Brevet FR2043671A1 — publié le 19710219

.. . La présente invention concerne les appareils de réfrigération et plus particulièrement des perfectionnements aux réservoirs pour coups de béliers pour les appareils de réfrigération du type dans lequel le réfrigérant liquide non évaporé déchargé de 1'évapora-5 teur est accumulé dans le réservoir pour coups de bélier et remis en circulation dans l1évaporateur, ensemble avec le réfrigérant à haute pression provenant du compresseur. L'invention concerne un perfectionnement à l'appareil de réfrigération décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 2 859 596. 10 L'invention se propose encore de fournir un réservoir pour coups de bélier perfectionné pour appareils de réfrigération; - qui soit construit et agencé pour réduire sensiblement la hauteur hors-tout et les besoins d'espace pour enclore l'appareil de réfrigération dans lequel il est employé; 15 - dans lequel la hauteur de oharge du réfrigérant liquide accumulé dans ce réservoir est sensiblement moindre que jusqu'alors, avec une réduction conséquente proportionnée de la charge totale de réfrigérant requise pour un fonctionnement à bon rendement de • l'appareil de réfrigération; 20 - dans lequel des moyens sont prévus pour la recirculation continue au compresseur de l'huile de graissage entraînée dans le réfrigérant retourné de 1'évaporateur au réservoir; - dans lequel une surcharge du réfrigérant dans l'appareil est visuellement indiquée aux personnes observant le fonctionnement 25 de l'appareil; - d'une construction nouvelle et un agencement qui réduit effectivement au minimum ou élimine la formation d'un tourbillon ou de tourbillons dans le réfrigérant liquide lorsqu'il est aspiré du réservoir pour coups de bélier et entraîné avec le réfrigérant 30 à haute pression fourni à 1'évaporateur; en donnant ainsi lieu à un fonctionnement à meilleur rendement de l'appareil de réfrigération. Les buts ci-dessus sont exposés et décrits plus complètement ci-après en se reportant aux dessins annexés dans lesquels : 35 la figure 1 est une vue schématique montrant un appareil de réfrigération comprenant un réservoir pour coups de bélier construit et agencé selon la présente invention; la figure 2 est, à plus grande éohelle, une coupe par la ligne 2-2 de la figure 1;et 40 la figure 3 est une coupe par la ligne 3-3 de la figure 1. 69 31145 2 2043671 -. ^ ■ En se reportant à la figure 1, on voit que l'appareil de réfrigération comprend un compresseur classique 1 de réfrigérant qui agit pour décharger un réfrigérant volatil comprimé par une conduite 2 dans un condenseur 5 et dc là par une conduite 4' à un récepteur 5. De ce récepteur 5, le réfrigérant s'écoule dans -rie condui+e 6 vers un échan-5 geur de chaleur 7 dans lequel le réfrigérant sous haute pression est refroidi par le réfrigérant à basse pression retourné de l'é- vaporateur au compresseur 1, comme expliqué ci-après. De l'échangeur 7, le réfrigérant refroidi et sous haute pression s'écoule par une conduite 8 et à travers un filtre approprié 9 et de là dans une 10 conduite 10 et à l'entrée 11. d'un injecteur ou d'une pompe 12. La pompe 12 est pourvue d'un orifice 1} de oommande du débit et de la pression du réfrigérant placé en avant d'une buse 14 de laquelle le réfrigérant sous haute pression et prérefroidi est déchargé dans la conduite 15 et dans l'évaporateur 16. Le réfrigér-15 rant gazeux évaporé est déchargé de l'extrémité supérieure de l'é-vaporateur 16 par un ou plusieurs tuyaux 17 dans un réservoir pour coups de bélier T duquel le gaz réfrigérant dépensé est aspiré par succion dans une conduite 18, l'échangeur de chaleur 7 et une conduite 19 et vers l'entrée d'aspiration du compresseur 1. 20 La présente invention vise particulièrement la construction et l'agencement de la c.uve ou du réservoir pour coups de bélier T précité. En se reportant particulièrement aux figures 2 et 3, on voit que le réservoir T pour coups de bélier est une structure air-, longée disposée horizontalement et comprenant une chambre pour 25 coups de bélier 20 et une chambre 21 située au-dessous pour la re-circulation du réfrigérant. La chambre pour coups de bélier 20 est de capacité sensiblement plus grande que la chambre 21 et ces deux chambres sont en communication pour le liquide par des orifices 22 sensiblement espacés et adjaoents aux extrémités de la chambre 30 21. Conformément à la présente invention, l'injecteur ou pompe 12 à réfrigérant est monté dans un manchon tubulaire 23 qui s'étend à travers la chambre 21 de recirculation du réservoir T pour coups de bélier. Dans la forme de réalisation de l'invention représentée, 35 le manchon 23 s'étend transversalement à la chambre 21, à mi-chemin entre les extrémités de cette chambre 21, et il est maintenu en position fixe, par soudage par exemple, comme indiqué en 24. Le tuyau 10 d'alimentation en réfrigérant sous haute pression est raccordé à lf'entrée 11 de la pompe 12 à réfrigérant au moyen d'un raccord 40 25 vissé sur l'extrémité adjacente du manchon 23.,comme montré à la 69 31145 3 2043671 figure 2, et l'autre extrémité de ce manchon 23 est similairement raccordée, au moyen d'un raccord vissé 26, au tuyau 15 de réfrigérant qui conduit à 1'évaporateur 16. La partie "du manchon 23 qui est disposée dans la chambre 21 de recirculation est pourvue d'une série d'orifices 27 répartis circonférentiellement et disposés pour entourer l'extrémité de refoulement de la buse 14 de la pompe. En fonctionnement de l'appareil de réfrigération, le réfrigérant qui est déchargé de lfé-vaporateur 16 dans le réservoir T pour coups de bélier comprend une certaine quantité entraînée de réfrigérant liquide non évaporé qui s'accumule dans la ohambre de recirculation 21, et le réfrigérant sous haute pression prérefroidi refoulé par la buse 14 de la pompe agit pour aspirer ce réfrigérant non évaporé accumulé à travers les orifices 27 dans le manchon 23 et le mettre en recirculation, en même temps que le réfrigérant sous haute pression, à travers le manchon 23 et le tuyau 15, et dans 1'évaporateur 16. Conformément à la forme de réalisation représentée, les tuyaux 17 & travers lesquels est déchargé le réfrigérant de l'évaporateur 16 à la cuve T pour coups de bélier, sont raccordés respectivement aux extrémités opposées de la chambre 20 par des orifices 28 ménagés dans ses parois d'extrémité, par exemple, comme montré aux figures 2 et 3» La conduite d'aspiration 18 pour le réfrigérant évaporé est raccordée à la chambre 20 pour coups de bélier de la cuve T par un orifice 29 ménagé dans une paroi latérale de la cuve T, entre les extrémités de celle-ci et situé à une hauteur prédéterminée au-dessus du fond de la chambre 20. Deux chicanes 30 sont montées transversalement dans la chambre 20 et espacées l'une de l'autre, et parallèles. Ces chicanes sont disposées de part et d'autre de l'orifice d'aspiration 29 et entre ce dernier et lrorifice 22 qui fait communiquer le réservoir T, avec la chambre de recirculation 21 située au-dessous, comme montré à la figure 3* Les chicanes 30 ne s'étendent pas sur toute la hauteur de la chambre 20 et elles ont leur bord supérieur espacé du plafond de cette chambre pour ménager des passages de libre écoulement pour le réfrigérant gazeux, des orifices d'entrée 28, par dessus les chicanes JQ à l'orifice de sortie 29 « Dans chaque chicane 30 est pratiqué un petit trou 31 qui est placé à une hauteur prédéterminée au-dessus du fond de la ohambre 20 et sensiblement dans le plan du point bas de la circonférence de l'orifice d'aspiration 29* comme montré par les figures 2 et 3. 69 31145 4 2043671 En fonctionnement normal, l'appareil de réfrigération est chargé de réfrigérant, comme par exemple du fréon, en quantité telle que le réfrigérant liquide non évaporé qui se décharge dé l'évaporateur 16 à la cuve T remplisse entièrement la chambre de recircu-5 lation 21 et la partie inférieure de la chambre 20 jusqu'au niveau de l'orifice 31 dans les chicanes 30, et s'écoule par ces orifices 31 jusqu'à l'orifice d'aspiration 29. Le réfrigérant déchargé de 1'évaporateur 16 dans la chambre 20 contient une certaine quantité d'huile entraînée pour graLsser 10 le compresseur 1. En entrant dans la chambre à coups de bélier, l'huile de graissage entraînée se sépare du réfrigérant et se rassemble sur la surface du bain de réfrigérant liquide non évaporé dans la chambre 20 et s'écoulant à travers les trous 31 des chicanes 30 jusqu'à l'orifice 29. L'huile de graissage est ainsi 15 extraite de la chambre 20 en même temps que le réfrigérant gazeux dépensé, par l'orifice d'aspiration 29, le tuyau 18 , l'échangeur de cha^air 7 et le tuyau 19 et l'entrée d'aspiration du compresseur 1. Par cette construction, l'huile de graissage entraînée dans le réfrigérant est continuellement ramenée et recircule à travers le 20 compresseur 1 pour le graisser. Dans le cas où l'appareil devient surchargé en réfrigérant, le niveau du réfrigérant liquide non évaporé dans la chambre 20 s'élève à une certaine hauteur au-dessus des trous 31 des chicanes 30, de sorte que le réfrigérant liquide est aspiré de la chambre 25 20 dans le tuyau 18 extérieurement adjacent à la cuve T et fournit une indication visuelle que l'appareil est surchargé. L'opérateur peut alors remettre l'appareil dans ses conditions de fonctionnement normal en évacuant de l'appareil du réfrigérant sous haute pression en quantité requise pour éliminer la formation de givre 30 ou de glace sur le tuyau 18, et en indiquant ainsi que le niveau du réfrigérant non évaporé dans la chambre 20 a été abaissé au niveau normal des trous 31 dans les chicanes 30. La construction allongée horizontale et l'agencement de la cuve pour coups de bélier de la présente invention réduit sensi-35 blement la hauteur hors-tout de l'appareil de réfrigération, si on la compare à la hauteur des appareils utilisant d'autres types de réservoirs ou cuves pour coups de bélier, comme par exemple la grande.cuve s'étendant verticalement montrée et décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 2 859 596. La présente cons-truction établit aussi une plus faible hauteur de charge du ré 69 31145 5 2043671 frigérant liquide et une hauteur de charge du réfrigérant dans l'appareil proportionnellement plus petite qu'il était nécessaire jusqu'alors. La nouvelle construction et l'agencement de la cuve à coups 5 de bélier assurent la recirculation continue au compresseur de l'huile de graissage entraînée dans le réfrigérant retourné de 1'évaporateur à la cuve pour coups de bélier, et elle fournit aussi une indication visible dans le cas d'une surcharge de réfrigérant dans l'appareil, de sorte que le réfrigérant en excès peut 10 être retiré de l'appareil pour ramener ce dernier à des conditions de fonctionnement normal. La présence des orifices d'entrée 22 pour la chambre de recirculation 21, en positions espacées latéralement de part et d'autre du manchon 23 de pompe, comme montré à la figure 3, réduit effectivement à un minimum ou élimine la formation d'un 15 tourbillon ou de tourbillons dans le réfrigérant lorsqu'il s'écoule à travers les orifices 27 dans le manchon 23 de la pompe à réfrigérant pour sa recirculation à 1'évaporateur 16, en permettant ainsi un fonctionnement à meilleur rendement de l'appareil. L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation 20 particulière représentée et décrite .Celle-ci a été choisie à titre d'exemple et on peut lui apporter des changements divers sans s'écarter des caractéristiques essentielles de l'invention, et sans sortir de son cadre. 69 31145 6 2043671 REVENDICATIONS 1 - Un réservoir pour coups de bélier pour appareils de réfrigération du type à compresseur-évaporateur, comprenant une enceinte ayant un plafond, un fond et des parois latérales dé-5 terminant une chambre pour coups d® bélier de capacité prédéterminée et s'étendant horizontal®enfc, des moyens iéliaitant au moins un orifice d3entrée dans une paroi latérale de cette chambre pour y admettre du réfrigérant dépensé provenant de 1'évaporateur, des moyens déterminant un orifice de sortie d'aspiration dans «me pa-0 roi latérale de la chambre pour coups de bélier pour en évacuer le réfrigérant gazeux, cet orifice de sortie étant disposé en espacement horizontal dudit orifice d'entrée et espacé dfune distante prédéterminée au-dessus du fond de la ohambre pour coups de bélieiy chicane verticale divisant cette chambre entre ledit orifice 15 d5entrée eï: l'orifice de sortie et s3étendant; de bas en haut à partir du fond de la chambre pour coups de bélier sur une hauteur prédéterminée se terminant au-dessous au plafonâ de ladite ohambre cette chicane présentant un trou espace au-dessus du fond de la chambre pour coups de bélier au œoias à la même distance que l'o-20 rifioe de sortie, et des moyens déterminant une chambre de reeir-culation du réfrigérant liquide de capacité sensiblement plus petite que la chambre pour coups bélier et située sous cette chambre, et 'communiquant ?.vec elle -çar au moins un orifice dans le fond de la chambre pour coups de bélier. 25 2 - Un réservoir tel que défini - dans . la reven dication 1, dans lequel l'orifice clans le fond de la chambre pour coups de bélier établissant une communication pour le liquide entre cette dernière et la chambre de recirculation est situé sur le cSté de la chicane opposé à l'orifice de sortie d'aspiration. 30 3 - Un réservoir pour coups de bélier tel que défini dans la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel une pompe d'injection du réfrigérant sous haute pression est montée dans la chambre de recirculation, et des moyens établissent une communication pour le liquide de cette dernière chambre à la pompe de 35 sorte que cette dernière agit pour aspirer le réfrigérant liquide accumulé dans ladite chambre et le refouler sous haute pression dans 1'évaporateur. 4 - Un réservoir pour coups de bélier tel que défini dans la revendication 3, dans lequel l'entrée dans la pompe du liquide 40 provenant de la chambre de recirculation est espacée horizontale- bad original 69 31145 7 2043671 ment de l'entrée de liquide de la chambre pour coups de bélier à la chambre de recirculation. 5 - Un réservoir pour coups de bélier tel que défini dans la revendication 1, dans lequel des moyens déterminent deux orifices d'entrée dans la chambre pour coups de bélier, disposés à un 5 écartement sensible de part et d'autre de l'orifice de sortie d'aspiration dans ladite chambre, et deux chicanes sont prévues dans la chambre pour coups de bélier, 1' une de ces chicanes divisant la chambre pour coups de bélier entre ledit orifice de sortie et l'un des orifices d'entrée, et l'autre chicane divisant la même 10 chambre entre le même orifice de sortie et l'autre des orifices d'entrée. 6 - Un réservoir pour coups de bélier tel que défini dans la revendication 5, dans lequel la chambre de recirculation est en communication pour le liquide avec la chambre pour coups de bélier 15 à travers deux ouvertures dans le fond de cette chambre, ces ouvertures étant espacées horizontalement l'une de l'autre et situées respectivement aux côtés des chicanes qui sont opposés à l'orifice de sortie d'aspiration. 7 - Un réservoir pour coups de bélier tel que défini dans 20 les revendications '5 ou 6, dans lequel une pompe d'injection sous haute pression du réfrigérant est montée dans la chambre de recirculation et des moyens établissent une communication pour le liquide de la chambre de recirculation à cette pompe, de sorte que cette dernière agit pour aspirer le réfrigérant liquide accumulé 25 dans ladite ohambre et pour le refouler sous haute pression à l'évaporateur. 8 - Un réservoir pour coups de bélier tel que défini dans la revendication 6, dans lequel une pompe pour le réfrigérant sous haute pression est montée dans la chambre de recirculation et l'as- 30 piration de cette pompe dans ladite chambre est espacée horizontalement des orifices d'entrée et disposée entre ces orifices pour le liquide de la chambre pour coups de bélier à la chambre de recirculation.