérieure 39 de l'échangeur de chaleur interne 5 qui fait face directement à la cloison supérieure 27 de l'enceinte 26. Le collecteur d'entrée basse pression 43 traverse la couche supérieure 31 pour émerger à l'intérieur de la zone de séparation 19. La sortie 36 de la branche basse pression 10 est quant à elle ménagée sur ladite face inférieure 38 de l'échangeur de chaleur interne 5. La conduite 37 est agencée en un tube rectiligne qui traverse la couche inférieure 30 puis le couvercle inférieur 28. Ce dernier comporte un évasement 28b similaire à celui décrit à la figure 4.

La figure 8 se distingue des variantes illustrées aux figures 5 à 7 en ce que l'échangeur ne baigne pas dans le fluide réfrigérant présent dans la zone d'accumulation de sorte qu'aucun n'échangeur thermique n'est possible entre la paroi périphérique de l'échangeur de chaleur interne 5 et le fluide réfrigérant à l'état liquide mélangé à l'huile H. Ainsi, l'échangeur de chaleur 5 est placé intégralement en dessous de la zone d'accumulation 20. Selon cette septième variante de réalisation représentée sur la fig.8, le couvercle supérieur 27 est pourvu de la sortie haute pression 14 et de l'entrée basse pression 15 tandis que le couvercle inférieur 28 est muni de la sortie basse pression 16 et de l'entrée haute pression 13. La face inférieure 38 de l'échangeur de chaleur interne 5 est disposée contre la cloison inférieure 28 de l'enceinte 26. La zone de séparation 19 et la zone d'accumulation 20 sont interposées entre le couvercle supérieur 27 et la face supérieure 39 de l'échangeur de chaleur interne 5. L'entrée 23 de la branche basse pression 10 est ménagée sur la face supérieure 39 de l'échangeur de chaleur interne 5 qui fait face directement à la cloison supérieure 27 de l'enceinte 26. Le collecteur d'entrée basse pression 43 traverse la couche supérieure 31 et la couche inférieure 30 pour émerger à l'intérieur de la zone de séparation 19. La sortie 36 de la branche basse pression 10 est dans cette variante sous la forme d'une lumière pratiquée dans la conduite 37. Cette lumière permet au fluide réfrigérant qui sort de la branche basse pression de pénétrer dans la conduite 37 pour finalement être canaliser vers la sortie basse pression du dispositif selon l'invention. L'orifice 41 et le filtre 40 sont placés à l'extrémité de la conduite 37 qui débouche dans la couche inférieure 30 de la zone d'accumulation. La conduite 37 est agencée en un tube préférentiellement rectiligne qui d'un coté est connecté à la sortie 36 de la branche basse pression 10 et qui débouche dans la couche 30 où l'huile est présente et de l'autre traverse l'échangeur de chaleur 5 selon sa hauteur et le couvercle inférieur 28 pour déboucher à l'extérieur du dispositif combiné selon l'invention.25

Claims (1)

1. Revendications1.- Dispositif combiné (12) comprenant une enceinte (26) pourvue d'une sortie basse pression (16), ladite enceinte (26) logeant un échangeur de chaleur interne (5) et une zone d'accumulation (20), l'échangeur de chaleur interne (5) étant pourvu d'une sortie (36) d'une branche basse pression (10) de l'échangeur de chaleur interne (5), une conduite (37) étant interposée entre la sortie (36) de la branche basse pression (10) de l'échangeur de chaleur interne (5) et la sortie basse pression (16) de l'enceinte (26), caractérisé en ce que la conduite (37) s'étend au moins partiellement à l'intérieur de la zone d'accumulation (20).

   2.- Dispositif combiné (12) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la conduite (37) est pourvue d'un orifice de communication (41) avec la zone d'accumulation (20).

   3.- Dispositif combiné (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la conduite (37) comporte un diamètre D qui est compris entre 6 mm et 12 mm.

   4.- Dispositif combiné (12) selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'orifice de communication (41) comporte un diamètre D' qui est compris entre 0,3 mm et 1,1 mm. 25

   5.- Dispositif combiné (12) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre D' est compris entre 0,3 mm et 0,8 mm.

   6.- Dispositif combiné (12) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'orifice de communication (38) est équipé d'un filtre à 30 particules (40) comportant une maille comprise entre 30 pm et 200 pm. 1920

   7.- Dispositif combiné (12) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un capillaire (42) est interposé entre l'orifice de communication (38) et ledit filtre (40).

   8.- Dispositif combiné (12) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le capillaire (42) présente une longueur L comprise entre 25 mm et 300 mm.

   9.- Dispositif combiné (12) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la longueur L est comprise entre 25 mm et 150 mm.

   10.- Dispositif combiné (12) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le capillaire (42) comporte un diamètre interne D" compris entre 0,5 m et 3 mm. 15

   11.- Dispositif combiné (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte (26) comporte une cloison supérieure (27) et une cloison inférieure (28) opposée à la cloison supérieure (27), l'enceinte (26) étant en outre pourvue d'une entrée haute pression (13), d'une sortie haute pression (14) et d'une entrée basse 20 pression (15).

   12.- Dispositif combiné (12) selon la revendication 11, caractérisé en ce que la cloison supérieure (27) est pourvue de l'entrée haute pression (13), de la sortie haute pression (14), de l'entrée basse pression (15) et de la 25 sortie basse pression (16).

   13.- Dispositif combiné (12) selon la revendication 11, caractérisé en ce que la cloison supérieure (27) est pourvue de l'entrée haute pression (13), de la sortie haute pression (14), de l'entrée basse pression (15) tandis que 30 la cloison inférieure (28) est munie de la sortie basse pression (16).10

   14.- Dispositif combiné (12) selon la revendication 11, caractérisé en ce que la cloison supérieure (27) est pourvue de la sortie haute pression (14) et de l'entrée basse pression (15) tandis que la cloison inférieure (28) est munie de la sortie basse pression (16) et de l'entrée haute pression (13).

   15.- Boucle de climatisation (1) caractérisée en ce que ladite boucle (1) comprend un dispositif combiné (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes.

   16.- Boucle de climatisation (1) selon la revendication 15 à l'intérieur de laquelle circule un fluide F constitué d'un mélange d'un fluide réfrigérant FR et d'une huile de lubrification H, caractérisée en ce que la zone d'accumulation (20) du dispositif combiné (12) comporte une couche inférieure (30) de réception de ladite huile H et une couche supérieure (31) de réception du fluide réfrigérant à l'état liquide FRL, la couche inférieure (30) logeant au moins partiellement la conduite (37).

   17.- Boucle de climatisation (1) selon la revendication 16 et comportant un dispositif combiné selon l'une quelconque des revendications 2 à 14, caractérisée en ce que l'orifice de communication (41) est disposé à l'intérieur de ladite couche inférieure (30).