FR2910601A1 - Triggering device i.e. thermostatic valve, for air-conditioning circuit of motor vehicle, has force regulator for regulating spring force based on operating parameters of refrigerant in inlet of main path - Google Patents

Abstract

The device (12) has a body defining main and secondary paths (T1, T2) for refrigerant e.g. R134a fluid, where the main path comprises an orifice (120) controlled by a needle valve (124). The body has a bulb (125) filled with control fluid and exerts force, relative to pressure of the fluid, on the valve. The body has a spring system (128) e.g. helical spring, exerting spring force opposite to that of the bulb on the valve. A force regulator (181) e.g. additional bulb, regulates the spring force based on operating parameters e.g. temperature, of the refrigerant in an inlet of the main path.

Description

Dispositif de détente pour circuit de climatisation L'invention concerneExpansion device for an air conditioning circuit The invention concerns

les circuits de climatisation, notamment pour véhicules automobiles.  air conditioning circuits, particularly for motor vehicles.

Un circuit de climatisation classique comporte un compresseur, un condenseur, un dispositif de détente et un évaporateur parcourus, dans cet ordre, par un fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant est comprimé en phase gazeuse et amené à une pression élevée par le compresseur. Il est ensuite refroidi par l'air qui traverse le condenseur, puis subit une perte de pression en passant dans le dispositif de détente. Le fluide se vaporise alors partiellement. A la sortie du dispositif de détente, le fluide réfrigérant est transmis sous la forme d'un mélange de vapeur et de liquide à basse pression à l'évaporateur, où il est transformé en phase gazeuse. Dans des réalisations existantes, on utilise des disposi- tifs de détente dont la section de passage varie en fonction de la haute pression ou en fonction de la différence entre la haute pression et la basse pression. De tels dispositifs permettent de réguler le débit de 25 fluide réfrigérant en fonction des conditions de charges thermiques, et d'optimiser le coefficient de performance. Les dispositifs de détente à section de passage variable peuvent se présenter notamment sous la forme de vannes de 30 détente thermostatiques. Les vannes de détente thermostatiques ont pour rôle d'alimenter l'évaporateur de manière optimale tout en maintenant une surchauffe choisie à la sortie de l'évaporateur, ce qui permet d'adapter le débit de fluide réfrigérant circulant dans le circuit aux charges 35 thermiques. Avec des vannes de détente thermostatiques, la surchauffe obtenue au niveau de l'évaporateur dépend de la basse pression du fluide réfrigérant et de la température du fluide réfrigérant en sortie de l'évaporateur. Il est alors 2910601 2 difficile de mettre en oeuvre des réglages adaptés qui seront adaptés pour la majorité des points de fonctionne-ment du circuit et ainsi satisfaire au mieux le rendement global du circuit.  A conventional air conditioning circuit comprises a compressor, a condenser, an expansion device and an evaporator traveled in this order by a refrigerant. The refrigerant is compressed in the gas phase and brought to a high pressure by the compressor. It is then cooled by the air passing through the condenser, then undergoes a loss of pressure passing through the expansion device. The fluid then vaporizes partially. At the outlet of the expansion device, the refrigerant is transmitted in the form of a mixture of vapor and liquid at low pressure to the evaporator, where it is converted into a gas phase. In existing embodiments, expansion devices are used whose section of passage varies as a function of the high pressure or as a function of the difference between the high pressure and the low pressure. Such devices make it possible to regulate the refrigerant flow rate as a function of the thermal load conditions, and to optimize the coefficient of performance. The expansion devices with variable passage section may be in particular in the form of thermostatic expansion valves. The purpose of the thermostatic expansion valves is to supply the evaporator optimally while maintaining a chosen superheat at the outlet of the evaporator, which makes it possible to adapt the flow rate of refrigerant circulating in the circuit to the thermal loads. . With thermostatic expansion valves, the superheat obtained at the evaporator depends on the low pressure of the refrigerant and the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator. It is then difficult to implement adapted settings that will be adapted for the majority of operating points of the circuit and thus best meet the overall performance of the circuit.

5 Par ailleurs, les vannes de détente thermostatiques ne permettent pas toujours de garantir à la fois des performances énergétiques élevées (puissance frigorifique et efficacité du cycle frigorifique) et une stabilité satis- 10 faisante du circuit de climatisation dans des conditions de fonctionnement à faibles charges thermiques. L'invention vient améliorer la situation.Moreover, the thermostatic expansion valves do not always make it possible to guarantee both high energy performances (cooling capacity and efficiency of the refrigerating cycle) and satisfactory stability of the air-conditioning circuit under low-load operating conditions. thermal. The invention improves the situation.

15 Elle propose à cet effet un dispositif de détente, destiné à être installé dans un circuit de climatisation parcouru par un fluide réfrigérant, comprenant un corps définissant un trajet principal de fluide réfrigérant, présentant un orifice de passage contrôlé par un pointeau, et un trajet 20 secondaire de fluide réfrigérant. Le corps comprend un bulbe rempli d'un fluide de contrôle en contact avec le fluide qui circule dans le trajet secondaire et apte à exercer sur le pointeau une force relative à la pression du fluide de contrôle. Le corps comprend en outre un système de ressorts agencé de manière à exercer sur le pointeau une force de ressort opposée à celle du bulbe. Selon l'invention, il est prévu des moyens de régulation aptes à réguler la force du ressort en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du fluide réfrigérant en entrée du trajet principal. Le dispositif de détente de l'invention permet d'obtenir un coefficient de performance amélioré, ainsi qu'un contrôle de la surchauffe de l'évaporateur. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après: 2910601 3 Les paramètres de fonctionnement comprennent la température et/ou la pression du fluide réfrigérant en entrée du trajet principal. 5 - Le système de ressort est constitué d'un matériau à rigidité variable apte à ajuster la force du ressort en fonction de la température et/ou de :La pression du fluide en sortie du condenseur, le système de ressort étant placé dans le trajet principal du fluide réfrigérant en amont de 10 l'orifice de passage. - La rigidité du système de ressort est une fonction croissante de la température et/ou de la pression du fluide réfrigérant à l'entrée du trajet principal. - Les moyens de régulation comprennent un régulateur de force relié au système de ressorts et apte à ajuster la force du ressort en fonction de la température et/ou de la pression du fluide en entrée du trajet principal. 20 - Le système de ressort et le régulateur de force sont placés dans le trajet principal du fluide réfrigérant en amont de l'orifice de passage. 25 - Le régulateur de force opère de manière à fournir une force de ressort sensiblement croissante en fonction de la température et/ou de la pression du fluide réfrigérant en entrée du trajet principal, jusqu'à ce que le niveau de surchauffe souhaité en sortie de l'évaporateur soit at- 30 teint. - Le régulateur de force est un bulbe additionnel placé sur le trajet principal du fluide en amont de l'orifice de passage et propre à exercer une force sur le système de 35 ressorts. - Le bulbe additionnel est rempli de gaz. - Le bulbe additionnel est rempli de fluide réfrigérant. 15 2910601 4 - Le bulbe additionnel est rempli de cire ou d'un mélange de cires à changement de phase, ce qui permet d'optimiser la rigidité du ressort en fonction de la température. - Le dispositif de détente comprend en outre une vis de réglage de ressort apte à agir sur le système en réponse à un réglage manuel. 10 - Le trajet principal comprend une partie d'entrée en amont de l'orifice de passage, une partie de sortie en aval de l'orifice de passage, et une partie intermédiaire en amont de l'orifice de passage, agencée entre la partie d'entrée et la partie de sortie, les moyens de régulation étant 15 agencés dans la partie intermédiaire. L'invention propose en outre un circuit de climatisation comprenant un compresseur, un condenseur, un dispositif de détente ayant l'une des caractéristiques définies ci- 20 dessus, et un évaporateur, parcourus dans cet ordre par un fluide réfrigérant, le trajet principal étant relié en entrée à la sortie du condenseur (11) et en sortie à l'entrée de l'évaporateur (13), tandis que le trajet secondaire est relié en entrée à la sortie de l'évaporateur (13) et en 25 sortie à l'entrée du compresseur (14). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma d'une installation de climatisation selon l'invention; - la figure 2A est un diagramme donnant l'évolution de la 35 pression de saturation du fluide en fonction de la température d'une vanne de détente classique à charge parallèle; 5 30 2910601 5 - la figure 2B est un diagramme donnant l'évolution de la pression de saturation du fluide en fonction de la température d'une vanne de détente classique à charge croisée; 5 - la figure 3 est un schéma d'une vanne de détente thermostatique comportant un ressort à rigidité variable, selon une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 4 est un schéma montrant les forces qui s'exer- 10 cent sur la vanne de détente thermostatique de la figure 3; - la figure 5 est un schéma d'une vanne de détente thermostatique comportant un régulateur de force selon une deuxième forme de réalisation de l'invention; - la figure 6 est un diagramme donnant l'évolution de la pression de saturation du fluide en fonction de la température pour un fonctionnement à charge parallèle de la vanne de détente selon l'invention; 20 - la figure 7 est un schéma d'un régulateur de force de type bulbe tel qu'utilisé dans le schéma de la figure 5; et - la figure 8 est un schéma d'un régulateur de force de 25 type bulbe comportant des éléments d'arrêt. Les dessins contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la description, mais aussi contri- 30 huer à la définition de l'invention, le cas échéant. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un schéma d'un circuit de climatisation 100 destiné à être intégré à un véhicule automobile. Le circuit 100 comprend un compresseur 14, un condenseur 11, un dispositif de détente 12 de type vanne thermostatique, et un évaporateur 13 parcourus, dans cet ordre, par un fluide réfrigérant, par exemple le :Fluide R134a ou tout 15 35 2910601 6 autre fluide sous critique. Le fluide réfrigérant est comprimé en phase gazeuse et amené à une pression élevée par le compresseur 14. Il est ensuite transformé en phase liquide par le condenseur 11, puis subit une perte •de 5 pression en passant dans le dispositif de détente 12. Le liquide se vaporise partiellement dans le dispositif de détente 12 en refroidissant. A la sortie du dispositif de détente, on obtient un mélange de vapeur et de liquide à basse pression, qui est transmis à l'évaporateur 13 où il 10 est transformé en phase gazeuse. Un réservoir déshydrateur 16 peut également être prévu à la sortie du condenseur 11 pour assurer une réserve de fluide réfrigérant, alimenter le détendeur en liquide, et/ou 15 éliminer les acides nuisibles et les particules étrangères. Le condenseur 11 est traversé par un flux d'air qui est échauffé à son contact, tandis que l'évaporateur 13 est traversé par un flux d'air qui est refroidi à son contact 20 et qui est destiné à climatiser l'air de l'habitacle du véhicule. Dans le condenseur 11, le fluide réfrigérant subit d'abord une désurchauffe à pression constante pour abaisser la 25 température du fluide, puis une condensation à pression constante. Enfin, le fluide est sous-refroidi pour passer à l'état liquide avant d'alimenter le dispositif de détente 12.It proposes for this purpose an expansion device, intended to be installed in an air conditioning circuit traversed by a refrigerant, comprising a body defining a main refrigerant flow path, having a passage orifice controlled by a needle, and a path Secondary refrigerant. The body comprises a bulb filled with a control fluid in contact with the fluid flowing in the secondary path and able to exert on the needle a force relative to the pressure of the control fluid. The body further comprises a spring system arranged to exert on the needle a spring force opposite to that of the bulb. According to the invention, there are provided regulating means adapted to regulate the force of the spring as a function of at least one operating parameter of the refrigerant at the inlet of the main path. The expansion device of the invention makes it possible to obtain an improved coefficient of performance, as well as a control of the overheating of the evaporator. Optional features of the invention, complementary or substitution, are set out below: The operating parameters comprise the temperature and / or the pressure of the refrigerant at the inlet of the main path. 5 - The spring system consists of a variable stiffness material adapted to adjust the spring force as a function of temperature and / or: The fluid pressure at the outlet of the condenser, the spring system being placed in the path main refrigerant fluid upstream of the passage opening. - The rigidity of the spring system is an increasing function of the temperature and / or the pressure of the refrigerant at the inlet of the main path. - The regulating means comprise a force regulator connected to the spring system and adapted to adjust the spring force as a function of the temperature and / or the pressure of the inlet fluid of the main path. The spring system and the force regulator are placed in the main path of the refrigerant fluid upstream of the passage opening. The force regulator operates to provide a substantially increasing spring force as a function of the temperature and / or the pressure of the refrigerant at the inlet of the main path, until the desired superheat level at the output of the the evaporator is turned off. - The force regulator is an additional bulb placed on the main path of the fluid upstream of the passage opening and able to exert a force on the spring system. - The additional bulb is filled with gas. - The additional bulb is filled with refrigerant. 15 2910601 4 - The additional bulb is filled with wax or a mixture of phase change waxes, which optimizes the stiffness of the spring as a function of temperature. - The expansion device further comprises a spring adjustment screw adapted to act on the system in response to a manual adjustment. The main path comprises an inlet portion upstream of the passage orifice, an outlet portion downstream of the passage orifice, and an intermediate portion upstream of the passage orifice, arranged between the portion input and output part, the regulating means being arranged in the intermediate part. The invention also proposes an air conditioning circuit comprising a compressor, a condenser, an expansion device having one of the characteristics defined above, and an evaporator, traversed in this order by a refrigerant, the main path being connected at the inlet to the outlet of the condenser (11) and at the outlet to the inlet of the evaporator (13), while the secondary path is connected at the inlet to the outlet of the evaporator (13) and at the outlet to the compressor inlet (14). Other features and advantages of the invention will appear on examining the detailed description below, and the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a diagram of an air conditioning system according to the invention; FIG. 2A is a diagram showing the evolution of the saturation pressure of the fluid as a function of the temperature of a conventional parallel-loaded expansion valve; FIG. 2B is a diagram showing the evolution of the saturation pressure of the fluid as a function of the temperature of a conventional cross-loaded expansion valve; FIG. 3 is a diagram of a thermostatic expansion valve comprising a spring with variable rigidity, according to a first embodiment of the invention; FIG. 4 is a diagram showing the forces that are exerted on the thermostatic expansion valve of FIG. 3; FIG. 5 is a diagram of a thermostatic expansion valve comprising a force regulator according to a second embodiment of the invention; FIG. 6 is a diagram showing the evolution of the saturation pressure of the fluid as a function of temperature for a parallel-load operation of the expansion valve according to the invention; FIG. 7 is a diagram of a bulb type force regulator as used in the diagram of FIG. 5; and FIG. 8 is a diagram of a bulb type force regulator having stop elements. The drawings contain, for the most part, elements of a certain character. They will thus be able not only to serve to make the description better understood, but also to contribute to the definition of the invention, where appropriate. Referring firstly to Figure 1 which shows a diagram of an air conditioning circuit 100 for integration with a motor vehicle. The circuit 100 comprises a compressor 14, a condenser 11, an expansion device 12 of thermostatic valve type, and an evaporator 13 traversed, in this order, by a refrigerant, for example the: R134a fluid or any other 2910601 subcritical fluid. The refrigerant is compressed in the gas phase and brought to a high pressure by the compressor 14. It is then converted into a liquid phase by the condenser 11, then undergoes a loss of pressure passing through the expansion device 12. The liquid partially vaporizes in the expansion device 12 while cooling. At the outlet of the expansion device, a mixture of vapor and low-pressure liquid is obtained, which is transmitted to the evaporator 13 where it is converted into a gas phase. A dehydrator tank 16 may also be provided at the outlet of the condenser 11 to provide a reserve of coolant, supply the expander with liquid, and / or remove the harmful acids and foreign particles. The condenser 11 is traversed by a flow of air which is heated on contact, while the evaporator 13 is traversed by a flow of air which is cooled to its contact 20 and which is intended to cool the air of the air. cabin of the vehicle. In the condenser 11, the coolant first undergoes constant pressure desuperheating to lower the fluid temperature and then constant pressure condensation. Finally, the fluid is subcooled to pass to the liquid state before supplying the expansion device 12.

30 La vanne de détente 12 est traversé d'une part par la branche de fluide réfrigérant entre la sortie du condenseur 11 et l'entrée de l'évaporateur 13 où se produit la détente définissant un trajet principal Ti, et d'autre part par la branche de fluide réfrigérant entre la sortie de l'évapora- 35 teur 13 et l'entrée du compresseur 14 définissant un trajet secondaire T2 contribuant à contrôler le débit de fluide dans le trajet principal T1.The expansion valve 12 is traversed on the one hand by the coolant branch between the outlet of the condenser 11 and the inlet of the evaporator 13 where the expansion defining a main path Ti occurs, and on the other hand by the refrigerant branch between the outlet of the evaporator 13 and the inlet of the compressor 14 defining a secondary path T2 contributing to control the flow of fluid in the main path T1.

2910601 7 La vanne de détente 12 comprend de manière classique un pointeau qui contrôle le passage du fluide réfrigérant entre la sortie du condenseur et l'entrée de l'évaporateur (trajet principal) en fonction de la pression exercée par 5 un bulbe et de la force exercée par un système de ressorts, ce dernier étant typiquement placé hors du trajet principale et/ou ne présentant pas des caractéristiques adaptables en fonction de la température et/ou de la pression du fluide réfrigérant.The expansion valve 12 conventionally comprises a needle which controls the passage of coolant between the condenser outlet and the evaporator inlet (main path) depending on the pressure exerted by a bulb and the force exerted by a spring system, the latter being typically placed out of the main path and / or not having adaptable characteristics depending on the temperature and / or the pressure of the refrigerant.

10 Dans une première partie de l'évaporateur 13, le fluide à l'état de mélange liquide/vapeur absorbe de la chaleur jusqu'à ce que tout le liquide se vaporise. Dans une deuxième partie de l'évaporateur appelée "zone de sur-15 chauffe", le fluide entièrement vaporisé est surchauffé. La surchauffe est définie comme la différence entre la température de fluide réfrigérant à la sortie de l'évaporateur 13 et la température de saturation du fluide.In a first part of the evaporator 13, the fluid in the state of liquid / vapor mixture absorbs heat until all the liquid vaporizes. In a second part of the evaporator called "overheating zone", the fully vaporized fluid is overheated. Overheating is defined as the difference between the coolant temperature at the outlet of the evaporator 13 and the saturation temperature of the fluid.

20 La surchauffe de l'évaporateur doit donc être suffisamment adaptée pour garantir une bonne puissance frigorifique sans risque de coups de liquide au compresseur. En effet, dans les réalisations connues, lorsque la surchauffe est trop importante, les vannes de détente ne laissent passer que 25 peu de liquide, de sorte que la puissance frigorifique peut être réduite. De plus, dans des conditions de faibles charges thermiques (par exemple, lorsque la température extérieure est inférieure à 25 C), le circuit peut devenir instable, et entraîner un effet de givrage à la sortie de 30 la vanne de détente 12. En revanche, lorsque la surchauffe est trop faible, les vannes de détente classiques laissent passer beaucoup de liquide, de sorte que la puissance frigorifique est satis- 35 faisante. Cependant, les risques de coups de liquide au compresseur sont élevés et les performances énergétiques (représentées par le coefficient de performance) sont réduites.The overheating of the evaporator must therefore be sufficiently adapted to guarantee good refrigeration capacity without any risk of liquid being thrown to the compressor. Indeed, in the known embodiments, when the overheating is too great, the expansion valves let only a little liquid, so that the cooling capacity can be reduced. In addition, under conditions of low thermal loads (for example, when the outside temperature is below 25 ° C.), the circuit may become unstable and cause an icing effect at the outlet of the expansion valve 12. when the overheating is too low, the conventional expansion valves let a lot of liquid pass, so that the cooling capacity is satisfactory. However, there is a high risk of liquid surges in the compressor and energy performance (represented by the coefficient of performance) is reduced.

2910601 8 L'invention propose une vanne de détente améliorée permet-tant de réguler la surchauffe de manière à remédier aux inconvénients ci-dessus.The invention proposes an improved expansion valve which makes it possible to regulate the superheating so as to overcome the above disadvantages.

5 Pour cela, l'invention propose un contrôle adapté de la force du système de ressort de la vanne de détente 12 de manière à optimiser la surchauffe de l'évaporateur. Les réalisations existantes ne permettent pas de régler la 10 force du ressort de manière interactive avec les paramètres de fonctionnement de la boucle. Seul un réglage manuel à l'aide d'une vis de réglage est possible en usine et une fois pour toutes.For this, the invention proposes a suitable control of the force of the spring system of the expansion valve 12 so as to optimize the overheating of the evaporator. Existing embodiments do not allow the spring force to be interactively adjusted with the operating parameters of the loop. Only manual adjustment with a set screw is possible at the factory and once and for all.

15 En effet, les vannes de détente classiques, munies d'une simple vis de réglage, ont un débit du fluide qui dépend de la surchauffe et de la charge du bulbe. Lorsque la sur-chauffe est trop importante, le bulbe se dilate et pousse la tige et le pointeau qui ouvre une section plus grande.Indeed, the conventional expansion valves, provided with a simple adjusting screw, have a flow rate of the fluid which depends on the overheating and the load of the bulb. When the overheating is too great, the bulb expands and pushes the stem and the needle that opens a larger section.

20 Le débit est alors augmenté. En revanche, lorsque la sur-chauffe est trop faible, le bulbe se rétracte, la section diminue, ce qui a pour effet de diminuer le débit. L'action d'une vis de réglage sur la surchauffe pour une 25 vanne de détente classique est expliquée ci-dessous en référence aux figures 2A et 2B. Les courbes en pointillés représentent l'évolution de la pression/température à l'intérieur du bulbe alors que la courbe en trait plein montre l'évolution de la pression/température du fluide 30 réfrigérant circulant dans la boucle de climatisation. La figure 2A représente le diagramme pression/température obtenu avec une vanne de détente classique. Ce diagramme montre qu'une action sur la vis de réglage a pour effet de 35 décaler la pression de saturation du fluide réfrigérant vers le bas, tout en conservant une orientation parallèle à la courbe image de la pression de saturation du fluide réfrigérant au niveau de la vanne de détente (courbe en trait plein). Un fonctionnement de ce type, appelé classi-2910601 9 quement "à charge parallèle" permet de maintenir une sur-chauffe constante au niveau de l'évaporateur, quelles que soient les conditions de fonctionnement. Cependant, dans des conditions de faibles charges thermiques (c'est-à-dire 5 pour de faibles températures extérieures), il arrive que la surchauffe soit élevée, ce qui peut entraîner un déséquilibre de température, accompagné de fluctuations de grande amplitude du débit de fluide frigorigène à travers la vanne de détente (phénomène de pompage). Ce phénomène de pompage 10 est lié à la commande du compresseur qui est généralement influencée par un capteur prévu sur l'évaporateur, ainsi qu'à des problèmes de bruit d'écoulement. La figure 2B représente un diagramme pression de saturation/température obtenu avec une vanne de détente classique ayant un fonctionnement de type à "charge croisée". Contrairement au fonctionnement de type à "charge parallèle", l'action de la vis de réglage, illustrée par les deux courbes en pointillés, a pour effet de décaler la 20 courbe de pression de saturation vers le bas de manière à croiser la courbe de saturation en trait plein. Le type de charge (parallèle ou croisée) du dispositif de détente dépend de la charge de réfrigérant dans le bulbe 25 (type de réfrigérant et densité) et n'est pas influencé par la caractéristique du ressort. Pour améliorer le fonctionnement du dispositif de détente en fonction des conditions externes et remédier aux inconvénients ci-dessus, l'invention prévoit des moyens de régulation de force capables d'ajuster la force du ressort en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du fluide réfrigérant à la sortie du condenseur, et d'optimiser ainsi la surchauffe à la sortie de l'évaporateur.The flow rate is then increased. However, when the overheating is too low, the bulb retracts, the section decreases, which has the effect of reducing the flow. The action of an adjustment screw on superheat for a conventional expansion valve is explained below with reference to FIGS. 2A and 2B. The dotted curves represent the evolution of the pressure / temperature inside the bulb while the solid line curve shows the evolution of the pressure / temperature of the coolant circulating in the air conditioning loop. Figure 2A shows the pressure / temperature diagram obtained with a conventional expansion valve. This diagram shows that an action on the adjusting screw has the effect of shifting the saturation pressure of the coolant downwards, while maintaining an orientation parallel to the image curve of the saturation pressure of the coolant at the level of the expansion valve (curve in solid line). Operation of this type, classically referred to as "parallel charge", makes it possible to maintain a constant overheating at the evaporator, whatever the operating conditions. However, under low thermal load conditions (i.e., for low outside temperatures), overheating may be high, which may result in temperature imbalance, accompanied by large fluctuations in flow rate. of refrigerant through the expansion valve (pumping phenomenon). This pumping phenomenon is related to the compressor control which is generally influenced by a sensor provided on the evaporator, as well as flow noise problems. Fig. 2B shows a saturation pressure / temperature chart obtained with a conventional expansion valve having "cross-load" type operation. In contrast to the "parallel load" type operation, the action of the adjusting screw, illustrated by the two dashed lines, has the effect of shifting the saturation pressure curve downwardly so as to intersect the saturation in full line. The type of charge (parallel or cross) of the expansion device depends on the refrigerant charge in the bulb (type of refrigerant and density) and is not influenced by the characteristic of the spring. To improve the operation of the expansion device as a function of the external conditions and to remedy the above disadvantages, the invention provides force regulation means capable of adjusting the spring force as a function of at least one operating parameter of the device. refrigerant at the outlet of the condenser, and thus optimize the superheating at the outlet of the evaporator.

35 La structure générale du dispositif de détente 12 de l'invention va tout d'abord être décrite en référence aux figures 3 à 5, qui représentent une vanne de détente selon différentes formes de réalisation de l'invention.The general structure of the expansion device 12 of the invention will first be described with reference to FIGS. 3 to 5, which show an expansion valve according to various embodiments of the invention.

2910601 10 Le dispositif de détente 12 comprend un corps 1200, qui peut être de forme générale parallélépipédique, constitué par exemple en aluminium.The expansion device 12 comprises a body 1200, which may be of generally parallelepipedal shape, consisting for example of aluminum.

5 Le corps 1200 définit un trajet principal de fluide réfrigérant Tl contrôlé par un pointeau 124. Le trajet principal Tl s'étend entre une entrée principale de fluide réfrigérant 1201 reliée à la sortie du condenseur 11 et une sortie 10 principale de fluide réfrigérant 1202 reliée à l'entrée de l'évaporateur 13. L'entrée principale 1201 est séparée de la sortie principale 1202 par un orifice 120 de section de passage fixe. Le pointeau 124 est adapté pour contrôler l'ouverture de cet orifice.The body 1200 defines a main coolant path T1 controlled by a needle 124. The main path T1 extends between a main coolant inlet 1201 connected to the outlet of the condenser 11 and a main coolant outlet 1202 connected at the inlet of the evaporator 13. The main inlet 1201 is separated from the main outlet 1202 by an orifice 120 of fixed passage section. The needle 124 is adapted to control the opening of this orifice.

15 Le dispositif de détente 12 comprend également un bulbe de contrôle 125 rempli d'un fluide de contrôle. Le bulbe comprend une membrane flexible 123, conformée pour agir sur le pointeau 124 en fonction de la force F1 due à la pres- 20 Sion du fluide de contrôle dans le bulbe de contrôle 125, de la pression d'évaporation du fluide F2. Le corps 1200 définit un trajet secondaire T2 additionnel propre à recevoir le fluide réfrigérant entre une entrée 25 secondaire 1211 reliée à la sortie de l'évaporateur 13 et une sortie secondaire 1212 reliée à l'entrée du compresseur 14. Le bulbe de contrôle 125 est agencé de manière à être en contact, au niveau de sa membrane 123, avec le fluide qui circule dans le trajet secondaire, c'est-à-dire entre 30 l'évaporateur 13 et le compresseur 14. Le fluide qui circule dans le trajet secondaire exerce ainsi une force F2 sur la membrane 123 due à la pression d'évaporation du fluide réfrigérant. L'ouverture de l'orifice 120, et donc l'écoulement de fluide entre le condenseur 11 et l'évaporateur 13 dépend par conséquent de la pression d'évaporation du fluide 35 2910601 11 réfrigérant qui circule entre l'évaporateur 13 et le compresseur 14. Le dispositif de détente comprend en outre un système de 5 ressorts 128, constitué par exemple d'un ressort hélicoïdal, collaborant avec le pointeau 124. La suite de la description sera faite en référence à un unique ressort 128, à titre d'exemple non limitatif. L'invention prévoit de réguler la force de poussée du système de ressort 128 en utilisant des moyens de régulation de force qui seront décrits plus loin.The expansion device 12 also includes a control bulb 125 filled with a control fluid. The bulb comprises a flexible membrane 123, shaped to act on the needle 124 as a function of the force F1 due to the pressure of the control fluid in the control bulb 125, the evaporation pressure of the fluid F2. The body 1200 defines an additional secondary path T2 adapted to receive the coolant between a secondary inlet 1211 connected to the outlet of the evaporator 13 and a secondary outlet 1212 connected to the inlet of the compressor 14. The control bulb 125 is arranged so as to be in contact, at its diaphragm 123, with the fluid flowing in the secondary path, that is to say between the evaporator 13 and the compressor 14. The fluid flowing in the path secondary thus exerts a force F2 on the membrane 123 due to the evaporation pressure of the refrigerant. The opening of the orifice 120, and thus the flow of fluid between the condenser 11 and the evaporator 13, therefore depends on the evaporation pressure of the refrigerant flowing between the evaporator 13 and the compressor. 14. The expansion device further comprises a system of springs 128, consisting for example of a helical spring, collaborating with the needle 124. The following description will be made with reference to a single spring 128, as a non-limiting example. The invention provides for regulating the thrust force of the spring system 128 by using force control means to be described later.

15 La figure 4 montre le bilan des forces qui agissent alors sur le pointeau 124. Le pointeau 124 est soumis : - à la force F1 qui dépend de la pression du fluide de contrôle dans le bulbe 125, qui s'exerce sur la membrane 123, de haut en bas, 20 - à la force F2 due à la pression d'évaporation du fluide réfrigérant qui circule dans le trajet T2, et qui s'exerce sur la membrane 123, de bas en haut, -à la force F3 de poussée du ressort 128, opposée à la force F1, et qui s'exerce sur l'obturateur 1241, 25 - à la force F4 due à la pression d'évaporation du fluide réfrigérant qui s'exerce dans la partie de sortie 112, au niveau de l'orifice 120, sur l'obturateur 1241, dans le sens de Fi, et - à la force F5 due à la pression du fluide réfrigérant en 30 sortie du condenseur (haute pression), qui s'exerce dans la partie intermédiaire 113, sur l'obturateur 1241, dans le sens opposé à F1. En fonction des valeurs des différentes forces qui s'exer- 35 cent sur lui, le pointeau 124 peut se déplacer verticale-ment, ce qui a pour effet de faire varier la section de passage de l'orifice 120 et de modifier le débit de fluide réfrigérant qui traverse le trajet principal Ti.FIG. 4 shows the balance of the forces which then act on the needle 124. The needle 124 is subjected to: the force F1 which depends on the pressure of the control fluid in the bulb 125, which is exerted on the membrane 123 from top to bottom, - at the force F2 due to the evaporation pressure of the refrigerant flowing in the path T2, and which is exerted on the membrane 123, from the bottom upwards, to the force F3 of the thrust of the spring 128, opposite to the force F1, and which is exerted on the shutter 1241, 25 - the force F4 due to the evaporation pressure of the refrigerant which is exerted in the outlet portion 112, to level of the orifice 120, on the shutter 1241, in the direction of Fi, and the force F5 due to the pressure of the coolant at the condenser outlet (high pressure), which is exerted in the intermediate portion 113, on the shutter 1241, in the opposite direction to F1. Depending on the values of the different forces acting on it, the needle 124 can move vertically, which has the effect of varying the passage section of the orifice 120 and modifying the flow rate. refrigerant flowing through the main path Ti.

10 2910601 12 Ainsi, le débit de fluide réfrigérant qui traverse le trajet principal Ti dépend essentiellement de la pression d'évaporation, de la pression du fluide de contrôle dans le bulbe 125, de la haute pression, et de la force de poussée 5 du ressort 128. Le trajet principal Ti se présente en particulier sous la forme d'un canal généralement horizontal. La direction "horizontale" désigne ici et dans la suite de la descrip- 10 tion la direction générale d'écoulement du fluide réfrigérant dans le dispositif de détente 12. Sur les figures, le trajet principal Ti est sensiblement parallèle au trajet secondaire T2 et est agencé au-dessous de ce dernier.Thus, the refrigerant flow rate that passes through the main path Ti depends essentially on the evaporation pressure, the pressure of the control fluid in the bulb 125, the high pressure, and the thrust force 5. 128. The main path Ti is in particular in the form of a generally horizontal channel. The "horizontal" direction here and hereinafter refers to the general flow direction of the refrigerant in the expansion device 12. In the figures, the main path Ti is substantially parallel to the secondary path T2 and is arranged below the latter.

15 Le bulbe de contrôle 125 comprend une enceinte de petit volume remplie d'un fluide de contrôle, qui est par exemple du type fluide réfrigérant. L'enceinte forme une coquille sensiblement rigide.The control bulb 125 comprises a small volume enclosure filled with a control fluid, which is for example of the refrigerant type. The enclosure forms a substantially rigid shell.

20 La membrane 123 du bulbe est mécaniquement reliée au pointeau 124 de manière à pouvoir agir sur ce dernier en fonction des forces qui s'exercent sur elle. La température du fluide de contrôle dans le bulbe 125 25 dépend de la température du fluide réfrigérant qui traverse le trajet secondaire et donc de la température du fluide à la sortie de l'évaporateur 13. Le fluide de contrôle a une courbe de saturation choisie en fonction de celle du fluide réfrigérant qui circule dans le circuit de climatisation.The membrane 123 of the bulb is mechanically connected to the needle 124 so as to be able to act on it according to the forces exerted on it. The temperature of the control fluid in the bulb 125 depends on the temperature of the refrigerant flowing through the secondary path and thus on the temperature of the fluid at the outlet of the evaporator 13. The control fluid has a saturation curve chosen from depending on which refrigerant circulates in the air conditioning circuit.

30 Le bulbe 125 contribue ainsi à piloter le mouvement du pointeau 124 en prenant en compte la pression d'évaporation du fluide réfrigérant et donc la surchauffe dans l'évaporateur.The bulb 125 thus contributes to controlling the movement of the needle 124 taking into account the evaporation pressure of the refrigerant and thus the superheating in the evaporator.

35 Plus précisément, le fluide de contrôle du bulbe 125 exerce une force F1 sur la membrane souple 123 de haut en bas, tandis que le fluide réfrigérant qui circule dans le trajet secondaire exerce une force F2 due à la pression d'évaporation du fluide. Selon l'importance de ces pres- 2910601 13 sions, la membrane 123 peut ainsi agir sur le mouvement vertical du pointeau 124. Le pointeau 124 peut comporter une tige de commande 1240, 5 sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'orifice 120. Dans les exemples des figures, la tige est verticale. La suite de la description sera faite en référence à une tige verticale, à titre d'exemple non limitatif. La tige 1240 est reliée mécaniquement par une de ces extrémités au bulbe 125 10 via la membrane 123. L'autre extrémité du pointeau 124 comporte un obturateur 1241 qui présente une forme adaptée à celle de l'orifice 120. Les dimensions et la forme de l'extrémité formant obturateur 1241 du pointeau 124 sont notamment choisies en fonction des dimensions et de la 15 forme de l'orifice 120. La tige du pointeau 124 peut être déplacée verticalement en translation en fonction des forces qui s'exercent sur elle, et en conséquence, l'obturateur 1241 est amené à fermer 20 plus ou moins l'orifice 120, ce qui permet de réguler le débit de fluide réfrigérant qui sort du dispositif de détente 12. Le trajet principal Tl comporte de plus une partie d'entrée 25 111 en amont de l'orifice 120, une partie de sortie 112 en aval de l'orifice 120. Les termes "amont" et "aval" sont utilisés ici en référence au sens d'écoulement du fluide dans le trajet principal.More specifically, the control fluid of the bulb 125 exerts a force F1 on the flexible membrane 123 from top to bottom, while the coolant flowing in the secondary path exerts a force F2 due to the evaporation pressure of the fluid. Depending on the importance of these pres- sures, the membrane 123 can thus act on the vertical movement of the needle 124. The needle 124 may comprise a control rod 1240, substantially perpendicular to the axis of the orifice 120. In the examples of the figures, the rod is vertical. The following description will be made with reference to a vertical rod, by way of non-limiting example. The rod 1240 is mechanically connected by one of these ends to the bulb 125 via the membrane 123. The other end of the needle 124 comprises a shutter 1241 which has a shape adapted to that of the orifice 120. The dimensions and shape of the the obturator end 1241 of the needle 124 are chosen in particular as a function of the dimensions and the shape of the orifice 120. The stem of the needle 124 can be displaced vertically in translation as a function of the forces exerted on it, and as a result, the shutter 1241 is caused to more or less close the orifice 120, which makes it possible to regulate the flow of coolant coming out of the expansion device 12. The main path T1 also comprises an inlet part 25 111 upstream of the orifice 120, an outlet portion 112 downstream of the orifice 120. The terms "upstream" and "downstream" are used herein with reference to the flow direction of the fluid in the main path.

30 La trajet T1 comporte également une partie intermédiaire 113, en amont de l'orifice 120, agencée entre la partie d'entrée 111 et la partie de sortie 112, dans laquelle se déplace l'obturateur 1241 du pointeau 124. La partie d'en- 35 trée 111 et la partie intermédiaire 113 sont en communica-tion fluidique et sont décalées verticalement. En variante, la partie d'entrée 111 et la partie intermédiaire 113 peuvent avoir des positions respectives différentes ou encore constituer un seule et unique partie. La suite de la 2910601 14 description sera faite principalement en référence à la forme de réalisation représentée sur la figure 3, à titre d'exemple non limitatif.The path T1 also comprises an intermediate portion 113, upstream of the orifice 120, arranged between the inlet portion 111 and the outlet portion 112, in which the shutter 1241 of the needle 124 moves. The part of Input 111 and intermediate portion 113 are in fluid communication and are vertically offset. Alternatively, the input portion 111 and the intermediate portion 113 may have respective different positions or be a single part. The following description will be made mainly with reference to the embodiment shown in Figure 3, by way of non-limiting example.

5 L'obturateur 1241 du pointeau 124 est immergé dans le fluide situé dans la partie intermédiaire 113, correspondant au fluide délivré par le condenseur 11. Sur la figure 4, la partie d'entrée 111 et la partie inter10 médiaire 113 forment une unique partie dans laquelle est reçue le fluide qui sort du condenseur 11, tandis que la partie de sortie 112 s'étend de part et d'autre de 1 du corps 1200. Par ailleurs, les positions de la 1212 et de l'entrée 1211 sont inversées sur cette 15 par rapport à la figure 3. Pour adapter le fonctionnement du dispositif de détente aux conditions de charges thermiques externes, l'invention prévoit des moyens de régulation de force capables d'ajus- 20 ter la force de poussée exercée par le système de ressorts 128 en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du fluide réfrigérant en entrée du trajet principal, qui correspond au fluide réfrigérant en provenance du condenseur 11.The shutter 1241 of the needle 124 is immersed in the fluid in the intermediate portion 113, corresponding to the fluid delivered by the condenser 11. In FIG. 4, the inlet portion 111 and the intermediate portion 113 form a single portion. in which is received the fluid leaving the condenser 11, while the outlet portion 112 extends on either side of 1 of the body 1200. Moreover, the positions of the 1212 and the input 1211 are reversed 3 to adapt the operation of the expansion device to the conditions of external thermal loads, the invention provides force control means capable of adjusting the thrust force exerted by the system. of springs 128 as a function of at least one operating parameter of the coolant at the inlet of the main path, which corresponds to the coolant coming from the condenser 11.

25 Ces paramètres de fonctionnement comprennent avantageuse-ment la température et/ou la pression du fluide réfrigérant en sortie du condenseur.These operating parameters advantageously comprise the temperature and / or the pressure of the refrigerant at the outlet of the condenser.

30 Les moyens de régulation de l'invention permettent ainsi d'optimiser la surchauffe à la sortie de l'évaporateur. Dans la forme de réalisation de la figure 3, les moyens de régulation sont obtenus en utilisant un matériau particu- 35 lier pour le ressort, tandis que dans la forme de réalisation de la figure 5, les moyens de régulation comprennent un régulateur de force 181. axe AA sortie figure 2910601 15 Plus précisément, dans la forme de réalisation représentée sur la figure 3, l'invention utilise un système de ressort 128 constitué d'un matériau à rigidité variable, comme moyen de régulation de force du ressort 128. Cette rigidité peut notamment dépendre de la température du fluide réfrigérant dans la partie intermédiaire 113, c'est-à-dire de la température en sortie du condenseur 11, du côté haute pression.The regulating means of the invention thus make it possible to optimize the superheating at the outlet of the evaporator. In the embodiment of FIG. 3, the regulating means are obtained by using a special material for the spring, whereas in the embodiment of FIG. 5 the regulating means comprise a force regulator 181. In particular, in the embodiment shown in FIG. 3, the invention uses a spring system 128 made of a material of variable rigidity, as spring force regulation means 128. rigidity can in particular depend on the temperature of the refrigerant in the intermediate portion 113, that is to say the temperature at the outlet of the condenser 11, the high pressure side.

10 Une vis de réglage 182 peut également être prévu en complément pour les réglages manuels en usine du système de ressorts 128.A set screw 182 may also be provided in addition to the manual factory settings of the spring system 128.

15 Dans la forme de réalisation, représentée sur la figure 5, les moyens de régulation de force comprennent un régulateur de force 181 relié au système de ressort 128. Le régulateur 181 est adapté pour ajuster la force de 20 poussée du ressort 128 de manière à optimiser le débit de fluide réfrigérant qui sort du dispositif de détente 12 et à contrôler la surchauffe de l'évaporateur en fonction des conditions de charge thermiques.In the embodiment, shown in FIG. 5, the force control means comprises a force regulator 181 connected to the spring system 128. The regulator 181 is adapted to adjust the thrust force of the spring 128 so as to optimize the flow of refrigerant coming out of the expansion device 12 and to control the superheating of the evaporator according to the thermal load conditions.

25 Sur la figure 5, le régulateur 181 est agencé dans la partie intermédiaire 113 de manière à être en contact avec le fluide qui entre dans le trajet principal Tl, et ajuster ainsi la force de poussée du système de ressort en fonction de la température et/ou de la pression du fluide provenant 30 du condenseur 11. En particulier, le régulateur 181 est placé sous le ressort 128 et au-dessus de la vis de réglage 182.In FIG. 5, the regulator 181 is arranged in the intermediate portion 113 so as to be in contact with the fluid which enters the main path T1, and thus to adjust the thrust force of the spring system as a function of the temperature and / or the pressure of the fluid coming from the condenser 11. In particular, the regulator 181 is placed under the spring 128 and above the adjusting screw 182.

35 Le dispositif de détente peut également comporter une vis de réglage 182, en complément pour les réglages manuels du système de ressorts 128.The expansion device may also include a set screw 182, in addition to manual adjustments of the spring system 128.

5 2910601 16 Dans les deux formes de réalisation des figures 3 et 5, la régulation du ressort dépend ainsi de la température et/ou de la pression du fluide à haute pression (en provenance du condenseur) à l'entrée du trajet principal. Une telle régulation de la force de poussée du ressort permet ainsi de s'adapter aux conditions de fonctionnement externes.In both embodiments of FIGS. 3 and 5, the regulation of the spring thus depends on the temperature and / or pressure of the high-pressure fluid (from the condenser) at the inlet of the main path. Such a regulation of the thrust force of the spring thus makes it possible to adapt to the external operating conditions.

10 La pression et/ou la température du fluide réfrigérant à l'entrée du trajet principal sont liées à la température externe, au débit d'air à l'entrée du condenseur 11, et au débit de fluide réfrigérant.The pressure and / or temperature of the refrigerant at the inlet of the main path are related to the external temperature, the air flow at the inlet of the condenser 11, and the refrigerant flow rate.

15 Plus la température et/ou la pression en sortie du condenseur est élevée, plus les conditions de charges thermiques externes sont élevées. En effet, lorsque la température et/ou la pression en 20 sortie du condenseur est élevée, le régulateur 181 se dilate et applique au système de ressort 128 une force supplémentaire qui a pour but de fermer le dispositif de détente 12 et de chercher une surchauffe plus grande, quelle que soit la valeur de la basse pression (contraire- 25 ment aux détendeurs thermostatiques de l'art antérieur), ainsi qu'une puissance frigorifique plus élevée et de meilleures performances énergétiques (c'est-à-dire un coefficient de performance COP plus élevé).The higher the temperature and / or the pressure at the outlet of the condenser, the higher the external thermal load conditions are. Indeed, when the temperature and / or the pressure at the outlet of the condenser is high, the regulator 181 expands and applies to the spring system 128 an additional force which is intended to close the expansion device 12 and to seek overheating greater, regardless of the value of the low pressure (contrary to the thermostatic expansion valves of the prior art), as well as a higher cooling capacity and better energy performance (i.e. higher COP performance).

30 En revanche, lorsque la température et/ou la pression du fluide en sortie du condenseur est faible, le régulateur se rétracte de sorte que la section est plus grande. La sur-chauffe diminue donc, ce qui permet d'obtenir un fonctionnement plus stable de laclimatisation, et par conséquent 35 de réduire le phénomène de pompage, comme illustré sur la figure 6.On the other hand, when the temperature and / or the pressure of the fluid leaving the condenser is low, the regulator retracts so that the section is larger. The overheating thus decreases, which makes it possible to obtain a more stable operation of the air-conditioning, and consequently to reduce the pumping phenomenon, as illustrated in FIG. 6.

5 2910601 17 La figure 6 montre l'effet des moyens de régulation sur la pression de saturation, pour un fonctionnement à charge parallèle.Fig. 6 shows the effect of the regulating means on the saturation pressure for parallel load operation.

5 Sur cette figure 6, la courbe C représente la courbe de pression de saturation du fluide réfrigérant dans la boucle de climatisation au niveau de l'organe de détente, la courbe Cl correspond à des conditions de charges thermiques faibles, la courbe C2 correspond à des conditions de char- 10 ges thermiques moyennes, et la courbe C3 correspond à des conditions de charges thermiques fortes. Comme montré sur cette figure, le dispositif de détente de l'invention 12 permet d'obtenir une surchauffe SH plus 15 importante lorsque la température et/ou la pression du fluide en sortie du condenseur est élevée (conditions de fortes charges thermiques), indépendamment de la basse pression. Il en résulte une puissance frigorifique améliorée.In this FIG. 6, the curve C represents the saturation pressure curve of the cooling fluid in the air conditioning loop at the level of the expansion member, the curve C1 corresponds to low thermal load conditions, the curve C2 corresponds to average thermal load conditions, and the C3 curve corresponds to strong thermal load conditions. As shown in this figure, the expansion device of the invention 12 makes it possible to obtain a greater SH overheating when the temperature and / or the pressure of the fluid leaving the condenser is high (conditions of high thermal loads), independently low pressure. This results in improved cooling capacity.

20 Pour des températures et/ou des pressions faibles du fluide en sortie du condenseur (conditions de faibles charges thermiques faibles), la surchauffe est faible indépendamment de la basse pression. L'indépendance de la régulation par rapport à la basse pression permet d'optimiser le fonctionnement du dispositif de détente 12, en fonction des conditions de charges thermiques.For low temperatures and / or low pressures of the condenser outlet fluid (conditions of low low heat loads), the superheat is low regardless of the low pressure. The independence of the regulation with respect to the low pressure makes it possible to optimize the operation of the expansion device 12, as a function of the thermal load conditions.

30 Les moyens de régulation peuvent en particulier être adaptés pour que la force de ressort 128 ait une loi d'évolution croissante en fonction de la pression et/ou de la température du fluide réfrigérant qui provient du conden- 35 Beur, ce qui permet d'optimiser encore le niveau de sur-chauffe dans l'évaporateur. Dans la deuxième forme de réalisation de la figure 5, le régulateur de force 181 peut être commandé électriquement, 25 2910601 18 par exemple par un moteur pas à pas couplé à une bobine, ou mécaniquement pour avoir un réglage optimal en fonction de conditions expérimentales.The regulating means can in particular be adapted so that the spring force 128 has a law of increasing evolution as a function of the pressure and / or the temperature of the coolant which comes from the condenser, which allows to further optimize the level of overheating in the evaporator. In the second embodiment of FIG. 5, the force regulator 181 may be electrically controlled, for example by a stepper motor coupled to a coil, or mechanically to have an optimum setting depending on experimental conditions.

5 Par exemple, le régulateur de force 181 de la figure 5 peut être constitué d'un bulbe additionnel rempli d'un fluide de contrôle et logé dans la partie intermédiaire 113. Le bulbe est ainsi immergé dans le fluide réfrigérant qui provient du condenseur 11.For example, the force regulator 181 of FIG. 5 may consist of an additional bulb filled with a control fluid and housed in the intermediate portion 113. The bulb is thus immersed in the coolant which comes from the condenser 11. .

10 Un tel bulbe additionnel est représenté en détail sur la figure 7. Il est délimité par une membrane 1813 supérieure, reliée mécaniquement au ressort 128. Cette membrane 1813 peut se déplacer pour modifier la force du ressort 128 de 15 manière à optimiser la surchauffe. En fonction de la température du fluide en sortie du condenseur, le composé représenté en hachuré dans le bulbe additionnel se dilate ou se rétracte, pousse la membrane qui exerce à son tour une pression sur le ressort 128 pour augmenter ou diminuer la 20 pression sur le ressort. Un tel fonctionnement permet de modifier le niveau de surchauffe avec une forte indépendance par rapport à la basse pression. Le fluide à l'intérieur du bulbe additionnel peut être un 25 gaz ou un fluide réfrigérant ou une cire (ou un mélange de cires) à changement de phase (comme dans les calorstats ou les robinets thermostatiques). L'utilisation de cire ou d'un mélange de cires permet d'optimiser la rigidité du ressort en fonction de la température.Such an additional bulb is shown in detail in FIG. 7. It is delimited by an upper membrane 1813, mechanically connected to the spring 128. This diaphragm 1813 can move to modify the force of the spring 128 so as to optimize the overheating. Depending on the fluid temperature at the outlet of the condenser, the compound shaded in the additional bulb expands or retracts, pushes the diaphragm which in turn presses on the spring 128 to increase or decrease the pressure on the spring. Such an operation makes it possible to modify the superheat level with a strong independence with respect to the low pressure. The fluid inside the additional bulb may be a gas or coolant or a phase change wax (or mixture of waxes) (as in calorstats or thermostatic valves). The use of wax or a mixture of waxes makes it possible to optimize the rigidity of the spring as a function of the temperature.

30 Plus la température du fluide réfrigérant est élevée dans la partie 113, plus la pression du fluide de contrôle est élevée dans le bulbe additionnel, et plus l'action du ressort 128 est importante. Il en résulte une surchauffe 35 optimisée. La vis de réglage 182 est utilisée pour définir la caractéristique de base de détendeur (en usine en général) par un réglage manuel.The higher the refrigerant temperature in the portion 113, the higher the control fluid pressure in the additional bulb, and the greater the action of the spring 128. This results in optimized overheating. The adjusting screw 182 is used to set the basic expander characteristic (at the factory in general) by manual adjustment.

2910601 19 En complément, le régulateur de force 181 peut comporter des éléments d'arrêt 1810 et 1812 pour limiter la compression et l'étirement du système de ressorts 128, et par 5 conséquent les valeurs minimale et maximale du débit de fluide, comme représenté sur la figure 8. Les éléments d'arrêt 1810 sont fixées à l'extérieur du bulbe additionnel et sont agencés de manière à venir en butée contre la paroi supérieure de la membrane 18-13, lorsque le ressort 128 10 atteint un niveau de compression prédéfini. L'élément d'arrêt 1812 est aménagé à l'intérieur du bulbe de manière à former une butée pour la membrane 1813 lorsque l'étire-ment du ressort atteint un niveau prédéfini.In addition, the force regulator 181 may include stop elements 1810 and 1812 to limit the compression and stretching of the spring system 128, and therefore the minimum and maximum values of the fluid flow, as shown. 8. The stop members 1810 are attached to the outside of the additional bulb and are arranged to abut against the upper wall of the diaphragm 18-13 when the spring 128 reaches a compression level. predefined. The stop member 1812 is arranged inside the bulb so as to form a stop for the diaphragm 1813 when the stretching of the spring reaches a predefined level.

15 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce type d'éléments d'arrêt et englobe tout élément capable de limiter la translation du pointeau 124. L'invention englobe plus généralement tous types de moyens 20 de régulation capables de réguler la force du ressort en fonction de la température et/ou de la pression du fluide réfrigérant en sortie du dispositif de détente, et notamment des moyens de régulation de type électrique ou électronique.Of course, the invention is not limited to this type of stopping element and includes any element capable of limiting the translation of the needle 124. The invention more generally encompasses all types of regulating means capable of regulating the force of the spring as a function of the temperature and / or the pressure of the refrigerant at the outlet of the expansion device, and in particular of the electrical or electronic control means.

25 L'invention fournit ainsi un dispositif de détente optimisé qui contrôle la surchauffe de l'évaporateur à partir de paramètres autres que la basse pression et notamment de la température et/ou la pression du fluide réfrigérant en 30 sortie du condenseur 11. La structure du dispositif de détente proposé est par ailleurs simple et peu encombrante.The invention thus provides an optimized expansion device which controls the overheating of the evaporator from parameters other than the low pressure and in particular the temperature and / or the pressure of the refrigerant at the outlet of the condenser 11. The structure the proposed expansion device is otherwise simple and compact.

35 L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus, mais englobe toutes les formes de réalisation qui pourront être mises en oeuvre par l'homme du métier. Ainsi, l'invention n'est pas limitée à un système de ressorts 128 comprenant un seul ressort. Elle n'est pas 2910601 20 non plus limitée à la forme du pointeau 124, ou à l'agence-ment particulier du trajet principal Tl et du trajet secondaire T2, représentés sur les figures.The invention is not limited to the embodiments described above, but encompasses all embodiments that may be practiced by those skilled in the art. Thus, the invention is not limited to a spring system 128 comprising a single spring. Nor is it limited to the shape of the needle 124, or to the particular agency of the main path T1 and the secondary path T2, shown in the figures.

5 Par ailleurs, dans les formes de réalisation représentées, le système de ressorts 128 est agencé pour solliciter le pointeau vers le bas de manière à favoriser l'ouverture de l'orifice 120. Toutefois, d'autres types de systèmes de ressorts peuvent être utilisés dans la mesure où la force 10 qu'ils exercent s'oppose à la force exercée par le fluide de contrôle sur la membrane 123.On the other hand, in the illustrated embodiments, the spring system 128 is arranged to urge the needle downwardly to facilitate the opening of the orifice 120. However, other types of spring systems may be used in so far as the force they exert opposes the force exerted by the control fluid on the membrane 123.

Claims (14)

Revendicationsclaims 1.Dispositif de détente (12), destiné à être installé dans un circuit de climatisation parcouru par un fluide réfrigé- rant, comprenant un corps (1200) définissant un trajet principal de fluide réfrigérant, présentant un orifice de passage (120) contrôlé par un pointeau (124), et un trajet secondaire de fluide réfrigérant, le corps comprenant un bulbe rempli d'un fluide de contrôle (125) en contact avec le fluide qui circule dans le trajet secondaire et apte à exercer sur le pointeau (124) une force relative à la pression du fluide de contrôle, le corps comprenant en outre un système de ressorts (128) agencé de manière à exercer sur le pointeau une force de ressort opposée à celle du bulbe, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de régulation aptes à réguler la force du ressort en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du fluide réfrigérant en entrée du trajet principal.  An expansion device (12) for installation in an air-conditioning circuit traversed by a refrigerant fluid, comprising a body (1200) defining a main coolant path, having a passage orifice (120) controlled by a needle (124), and a secondary refrigerant path, the body comprising a bulb filled with a control fluid (125) in contact with the fluid flowing in the secondary path and able to exert on the needle (124) a force relative to the pressure of the control fluid, the body further comprising a spring system (128) arranged to exert on the needle a spring force opposite to that of the bulb, characterized in that it comprises means regulating means adapted to regulate the spring force as a function of at least one operating parameter of the refrigerant at the inlet of the main path. 2. Dispositif de détente selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits paramètres de fonctionnement comprennent la température et/ou la pression du fluide réfrigérant en entrée du trajet principal.  2. Expansion device according to claim 1, characterized in that said operating parameters comprise the temperature and / or the pressure of the refrigerant at the inlet of the main path. 3. Dispositif de détente selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système de ressort (128) est constitué d'un matériau à rigidité variable apte à ajuster la force du ressort en fonction de la température et/ou de la pression du fluide en sortie du condenseur (11), le système de ressort étant placé dans le trajet principal du fluide réfrigérant en amont de l'orifice de passage (120).  3. Expansion device according to claim 2, characterized in that the spring system (128) is made of a variable stiffness material adapted to adjust the spring force as a function of the temperature and / or the pressure of the fluid at the outlet of the condenser (11), the spring system being placed in the main path of the refrigerant fluid upstream of the passage opening (120). 4. Dispositif de détente selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rigidité du système de ressort (128) est une fonction croissante de la température et/ou de la pression du fluide réfrigérant à l'entrée du trajet principal. 21 2910601 22  4. Expansion device according to claim 3, characterized in that the rigidity of the spring system (128) is an increasing function of the temperature and / or the pressure of the refrigerant at the inlet of the main path. 21 2910601 22 5. Dispositif de détente selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de régulation comprennent un régulateur de force (181) relié au système de ressorts (128) et apte à ajuster la force du ressort en fonction de 5 la température et/ou de la pression du fluide en entrée du trajet principal.  5. Expansion device according to claim 2, characterized in that the regulating means comprise a force regulator (181) connected to the spring system (128) and able to adjust the spring force as a function of the temperature and / or fluid pressure at the inlet of the main path. 6. Dispositif de détente selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système de ressort (128) et le régulateur 10 de force (181) sont placés dans le trajet principal du fluide réfrigérant en amont de l'orifice de passage (120).  6. Expansion device according to claim 5, characterized in that the spring system (128) and the force regulator (181) are placed in the main path of the refrigerant fluid upstream of the passage opening (120). . 7. Dispositif de détente selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le régulateur de force (181) opère 15 de manière à fournir une force de ressort sensiblement croissante en fonction de la température et/ou de la pression du fluide réfrigérant en entrée du trajet principal, jusqu'à ce que le niveau de surchauffe souhaité en sortie de l'évaporateur (13) soit atteint. 20  7. Expansion device according to one of claims 5 and 6, characterized in that the force regulator (181) operates so as to provide a substantially increasing spring force depending on the temperature and / or pressure of the refrigerant at the inlet of the main path, until the desired superheat level at the outlet of the evaporator (13) is reached. 20 8. Dispositif de détente selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le régulateur de force (181) est un bulbe additionnel placé sur le trajet principal du fluide en amont de l'orifice de passage (120) et propre à 25 exercer une force sur le système de ressorts (128).  8. Expansion device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the force regulator (181) is an additional bulb placed in the main path of the fluid upstream of the orifice (120) and clean exerting force on the spring system (128). 9. Dispositif de détente selon la revendication 8, caractérisé en ce que le bulbe additionnel est rempli de gaz. 30  9. Expansion device according to claim 8, characterized in that the additional bulb is filled with gas. 30 10. Dispositif de détente selon la revendication 8, caractérisé en ce que le bulbe additionnel est rempli de fluide réfrigérant.  10. Expansion device according to claim 8, characterized in that the additional bulb is filled with coolant. 11. Dispositif de détente selon la revendication 8, carac-35 térisé en ce que le bulbe additionnel est rempli de cire ou d'un mélange de cires à changement de phase.  11. Expansion device according to claim 8, charac-35 terized in that the additional bulb is filled with wax or a mixture of phase change waxes. 12. Dispositif de détente selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une 2910601 23 vis de réglage de ressort (182) apte à agir sur le système en réponse à un réglage manuel.  12. Expansion device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a spring adjustment screw (182) adapted to act on the system in response to a manual adjustment. 13. Dispositif de détente selon l'une des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que le trajet principal comprend une partie d'entrée (111) en amont de l'orifice de passage (120), une partie de sortie (112) en aval de l'orifice de passage, et une partie intermédiaire (113) en amont de l'orifice de passage (120), agencée entre la partie 10 d'entrée et la partie de sortie, et en ce que les moyens de régulation sont agencés dans la partie intermédiaire (113).  13. Expansion device according to one of the preceding claims 5, characterized in that the main path comprises an inlet portion (111) upstream of the passage opening (120), an outlet portion (112) in downstream of the passage opening, and an intermediate portion (113) upstream of the passage opening (120), arranged between the inlet part and the outlet part, and in that the regulating means are arranged in the intermediate part (113). 14. Circuit de climatisation, caractérisé en ce qu'il comprend un compresseur (14), un condenseur (11), un dispo- 15 sitif de détente {12) selon l'une des revendications précédentes, et un évaporateur (13), parcourus dans cet ordre par un fluide réfrigérant, le trajet principal étant relié en entrée à la sortie du condenseur (11) et en sortie à l'entrée de l'évaporateur (13), tandis que le trajet se- 20 condaire est relié en entrée à la sortie de l'évaporateur (13) et en sortie à l'entrée du compresseur (14).  14. An air conditioning circuit, characterized in that it comprises a compressor (14), a condenser (11), an expansion device (12) according to one of the preceding claims, and an evaporator (13), traveled in this order by a refrigerant, the main path being connected at the inlet to the condenser outlet (11) and at the outlet to the evaporator inlet (13), while the secondary path is connected in inlet to the outlet of the evaporator (13) and outlet to the inlet of the compressor (14).