Brevet FR2718833A1 — publié le 19951020

La présente invention concerne un accumulateur et, plus particulièrement, un accumulateur destiné & être utilisé dans un système de refroidissement d'un réfrigérateur, apte à récupérer efficacement un lubrifiant mélangé dans un réfrigérant depuis un évaporateur vers un compresseur. Comme cela est bien connu, un réfrigérateur met en oeuvre une fonction de refroidissement ou de congélation par l'intermédiaire d'un cycle de refroidissement de celui-ci. Habituellement, le cycle de refroidissement consiste & condenser un réfrigérant comprimé par un compresseur au niveau d'un condenseur et évaporer le réfrigérant condensé au niveau d'un évaporateur de sorte que le refroidissement ou la congélation soit accompli par absorption de la chaleur évaporée. Par conséquent, l'évaporateur est désigné communément en tant que refroidisseur. En général, le réfrigérant est ramené vers le compresseur via un accumulateur, ce qui permet de mettre en oeuvre une série de cycles de refroidissement. Dans un tel système de refroidissement, l'accumulateur est disposé entre l'évaporateur et le compresseur pour maintenir une pression stabilisée de réfrigérant. Un accumulateur typique est représenté schématiquement sur la figure 1. L'accumulateur illustré ici comprend une enceinte 2 ayant une cavité 7 pour recevoir un mélange d'un réfrigérant et d'un lubrifiant à l'intérieur de celle-ci. Un tube d'admission 4 et un tube d'évacuation 6 sont reliés à des parties inférieure et supérieure de l'enceinte 2, respectivement. Le tube d'admission 4 est connecté à un évaporateur et le tube d'évacuation 6 est connecté à un compresseur. En outre, une extension du tube d'admission 4 qui s'étend dans la cavité 7 de l'enceinte 2 est légèrement courbée à son extrémité. Lors du fonctionnement du réfrigérateur, le mélange de réfrigérant et de lubrifiant est injecté dans la cavité 7 depuis l'évaporateur via le tube d'admission 4 par la pression de fonctionnement du compresseur et vient frapper la surface interne supérieure de l'enceinte 2. A ce moment, une 2 2718833 quantité substantielle du réfrigérant devient gazeuse et est alors aspirée dans le compresseur via le tube d'évacuation 6, alors que le réfrigérant liquide restant 8 se dépose sur le fond de l'enceinte 2. Comme décrit ci-dessus, l'accumulateur sert en effet en tant que séparateur gaz/liquide pour maintenir la stabilité de la pression de réfrigérant. D'autre part, dans le système cyclique de refroidissement, le lubrifiant 10 sert à lubrifier le compresseur et d'autres pièces, et circule à travers des tuyaux ensemble avec le réfrigérant 8. Comme indiqué précédemment, une partie du lubrifiant 10 se dépose sur le fond du boîtier 2, sous la forme d'un mélange incomplet avec le réfrigérant liquide 8. Le tube d'admission 4 est muni d'un trou de récupération de lubrifiant 12 pour récupérer le lubrifiant 10 depuis la cavité 7 vers celui-ci. De préférence, le trou 12 est formé en une partie inférieure de l'extension du tube d'admission 4. Une partie du lubrifiant récupéré dans le tube d'admission 4 est aspirée dans le tube d'évacuation 6 à travers la cavité 7 en fonction du débit d'écoulement du réfrigérant passant à travers le tube d'admission 4 pendant le fonctionnement du réfrigérateur. Cette récupération du lubrifiant vers le compresseur peut être obtenue sous le principe de Bernoulli. Toutefois, le rendement de récupération du lubrifiant est relativement faible du fait de l'existence d'un espace entre le tube d'admission 4 et le tube d'évacuation 6 et il est également dicté par le débit d'écoulement du fluide. En outre, comme représenté sur la figure 2, lorsque le fonctionnement du compresseur est arrêté pendant un sous- refroidissement du réfrigérateur, le lubrifiant et le réfrigérant liquide refluent dans le tube d'admission 4 depuis la cavité 7 via le trou 12. A ce moment, la température du réfrigérateur s'accroît car le compresseur n'est pas actionné, ce qui provoque la vaporisation partielle et locale du réfrigérant déposé dans la cavité 7. En conséquence, la pression du fluide dans le tube d'admission 4 fluctue engendrant des membranes liquides 14 ayant une couche 3 2718833 entre le lubrifiant et le réfrigérant liquide à travers la partie interne du tube d'admission 4. Ces membranes 14 sont poussées vers le haut par la pression fluctuante du fluide due au bouillonnement du réfrigérant 8 et, par conséquent, sont progressivement déplacées vers l'extrémité terminale du tube d'admission 4. Dans ce cas, si la pression du fluide entre les membranes 14 est supérieure à celle du réfrigérant liquide dans la cavité pendant le mouvement ascendant des membranes 14, le réfrigérant gazeux entre les membranes 14 est introduit dans le réfrigérant liquide 8 dans la cavité 7 à travers le trou 12, ce qui engendre des bulles 18 provoquant des bruits de barbotage. Aussi, la membrane 14 peut éclater lorsqu'elle s'échappe de l'extrémité terminale du tube d'admission 4, ce qui produit des bruits d'éclatement. Lorsque cela survient, les bruits de barbotage et d'éclatement sont engendrés uniquement pendant les périodes de silence lorsque le fonctionnement du réfrigérateur est arrêté, ce qui provoque une nuisance pour l'utilisateur. En conséquence, la présente invention a pour but de proposer un accumulateur amélioré qui soit apte à récupérer efficacement un lubrifiant mélangé dans un réfrigérant vers un compresseur sans créer de bruits de barbotage et d'éclatement lors d'une pose du fonctionnement du compresseur. Les buts ci-dessus ainsi que d'autres buts de la présente invention sont atteints en proposant un accumulateur amélioré destiné à être utilisé dans un réfrigérateur, qui comprend: une enceinte ayant une cavité pour recevoir un mélange fluide d'un réfrigérant et d'un lubrifiant dans celle-ci; un tube d'admission connecté à une partie inférieure de l'enceinte en communication de fluide avec la cavité et ayant une extension positionnée dans la cavité et au voisinage d'une partie supérieure de l'enceinte; un tube d'évacuation connecté à la partie supérieure de l'enceinte et en communication de fluide avec la cavité; et 4 2718833 un conduit de récupération de lubrifiant attaché au tube d'évacuation ou à l'extension du tube d'admission pour amener le lubrifiant séparé du mélange fluide depuis la cavité dans le tube d'évacuation à travers ce conduit. Conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention, le conduit de récupération de lubrifiant est un tube capillaire. En outre, le conduit de récupération de lubrifiant peut comprendre une boucle ou lacet prévu à son extrémité inférieure. Le tube d'évacuation peut également comprendre un manchon en forme d'anneau ajusté dans celui-ci, le manchon ayant un évidement formé sur sa périphérie externe pour retenir le conduit de récupération de lubrifiant dans celui-ci. Le tube d'admission peut encore comprendre un collier de serrage pour accoupler le conduit de récupération de lubrifiant à l'extension du tube d'admission. La présente invention vise également un autre mode de réalisation d'un accumulateur destiné à être utilisé dans un réfrigérateur, qui comprend: une enceinte ayant une cavité pour recevoir un mélange fluide d'un réfrigérant et d'un lubrifiant dans celle-ci; un tube d'admission connecté à une partie supérieure de l'enceinte et en communication de fluide avec la cavité; et un tube d'évacuation connecté à une partie inférieure de l'enceinte en communication de fluide avec la cavité, et dont une extrémité du tube d'évacuation s'étend depuis la partie inférieure de l'enceinte jusqu'au dessus d'un niveau prédéterminé du mélange fluide contenu dans la cavité. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'accumulateur comprend en outre un conduit de récupération de lubrifiant attaché au tube d'évacuation pour amener à travers ce conduit le lubrifiant séparé du mélange fluide depuis la cavité dans le tube d'évacuation. Ce conduit de récupération de lubrifiant peut être construit sous la forme d'un tube en U inversé, dont une extrémité est disposée dans la cavité et adjacente à la partie inférieure de l'enceinte et dont l'autre extrémité est située dans le tube d'évacuation. 2718833 Le tube en forme de U inversé peut comprendre une boucle prévue à sa dite première extrémité. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus ainsi que d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement au cours de la description détaillée qui suit, donnée en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un accumulateur classique; - la figure 2 montre un état de fonctionnement de l'accumulateur illustré sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe d'un accumulateur conforme à un mode de réalisation préféré de la présente invention; - les figures 4 et 5 représentent diverses attaches d'un conduit de récupération de lubrifiant à un tube d'évacuation et à un tube d'admission respectivement, de l'accumulateur illustré sur la figure 3; et - la figure 6 est une vue en coupe d'un autre accumulateur conforme à la présente invention. En se référant à la figure 3, on a représenté un accumulateur apte à être utilisé dans un réfrigérateur conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention. L'accumulateur comprend une enceinte 2 ayant une cavité 7 pour recevoir un mélange d'un réfrigérant et d'un lubrifiant destiné à être délivré depuis un évaporateur (non représenté), un tube d'admission 20 connecté à une partie inférieure de l'enceinte 2 et en communication de fluide avec la cavité 7, et un tube d'évacuation 22 connecté à une partie supérieure de l'enceinte 2 et en communication de fluide avec la cavité 7. En outre, le tube d'admission 20 est accouplé à l'évaporateur et le tube d'évacuation 22 est accouplé à un compresseur (non représenté), respectivement. Le tube d'admission 20 a une extension 23 positionnée dans la cavité 7 et au voisinage de la partie supérieure de l'enceinte 2. L'extension 23 du tube d'admission 20 est légèrement courbée à son extrémité. 6 2718833 Dans un tel accumulateur, le mélange de réfrigérant et de lubrifiant éjecté par le tube d'admission 20 heurte contre une surface interne supérieure de l'enceinte 2 et est ensuite aspiré dans le compresseur en une quantité substantielle à travers le tube d'évacuation 22 par le fonctionnement du compresseur. Une partie du mélange se dépose dans la cavité 7. En particulier, le réfrigérant liquide et le lubrifiant sont collectés sur le fond de l'enceinte. Aussi, le lubrifiant 10 est séparé du réfrigérant liquide 8 et disposé sous le réfrigérant 8 dans la cavité 7 dans un état de mélange incomplet. Comme représenté sur la figure 3, un conduit de récupération de lubrifiant 24 est attaché à l'extension 23 du tube d'admission 20 ou au tube d'évacuation 22, lequel conduit 24 est apte à amener le lubrifiant déposé sur le fond de l'enceinte 2 vers le tube d'évacuation 22. Une extrémité du conduit de récupération de lubrifiant 24 est positionnée à l'intérieur du tube d'évacuation 22 et son autre extrémité est disposée adjacente au fond de l'enceinte 2 pour submerger dans le lubrifiant 10. Le conduit de récupération de lubrifiant 24 a un diamètre inférieur à ceux du tube d'admission 20 et du tube d'évacuation 22. De préférence, le conduit 24 peut être un tube capillaire qui peut aspirer à travers celui-ci le lubrifiant déposé vers le tube d'évacuation 22. Dans ce cas, étant donné que le lubrifiant remplit substantiellement le tube capillaire 24, il peut être immédiatement éjecté dans le tube d'évacuation 22 lors de l'alimentation en énergie du compresseur. De préférence, le conduit 24 peut avoir une boucle ou crochet 26 prévu à son extrémité inférieure, qui est destinée à empêcher des substances contaminantes, des boues et analogues déposées sur le fond de l'enceinte 2 d'entrer dans celle-ci. Conformément à l'accumulateur de la présente invention, lorsque le compresseur n'est pas en service, le réfrigérant 8 et le lubrifiant 10 ne peuvent pas refluer dans le tube d'admission 20, ce qui empêche la création des bruits d'éclatement et de barbotage. 7 2718833 D'autre part, lorsque le compresseur est alimenté en énergie, un écoulement du réfrigérant gazeux dans le tube d'évacuation 22 produit une pression réduite au-dessus du tube capillaire 24 conformément au principe de Bernoulli, ce qui provoque l'éjection du lubrifiant 10 déposé dans la cavité 7 vers le tube d'évacuation 22 via le tube capillaire 24, ainsi que sa collection dans le compresseur. A ce moment, le lubrifiant 10 est directement aspiré dans le tube d'évacuation 22 à travers le tube capillaire 24 indépendamment de l'introduction du réfrigérant 8 dans le tube d'évacuation 22, ce qui augmente substantiellement le rendement de la récupération de lubrifiant vers le compresseur. Les figures 4 et 5 représentent divers modes de réalisation de la fixation du tube capillaire 24 au tube d'évacuation 22 et à l'extension 23 du tube d'admission 20. Comme illustré sur la figure 4, un manchon de forme annulaire 28 est fermement ajusté dans le tube d'évacuation 22 et comporte un évidement 30 formé sur sa périphérie externe pour retenir le tube capillaire 24 dans l'évidement. Comme représenté sur la figure 5, le tube capillaire 24 est fixé au tube d'admission 20 par une pince, machoire ou collier de serrage 32. De préférence, le collier 30 peut avoir une rainure 34 pour retenir le tube capillaire 24 dans celle-ci. En outre, le tube capillaire 24 peut être attaché au tube d'admission 20 ou au tube d'évacuation 22 par un fil ou une bande de ruban. La figure 6 représente un autre accumulateur conforme à la présente invention. Dans ce mode de réalisation, le tube d'admission 40 et le tube d'évacuation 42 sont connectés aux parties supérieure et inférieure de l'enceinte 2, respectivement, en renversant tête en bas l'accumulateur classique. Les tubes d'admission et d'évacuation 40, 42 à la fois sont en communication de fluide avec la cavité 7. L'extrémité terminale du tube d'admission 40 est recourbée vers la paroi de l'enceinte 2. Aussi, le tube d'évacuation 42 s'étend depuis le fond de l'enceinte 2 jusqu'au dessus d'un 8 2718833 niveau prédéterminé du fluide contenu dans la cavité 7. Dans cet accumulateur, le réfrigérant et le lubrifiant introduits dans la cavité 7 à travers le tube d'admission 40 sont séparés l'un de l'autre de sorte que le réfrigérant gazeux soit délivré vers le compresseur à travers le tube d'évacuation 42, et le réfrigérant liquide 8 et le lubrifiant soient déposés sur le fond de l'enceinte 2. D'autre part, le lubrifiant 10 est disposé sous le réfrigérant liquide 8 de sorte qu'il existe une couche frontière incomplète formée entre eux. Comme représenté sur la figure 6, afin de récupérer le lubrifiant déposé dans la cavité 7 vers le compresseur, le tube d'évacuation 42 est muni d'un conduit de récupération de lubrifiant 44 sous la forme d'un tube en U inversé, dont une extrémité est située adjacente au fond de l'enceinte 2 et dont l'autre extrémité est insérée dans le tube d'évacuation 42. De préférence, le tube 44 en forme de U inversé peut avoir une boucle 46 attachée à celui-ci, ce qui peut empêcher les impuretés, substances contaminantes et analogues déposées sur le fond de l'enceinte 2 d'entrer dans le tube d'évacuation 42. Conformément à l'autre mode de réalisation de la présente invention tel que construit ci-dessus, lors de l'alimentation en énergie du compresseur, le réfrigérant gazeux s'écoule dans le tube d'évacuation 42, ce qui engendre une différence de pression entre la cavité 7 et le tube d'évacuation 42 du fait du débit d'écoulement du réfrigérant. Ceci permet au lubrifiant déposé dans la cavité 7 d'être aspiré dans le tube d'évacuation 42 avec facilité. Par conséquent, le rendement de récupération du lubrifiant vers le compresseur est accrû de manière substantielle. Lorsque le compresseur est désactivé pendant un sous- refroidissement du réfrigérateur, l'alimentation du réfrigérant 8 et du lubrifiant 10 vers le tube d'évacuation 42 est interrompue. A ce moment, étant donné que le réfrigérant et le lubrifiant déposés dans la cavité 7 sont complètement séparés l'un de l'autre, ils ne peuvent pas être 9 2718833 introduits dans le tube d'évacuation 42 pendant la pause du compresseur. En outre, un écoulement inverse du réfrigérant depuis la cavité 7 vers le tube d'admission 40 est bloqué de manière fondamentale du fait de la fixation du tube d'admission 40 à la partie supérieure de l'enceinte 2, ce qui empêche la formation de membranes dans le tube d'admission 40 et de bulles dans la cavité 7. En résultat, les bruits de barbotage et d'éclatement ne se produisent pas. De plus, lorsque le réfrigérant liquide est en ébullition dans la cavité 7 du fait d'une augmentation de température dans l'accumulateur, le réfrigérant évaporé et détendu peut s'échapper dans le tube d'évacuation 42. Bien que l'invention ait été décrite et illustrée en référence à des modes de réalisation préférés, il apparaîtra clairement à l'homme du métier que certains changements et modifications peuvent être effectués sans sortir du cadre ni de l'esprit de la présente invention. 2718833 REVENDICATIONS 1. Accumulateur destiné à être utilisé dans un réfrigérateur, qui comprend: une enceinte (2) ayant une cavité (7) pour recevoir un mélange fluide d'un réfrigérant (8) et d'un lubrifiant (10) dans celle-ci; un tube d'admission (4, 20) connecté à une partie inférieure de l'enceinte, en communication de fluide avec la cavité (7) et ayant une extension (23) positionnée dans la cavité et au voisinage d'une partie supérieure de l'enceinte; et un tube d'évacuation (6, 22) connecté à la partie supérieure de l'enceinte et en communication de fluide avec la cavité (7); caractérisé en ce qu'il comprend en outre un conduit de récupération de lubrifiant (24) attaché au tube d'évacuation (22) ou à l'extension (23) du tube d'admission (20) pour amener le lubrifiant séparé du mélange fluide depuis la cavité (7) vers le tube d'évacuation et à travers ce conduit. 2. Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit de récupération de lubrifiant (24) est un tube capillaire. 3. Accumulateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit conduit de récupération de lubrifiant (24) comporte une boucle (26) prévue à son extrémité inférieure. 4. Accumulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tube d'évacuation (22) comprend un manchon de forme annulaire (28) ajusté dans celui-ci, ledit manchon ayant un évidement (30) formé sur sa périphérie externe pour retenir le conduit de récupération de lubrifiant (24) dans l'évidement. 5. Accumulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tube d'admission (20) comprend un collier de serrage (32) pour 11 2718833 accoupler le conduit de récupération de lubrifiant (24) à l'extension (23) du tube d'admission. 6. Accumulateur destiné à être utilisé dans un réfrigérateur, qui comprend: une enceinte (2) ayant une cavité (7) pour recevoir un mélange fluide d'un réfrigérant (8) et d'un lubrifiant (10) dans celle- ci; un tube d'admission (4, 40) et un tube d'évacuation (6, 42) connectés à l'enceinte (2) et en communication de fluide avec la cavité (7); caractérisé en ce que ledit tube d'admission (40) est connecté à une partie supérieure de l'enceinte (2) et le tube d'évacuation (42) est connecté à une partie inférieure de l'enceinte (2), avec une extrémité du tube d'évacuation s'étendant depuis la partie inférieure de l'enceinte jusqu'au dessus d'un niveau prédéterminé du mélange fluide contenu dans la cavité. 7. Accumulateur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un conduit de récupération de lubrifiant (44) attaché au tube d'évacuation (42) pour amener le lubrifiant séparé du mélange fluide depuis la cavité (7) vers le tube d'évacuation (42) et à travers le conduit. 8. Accumulateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit conduit de récupération de lubrifiant (44) est construit sous la forme d'un tube en U inversé, dont une extrémité est disposée dans la cavité (7) et adjacente à la partie inférieure de l'enceinte (2) et dont l'autre extrémité est située dans le tube d'évacuation (42). 9. Accumulateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit tube (44) en forme de U inversé comprend une boucle (46) prévue à ladite première extrémité de celui-ci.