Brevet FR2473649A1 — publié le 19810717

La présente invention concerne des compresseurs et plus particulièrement, un système de commande sensible à la température utilisé avec des compresseurs à volume engendré variable. L'invention a des applications particulières dans les compresseurs à volume engendré variable du type à pla- que oscillante utilisés dans les systèmes de climatisation et/ou de réfrigération d'automobile. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3.959.983 de R. W. Roberts et collaborateurs du ler juin 1976, et attribué à la demanderesse, il est décrit un com- presseur à plaque oscillante, à volume engendré variable, commandé qui comprend un système de commande de capacité ayant un clapet de commande principal. Le clapet de commande comprend un organe de clapet pour commander le débit de gaz entre le carter du compresseur et la conduite d'aspiration de gaz. L'organe de clapet est commandé en réponse à la pression détectée dans la conduite d'aspiration au moyen d'une membrane qui est pré-chargée dans la direction oppo- sée à l'aide d'un ressort. Dans la présente invention, on prévoit un système de commande sensible à la température qui comprend un clapet automatique de détente et un clapet de dérivation de carter du compresseur pour commander la capacité du compresseur aux charges partielles afin de réduire les pertes. 2. En conséquence, un objet général de la présente invention est de prévoir un système de commande de capacité perfectionné destiné à être utilisé avec des compresseurs à volume engendré variable. Un autre objet de la présente invention est de pré- voir un dispositif de commande sensible à la température destiné à être utilisé dans un appareil de climatisation qui comprend un clapet automatique de détente et un clapet de dérivation du carter du compresseur pour commander la capaci- té du compresseur aux charges partielles. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système de commande sensible à la température qui comprend un clapet de dérivation du carter du compresseur ayant une enceinte et une membrane disposé dans l'enceinte afin de répondre à la température du réfrigérant à la sortie de l'éva- porateur. Un autre objet de l'invention est de prévoir un système de commande sensible à la température qui comprend un clapet de dérivation du carter du compresseur et une boule thermosensible montée à la sortie de l'évaporateur pour détec- ter la température afin de commander le fonctionnement du cla- pet. Selon la présente invention, on prévoit un système de commande sensible à la température destiné à être utilisé dans un appareil de climatisation du type comprenant un com- presseur à volume engendré variable, un condenseur, un évapo- rateur, et des moyens de conduite pour relier le compresseur, le condenseur et l'évaporateur afin de réaliser un système fermé pour l'écoulement du fluide réfrigérant. Le système de commande sensible à la température comprend un clapet automa- tique de détente et un dispositif de commande. Le clapet au- tomatique de détente est branché entre le condenseur et l'évaporateur pour maintenir une pression constante relative dans l'évaporateur. Le dispositif de commande constitué d'un clapet de dérivation du carter du compresseur répond à la température du réfrigérant à la sortie de l'évaporateur pour. commander la capacité du compresseur. 3. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec le dessin ci- joint dans lequel: La figure unique est une représentation schémati- que d'un dispositif de commande sensible à la température construit en accord avec la présente invention. En liaison plus particulièrement avec la figure, on a représenté un système de commande sensible à la tempé- rature pour un compresseur à volume engendré variable dans un système de réfrigération désigné d'une façon générale par la référence 10. Le système de réfrigération 10 comprend un compresseur 12 à volume engendré variable, de préférence du type à plaque oscillante, qui comprime la vapeur de réfri- g5rant et la fournit à un condenseur 14 par l'intermédiaire d'une conduite 16. Le réfrigérant est condensé sous forme liquide dans le condenseur et transmis par l'intermédiaire d'une conduite 18 a un clapet de détente automatique 20. Après que le réfrigérant ait traversé le clapet de détente, il s'écoule par l'intermédiaire d'une conduite 22 vers un évaporateur 24 qui refroidit l'air ou un autre fluide qui passent sur les surfaces de l'évaporateur. Le réfrigérant est alors renvoyé par l'intermédiaire d'une conduite d'aspi- ration 26 à l'entrée du compresseur 12. Le clapet automatique de détente 20 est du type sensible à la pression pour maintenir une pression rela- tive constante dans l'évaporateur 24. Le clapet 20 régulant la pression peut être d'un type classique quelconque sem- blable à ceux illustrés et décrits dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique n0 3.688.516 de A. B. Newton du 5 septembre 1972. Ce type de clapet détecte une chute de pression pour s'ouvrir afin de permettre à davantage de réfrigérant de s'écouler et se fermera à la suite d'un accroissement de pression. Ce clapet est aussi pourvu de moyens permettant d'ajuster le point de commande afin d'obtenir différents ré- glages de pression pour l'évaporateur. Le système de commande sensible à la température selon la présente invention comprend un clapet 28 de dériva- 4. tion du carter du compresseur ayant une enceinte 30 et un moyen sensible à la pression, par exemple, une membrane de commande 32 disposée à l'intérieur de l'enceinte 30 pour for- mer des chambres séparées 34 et 36. Un organe de-clapet de for- me conique 38 est relié à une extrémité de la tige de clapet qui est fixée à son extrémité opposée à la membrane 32. Un ressort spirale 42 est disposé dans une chambre 44 contre une partie supérieure de l'organe de clapet 38 et se détend pour exercer une force de sollicitation de l'organe de clapet vers le bas. L'organe de clapet 38 est situé au-dessus d'un orifice ou ouverture 46 formé par les surfaces 48 d'un-flas- que intérieur. L'orifice 46 peut être progressivement ouvert par un mouvement vers le haut de l'organe de clapet 38 s'éloi- gnant des surfaces du flasque 48. Pour détecter la température de réfrigération de la conduite d'aspiration, des moyens sensibles à la tempéra- ture, par exemple, une boule 50 remplie de réfrigérant, ther- mosensible, est montée à la sortie de l'évaporateur 24 qui répond à la température du réfrigérant de sortie d'évaporateur. La boule 50 communique avec la chambre 34 de l'enceinte 30 par l'intermédiaire d'un tube capillaire 52. La chambre 36 communique avec la pression du carter du compresseur par l'intermédiaire d'une conduite 54. La chambre 44 communique avec l'entrée de la conduite d'aspiration 26 du compresseur 12 par l'intermédiaire de la conduite 56. On peut ainsi voir que le mouvement vertical de-la tige 40 et de l'organe de clapet 38 commande la quantité de gaz de fuite entre le car- ter du compresseur et l'entrée d'aspiration 26 qui augmente ou diminue la pression du carter en réponse à la température du réfrigérant de l'évaporateur, provoquant ainsi un accrois- sement ou une diminution de la course du piston et du volume engendré par le compresseur. Pour une description détaillée du fonctionnement du mécanisme à plateau oscillant dû aux varia- tions de la pression dans le carter, on se référera au brevet des EtatsUnis d'Amérique n0 3.861.829 de R. W. Roberts et R. D. Salle du 21 janvier 1975, qui a pour titre: "Variable Capacity Wobble Plate Compressor". 5. Quand le compresseur 12 fonctionne avec une capa- cité relativement faible, l'organe de clapet 38 ferme l'ori- fice 46 puisque la combinaison de la pression d'aspiration dans la conduite 56 et la force de détente du ressort 42 est beaucoup plus grande que la pression exercée sur le dessous de la membrane 34 par le gaz réfrigérant de la boule 50.Par suite de la position fermée de l'organe de clapet 38, il y a une pression accrue dans le carter du compresseur 12 provo- quant une course du piston minimum correspondante et ainsi un volume engendré minimum du compresseur. Comme la charge du réfrigérant est augmentée, il y a un accroissement de la température du réfrigérant à la sortie de l'évaporateur qui détend le gaz réfrigérant dans la boule 50 pour créer des pressions plus élevées sur la partie inférieure de la mem- brane 34. Ceci provoque un déplacement vers le haut de la position de la tige de clapet 40 ouvrant ainsi progressive- ment l'orifice 46. En retour, la pression du carter sera réduite autorisant l'augmentation du volume engendré par le compresseur et l'abaissement de la pression d'aspiration dans la conduite 56. En réponse à la chute de la pression d'aspiration, le clapet de détente automatique s'ouvrira afin de fournir plus de réfrigérant à la charge croissante. Lorsque les demandes de charge de réfrigérant se- ront satisfaites, la température du réfrigérant à la sortie de l'évaporateur diminuera afin de provoquer progressivement la fermeture de l'orifice 46 et d'augmenter la pression dans le carter réduisant ainsi la course du compresseur 12. En- outre le clapet de détente automatique 20 se fermera à la suite de l'augmentation de la pression d'aspiration, rédui- sant ainsi le débit de réfrigérant. De la description détaillée ci-dessus, on peut ainsi voir que la présente invention prévoit un dispositif sen- sible à la température perfectionné qui comprend un clapet de détente automatique et un clapet de dérivation du carter du compresseur pour commander la capacité du compresseur à char- ges partielles afin de réduire les pertes. En outre, le sys- tème de commande sensible à la température comprend une bou- 6. le thermosensible montée à la sortie de l'évaporateur pour y détecter la température. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 7. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de climatisation du type comprenant un compresseur à volume engendré variable, un condenseur, un évaporateur et despoyens de conduite pour relier le compres- seur, le condenseur et l'évaporateur afin de réaliser un système fermé pour la circulation du fluide réfrigérant, ca- ractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande sen- sible à la température comportant un clapet de détente automa- tique (20) branché entre le condenseur et l'évaporateur pour maintenir une pression relative constante dans l'évaporateur; et un moyen de commande (28) répondant à la température du réfrigérant à la sortie de l'évaporateur pour commander la capacité du compresseur. 2 - Dispositif de climatisation selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le moyen de commande (28) comprend un clapet de dérivation du carter du compresseur ayant une enceinte (30) et un moyen sensible à la pression (32) disposé dans cette enceinte. 3 - Dispositif de climatisation selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le moyen de commande (28) com- prend une boule sensible à la température (50) montée à la sortie de l'évaporateur pour détecter la température à la sortie de l'évaporateur. 4 - Dispositif de climatisation selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que le moyen sensible à la pres- sion comprend une membrane (32). - Dispositif de climatisation selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que le clapet de dérivation (28) comprend en outre un orifice (40) qui est progressivement ou- vert de façon à réduire la pression du carter du compresseur et par conséquent à augmenter le volume engendré par le compresseur.