Brevet FR2012335A1 — publié le 19700320

20975. 1 2012335 La présente invention concerne un dispositif destiné à protéger le compresseur d'un système réfrigérant contre les effets du liquide réfrigérant qui y retourne. Dans les systèmes à réfrigérant liquide et les pompes à chaleur, 5 une difficulté primordiale réside dans le retour inévitable du liquide réfrigérant au compresseur. Le liquide réfrigérant peut provoquer la rupture des vannes d'évacuation du compresseur tout en diluant l'huile dans celui-ci. La détérioration ou le grippage des paliers et autres pièces mobiles du compresseur affectent directement son 10 bon fonctionnement. Dans les dispositifs de la technique antérieure un bac d'accumulation ou de compensation est prévu sur le circuit d'aspiration d'un système de réfrigération et présentant des orifices d'admission et d'évacuation à la partie haute du récipient. Théoriquement, le 15 liquide réfrigérant tombe au fond; du récipient et se vaporise. Alors que la vapeur du réfrigérant chemine de l'admission vers l'évacuation, le liquide réfrigérant accumulé finit par se vaporiser et passe à 1'évaporateur et au compresseur. Cependant l'admission du liquide ou de la vapeur à grande vitesse du côté admission provoque une tur-20 bulence telle qu'une grande partie du liquide est entraînée vers l'évacuation. La succession des chocs des vapeurs admises et évacuées crée un cisaillement entre les deux courants réfrigérants circulant en sens inverse et il s'ensuit une perte de pression entre les orifices d'admission et d'évacuation . La chute de pression en résultant 25 est au détriment du rendement de réfrigération. Pour assurer une protection totale des compresseurs il faut des enceintes de grande capacité pour recueillir le liquide dans ces conditions Conformément à la présente invention un bac d'accumulation ou un dispositif collecteur du liquide de dimension très petite est mon-30 té entre le compresseur et 1'évaporateur donnant une plus grande capacité de piègeâge du liquide réfrigérant que dans des unités de volume équivalent. Du fait, qu'.une unité de plus petit volume peut être utilisée pour une capacité égale de piegeage, il en résulte une économie dans la marche de l'installation. 35 Le bac d'accumulation consiste essentiellement en une chambre d'accumulation munie à sa partie supérieure d'un orifice d'-admission et d'\in orifice d'évacuation et supportant un tube d'échappement coa-xial avec l'orifice d'évacuation. Ce tube se prolonge de cet orifice vers le fond de la chambre. On introduit de la vapeur par l'orifice 40 d'admission et étant "stagnante" au fond elle prend un mouvement 69 20975 2 2012335 tourbillonnaire avant de quitter l'enceinte par l'orifice d'évacuation. Simultanément, le liquide réfrigérant et l'huile provenant du compresseur s'accumulent au fond de la chambre. Le mouvement tourbillonnaire de la vapeur'complète l'accumulation liquide au fond de 5 la chambre. Le passage de la vapeur à travers 1'orifice d1 évacuation et coaxialement en égard aai tube d'échappement crée un effet venturi qui, avec la chute de pression dans ce tube, amène le liquide à passer dans ce tube. Par conséquent, du réfrigérant vaporisé et de l'huile retournent au compresseur. 10 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti ront plus clairement de la description faite ci-après en se référant aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue schématique d'un système de réfrigération par liquide. 15 La figure 2 est une vue en coupe verticale à plus grande échel le d'un dispositif collecteur conforme à l'invention; La figure 3 est une vue en coupe horizontale selon la ligne 3-3 de la figure 2; et La figure 4 est une vue en perspective (eiîêrandeur réelle) d'un 20 manchon 28 avant son montage sur le tube d'échappement 32. Conformément à l'invention, le bac d'accumulation et de piegeage 10 muni d'un orifice d'admission 26 et d'un orifice d'évacuation 28 prévus à la partie supérieure 34, est monté entre 1'évaporateur 16 et le compresseur 12 d'un système réfrigérant. L'admission 26 est 25 reliée à la conduite 20 provenant de l'évaporateur 16. La-conduite 24 relie l'évacuation 28 au compresseur 12 et la conduite 22 relie le compresseur 12 au condenseur 14. Le manchon 33 est réalisé de manière à servir d'orifice d'évacuation 28 et de support 30. C'est un élément tubulaire semi-circulaire pour permettre l'évacuation des 30 vapeurs du réfrigérant. Le tube d'échappement 32 est monté .ooaxiale-ment à l'intérieur de 28 et il est supporté par la pièce 30 de manière que l'extrémité inférieure 35 soit décalée par rapport au fond 36 de la chambre. L'extrémité supérieure 31 est à l'intérieur de la pièce 28 et dépasse le fond 29 de cette pièce. Le support 30 ■comprend 35 une portion verticale semi-circulaire 33 entourant partiellement le tube 32 protégant la partie supérieure 31 et séparant le fond 29 de l'admission 26. La D emanderesse a trouvé qu'en réalisant de façon appropriée l'évacuation 28, on obvie aux inconvénients dë la technique anté-40 rieure. Au lieu.de diriger les vapeurs du réfrigérant directement 69 20975 3 2012335 vers l'évacuation 28, le dispositif d'évacuation dont 28 constitue un élément est réalisé de manière que les vapeurs soient obligées d'arriver sous un angle de 90° par rapport à l'axe du bac d'accumulation» Ceci crée un mouvement tourbillonnaire, comme le montrent 5 les flèches de la figure 2, dans le liquide réfrigérant qui se trouve piégé au fond 36 de la chambre. Ceci étant, l'agitation est réduite et presque tout le volume interne de la chambre 36 recueille le liquide réfrigérant. Il en résulte que l'on utilise un plus petit volume pour une application donnée, conduisant à une économie tant 10 du point de vue encombrement que du point de vue coût» De plus, le tourbillonnement du liquide réfrigérant conduit à une diminution des à-coups dus à l'admission et à l'évacuation des vapeurs du réfrigérant. On rencontre une plus faible perte de pression, augmentant ainsi le rendement des dispositifs de réfri-15 gération et de conditionnement de l'air nécessittant l'un de ces dispositifs. Etant donné que l'évacuation 28 est réalisée de manière que les vapeurs de réfrigérant arrivent sous un angle de 90° par rapport à l'axe vertical de l'enceinte, les vapeurs du réfrigérant 20 stagnent au fond 36. La pièce 28 peut, par conséquent, servir de support ou d'élément de montage du tube d'apport d'huile ou d'échappement 32. Ceci constitue un moyen très efficace pour le renvoi au compresseur 12 de toute l'huile piégée. Les vapeurs du réfrigérant circulent autour de l'extrémité 25 supérieure 31 du tube 32 créant un effet venturi. Ceci attire l'huile piégée au fond 36 dans le tube d'échappement. L'huile contient une certaine quantité de réfrigérant dissous. Cette quantité dissoute dépend de la relation température-pression en cause et c'est un équilibre. Lorsque la solution huile-réfrigérant pénètre dans 30 le tube 32, elle rencontre une certaine résistance à l'écoulement conduisant à une légère perte de pression dans le tube 32. Cette perte de pression amène une. certaine quantité du réfrigérant dissous à quitter la solution. Le réfrigérant s'évaporant et l'effet venturi poussent l'huile hors du tube 32 dans le courant principal des vapeurs 35 du réfrigérant pour le retour au compresseur 12. De cette manière, un bac d'accumulation très efficace peut être réalisé avec un gain d'espace et à moindre prix avec un retour d'huile favorable au compresseur- sans affecter de façon seiisible le rendement du système par suite des pertes normales de pression. 40 Manifestement les dimensions de l'enceinte d'accumulation et le moyen de supporter le tube d'échappement peuvent varier sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications ci-dessous. 69 20975 4 2012335 REVENDICATIONS 1. Un dispositif pour recueillir du. liquide du type utilisé pour l'accumulation d'un liquide dans un système de retour à l'état de vapeur comprenant : 5 A) une enceinte d'accumulation munie d'orifices d'admission et d'évacuation à l'une de ses extrémités et B) un tube d'échappement monté dans cette chambre de manière à relier l'orifice d'évacuation de l'une des extrémités à l'autre extrémité. 10 2. Un dispositif pour recueillir du liquide du type utilisé pour l'accumulation d'un liquide entre un compresseur et un évapora-teur dans un système de retour des vapeurs d'un réfrigérant comprenant : A) Une enceinte d'accumulation munie d'orifices d'admission 15 et d'évacuation à sa partie supérieure et B) un tube d'échappement coaxial avec l'orifice d'évacuation et reliant cet orifice au fond de l'enceinte. 3. Un dispositif selon la revendication 2 dans lequel ce tube est décalé par rapport au fond de l'enceinte. 20 4. Un dispositif selon la revendication 3, comprenant un sup port monté à la partie supérieure de l'enceinte pour soutenir le tube coaxial avec l'orifice d'évacuation de manière que les vapeurs s'échappant par celui-ci créent un effet venturi aujrour de l'extrémité supérieure du dit tube. 25 5. Un dispositif selon la revendication 4 dans lequel l'encein te d'accumulation et le tube d'échappement ont une longueur suffisante pour qûe la résistance opposée à l'écoulement du liquide produise une chute de pression du liquide. 6. Un dispositif selon la revendication 5 dans lequel les ori-30 fices d'admission et d'évacuation sont réalisés à la partie supérieure de l'enceinte orthogonalement par rapport à son axe horizontal de manière à créer un mouvement tourbillonnaire des vapeurs et du liquide coaxial par rapport à ces orifices. 7. Un dispositif selon la revendication 6 dans lequel les ori-35 fices d'admission et d'évacuation sont réalisés à la partie supérieure de l'enceinte orthogonalement par rapport au fond de cette enceinte de manière que les vapeurs du réfrigérant stagnent dans l'enceinte. 8. Un dispositif selon la revendication 4 dans lequel le support est réalisé autour du tube au voisinage de l'orifice d'évacua- 40 tion de manière à obstruer partiellement la circulation des vapeurs à travers cet orifice. 69 20975 5 2012335 9. Un dispositif selon la revendication 8 dans lequel le support est solidaire de l'orifice d'évacuation et se prolonge vers le "bas dans l'enceinte puis entoure le tube d'échappement de manière à réaliser une chicane entre l'orifice d'admission et l'orifice 5 d'évacuation tout en supportant le tube coaxial par rapport à l'orifice d'évacuation. 10. Un dispositif selon la revendication 9 dans lequel le support se prolonge vers le bas depuis l'orifice d'évacuation en un demi-cylindre, entourant partiellement le tube d'échappement sa 10 portion ouverte faisant face à la paroi de l'enceinte et sa portion aveugle étant placée entre l'orifice d'admission et l'orifice d'évacuation.