FR2949527A1 - Vanne pour compresseur a adsorption - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un vanne (V1) pour un compresseur à adsorption comprenant un premier réacteur et un deuxième réacteur fonctionnant en opposition, la vanne (V1) étant destinée à distribuer alternativement au moins un fluide calorifique entre les premier et deuxième réacteurs. La vanne (V1) comprend un dispositif à boisseau (B1) apte à inverser la circulation du fluide calorifique entre les deux réacteurs. Application à la climatisation des véhicules automobiles à moteur thermique.

Description

Vanne pour compresseur à adsorption.

La présente invention concerne une vanne pour un compresseur à adsorption comprenant deux réacteurs fonctionnant en opposition. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la climatisation des véhicules automobiles à moteur thermique.

Une boucle de climatisation comporte notamment, dans le sens de circulation d'un fluide réfrigérant, un compresseur, un condenseur, un organe de détente et un évaporateur. Actuellement, dans la plupart des circuits de climatisation des véhicules à moteur thermique, le compresseur, apte à permettre la circulation du fluide réfrigérant à travers les différents composants du circuit est du type mécanique . La mise en rotation du compresseur est réalisée par un arbre entraîné par le moteur thermique. La puissance nécessaire à l'entraînement du compresseur est donc prélevée sur la puissance fournie par le moteur thermique. Il en résulte pour le véhicule une augmentation de la consommation en carburant et, pour l'environnement, une augmentation correspondante de la pollution.

Pour remédier à cet inconvénient, il est proposé d'utiliser un compresseur dit à adsorption qui présente l'avantage de pouvoir fonctionner sans aucun prélèvement de puissance sur le moteur thermique en remplacement du compresseur mécanique.

Sous sa forme la plus simple, un compresseur à adsorption est constitué d'un réacteur comprenant un ou plusieurs échangeurs de chaleur aptes à assurer un échange de chaleur nécessaire entre un matériau adsorbant et un fluide caloporteur provenant d'une source chaude et/ou d'une source froide afin de permettre au matériau d'adsorber ou de désorber le fluide réfrigérant.

Le principe de fonctionnement d'un tel réacteur est comporte plusieurs 30 phases. Dans une première phase, le réacteur est isolé du reste du circuit de climatisation en fermant simultanément la sortie de fluide réfrigérant vers le condenseur et l'entrée de fluide réfrigérant provenant de l'évaporateur. Le fluide caloporteur fourni par la source chaude est alors mis en circulation dans le réacteur afin de chauffer le matériau adsorbant par échange thermique dans le réacteur. Le fluide réfrigérant initialement adsorbé dans le matériau adsorbant est donc libéré par désorption à l'intérieur du réacteur ainsi isolé. La pression à l'intérieur du réacteur augmente.

Dans une deuxième phase, le réacteur continue à être chauffé et, lorsque la pression du fluide réfrigérant à l'intérieur du réacteur est suffisante, la sortie du réacteur vers le condenseur est ouverte. Le fluide réfrigérant sous pression et à haute température traverse alors, de manière classique, le circuit de climatisation depuis le condenseur jusqu'à l'évaporateur en passant par l'organe de détente, tel que notamment un détendeur.

Dans une troisième phase, le réacteur est isolé du reste du circuit de climatisation en fermant simultanément la sortie de fluide réfrigérant vers le condenseur et l'entrée de fluide réfrigérant provenant de l'évaporateur. La sortie du réacteur vers le condenseur est fermée et le fluide caloporteur fourni par la source froide est mis en circulation de manière à diminuer la température et la pression à l'intérieur du réacteur.

Dans une quatrième phase, l'entrée du réacteur communiquant avec l'évaporateur est ouverte. La circulation du fluide caloporteur provenant de la source froide est maintenue de sorte que le fluide réfrigérant en provenance de l'évaporateur est adsorbé par le matériau adsorbant. Après adsorption du fluide réfrigérant, l'entrée du réacteur est fermée et le fonctionnement du compresseur est répété à partir de la première phase.

On comprend qu'avec ce type de compresseur à adsorption à un seul réacteur, l'énergie frigorifique utile n'est fournie que sur la moitié du cycle du compresseur, à savoir durant les troisième et quatrième phases. C'est pourquoi, afin d'obtenir l'énergie frigorifique en continu, on utilise de préférence deux réacteurs fonctionnant èn opposition, l'un des réacteurs étant en phase de chauffage et de désorption du fluide réfrigérant tandis que, dans le même temps, le deuxième réacteur est en phase de refroidissement et d'adsorption du fluide réfrigérant.

Le matériau adsorbant peut être par exemple une zéolithe, du charbon actif ou un gel de silice. Le fluide caloporteur est en général un liquide de refroidissement du moteur, notamment de l'eau glycolée, provenant soit de la sortie du moteur, en tant que source chaude, soit d'un radiateur de refroidissement du moteur, généralement agencé en face avant du véhicule et traversé par un flux d'air extérieur, en tant que source froide.

Cependant, un compresseur à adsorption à deux réacteurs fonctionnant en opposition impose de nombreuses inversions de circulation de fluides entre les réacteurs, qu'il s'agisse du fluide réfrigérant du circuit de climatisation ou des fluides caloporteurs d'échange de chaleur provenant de la source chaude et de la source froide.

En effet, à chaque inversion de fonctionnement des réacteurs, le fluide réfrigérant qui circulait dans le circuit de climatisation depuis un premier réacteur en phase de chauffage vers le deuxième réacteur en phase de refroidissement doit alors circuler depuis le deuxième réacteur, devenu le réacteur en phase de chauffage, vers le premier réacteur, devenu le réacteur en phase de refroidissement. Cette distribution inversée du fluide réfrigérant entre les deux réacteurs est généralement assurée par deux vannes trois-voies, chaque vanne reliant alternativement un réacteur soit à l'entrée du condenseur du circuit de climatisation, soit à la sortie de l'évaporateur.

II en est de même pour les fluides caloporteurs à chaque période du cycle de fonctionnement des réacteurs, le fluide caloporteur provenant de la source chaude devant alimenter successivement l'un et l'autre des réacteurs, en alternance avec le fluide caloporteur provenant de la source froide. Compte tenu du fait que chaque fluide caloporteur doit retourner à sa source après avoir traversé un réacteur, le circuit de distribution des fluides caloporteurs comporte en général quatre vannes deux-voies et quatre vannes trois-voies.

L'utilisation d'un grand nombre de vannes rend l'installation du compresseur coûteuse et pose des problèmes d'encombrement dans un environnement où l'espace disponible est déjà très faible. D'autre part, l'ouverture et la fermeture synchronisées des différentes vannes entre elles au cours du fonctionnement du compresseur nécessite un système de commande très complexe.

Aussi, un but de l'invention est de proposer une vanne pour un compresseur à adsorption comprenant deux réacteurs fonctionnant en opposition, qui permettrait de réduire le coût et l'encombrement induits par les divers circuits de distribution alternée des fluides calorifiques circulant dans le compresseur, ainsi que de simplifier le système de commande de la vanne.

Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce à une vanne pour un compresseur à adsorption comprenant deux réacteurs fonctionnant en opposition, la vanne étant destinée à distribuer alternativement au moins un fluide calorifique entre les deux réacteurs. Plus particulièrement la vanne comprend un dispositif à boisseau apte à inverser la circulation du fluide calorifique entre les deux réacteurs.

Les dispositifs à boisseau présentent l'avantage d'être de construction très simple et donc moins coûteux que les dispositifs à soupapes habituellement utilisés. Ils sont également moins bruyants car exempts des bruits de fermeture générées par des soupapes, et plus fiables car les guides de soupapes sont sensibles à la corrosion. De plus, ils prennent beaucoup moins de place et sont plus faciles à commander à l'aide par exemple d'un simple moto-réducteur permettant d'établir les lois de commande d'ouverture et fermeture de la vanne en fonction des phases de fonctionnement des réacteurs.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif à boisseau comprend, d'une part, un corps de boisseau à quatre voies, présentant une première voie de communication avec un premier réacteur, une deuxième voie de communication avec un deuxième réacteur, une troisième voie de circulation d'un fluide calorifique, et une quatrième voie de circulation d'un fluide calorifique, et, d'autre part, un boisseau à quatre voies apte à prendre 10 deux positions de fonctionnement inversées mettant en communication les première et deuxième voies de communication avec l'une ou l'autre des troisième et quatrième voies de circulation de fluide calorifique.

Ce premier mode de réalisation permet d'obtenir une vanne de distribution 15 quatre-voies à inversion de circulation, équivalente à elle seule à deux vannes trois-voies classiques. On comprend alors l'intérêt de la vanne selon l'invention en termes de coût, d'encombrement et de commande puisqu'il suffit d'une commande unique du boisseau pour l'amener dans l'une de ses deux positions de fonctionnement. 20 La vanne quatre-voies conforme à l'invention est bien adaptée à la circulation d'un fluide réfrigérant de circuit de climatisation dans un compresseur à adsorption à deux réacteurs en opposition. Dans cette application, les troisième et quatrième voies de circulation sont respectivement des voies 25 d'entrée et de sortie d'un fluide réfrigérant d'un circuit de climatisation.

Par ailleurs, afin de pouvoir isoler les réacteurs du circuit de climatisation dans les première et troisième phases de fonctionnement du compresseur, il est prévu par l'invention que le boisseau est apte à prendre une position neutre 30 obturant simultanément les quatre voies du corps de boisseau.

Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le dispositif à boisseau comprend un premier dispositif à boisseau comprenant, d'une part, un premier corps de boisseau à quatre voies, présentant une première voie d'entrée dans un premier réacteur, une deuxième voie d'entrée dans un deuxième réacteur, une troisième voie d'entrée d'un premier fluide calorifique, et une quatrième voie d'entrée d'un deuxième fluide calorifique, et, d'autre part, un premier boisseau à quatre voies apte à prendre deux positions de fonctionnement inversées mettant en communication les première et deuxième voies d'entrée de réacteur avec l'une ou l'autre des troisième et quatrième voies d'entrée de fluide calorifique, le dispositif à boisseau comprenant également un deuxième dispositif à boisseau comprenant, d'une part, un deuxième corps de boisseau à quatre voies, présentant une première voie de sortie d'un premier réacteur, une deuxième voie de sortie d'un deuxième réacteur, une troisième voie de sortie du premier fluide calorifique, et une quatrième voie de sortie du deuxième fluide calorifique, et, d'autre part, un deuxième boisseau à quatre voies apte à prendre deux positions de fonctionnement inversées mettant en communication les première et deuxième voies de sortie de réacteur avec l'une ou l'autre des troisième et quatrième voies de sortie de fluide calorifique, les positions de fonctionnement du premier et du deuxième boisseaux à quatre voies étant couplées de manière à inverser simultanément la circulation de fluide calorifique entre les deux réacteurs.

La vanne selon ce deuxième mode de réalisation constitue une vanne huit-voies pouvant être avantageusement utilisée pour faire circuler en alternance des fluides caloporteurs dans chacun des deux réacteurs. Dans ce cas, le premier fluide calorifique est un fluide caloporteur provenant d'une source chaude et le deuxième fluide calorifique est un fluide caloporteur provenant d'une source froide.

En variante à ce mode de réalisation d'une vanne huit-voies à deux dispositifs à boisseau à quatre voies, l'invention propose une vanne dans laquelle le dispositif à boisseau comprend un premier dispositif à boisseau comprenant, d'une part, un premier corps de boisseau à quatre voies, présentant une première voie d'entrée dans un premier réacteur, une deuxième voie de sortie d'un deuxième réacteur, une troisième voie d'entrée d'un premier fluide calorifique, et une quatrième voie de sortie d'un deuxième fluide calorifique, et, d'autre part, un premier boisseau à quatre voies apte à prendre deux positions de fonctionnement inversées mettant en communication les première et deuxième voies d'entrée et de sortie réacteur avec l'une ou l'autre des troisième et quatrième voies d'entrée et de sortie de fluide calorifique, le dispositif à boisseau comprenant également un deuxième dispositif à 10 boisseau comprenant, d'une part, un deuxième corps de boisseau à quatre voies, présentant une première voie de sortie du premier réacteur, une deuxième voie d'entrée dans le deuxième réacteur, une troisième voie de sortie du premier fluide calorifique, et une quatrième voie d'entrée du deuxième fluide calorifique, et, d'autre part, un deuxième boisseau à quatre 15 voies apte à prendre deux positions de fonctionnement inversées mettant en communication les première et deuxième voies de sortie et d'entrée de réacteur avec l'une ou l'autre des troisième et quatrième voies de sortie et d'entrée de fluide calorifique, lesdites positions de fonctionnement du premier et du deuxième boisseau à quatre voies étant couplées de manière à inverser 20 simultanément la circulation de fluide calorifique entre les deux réacteurs.

Cette variante se distingue du deuxième mode de réalisation en ce que les premier et deuxième dispositifs à boisseau assurent chacun l'entrée d'un fluide calorifique et la sortie de l'autre, alors que dans le deuxième mode de 25 réalisation ils assurent chacun l'entrée ou la sortie des deux fluides calorifiques.

Selon un autre mode de réalisation, le système à boisseau comprend, d'une part, un corps de boisseau à huit voies, présentant une première voie d'entrée 30 dans un premier réacteur, une première voie de sortie du premier réacteur, une deuxième voie d'entrée dans un deuxième réacteur, une deuxième voie de sortie du deuxième réacteur, une troisième voie d'entrée d'un premier fluide calorifique, une troisième voie de sortie du premier fluide calorifique, une quatrième voie d'entrée d'un deuxième fluide calorifique, et une quatrième voie de sortie du deuxième fluide calorifique, et, d'autre part, un boisseau à huit voies apte à prendre deux positions de fonctionnement inversées mettant en communication les première et deuxième voies d'entrée de réacteur et les première et deuxième voies de sortie de réacteur respectivement avec l'une ou l'autre des troisième et quatrième voies d'entrée de fluide caloporteur et l'une ou l'autre des troisième et quatrième voies de sortie de fluide caloporteur.

Ce mode de réalisation à un seul dispositif à boisseau à huit voies sera désigné sous le terme de robinet huit-voies pour le distinguer des vannes huit-voies du deuxième mode de réalisation et de sa variante, lesquels sont constitués de deux dispositifs à boisseau à quatre voies. Le robinet huit-voies proposé par l'invention présente l'avantage d'un encombrement encore plus réduit que les vannes quatre et huit-voies présentées plus haut.

20 L'invention concerne également un compresseur à adsorption pour circuit de climatisation, comprenant deux réacteurs fonctionnant en opposition, comprenant au moins une vanne selon l'invention apte à inverser la circulation d'au moins un fluide calorifique entre les deux réacteurs.

25 On peut alors réaliser un compresseur à deux réacteurs en opposition très compact du fait qu'il utilise des vannes conformes à l'invention d'encombrement réduit, ce qui permet au compresseur d'occuper un volume beaucoup plus faible qu'une installation comprenant quatre vannes quatre-voies et six vannes deux-voies. 30 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit, comprenant des15 exemples de réalisation donnés à titre illustratif non limitatifs en référence aux dessins annexées, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention, l'exposé de sa réalisation et à contribuer à sa définition, le cas échéant sur lesquels : • Les figures la à Id sont des schémas de chacune des quatre phases de fonctionnement d'un compresseur à adsorption équipé de vannes conformes à l'invention, • La figure 2 est une vue éclatée d'une vanne quatre-voies conforme à l'invention, • La figure 2a est une vue en perspective du corps de boisseau de la vanne de la figure 2, • La figure 2b est une vue en perspective du boisseau de la vanne de la figure 2, • Les figures 2c et 2d sont des vue en perspective de deux joints du corps de boisseau de la figure 2a, • Les figures 3a à 3c sont des vues de dessus de la vanne de la figure 2 montrant les positions prises par le boisseau de la figure 2b lors de différentes phases de fonctionnement du compresseur des figures la à Id, • La figure 4 est une vue de dessus d'une variante de réalisation de la vanne de la figure 2, • La figure 5 est une vue éclatée d'une vanne huit-voies à deux boisseaux conforme à l'invention, • Les figures 5a et 5b sont des vues de dessus de chaque boisseau de la vanne de la figure 5, • Les figures 5c et 5d sont des vues de dessus de chaque boisseau d'une variante de réalisation de la vanne de la figure 5, • La figure 6 est une vue éclatée d'un robinet huit-voies conforme à l'invention, • Les figures 6a et 6b sont des vues en perspective du corps de boisseau du robinet de la figure 6, • La figure 6c est une vue en perspective du boisseau du robinet de la figure 6, • La figure 6d est une vue en perspective d'un joint intérieur du corps de boisseau des figures 6a et 6b, • La figure 6e est une vue en perspective de joints extérieurs du corps de boisseau des figures 6a et 6b, • La figure 6f est une vue en perspective d'une interface de connexion du corps de boisseau des figures 6a et 6b avec les sources de fluides caloporteurs, • Les figures 7a et 7b sont des vues en perspective du robinet huit- voies de la figure 6, • La figure 7c est vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 7a, • La figure 7d est vue en coupe selon la ligne B-B de la figure 7a, • La figure 7e est vue en coupe selon la ligne C-C de la figure 7b, et • La figure 7f est vue en coupe selon la ligne D-D de la figure 7b.

Les figures la à 1 d sont des schémas des quatre phases de fonctionnement d'un compresseur à adsorption équipé de vannes. Sur les figures la à Id, est représenté un compresseur à adsorption principalement destiné à assurer la circulation d'un fluide réfrigérant dans un circuit de climatisation. Plus précisément, le compresseur des figures la à 1d est constitué de manière à fournir le fluide réfrigérant à haute température et à haute pression à un condenseur C et à recevoir le fluide réfrigérant à basse température et à basse pression d'un évaporateur E.

Le compresseur représenté sur les figures précitées comprend deux réacteurs RI et R2. Préférentiellement, les deux réacteurs RI et R2 fonctionnent en opposition de phase. Le réacteur RI, respectivement le réacteur R2, comporte un ou plusieurs échangeurs de chaleur destinés, d'une part, à chauffer un matériau apte à désorber le fluide réfrigérant quand le réacteur est parcouru par un fluide caloporteur provenant d'une source chaude SC, et/ou, d'autre part, à refroidir le matériau apte à adsorber le fluide réfrigérant quand le réacteur est parcouru par un fluide caloporteur provenant d'une source froide SF.

En particulier, le matériau adsorbant peut être une zéolithe ou du charbon actif ou un gel de silice ou tout matériau capable d'adsorber et de désorber un fluide réfrigérant. Le fluide caloporteur est par exemple de l'eau glycolée prélevée sur le circuit de refroidissement du moteur, soit à la sortie du moteur comme source chaude SC, soit à la sortie du radiateur de refroidissement du moteur, généralement agencé en face avant du véhicule et traversé par un flux d'air extérieur, comme source froide SF.

Lorsque le réacteur RI, respectivement le réacteur R2, est chauffé par le fluide caloporteur provenant de la source chaude SC, le fluide réfrigérant est désorbé du matériau adsorbant. Lorsque le réacteur RI, respectivement le réacteur R2 est refroidi par le fluide caloporteur provenant de la source froide SF, le fluide réfrigérant est adsorbé par le matériau adsorbant.

Ainsi, les réacteurs R1 et R2 doivent être traversés alternativement par le fluide caloporteur provenant de la source chaude SC ou par le fluide caloporteur provenant de la source froide SF.

Corrélativement, l'entrée du condenseur C du circuit de climatisation doit pouvoir communiquer alternativement avec les réacteurs RI et R2, de manière à recevoir le fluide réfrigérant à haute température et à haute pression de celui des réacteurs RI ou R2 qui est chauffé par le fluide caloporteur provenant de la source chaude SC. Inversement, la sortie de l'évaporateur E doit pouvoir communiquer alternativement avec les réacteurs RI et R2, de manière à fournir le fluide réfrigérant à basse température et basse pression à celui des réacteurs RI ou R2 qui est refroidi par le fluide caloporteur provenant de la source froide SF.

Comme l'indiquent les figures la à 1d, les différentes opérations de distribution alternée des différents fluides calorifiques, incluant les fluides caloporteurs et les fluides réfrigérants, entre les réacteurs RI et R2 sont réalisées par des vannes VI et V2. La vanne VI, respectivement la vanne V2, comprend un dispositif à boisseau BI, respectivement un dispositif à boisseau B2, apte à inverser la circulation des fluides entre les réacteurs RI et R2.

La vanne V1 est une vanne quatre-voies permettant de gérer deux entrées de fluides et deux sorties de fluides. La vanne V2 est une vanne huit-voies permettant de gérer quatre entrées de fluides et quatre sorties de fluides.

Les dispositifs à boisseau BI et B2 des vannes V1 et V2 peuvent prendre deux positions de fonctionnement inversées permettant la circulation dans l'un ou l'autre des réacteurs R1 et R2 d'un fluide calorifique, que ce soit le fluide réfrigérant ou les fluides caloporteurs provenant de la source chaude SC ou de la source froide SF. Le dispositif à boisseau BI de la vanne VI peut prendre en outre une position neutre interdisant toute circulation de fluides avec les deux réacteurs R1 et R2.

Le cycle du compresseur est alors le suivant. Dans une première phase présentée en figure la, les réacteurs RI et R2 sont isolés du circuit de climatisation du fait que le dispositif à boisseau BI de la vanne VI est en position neutre. Dans le même temps, le dispositif à boisseau B2 de la vanne V2 est dans une première position de fonctionnement de telle sorte que le réacteur R1 est parcouru par le fluide caloporteur provenant de la source chaude SC et le réacteur R2 est parcouru par le fluide caloporteur provenant de la source froide SF.

Dans une deuxième phase présentée en figure lb, le dispositif à boisseau B1 de la vanne V1 est placé dans une première position de fonctionnement mettant les réacteurs R1 et R2 respectivement en communication avec l'entrée du condenseur C et la sortie de l'évaporateur E. La position du dispositif à boisseau B2 est inchangée par rapport à celle prise dans la figure la.

Dans une troisième phase présentée en figure l c, les réacteurs RI et R2 sont à nouveau isolés du circuit de climatisation du fait que le dispositif à boisseau BI de la vanne V1 est ramené en position neutre. Dans le même temps, le dispositif à boisseau B2 de la vanne V2 est dans une deuxième position de fonctionnement de telle sorte que le réacteur RI est parcouru par le fluide caloporteur provenant de la source froide SF et le réacteur R2 est parcouru par le fluide caloporteur provenant de la source chaude SC.

Enfin, dans une quatrième phase présentée figure Id, le dispositif à boisseau BI de la vanne VI est placé dans une deuxième position de fonctionnement mettant les réacteurs RI et R2 respectivement en communication avec la sortie de l'évaporateur E et l'entrée du compresseur C. La position du dispositif B2 à boisseau est inchangée par rapport à celle prise dans la figure l c.

La figure 2 est une vue éclatée d'une vanne quatre-voies telle que le vanne VI des figures la à Id. Le dispositif à boisseau BI de la vanne VI comprend principalement un corps de boisseau 110, un boisseau 120 destiné à être logé à l'intérieur du corps de boisseau 110, des joints 131 et 132 assurant l'étanchéité du dispositif à boisseau BI, un couvercle 140 et un organe de commande 150 permettant de définir la position du boisseau 120 dans le corps de boisseaullO.

La figure 2a est une vue en perspective du corps de boisseau 110 de la vanne VI de la figure 2. Tel que présenté, le corps de boisseau 110, par exemple en matériau plastique, comporte quatre voies • une voie de communication VR1 avec le réacteur RI, • une voie de communication VR2 avec le réacteur R2, • une voie de circulation VC du fluide réfrigérant vers l'entrée du condenseur C, et • une voie de circulation VE de fluide réfrigérant provenant de la sortie de l'évaporateur E.

Le boisseau 120, présenté en perspective sur la figure 2b, est un boisseau cylindrique d'axe X à quatre voies. Le boisseau 120 comprend deux compartiments 121 et 122, constitués de manière à pouvoir mettre en communication deux voies adjacentes du corps de boisseau 110. Les 10 compartiments 121 et 122 sont isolés l'un de l'autre par une cloison de séparation 123 agencée selon un diamètre et comportant à ses extrémités des parois cylindriques 123a et 123b, aptes obturer les différentes voies du corps de boisseau 110.

15 Le boisseau 120 peut tourner dans le corps de boisseau 110 autour de l'axe X sous l'action de l'organe de commande 150 afin d'être amené au cours du fonctionnement du compresseur dans les premier et deuxième positions de fonctionnement inversées et dans la position neutre indiquées sur les figures la à Id 20 Les figures 2c et 2d sont des vue en perspective de deux joints 131 et 132 du corps de boisseau 110 de la figure 2a. Sur les figures 2 et 2c, 2d, l'étanchéité du dispositif à boisseau BI de la vanne VI est réalisée par deux joints 131 et 132, notamment en caoutchouc. Les deux joints 131 et 132 sont de formes 25 semi-cylindriques. Les deux joints 131 et 132 portent respectivement des ouvertures 131a, 131b et 132a, 132b prévues pour pouvoir s'emboîter dans les voies VR1, VR2, VC, VE de manière à ce qu'ils puissent être maintenus en position lors de la rotation du boisseau 120 autour de l'axe X.

30 Les figures 3a à 3c sont des vues de dessus de la vanne V1 de la figure 2 montrant les positions prises par le boisseau 120 de la figure 2b lors de différentes phases de fonctionnement du compresseur des figures la à Id.

Plus précisément, la figure 3a représente la position neutre des première et troisième phases de fonctionnement, présentée respectivement aux figure la et figure l c. La figure 3b correspond à la deuxième phase de fonctionnement, présentée à la figure lb, et la figure 3c à la quatrième phase de fonctionnement présentée à la figure Id.

La figure 4 est une vue de dessus d'une variante de réalisation de la vanne VI de la figure 2 et montre un perfectionnement au système d'étanchéité du système de boisseau BI. Dans cette variante de réalisation, les joints 131 et 132 sont respectivement soumis à l'action de ressorts 133 et 134. Les ressorts 133 et 134 permettent de créer une force de plaquage des joints 131 et 132 contre le boisseau 120. Ainsi, l'étanchéité du système vis à vis des mouvements de rotation du boisseau 120 est assurée. De plus, les ressorts 133 et 134 permettent également de compenser des dispersions de cotes dues aux dilatations différentielles pouvant apparaître lors de l'inversion de circulation des fluides caloporteurs, chaud ou froid.

Une variante plus économique peut être envisagée avec le montage d'un seul joint 131 ou 132 à ressort. A l'inverse, une version plus onéreuse, mais plus efficace, consiste à placer quatre ressorts identiques au lieu de deux. Au montage du boisseau 120, les joints 131 et 132 peuvent facilement s'écarter du fait de l'élasticité des ressorts 133 et 134.

La vue éclatée de la figure 5 montre une vanne huit-voies telle que la vanne V2 des figures la à Id. La vanne V2 est constitué de deux dispositifs à boisseau B2' et B2" superposés, analogues au dispositif à boisseau BI qui vient d'être décrit pour la vanne VI.

Dans l'exemple de réalisation des figures 5 et 5a, 5b présentant des vues de dessus de chaque boisseau de la vanne de la figure 5, le premier dispositif à boisseau B2' comprend un premier corps de boisseau 210', comportant quatre voies : • une voie d'entrée ERI dans le réacteur RI, • une voie d'entrée ER2 dans le réacteur R2, • une voie d'entrée ESC du fluide caloporteur chaud, et • une voie d'entrée ESF du fluide caloporteur froid.

Le premier dispositif à boisseau B2' comprend en outre un premier boisseau 220' destiné à être logé à l'intérieur du corps de boisseau 210' et apte à prendre deux positions de fonctionnement par rotation commandée par un organe de commande 250' de manière à mettre en communication la voie d'entrée ESC, respectivement la voie d'entrée ESF, de fluide caloporteur avec la voie d'entrée ER1 ou la voie d'entrée ER2 dans, respectivement, le réacteur RI ou le réacteur R2.

Le deuxième dispositif à boisseau B2" comprend un deuxième corps de 15 boisseau 210", comportant à quatre voies : • une voie de sortie SRI du réacteur RI, • une voie de sortie SR2 du réacteur R2, • une voie de sortie SSC du fluide caloporteur chaud, et • une voie de sortie SSF du fluide caloporteur froid. 20 Le deuxième dispositif à boisseau B2" comprend en outre un deuxième boisseau 220" destiné à être logé à l'intérieur du corps de boisseau 210" et apte à prendre deux positions de fonctionnement par rotation commandée de l'organe de commande 250' de manière à mettre en communication la voie de 25 sortie SSC, respectivement la voie de sortie SSF, de fluide caloporteur avec la voie de sortie SR1 ou la voie de sortie SR2, respectivement, du réacteur RI ou du réacteur R2.

Les premier et deuxième corps de boisseau 210' et 210" constituent une pièce 30 unique dans laquelle sont disposés des joints 231 et 232. Les deux joints 231 et 232 sont de formes semi-cylindriques et constituent des joints 231 et 232 d'étanchéité semi-cylindriques communs.

L'inversion simultanée de circulation des fluides caloporteurs dans les deux dispositifs à boisseau B2' et B2" est réalisée par couplage mécanique des mouvements de rotation des premier et deuxième boisseaux 220' et 220".

Bien entendu, et comme le montrent les figures 5a et 5b, les premier et deuxième corps de boisseau 210' et 210" peuvent être équipés de ressorts, 10 analogues aux ressorts 133 et 134, tels que présentés sur la figure 4, destinés à assurer une meilleure étanchéité entre les premier et deuxième corps de boisseau 210' et 210" et les premier et deuxième boisseaux 220' et 220".

Les figures 5c et 5d sont des vues de dessus des premier et deuxième 15 boisseaux 220' et 220" de la variante de réalisation de la vanne V2 de la figure 5. Les figures 5c et 5d illustrent une variante de réalisation de la vanne V2 dans laquelle le premier dispositif de boisseau B2' assure l'entrée du fluide caloporteur chaud et la sortie du fluide caloporteur froid, tandis que le deuxième dispositif B2" assure l'entrée du fluide caloporteur froid et la sortie 20 du fluide caloporteur chaud.

La figure 6 est une vue éclatée d'un robinet R huit-voies conforme à l'invention. Le robinet R à huit voies est destiné à assurer les mêmes fonctions de circulation de fluides caloporteurs que la vanne V2, tel qu'illustrée à la 25 figure 5.

Le robinet R comporte un dispositif à boisseau B3 comprenant un corps de boisseau 310 dont les figures 6a, 6b donnent des vues en perspective sous des angles différents. Dans le corps de boisseau 310, est disposé un 30 boisseau 320 à huit voies que l'on peut mieux voir sur la figure 6c présentant une vue en perspective du boisseau 320 du robinet R de la figure 6. Le boisseau 320 est percé transversalement de quatre trous traversants 321, 322, 323 et 324. Préférentiellement, les trous traversants 321, 322, 323 et 324 sont disposés perpendiculaires deux à deux. Un organe de commande 350 permet de faire tourner le boisseau 320 autour d'un axe X correspondant à l'axe d'extension du dispositif à boisseau B3. En particulier, l'organe de commande 350 permet d'effectuer une rotation d'un angle de 90° du boisseau 320 autour de l'axe X.

La figure 6d est une vue en perspective d'un joint 330 intérieur du corps de boisseau des figures 6a et 6b. Le joint 330 d'étanchéité, en particulier en caoutchouc, représenté en détail sur la figure 6d, est disposé entre le corps de boisseau 310 et le boisseau 320. Le joint 330 présente quatre fois étages et quatre ouvertures agencées de sorte que les extrémités des trous traversants 321, 322, 323 et 324 débouchent toujours sur une ouverture du joint 330, quelle que soit la position du boisseau 320.

En particulier sur la figure 6, le robinet R à huit voies conforme à l'invention présente un encombrement transversal plus réduit que celui des vannes VI et V2 présentées précédemment, ce qui permet une implémentation plus facile du compresseur à adsorption dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile.

Comme le montre la figure 6a, une première face 311 du corps de boisseau 310 comporte quatre passages 3111, 3112, 3113 et 3114 communiquant avec le logement du corps de boisseau 310 dans lequel le boisseau 320 est disposé. Les passages 3111, 3112, 3113 et 3114 définissent avec un premier joint extérieur 411, percé de quatre passages 4111, 4112, 4113 et 4114, montrés sur la figure 6e, quatre voies de communication avec les sources chaude SC et froide SF des fluides caloporteurs.

Plus précisément, les passages 3111, 3112, 3113 et 3114 définissent respectivement avec les passages 4111, 4112, 4113 et 4114, par exemple: • une voie d'entrée ESC du fluide caloporteur chaud, • une voie d'entrée ESF du fluide caloporteur froid, • une voie SSF de sortie du fluide caloporteur froid, et • une voie SSC de sortie du fluide caloporteur chaud.

La figure 6f est une vue en perspective d'une interface de connexion 413 du corps de boisseau 310 des figures 6a et 6b avec les sources de fluides caloporteurs. Les voies d'entrée ESC et de sortie ESF de fluides caloporteurs sont représentées notamment sur la figure 6f montrant l'interface de connexion 413 du corps de boisseau 310 avec la source chaude SC et la source froide SF des fluides caloporteurs, ainsi que sur la figure 7a où l'interface 413 est représentée fixée sur le corps de boisseau 310.

De même, sur la figure 6b, une deuxième face 312 du corps de boisseau 310 comportent des passages 3121, 3122, 3123 et 3124 communiquant avec le logement du corps de boisseau 310 dans lequel le boisseau 320 est disposé.

Les passages 3121, 3122, 3123 et 3124 agencés sur la deuxième face 312 communiquent avec les passages 3111, 3112, 3113 et 3114 agencés sur la première face 311 via le boisseau 320. Les passages 3121, 3122, 3123 et 3124 de la deuxième face 312 définissent avec un deuxième joint extérieur 412, percé de quatre passages 4121, 4122, 4123 et 4124, quatre voies de communication avec les réacteurs RI et R2.

25 Plus précisément, les passages 3121, 3122, 3123 et 3124 de la deuxième face 312 définissent respectivement avec les passages 4121, 4122, 4123 et 4124 du deuxième joint extérieur 412, par exemple: • la voie d'entrée ER1 du réacteur RI, • une voie de sortie SR1 du réacteur RI, 30 • une voie d'entrée ER2 du réacteur R2, et • une voie de sortie SR2 du réacteur R2.20 Les voies d'entrée et de sortie de réacteurs RI et R2 sont représentées sur la figure 7b où le joint 412 est montré fixé sur le corps de boisseau 310.

Selon la position du boisseau 320, il est donc possible de mettre en communication, d'une part, les voies d'entrée ESC et ESF de fluide caloporteur en communication avec l'une ou l'autre des voies d'entrée ER1 et ER2 de réacteur R1 et R2, et, d'autre part, les voies de sortie SSC et SSF de fluide caloporteur en communication avec l'une ou l'autre des voies de sortie SRI et SR2 de réacteur RI et R2.

Ainsi, on peut voir sur la figure 7c, présentant une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 7a, que, pour la position du boisseau 320 représentée, la voie d'entrée ESC du fluide caloporteur chaud communique avec la voie d'entrée ER1 du réacteur R1 via le passage 3111 comme le montrent les figures 7e et 7f, présentant respectivement des vues en coupe selon la ligne C-C et selon la ligne D-D de la figure 7b, alors que pour la position tournée de 90°, la communication de la voie d'entrée ESC se ferait avec la voie d'entrée ER2 du réacteur R2.

La figure 7d est vue en coupe selon la ligne B-B de la figure 7a et montre plus particulièrement la voir d'entrée ESF du fluide caloporteur froid. Pour la même position de boisseau 320 que sur la figure 7c, la voie d'entrée ESF communique avec la voie d'entrée ER2 du réacteur R2 via les passages 3112 et 3123 comme le montrent les figures 7e et 7f.

De même, la voie de sortie SRI du réacteur R1 communique avec la voie de sortie SSC du fluide caloporteur chaud via les passages 3122 et 3114 et la voie de sortie SR2 du réacteur R2 communique avec la voie de sortie SSF du fluide caloporteur froid via les passages 3123 et 3113.

II doit être bien entendu toutefois que ces exemples de fonctionnement sont donnés à titre d'illustration de l'objet de l'invention. Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de réalisation décrits précédemment.

Claims (12)

1. Revendications1. Vanne (V1, V2, R) pour un compresseur à adsorption comprenant un premier réacteur (RI) et un deuxième réacteur (R2) fonctionnant en opposition, la vanne (V1, V2, R) étant destinée à distribuer alternativement au moins un fluide calorifique entre les premier et deuxième réacteurs (RI, R2), caractérisée en ce que la vanne (VI, V2, R) comprend un dispositif à boisseau (B1, B2, B3) apte à inverser la circulation du fluide calorifique entre les deux réacteurs (R1, R2).
2. 2. Vanne (VI) selon la revendication 1, dans laquelle le dispositif à boisseau (B1) comprend, d'une part un corps de boisseau (110) à quatre voies, présentant : • une première voie de communication (VR1) avec le premier réacteur (RI), • une deuxième voie de communication (VR2) avec le deuxième réacteur (R2), • une troisième voie de circulation (VC) d'un fluide calorifique, et • une quatrième voie de circulation (VE) d'un fluide calorifique, et, d'autre part, un boisseau (120) à quatre voies apte à prendre deux positions de fonctionnement inversées mettant en communication les première voies de communication (VR1) du premier réacteur (RI) et deuxième voies de communication (VR2) du deuxième réacteur (R2) avec l'une ou l'autre des troisième voie de circulation (VC) et quatrième voie de circulation (VE) de fluide calorifique.
3. 3. Vanne selon la revendication 2, dans laquelle le boisseau (120) est apte à prendre une position neutre obturant simultanément les quatre voies du corps de boisseau (110).
4. 4. Vanne selon la revendication 3, dans laquelle les troisième voie de circulation (VC) et quatrième voie de circulation (VE) sont respectivement des voies d'entrée et de sortie d'un fluide réfrigérant d'un circuit de climatisation. 22 23
5. 5. Vanne (V2) selon la revendication 1, dans laquelle le dispositif à boisseau (B2) comprend un premier dispositif à boisseau (B2') comprenant, d'une part un premier corps de boisseau (210') à quatre voies, présentant : • une première voie d'entrée (ER1) dans le premier réacteur (RI), • une deuxième voie d'entrée (ER2) dans le deuxième réacteur (R2), • une troisième voie d'entrée (ESC) d'un premier fluide calorifique, et • une quatrième voie d'entrée (ESF) d'un deuxième fluide calorifique, et, d'autre part, un premier boisseau (220') à quatre voies apte à prendre deux positions de fonctionnement inversées mettant en communication les première voie d'entrée (ER1) du premier réacteur (RI) et deuxième voie d'entrée (ER2) du deuxième réacteur (R2) avec l'une ou l'autre des troisième voie d'entrée (ESC) et quatrième voies d'entrée (ESF) de fluide calorifique, le dispositif à boisseau (B2) comprenant également un deuxième dispositif à boisseau (B2") comprenant, d'une part, un deuxième corps de boisseau (210") à quatre voies, présentant : • une première voie de sortie (SR1) du premier réacteur (RI), • une deuxième voie de sortie (SR2) du deuxième réacteur (R2), • une troisième voie de sortie (SSC) du premier fluide calorifique, et • une quatrième voie de sortie (SSF) du deuxième fluide calorifique, et, d'autre part, un deuxième boisseau (220") à quatre voies apte à prendre deux positions de fonctionnement inversées mettant en communication les première voie de sortie (SRI) du premier réacteur (R1) et deuxième voies de sortie (SR2) du deuxième réacteur (R2) avec l'une ou l'autre des troisième voie de sortie (SSC) et quatrième voies de sortie (SSF) de fluide calorifique, les positions de fonctionnement des premier boisseau (220') et deuxième boisseau (200") à quatre voies étant couplées de manière à inverser simultanément la circulation de fluide calorifique entre les deux réacteurs (RI, R2).
6. 6. Vanne (V2) selon la revendication 1, dans laquelle le dispositif à boisseau (B2) comprend un premier dispositif à boisseau (B2') comprenant, d'une part, un premier corps de boisseau (210') à quatre voies, présentant : • une première voie d'entrée (ER1) dans le premier réacteur (RI), • une deuxième voie de sortie (SR2) du deuxième réacteur (R2),• une troisième voie d'entrée (ESC) d'un premier fluide calorifique, et • une quatrième voie de sortie (SSF) d'un deuxième fluide calorifique, et, d'autre part, un premier boisseau (220') à quatre voies apte à prendre deux positions de fonctionnement inversées mettant en communication les première voie d'entrée (ER1) du premier réacteur (RI) et deuxième voie de sortie (SR2) du deuxième réacteur (R2) avec l'une ou l'autre des troisième voies d'entrée (ESC) et quatrième voie de sortie (SSF) de fluide calorifique, le dispositif à boisseau (B2) comprenant également un deuxième dispositif (B2") à boisseau comprenant, d'une part, un deuxième corps de boisseau 10 (210") à quatre voies, présentant : • une première voie de sortie (SRI) du premier réacteur (R1), • une deuxième voie d'entrée (ER2) dans le deuxième réacteur (R2), • une troisième voie de sortie (SSC) du premier fluide calorifique, et • une quatrième voie d'entrée(ESF) du deuxième fluide calorifique, 15 et, d'autre part, un deuxième boisseau (220") à quatre voies apte à prendre deux positions de fonctionnement inversées mettant en communication les première voie de sortie (SRI) du premier réacteur (RI) et deuxième voie d'entrée (ER2) du deuxième réacteur (R2) avec l'une ou l'autre des troisième voie de sortie (SSC) et quatrième voie d'entrée (ESF) de fluide calorifique, les 20 positions de fonctionnement du premier boisseau (220') et du deuxième boisseau (220") à quatre voies étant couplées de manière à inverser simultanément la circulation de fluide calorifique entre les deux réacteurs (RI, R2). 25
7. 7. Vanne (R) selon la revendication 1, dans laquelle le dispositif à boisseau (B3) comprend, d'une part, un corps de boisseau (310) à huit voies, présentant : • une première voie d'entrée(ER1) dans le premier réacteur (RI), • une première voie de sortie (SR1) du premier réacteur, 30 • une deuxième voie d'entrée (ER2) dans le deuxième réacteur (R2), • une deuxième voie de sortie (SR2) du deuxième réacteur (R2), • une troisième voie d'entrée(ESC) d'un premier fluide calorifique, • une troisième voie de sortie (SSC) du premier fluide calorifique, • une quatrième voie d'entrée (ESF) d'un deuxième fluide calorifique, et• une quatrième voie de sortie (SSF) du deuxième fluide calorifique, et, d'autre part, un boisseau (320) à huit voies apte à prendre deux positions de fonctionnement inversées mettant en communication les première voie d'entrée (ER1) du premier réacteur (RI) et deuxième voie d'entrée (ER2) du deuxième réacteur (R2) et les première voie de sortie (SRI) du premier réacteur (RI) et deuxième voies de sortie (SR2) du deuxième réacteur (R2) respectivement avec l'une ou l'autre des troisième voie d'entrée (ESC) et quatrième voie d'entrée (ESF) de fluide caloporteur et l'une ou l'autre des troisième voie de sortie (SSC) et quatrième voie de sortie (SSF) de fluide 10 caloporteur.
8. 8. Vanne selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans laquelle le premier fluide calorifique est un fluide caloporteur provenant d'une source chaude (SC) et le deuxième fluide calorifique un fluide caloporteur provenant 15 d'une source froide (SF).
9. 9. Vanne (VI, V2) selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, comprenant au moins un joint élastique (131, 132) disposé entre un corps de boisseau (110) et un boisseau (120), et un dispositif à ressorts (133, 134) apte 20 à plaquer le joint élastique (131, 132) contre le boisseau (120).
10. 10. Compresseur à adsorption pour circuit de climatisation, comprenant deux réacteurs (RI, R2) fonctionnant en opposition, caractérisé en ce que le compresseur comprend au moins une vanne (VI, V2, R) selon la 25 revendication 1 apte à inverser la circulation d'au moins un fluide calorifique entre les deux réacteurs.
11. 11. Compresseur selon la revendication 10, comprenant une vanne (VI) selon l'une des revendications 5 ou 6 apte à inverser la circulation d'un fluide 30 réfrigérant du circuit de climatisation entre les deux réacteurs (R1, R2).
12. 12. Compresseur selon l'une des revendications 10 ou 11, comprenant une vanne (V2, R) selon la revendication 9 apte à inverser la circulation des premier et deuxième fluides caloporteurs entre les deux réacteurs (RI, R2). 35