Brevet FR2702423A3 — publié le 19940916

FR 2702423 A3 19940916 FR 9302750 A 19930310 -1- FILTRE SEPARATEUR POUR UN SYSTEME DE CONDITIONNEMENT D'AIR DE VEHICULE. La présente invention a pour objet un filtre/séparateur pour un système de conditionnement d'air de véhicule et plus particulièrement un filtre/séparateur qui fonctionne comme filtre aussi bien que comme séparateur. Un sytème de conditionnement d'air pour véhicule conventionnel comprend un compresseur, un condenseur avec un ventilateur de refroidissement, un filtre pour filtrer l'eau et les autres corps contenus dans le liquide de refroidissement, une valve d'expansion, un évaporateur, une soufflerie et un séparateur installé entre le compresseur et le condenseur pour séparer les agents refroidissants gazeux des liquides pour éviter que le liquide de refroidissement entre dans le compresseur Néanmoins, l'abaissement de température du réfrigérant quittant le compresseur par le ventilateur de refroidissement n'est pas efficace De plus, le filtre est installé dans un carter de moteur qui est exposé à des hautes températures, la température du filtre étant plus haute que la température atmosphérique Il en résulte que la température du réfrigérant ne peut pas être efficacement et effectivement abaissée ce qui se traduit par un mauvais conditionnement d'air, une opération inefficace du compresseur et des pertes d'énergie. La présente invention propose un filtre/séparateur permettant de pallier les inconvénients ci-dessus. Un filtre/séparateur selon l'invention inclut un conteneur extérieur et un conteneur intérieur au conteneur extérieur. Une première chambre est définie entre les conteneurs extérieur et intérieur et une seconde chambre est définie par le conteneur intérieur La première chambre est remplie avec du réfrigérant Une entrée est formée dans une paroi du -2- conteneur extérieur communiquant avec un condenseur dans la première chambre Un premier tube s'étend et à travers la paroi du conteneur interne avec une première extrémité localisée dans la première chambre et une seconde extrémité communiquant avec la valve d'expansion Des moyens de filtrage sont prévus dans la première chambre entre l'entrée et la première extrémité du premier tube pour filtrer l'eau et autres produits indésirables transportés par le réfrigérant. Un second tube est prévu dans le conteneur interne avec une première extrémité communiquant avec un évaporateur et une seconde extrémité dans la seconde chambre Un tube de séparation sensiblement en forme de crochet est également prévu dans le conteneur intérieur avec un première extrémité dans la partie base de la seconde chambre et une seconde extrémité communiquant avec un compresseur Une ouverture est formée dans la partie la plus inférieure du tube de séparation à travers laquelle le gaz liquide peut passer dans la partie la plus inférieure de la seconde chambre. Après avoir quitté l'évaporateur, le réfrigérant gazeux passe à travers le tube de séparation et sort de la seconde chambre par la seconde extrémité du tube de séparation Le réfrigérant liquide fuit vers la seconde chambre et absorbe la chaleur de la paroi de la seconde chambre en devenant gazeux et ensuite, quitte la seconde chambre par le tube de séparation. L'échange de chaleur se produit sur la paroi de la seconde chambre de sorte que la température du réfrigérant dans la première chambre décroît et la température du réfrigérant dans la seconde chambre croît La température du réfrigérant entrant dans la valve d'expansion est abaissée alors que la température du réfrigérant entrant dans le compresseur s'accroit ce qui rend l'accroissement de chaleur efficace. -3- Par suite, un premier objet de la présente invention est de proposer un filtre/séparateur qui de plus abaisse la température du réfrigérant avant qu'il n'entre dans la valve d'expansion.5 Un autre objet de la présente invention est de proposer un filtre/séparateur qui accroisse la température du réfrigérant avant qu'il n'entre dans le compresseur. Un autre objet de la présente invention est de proposer une conception compacte et peu coûteuse pour un système de conditionnement d'air de véhicule. Sur les dessins La figure 1 est une vue schématique, partiellement en coupe d'un système de conditionnement d'air de véhicule utilisant un filtre/séparateur selon la présente invention; et la figure 2 est une vue en coupe du filtre/séparateur selon la présente invention. En se référant à la figure 1, le système de conditionnement d'air pour véhicule utilisant un filtre/séparateur 1 selon l'invention comprend un compresseur 30, un condenseur 40 avec un ventilateur de refroidissement 41, le filtre/séparateur 1, une valve d'expansion 50, un évaporateur 60, une soufflerie 70 pour alimenter de l'air frais et un conduit 80 pour connecter les unités ci-dessus et pour recevoir le réfrigérant. En se référant à la figure 2, le filtre/séparateur 1 inclut un conteneur extérieur 10 et un conteneur intérieur 20 Une première chambre est définie entre les conteneurs extérieur -4- et intérieur 10 et 20 et une seconde chambre est définie par le conteneur intérieur 20 La première chambre est remplie avec du réfrigérant comme cela sera expliqué plus tard Une entrée 12 est formée dans la paroi du conteneur extérieur 10, mettant en communication le condenseur 40 avec la première chambre Un premier tube 13 s'étend dans et à travers la paroi du conteneur intérieur 20 avec une première extrémité 16 située dans la première chambre et une seconde extrémité 15 communiquant avec la valve d'expansion 50 Une pluralité d'ailettes radiales 131 sont formées sur la périphérie extérieure du tube 13 qui sera décrit en détail plus tard Un filtre 11 est prévu dans la première chambre entre l'entrée 12 et la première extrémité 16 du premier tube 13 pour filtrer l'eau et autres produits indésirables portés par la réfrigérant. Un second tube 21 est prévu dans le conteneur intérieur 20 avec une première extrémité 24 communiquant avec l'évaporateur 60 et une seconde extrémité 26 dans la seconde chambre Un tube de séparation 22 sensiblement en forme de crochet est également prévu dans le conteneur intérieur 20 avec une première extrémité 222 dans la partie inférieure de la seconde chambre et une seconde extrémité 23 communiquant avec le compresseur 30 Une ouverture 221 est formée dans la partie la plus basse du tube de séparation 22 à travers laquelle le gaz liquifié peut passer dans la partie inférieure de la seconde chambre ce qui sera discuté plus tard Optionnellement, une jauge 14 peut être prévue au sommet du premier tube 13 pour contrôler la pression de réfrigérant. Au cours des opérations, le réfrigérant quittant le compresseur est à haute température et haute pression Après passage à travers un condenseur 40, la température du réfrigérant est abaissée à l'aide du ventilateur de refroidissement 41, mais la pression reste la même Le -5- réfrigérant pénètre ensuite dans la première chambre à travers l'ouverture 12 et ainsi rempli la première chambre dans laquelle l'eau et les autres produits indésirables portés par le réfrigérant sont filtrés par le filtre 11. Ensuite, le réfrigérant sort du filtre/séparateur 1 à travers le premier tube 13 vers l'évaporateur 50, dans lequel le réfrigérant se transforme en liquide à basse pression et à basse température (voir les longues flèches de la figure 2) Par suite, le réfrigérant passe à travers l'évaporateur 60 dans lequel le réfrigérant absorbe la chaleur de l'air frais pour diriger celui-ci dans le véhicule et devient gazeux à haute température et basse pression. Le réfrigérant entre ensuite dans la seconde chambre à travers le second tube 21 Le réfrigérant gazeux passe à travers le tube de séparation 22 et quitte la seconde chambre par la seconde extrémité 23 (voir les flèches courtes de la figure 2) Le liquide réfrigérant fuit vers la seconde chambre et absorbe la chaleur de la paroi de la seconde chambre ce qui le transforme en réfrigérant gazeux, puis ensuite sort de la seconde chambre à travers le tube de séparation 22 (voir les pointillées de la figure 2). Un tel cycle se reproduit d'une manière continue et on remarquera le réfrigérant dans la première chambre subit un échange de chaleur avec le réfrigérant de la seconde chambre Bien que la température du réfrigérant dans la première chambre soit relativement "basse" en comparaison avec la température du réfrigérant sortant du compresseur, elle est cependant plus haute que la température du réfrigérant entrant dans la seconde chambre à partir de l'évaporateur Par suite, un échange de chaleur se produit sur la paroi de la seconde chambre de sorte que la température du réfrigérant dans la première chambre décroisse et que la température de réfrigérant dans la -6- seconde chambre croisse Les ailettes 131 du premier tube 13 facilitent de plus la dissipation de la chaleur du réfrigérant Il est clair que la température du réfrigérant entrant dans la valve d'expansion est abaissée alors que la température du réfrigérant entrant dans le compresseur est élevée ce qui donne un accroissement de chaleur efficace De plus, le séparateur et le filtre conventionnels sont combinés avec succès dans la présente invention donnant une conception compacte et économique. -7- REVENDICATIONS 1 Filtre/séparateur pour un système de condtionnement d'air de véhicule comprenant un compresseur ( 30), un condenseur ( 40), une valve d'expansion ( 50), un évaporateur ( 60), une soufflerie ( 70), pour alimenter de l'air frais, et des canalisations ( 80) pour connecter le filtre/séparateur, le compresseur, le condenseur, la valve d'expansion et l'évaporateur et pour recevoir le réfrigérant caractérisé en ce que, ledit filtre/séparateur comprend: un conteneur extérieur ( 10) et un conteneur intérieur ( 20), une première chambre définie entre lesdits conteneurs extérieur et intérieur, une seconde chambre étant définie par ledit conteneur intérieur, ladite première chambre étant remplie avec le réfrigérant; une entrée ( 12) formée dans une paroi dudit conteneur extérieur et mettant en communication ledit condenseur avec ladite première chambre, un premier tube ( 13) s'étendant dans et à travers une paroi dudit conteneur intérieur, dont la première extrémité ( 16) est disposée dans la première chambre et la seconde extrémité ( 15) communique avec ladite valve d'expansion, des moyens de filtrage ( 11) étant prévus dans ladite première chambre entre ladite entrée et ladite première extrémité ( 16) du premier tube ( 13) pour filtrer l'eau et d'autres produits indésirables portés par le réfrigérant; un second tube ( 21) ayant une première extrémité ( 24) communiquant avec l'évaporateur et une seconde extrémité ( 26) dans ladite seconde chambre, un tube de séparation ( 22) sensiblement en forme de crochet étant prévu dans le conteneur intérieur avec une première -8- extrémité ( 222) dans la partie la plus inférieure de ladite seconde chambre et une seconde extrémité ( 23) communiquant avec ledit compresseur une ouverture ( 221) étant formée dans la partie la plus basse dudit tube de séparation ( 22) à travers laquelle le gaz liquifié peut passer dans ladite seconde chambre. 2 Filtre/séparateur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend de plus une pluralité d'ailettes radiales ( 131) formées à la partie extérieure périphérique dudit premier tube ( 13) pour faciliter la dissipation de la chaleur du réfrigérant passant dans celui-ci. 3 Filtre/séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des moyens de contrôle ( 14) prévus à la partie supérieur dudit premier tube ( 13) pour contrôler la pression dudit réfrigérant.