EP3080524A1 - Repartiteur de fluide, dispositif de conditionnement thermique de fluide pour vehicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation correspondants - Google Patents

Repartiteur de fluide, dispositif de conditionnement thermique de fluide pour vehicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation correspondants

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EP3080524A1
EP3080524A1 EP14809394.1A EP14809394A EP3080524A1 EP 3080524 A1 EP3080524 A1 EP 3080524A1 EP 14809394 A EP14809394 A EP 14809394A EP 3080524 A1 EP3080524 A1 EP 3080524A1
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EP
European Patent Office
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fluid
rib
distributor
longitudinal axis
fluid distributor
Prior art date
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Application number
EP14809394.1A
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German (de)
English (en)
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EP3080524B1 (fr
Inventor
Frédéric PIERRON
Laurent Tellier
José Leborgne
Ma ZHENXIA
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Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Publication date
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Publication of EP3080524B1 publication Critical patent/EP3080524B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/06—Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators
    • F24H3/08—Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes
    • F24H3/081—Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes using electric energy supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0052—Details for air heaters
    • F24H9/0057—Guiding means
    • F24H9/0063—Guiding means in air channels

Definitions

  • Fluid distributor, thermal fluid conditioning device for a motor vehicle and corresponding heating and / or air conditioning device for a motor vehicle and corresponding heating and / or air conditioning device
  • the invention relates to a fluid distributor for a thermal fluid conditioning device, such as an electric fluid heating device for a motor vehicle.
  • a thermal fluid conditioning device such as an electric fluid heating device for a motor vehicle.
  • the invention applies more particularly to heating and / or air conditioning apparatus for motor vehicles comprising such a heating device.
  • the heating of the air for heating the passenger compartment is ensured by the passage of a flow of air through a heat exchanger, more precisely by a heat exchange between the air flow and a fluid .
  • This is usually the coolant in the case of a heat engine.
  • Such a heating mode may be unsuitable or insufficient to ensure heating of the passenger compartment of a motor vehicle, as well as demisting and defrosting.
  • a fast and efficient heating mode of the passenger compartment of the vehicle is desirable, in particular to ensure a warming of the passenger compartment or defrosting or demisting of the vehicle before use in very cold environment or when a very fast climb temperature is desired.
  • the heating function is no longer performed by the circulation of the cooling fluid in the heat exchanger.
  • this heating mode may also be inadequate or insufficient to ensure rapid and efficient heating of the passenger compartment of the vehicle.
  • an air conditioning loop operating in a heat pump mode.
  • the air conditioning loop conventionally to cool a flow of air with a refrigerant is in this case, used to heat the air flow.
  • this mode of heating too may be inappropriate or insufficient.
  • the performance of the heat pump air conditioning loop depends on the external climatic conditions. For example, when an outside air temperature is too low, this air can not be used as a source of thermal energy.
  • a known solution is to add to the heat exchanger or the water circuit or the air conditioning loop, an additional electric heating device.
  • the additional electric heating device may be adapted to heat upstream the fluid, such as the cooling fluid for the heat engine, or the water of the heating water circuit of the passenger compartment of the electric vehicle or the cooling fluid. of the air conditioning loop.
  • the fluid such as the cooling fluid for the heat engine, or the water of the heating water circuit of the passenger compartment of the electric vehicle or the cooling fluid. of the air conditioning loop.
  • the additional electric heating device comprises one or more heating modules in contact with the fluid to be heated.
  • a heating module may comprise a core and a heating element in the form of a cylindrical envelope surrounding the core, in order to define a fluid guide circuit between the core and the cylindrical envelope.
  • the cylindrical envelope is therefore the source of thermal energy.
  • a heating element has electric heating means, for example, one or more heating resistors made by screen printing in the form of resistive tracks on the outer surface of the heating element.
  • a known solution is to generate a helical movement of the fluid flowing in the guide circuit.
  • the heat exchange is thus increased between the heating element, for example in the form of a cylindrical envelope, and the fluid circulating inside this cylindrical envelope.
  • the core has on its outer surface a substantially helical groove. Such a nucleus is therefore of complex realization.
  • the fluid may not be distributed homogeneously in the guide circuits of the heating modules.
  • the flow rate of the fluid in each heating module may be different resulting in a temperature difference between the two heating modules of the electric heater.
  • the invention therefore aims to provide improved thermal efficiency with a small temperature difference between the two thermal modules of a thermal fluid conditioning device and a low pressure drop.
  • the subject of the invention is a fluid distributor for a device for thermal conditioning of a fluid for a motor vehicle, comprising at least a first thermal module and a second thermal module, the thermal modules respectively having a substantially general shape. cylindrical and respectively comprising a fluid guide circuit,
  • a first fluid passage of substantially circular shape capable of being arranged in fluid communication with the fluid guide circuit of the first thermal module
  • a second fluid passage of substantially circular shape capable of being arranged in fluid communication with the fluid guide circuit of the second thermal module, such that the orifice, the first fluid passage and the second fluid passage are aligned along the longitudinal axis, and
  • the fluid distributor is used to balance the temperature of the thermal modules by varying the distribution of the fluid in the guide circuits to heat or cool the fluid.
  • the adjustment zones in the extension of the end edges of the rib allow, according to their positioning relative to the longitudinal axis in which the fluid flows in the distributor, to distribute more or less fluid to the guiding circuits, and thus to play on the flow of fluid in each thermal module.
  • the rib is shaped for a distribution of the fluid with a similar flow rate in each heating module.
  • the orifice is arranged closer to the first fluid passage than the second fluid passage, and the rib is arranged at the periphery of the first fluid passage closest to the orifice.
  • the rib thus makes it possible to play on the flow of fluid towards the second fluid passage, and in response to the flow of fluid towards the first fluid passage.
  • the fluid distributor comprises a first rib arranged at the periphery of the first fluid passage, and a second rib arranged at the periphery of the second fluid passage; the first rib being distinct from the second rib.
  • the shape discontinuity of the ribs delimiting the two fluid passages makes it possible to adjust in a simple manner the distribution of fluid flow between the two fluid passages by playing on the end edges of at least one of the ribs, in particular rib defining the fluid passage closest to the fluid inlet.
  • the fluid distributor may further comprise one or more of the following features, taken separately or in combination:
  • an end edge of the rib is substantially aligned with the longitudinal axis of the fluid distributor and the other end edge is extended by an adjustment zone extending over an angle
  • the rib has an adjustment zone respectively in the extension of the two end edges extending from the longitudinal axis of the fluid distributor on an angle with respect to the longitudinal axis of the fluid distributor,
  • a first adjustment zone extending from the longitudinal axis of the fluid distributor on an angle of the order of 4 ° to 5 ° and
  • the second fluid passage has an open circumference and the associated rib has a substantially circular arc shape.
  • the invention also relates to a device for thermal conditioning of a fluid for a motor vehicle, comprising:
  • thermo modules respectively comprising a fluid guide circuit
  • the fluid housing comprises a fluid distributor as previously described.
  • the device may further comprise one or more of the following features, taken separately or in combination:
  • the fluid casing is a fluid inlet casing
  • the fluid distributor is attached to the fluid casing
  • the fluid distributor is made in one piece with the fluid casing
  • said device is arranged in a heating circuit of the passenger compartment of said vehicle.
  • the invention also relates to a heater and / or air conditioning for a motor vehicle, characterized in that it comprises at least one thermal conditioning device as defined above.
  • FIG. 1 represents an electric fluid heating device for a motor vehicle
  • FIG. 2 represents an exploded view of the electric heating device of FIG. 1,
  • FIG. 3 represents two heating modules and a fluid casing of the heating device of FIG. 1,
  • FIG. 4 shows the heating modules and the fluid housing and a fluid distributor according to the invention in the unassembled state
  • FIG. 5 is a perspective view of the heating modules and of the fluid housing in which the fluid distributor is assembled
  • FIG. 6 is a sectional view of a first exemplary embodiment of the fluid distributor
  • FIG. 7 is a sectional view of a second exemplary embodiment of the fluid distributor.
  • FIG. 8 is a schematic enlarged view of a portion of the fluid distributor according to a third embodiment.
  • FIG. 1 represents a thermal conditioning device 1 such as an electric fluid heating device for a motor vehicle for a heating and / or air conditioning device.
  • a thermal conditioning device 1 such as an electric fluid heating device for a motor vehicle for a heating and / or air conditioning device.
  • the electric heating device 1 is for example an additional heating device for heating a fluid arranged in a heating circuit of a vehicle fluid for heating the passenger compartment.
  • the electric heating device 1 is arranged upstream of a heat exchanger of an air conditioning loop capable of operating in a heat pump, so as to heat the refrigerant.
  • the electric heating device 1 is arranged upstream of a heat exchanger using the cooling fluid of a heat engine as heat transfer fluid.
  • the invention can also be applied to a device for cooling a fluid.
  • the electric heater 1, shown exploded in FIG. 2, includes:
  • Control means 5 for controlling the power supply of the heating modules 3a, 3b.
  • the electric heater 1 shown may further comprise:
  • a fluid inlet such as a fluid inlet box 9
  • a fluid outlet such as a fluid outlet housing 10.
  • the heating modules 3a, 3b may be identical.
  • the two heating modules 3a, 3b are according to the illustrated embodiment arranged side by side substantially parallel.
  • the side-by-side arrangement makes it possible to reduce the size of the heating device 1 in the longitudinal direction.
  • this arrangement has a low heating inertia and a low pressure drop.
  • the electric heater comprises more than two heating modules as needed.
  • a heating module 3a, 3b comprises, according to the embodiment illustrated in FIGS. 2 to 5, a core 11 and a heating element 13.
  • a heating element 13 is made in the form of an envelope surrounding the body of the core 11.
  • the core 11 and the heating envelope 13 are for example substantially cylindrical and extend along a longitudinal axis.
  • the two heating modules 3a, 3b may have a cylindrical shape with the same diameter.
  • the core 11 and the heating jacket 13 may be concentric.
  • a heating module 3a, 3b therefore has a generally cylindrical general shape defined by the heating envelope 13.
  • the core 11 and the heating jacket 13 define a guide circuit for the fluid to be heated, such as liquid.
  • the guide circuit is defined around the surface external of the core body 11, it is therefore outside the core 11 and inside a heating envelope 13.
  • the outer surface of the body of the core 11 and the inner surface of the heating envelope 13 associated define a circulation volume of the fluid to be heated around the core 11.
  • the fluid from the fluid inlet housing 9 can flow in this circulation volume, then to the outlet housing 10.
  • each heating module 3a, 3b comprises a fluid guiding circuit between the core 11 and the heating envelope 13 respectively.
  • the control means 5 are controlled by the control means 5 so as to heat the fluid by heat exchange between the heating envelopes 13 and the fluid flowing in the guide circuit.
  • a heating envelope 13 has at least one electric heating means such as a heating resistor.
  • This heating resistor can be made in the form of a resistive track.
  • the resistive tracks are for example made by screen printing on the outer surface of the heating jacket 13, that is to say on the surface opposite to the inner surface of the heating envelope 13 facing the core 11. The resistive tracks are therefore out of the fluid guide circuit to be heated.
  • the heat produced by the resistor is directly transmitted to the fluid to be heated through the wall of the corresponding heating jacket 13, which minimizes heat losses and reduces the thermal inertia of the device. when heated quickly.
  • the control means 5 controls the heating envelopes 13a, 13b by controlling the supply of the heating resistors, made for example in the form of resistive tracks.
  • the control means 5 comprises, for this purpose, electronic and / or electrical power components such as at least one power switch, for example a power transistor, adapted to allow or prohibit the supply of the heating track.
  • the opening and / or closing of the power switch can be controlled by a microcontroller.
  • the control means 5 of the heating element 13a, 13b comprises, according to the example illustrated in FIG. 2, an electrical circuit support 14, such as a printed circuit board (or PCB in English for "Printed circuit board ").
  • This electrical circuit support 14 carries the electronic and / or electrical components of the control means 5. These electronic and / or electrical components may for example also include electrical connectors connecting the heating resistors to the power switch, connectors high voltage power supply and low voltage power connector and data bus. Moreover, in order to allow the admission or the evacuation of the fluid in a heating module 3a, 3b, the core 11 of the heating module 3a, 3b may have a fluid inlet or outlet end 15 fluidly communicating with the fluid inlet 9 or fluid outlet box 10 and the guide circuit between the core 11 and the associated casing 13. The input and output ends may be similar.
  • the cores 11 of the heating modules 3a, 3b have, according to the example described respectively, two longitudinally opposite ends: an inlet end and an outlet end respectively connected to the fluid inlet box 9 and to the fluid outlet housing 10.
  • the fluid inlet and outlet housings 9, 10 are for example connected symmetrically at the two opposite ends of the heating modules 3a, 3b.
  • At least one of the fluid housings 9, 10 may have a substantially parallelepiped shape with two large opposite sides and two opposite small sides.
  • the fluid inlet housing 9 has a substantially parallelepipedal shape comprising a base 17a open on one face and a cover 17b closing the fluid inlet housing 9.
  • the control means 5 is for example arranged between the base 17a and the cover 17b of the fluid inlet box 9.
  • a fluid intake manifold 19 can be provided in the housing 9. a fluid inlet.
  • the intake manifold 19 is for example arranged protruding on the fluid inlet housing 9 and is common for supplying fluid to the two heating modules 3a, 3b.
  • the intake manifold 19 extends according to the example illustrated radially with respect to the longitudinal axis A of the heating modules 3a, 3b. According to the illustrated example, the intake manifold 19 is arranged on a short side of the base 17a of the fluid inlet housing 9, and substantially perpendicular to this small side.
  • the fluid outlet box 10 may also have a substantially parallelepipedal shape provided with a projecting tubing 20 of fluid outlet of the electric heater 1, intended to be connected to a heated fluid circuit.
  • At least one of the fluid inlet and outlet housings 9, 10 comprises a fluid distributor 21 which is better visible in FIGS. 4 and 5.
  • the evacuation of the fluid having circulated in the guide circuits of the heating modules 3a, 3b can be free in the outlet housing 10 without a fluid distributor.
  • the fluid distributor 21 may be an insert or be made in one piece with the housing 9.
  • the fluid inlet housing 9 may include a housing 23 for the fluid distributor 21 and an opening 25 for introducing the fluid distributor 21 into housing 23.
  • the fluid distributor 21 has a shape complementary to the shape of the housing 23 in the fluid inlet housing 9.
  • the fluid distributor 21 may extend along a longitudinal axis B schematized in FIGS. 6 to 8.
  • the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 is according to the embodiment described substantially perpendicular to the longitudinal axis A of the modules of FIG. heater 3a, 3b.
  • the fluid flows in the fluid distributor 21 in a direction of flow substantially parallel to the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • the fluid distributor 21 comprises a first fluid passage 27a communicating with the guide circuit of the first heating module 3a, and a second fluid passage 27b communicating with the guide circuit of the second heating module 3b.
  • the fluid inlet box 9 is assembled with the heating modules 3a, 3b so that the first fluid passage 27a is arranged opposite the inlet or outlet end 15 of the first module. corresponding heater 3a, and that the second fluid passage 27b is arranged vis-à-vis the inlet or outlet end 15 of the corresponding second heating module 3b.
  • the fluid passages 27a, 27b respectively have a shape corresponding to the shape of the inlet or outlet end 15, of the corresponding heating module 3a, 3b.
  • At least one fluid passage for example the first fluid passage 27a associated with the first heating module 3a, is in the form of an opening, for example of substantially circular shape.
  • the other fluid passage in this example the second fluid passage 27b associated with the second heating module 3b, may have a substantially circular shape whose circumference is open on a circular arc. This open form is closed by a wall 29 of the housing 23 during assembly of the fluid distributor 21 in the housing 9 of the heater 1 (see Figure 5).
  • the fluid passages 27a, 27b form cavities of the housing 9.
  • the base 17a of the fluid inlet housing 9 is provided with a first cavity and a second cavity for receiving the inlet or outlet ends.
  • Respective heating modules 3a, 3b, and the first fluid passage 27a is arranged opposite and in fluid communication with the first cavity of the fluid inlet housing 9.
  • the second fluid passage 27b is arranged opposite and in fluid communication with the second cavity of the fluid inlet box 9.
  • the first and second cavities (not visible in the figures) provided in the fluid inlet housing 9 are for example substantially circular.
  • the fluid distributor 21 includes a fluid inlet port 31 communicating with the inlet manifold 19 of the fluid inlet housing 9 to admit the fluid into the fluid distributor 21 of the inlet housing
  • the orifice 31 is arranged in this example radially with respect to the longitudinal axis A of the heating modules 3a, 3b.
  • tubing 19 is arranged in line with the orifice 31 of the fluid distributor 21 in the casing 9.
  • the orifice 31, the first fluid passage 27a and the second fluid passage 27b are aligned along the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • the orifice 31, the first fluid passage 27a, and the second fluid passage 27b are arranged in this example so that the orifice 31 is closer to the first fluid passage 27a than to the second fluid passage 27b. .
  • the fluid distributor 21 further comprises at least one rib 33a, 33b arranged at the periphery of a fluid passage 27a, 27b associated partially delimiting the associated fluid passage 27a, 27b.
  • the rib 33a, 33b is not arranged over the entire periphery of the associated fluid passage.
  • the rib or ribs 33a, 33b make it possible to distribute the fluid towards the guiding circuits of the two heating modules 3a, 3b, it is in particular the function of the rib arranged around the fluid passage that is closest to the orifice 31 of fluid inlet.
  • the fluid inlet orifice 31 is arranged closer to the first fluid passage 27a than to the second fluid passage 27b, and a rib 33a is arranged at the periphery of the first fluid passage 27a. close to the orifice 31.
  • a first rib 33a is arranged partially around the first fluid passage 27a and a second rib 33b is arranged partially around the second fluid passage 27b.
  • the first rib 33a is distinct from the second rib 33b, so that there is no continuity of shape of the ribs 33a, 33b partially delimiting the two fluid passages 27a, 27b.
  • the first rib 33a partially around the first fluid passage 27a, prevents the entire fluid from moving towards the first fluid passage 27a closest to the orifice 31 through which the fluid is admitted into the fluid. fluid inlet housing 9 for example, by deflecting the path of a portion of the fluid to direct it to the other fluid passage 27b further away from the inlet 31 of the fluid.
  • the first rib 33a thus makes it possible to distribute a certain quantity of fluid towards the second fluid passage 27b the remainder of fluid flowing in the first fluid passage 27a.
  • At least one of the ribs 33a, 33b associated with the fluid passages 27a, 27b is, for example, shaped to generate a spinning movement of the fluid before the fluid enters the guide circuit of the corresponding heating module 3a, 3b.
  • the rib 33a, 33b may have at least a substantially curved portion to generate the spinning of the fluid.
  • At least one of the ribs 33a, 33b arranged at the periphery of an associated fluid passage 27a, 27b has a semicircle shape delimited by the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • the first rib 33a arranged at the periphery of the first fluid passage 27a in the form of a substantially circular opening can present in this case a semi-circular shape, that is to say in semicircle shape, or otherwise substantially in "C" form.
  • the rib 33a is not present all around the circumference of the circular opening.
  • the end edges 35, 37 of the rib 33a are substantially aligned with the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • the second rib 33b associated with the second fluid passage 27b with an open circumference may have a substantially circular arc shape.
  • the second rib 33b is present only on a portion of the circumference of the second fluid passage 27b, here substantially in a circular arc.
  • the curved shapes of the ribs 33a, 33b make it possible naturally to create a spinning movement of the fluid, before the arrival of the fluid in the guiding circuit between the core 11 and the cylindrical casing 13, without the contribution of materialized propellers. for example in the form of a helical groove on the outer surface of the core 11.
  • the fluid dispensed to a guiding circuit follows a movement around the core 11, keeping the spinning generated upstream, and thus follows a helical movement to increase the heat transfer between the heating envelope 13 and the fluid.
  • Each rib 33a, 33b has two end edges.
  • the first rib 33a has two end edges 35, 37 and the second rib 33b has two end edges 39, 41.
  • the two end edges 35, 37 of the first rib 33a in this example are arranged substantially opposite to the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • the first end edge 35 of the first rib 33a is arranged on the side of the orifice 31 while the second end edge 37 is arranged on the side of the second fluid passage 27b.
  • At least one of the ribs 33a, 33b, in the example described the first rib 33a has at least one adjustment zone Z, Z ls Z 2 (see FIGS. 6 to 8) in the extension of an edge 35, 37.
  • the adjustment zone Z, Z i, Z 2 extends over an angle ⁇ , ai, a 2 of the order of 0 ° to 25 ° with respect to the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • the adjustment zone Z, Z i, Z 2 extends over an angle of 0 °
  • the end edge 35, 37 of the rib 33a is aligned along the longitudinal axis B of the distributor fluid 21, and there is no addition of material with respect to the longitudinal axis B of the fluid repertor 21.
  • an end edge 35, 37 of the rib 33a is substantially aligned with the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 and the other end edge 35, 37 is extended by an area of Z adjustment extending over an angle a.
  • At least one of the end edges has material extending from the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 forming an arc of a circle at an angle ⁇ relative to the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • This extension of at least one end edge with respect to the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 makes it possible to adjust the quantity of fluid distributed towards the second fluid passage 27b and thus also towards the first fluid passage 27a. , in order to manage the flow of fluid in the guiding circuit of the first and in the guiding circuit of the second heating module 3a, 3b.
  • an end edge of the first rib 33a may be aligned with the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 and the other end edge may have material extending from the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 over an angular distance a with respect to the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • FIG. 6 it is the second end edge 37 of the first rib 33a that is aligned with the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 and the first end edge 35 present. an adjustment zone Z in the extension of the first end edge 35 extending in an arc of a circle at a non-zero angle ⁇ from the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • an end edge 39 may be aligned with the direction of fluid flow and the other end edge 41 may be offset from the direction of flow. of the fluid flow.
  • FIG. 7 it is the first end edge 35 of the first rib 33a which is aligned with the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 and the second end edge 37 has an adjustment zone Z in the extension of the second end edge 37 extending in an arc of a circle at a non-zero angle ⁇ from the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • the two end edges 35, 37 of the first rib 33a are extended by an area of respective ls Z Z 2 fit each extending over an angle i, a 2 with respect to the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • the angles ai, a 2 may be substantially equal or different depending on the application.
  • the rib 33a has in the extension of the first end edge 35, a first adjustment zone extending from the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 over an angle ai of the order of 4 ° to 5 ° and in the extension of the second end edge 37 a second adjustment zone Z 2 extending from the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 over an angle a ' 2 of the order of 22 ° to 23 °.
  • the first adjustment zone Z ⁇ in the extension of the first end edge 35 of the first rib 33a has material extending over a lateral distance of the order of 1 mm from the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 and the second adjustment zone Z 2 in the extension of the second end edge 37 has material over a lateral distance of the order of 5mm to from the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • one of Z adjustment zones, Z ls Z 2 in the extension of one of the end edges is at a greater distance from the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 as the other end edge.
  • the flow rate of fluid in the second fluid passage 27b can be adjusted and accordingly the flow of fluid in the first fluid passage 27a can also be adjusted.
  • angles between 0 and 45 ° are chosen.
  • the fluid distributor 21 may further comprise at least one wall 43, 45 in the continuity of a rib 33a, 33b.
  • a first wall 43 is arranged substantially parallel to the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • the first wall 43 extends for example from the first rib 33a to the periphery of the first fluid passage 27a associated with the first heating module 3a to the second fluid passage 27b.
  • a second wall 45 may be arranged substantially obliquely to the longitudinal axis B of the fluid distributor 21.
  • the second wall 45 may extend from the second fluid passage 27b to the first fluid passage 27a.
  • the flow of the fluid is thus effected from the fluid intake manifold 19 of the fluid inlet box 9, then into the fluid distributor 21 upstream of the guide circuits in the direction of flow of the fluid to distribute the fluid in parallel in the guide circuits of the heating modules 3a, 3b, and spring in the fluid outlet housing 10, then through the outlet pipe 20.
  • the ribs 33 a, 33 b as previously described favor a homogeneous distribution by adjusting the flow of fluid towards the two fluid passages 27 a, 27 b according to the geometrical positioning of the end edges 35, 37, 39, 41 of the ribs 33 a, 33 b with respect to the longitudinal axis B of the fluid distributor 21 according to which the fluid, in particular a liquid, flows in the fluid distributor 21.
  • At least the first rib 33a is shaped for a fluid distribution with a fluid flow similar or identical in the two fluid passages 27a, 27b and subsequently in the guide circuits of the associated heating modules 3a, 3b.
  • the similar fluid flow rate in the two guiding circuits makes it possible to maintain a substantially identical operating temperature between the two heating modules 3a, 3b, in particular a temperature difference of less than 3 ° C. is desired.
  • the curved shape of the ribs at the periphery of the fluid passages of the fluid distributor in the input box makes it possible to generate a spinning movement of the fluid to be distributed in the guiding circuits.
  • the fluid Due to the spinning of the fluid generated before the arrival in the guiding circuits inside the heating module 3a, 3b, the fluid follows a substantially helical path without requiring the presence of a helical groove or any other arranged means on the outer surface of the core 11. In fact, the fluid is constantly projected onto the inner surface of the cylindrical casing 13. The spinning movement generated upstream of the guiding circuits continues along the cores 11 of the heating modules 3a, 3b.

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Abstract

L'invention concerne un répartiteur de fluide pour un dispositif de conditionnement thermique (1) d'un fluide pour véhicule automobile comprenant au moins un premier et un deuxième modules thermique (3a, 3b) de forme sensiblement cylindrique, le répartiteur de fluide (21) s'étendant selon un axe longitudinal (B) et comprend: un orifice (31) d'entrée de fluide, un premier passage de fluide (27a) sensiblement circulaire, un deuxième passage de fluide (27b) sensiblement circulaire, l'orifice (31), et le premier et le deuxième passages de fluide (27a, 27b) étant alignés selon l'axe longitudinal (B), et au moins une nervure (33a, 33b) agencée à la périphérie d'un passage de fluide (27a, 27b) associé, présentant: une forme de demi-cercle délimité par l'axe longitudinal (B) du répartiteur de fluide (21) et comportant deux bords d'extrémité (35, 37; 39, 41), et au moins une zone d'ajustement (Z) dans le prolongement d'un bord d'extrémité (35, 37) s'étendant sur un angle (α) de l'ordre de 0° à 45° par rapport à l'axe longitudinal (B) du répartiteur de fluide (21). L'invention concerne également un dispositif de conditionnement thermique d'un fluide comprenant un tel répartiteur de fluide et un appareil de chauffage et/ou climatisation comprenant un tel dispositif.

Description

Répartiteur de fluide, dispositif de conditionnement thermique de fluide pour véhicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation correspondants
L'invention concerne un répartiteur de fluide pour un dispositif de conditionnement thermique de fluide, tel qu'un dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile. L'invention s'applique plus particulièrement aux appareils de chauffage et/ou de climatisation de véhicules automobiles comportant un tel dispositif de chauffage.
De façon habituelle, le réchauffage de l'air destiné au chauffage de l'habitacle est assuré par le passage d'un flux d'air à travers un échangeur thermique, plus précisément par un échange thermique entre le flux d'air et un fluide. Il s'agit généralement du fluide de refroidissement dans le cas d'un moteur thermique.
Un tel mode de chauffage peut s'avérer inadapté ou insuffisant pour garantir un chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile, ainsi qu'un désembuage et un dégivrage.
Toutefois, un mode de chauffage rapide et efficace de l'habitacle du véhicule est souhaitable, en particulier pour assurer un réchauffement de l'habitacle ou de dégivrage ou de désembuage du véhicule avant utilisation en environnement très froid ou encore lorsqu'une montée très rapide de la température est souhaitée.
En outre, dans le cas d'un véhicule électrique, la fonction de chauffage n'est plus réalisée par la circulation du fluide de refroidissement dans l'échangeur thermique. On peut cependant prévoir un circuit d'eau pour le chauffage de l'habitacle, mais ce mode de chauffage peut aussi s'avérer inadapté ou insuffisant pour garantir un chauffage rapide et efficace de l'habitacle du véhicule.
Par ailleurs, afin de réduire l'encombrement et le coût d'un circuit d'eau supplémentaire, il est également connu d'utiliser pour le véhicule électrique, une boucle de climatisation fonctionnant en un mode de pompe à chaleur. Ainsi, la boucle de climatisation permettant classiquement de refroidir un flux d'air à l'aide d'un fluide réfrigérant est dans ce cas, utilisée de façon à réchauffer le flux d'air.
Toutefois, ce mode de chauffage aussi peut s'avérer inadapté ou insuffisant. En effet, les performances de la boucle de climatisation en pompe à chaleur dépendent des conditions climatiques extérieures. Par exemple, lorsqu'une température d'air extérieur est trop basse, cet air ne peut pas être utilisé comme source d'énergie thermique.
Une solution connue consiste à adjoindre à l'échangeur thermique ou au circuit d'eau ou encore à la boucle de climatisation, un dispositif de chauffage électrique additionnel.
Le dispositif de chauffage électrique additionnel peut être adapté pour chauffer en amont le fluide, tel que le fluide de refroidissement pour le moteur thermique, ou l'eau du circuit d'eau de chauffage de l'habitacle du véhicule électrique ou encore le fluide réfrigérant de la boucle de climatisation.
De façon connue, le dispositif de chauffage électrique additionnel comporte un ou plusieurs modules de chauffe en contact avec le fluide à chauffer.
Plus précisément, un module de chauffe peut comporter un noyau et un élément chauffant réalisé sous la forme d'une enveloppe cylindrique entourant le noyau, afin de définir un circuit de guidage du fluide entre le noyau et l'enveloppe cylindrique. L'enveloppe cylindrique est donc la source d'énergie thermique.
Selon une solution connue, un élément chauffant présente des moyens électriques de chauffe par exemple, une ou des résistances chauffantes réalisés par sérigraphie sous forme de pistes résistives sur la surface externe de l'élément chauffant.
Toutefois, une circulation axiale du fluide dans le circuit de guidage entre le noyau et l'enveloppe cylindrique diminue le transfert thermique entre l'enveloppe cylindrique et le fluide.
Afin d'augmenter le rendement de l'échange thermique entre l'élément chauffant et le fluide circulant entre le noyau et l'élément chauffant, il est donc préférable d'éviter une circulation du fluide parallèle à l'axe de l'élément chauffant sous forme d'enveloppe cylindrique.
Une solution connue est de générer un mouvement hélicoïdal du fluide circulant dans le circuit de guidage. On augmente ainsi l'échange thermique entre l'élément chauffant par exemple sous forme d'enveloppe cylindrique et le fluide circulant à l'intérieur de cette enveloppe cylindrique. Pour ce faire, il a été proposé que le noyau présente sur sa surface externe une rainure sensiblement hélicoïdale. Un tel noyau est donc de réalisation complexe.
Cette rainure hélicoïdale permet de forcer le tournoiement du fluide. Toutefois, avec une telle solution il a été constaté un manque d'homogénéité de vitesses à l'entrée du circuit de guidage du fluide et une perte de charge élevée.
Par ailleurs, dans le cas d'un dispositif de chauffage électrique comprenant plusieurs modules de chauffe, par exemple deux modules de chauffe agencés côte à côte, le fluide peut ne pas être réparti de façon homogène dans les circuits de guidage des modules de chauffe. Le débit du fluide dans chaque module de chauffe peut être différent entraînant un écart de température entre les deux modules de chauffe du dispositif de chauffage électrique.
Afin d'améliorer le rendement thermique du dispositif de chauffage électrique, il est important d'avoir une température équilibrée entre les modules de chauffe du dispositif.
L'invention a donc pour objectif de permettre un rendement thermique amélioré avec un faible écart de température entre les deux modules thermique d'un dispositif de conditionnement thermique du fluide et une faible perte de charge.
À cet effet, l'invention a pour objet un répartiteur de fluide pour un dispositif de conditionnement thermique d'un fluide pour véhicule automobile, comprenant au moins un premier module thermique et un deuxième module thermique, les modules thermiques présentant respectivement une forme générale sensiblement cylindrique et comprenant respectivement un circuit de guidage du fluide,
caractérisé en ce que le répartiteur de fluide s'étend selon un axe longitudinal et comprend :
- un orifice d'entrée de fluide,
- un premier passage de fluide de forme sensiblement circulaire apte à être agencé en communication fluidique avec le circuit de guidage du fluide du premier module thermique,
- un deuxième passage de fluide de forme sensiblement circulaire apte à être agencé en communication fluidique avec le circuit de guidage du fluide du deuxième module thermique, tels que l'orifice, le premier passage de fluide et le deuxième passage de fluide sont alignés selon l'axe longitudinal, et
- au moins une nervure agencée à la périphérie d'un passage de fluide associé, ladite nervure :
· présentant une forme de demi-cercle délimité par l'axe longitudinal du répartiteur de fluide et comportant deux bords d'extrémité, et
• présentant au moins une zone d'ajustement dans le prolongement d'un bord d'extrémité s'étendant sur un angle de l'ordre de 0° à 45° (notamment de 0° à 25°) par rapport à l'axe longitudinal du répartiteur de fluide.
Le répartiteur de fluide permet d'équilibrer la température des modules thermique en jouant sur la répartition du fluide dans les circuits de guidage pour chauffer ou refroidir le fluide.
En effet, les zones d'ajustement dans le prolongement des bords d'extrémités de la nervure permettent, selon leur positionnement par rapport à l'axe longitudinal selon lequel le fluide s'écoule dans le répartiteur, de répartir plus ou moins de fluide vers les circuits de guidage, et ainsi de jouer sur le débit de fluide dans chaque module thermique.
En particulier lorsqu'un faible écart de température est souhaité entre les deux modules de chauffe, la nervure est conformée pour une répartition du fluide avec un débit similaire dans chaque module de chauffe.
Selon un mode de réalisation, l'orifice est agencé plus proche du premier passage de fluide que du deuxième passage de fluide, et la nervure est agencée à la périphérie du premier passage de fluide le plus proche de l'orifice.
La nervure permet ainsi de jouer sur le débit de fluide vers le deuxième passage de fluide, et en réaction sur le débit de fluide vers le premier passage de fluide.
Selon un aspect de l'invention, le répartiteur de fluide comprend une première nervure agencée à la périphérie du premier passage de fluide, et une deuxième nervure agencée à la périphérie du deuxième passage de fluide ; la première nervure étant distincte de la deuxième nervure.
La discontinuité de forme des nervures délimitant les deux passages de fluide, permet d'ajuster de façon simple la répartition de débit de fluide entre les deux passages de fluide en jouant sur les bords d'extrémité d'au moins une des nervures, en particulier de la nervure délimitant le passage de fluide le plus proche de l'orifice d'entrée de fluide.
Le répartiteur de fluide peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :
- un bord d'extrémité de la nervure est sensiblement aligné avec l'axe longitudinal du répartiteur de fluide et l'autre bord d'extrémité est prolongé par une zone d'ajustement s'étendant sur un angle,
- la nervure présente une zone d'ajustement respectivement dans le prolongement des deux bords d'extrémité en s'étendant depuis l'axe longitudinal du répartiteur de fluide sur un angle par rapport à l'axe longitudinal du répartiteur de fluide,
- au moins une nervure présente
• dans le prolongement d'un premier bord d'extrémité de la nervure une première zone d'ajustement s'étendant depuis l'axe longitudinal du répartiteur de fluide sur un angle de l'ordre de 4° à 5° et
· dans le prolongement du deuxième bord d'extrémité de la nervure une deuxième zone d'ajustement s'étendant depuis l'axe longitudinal du répartiteur de fluide sur un angle de l'ordre de 22° à 23°. Cette configuration permet une répartition de fluide avec un débit de fluide sensiblement égal dans chaque passage de fluide,
- le deuxième passage de fluide présente une circonférence ouverte et la nervure associée présente une forme sensiblement en arc de cercle.
L'invention concerne également un dispositif de conditionnement thermique d'un fluide pour véhicule automobile, comprenant :
- au moins un premier module thermique et un deuxième module thermique, les modules thermiques comprenant respectivement un circuit de guidage du fluide,
- au moins un boîtier de fluide communiquant avec les circuits de guidage du fluide des modules thermiques,
caractérisé en ce que le boîtier de fluide comporte un répartiteur de fluide tel que décrit précédemment.
Le dispositif peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :
- le boîtier de fluide est un boîtier d'entrée de fluide,
- le répartiteur de fluide est rapporté sur le boîtier de fluide,
- le répartiteur de fluide est réalisé d'une seule pièce avec le boîtier de fluide,
- ledit dispositif est agencé dans un circuit de chauffage de l'habitacle dudit véhicule.
L'invention concerne également un appareil de chauffage et/ou climatisation pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de conditionnement thermique tel que défini précédemment.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 représente un dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile,
- la figure 2 représente une vue éclatée du dispositif de chauffage électrique de la figure 1,
- la figure 3 représente deux modules de chauffe et un boîtier de fluide du dispositif de chauffage de la figure 1 ,
- la figure 4 représente les modules de chauffe et le boîtier de fluide et un répartiteur de fluide selon l'invention à l'état non assemblé,
- la figure 5 est une vue en perspective des modules de chauffe et du boîtier de fluide dans lequel le répartiteur de fluide est assemblé, - la figure 6 est une vue en coupe d'un premier exemple de réalisation du répartiteur de fluide,
- la figure 7 est une vue en coupe d'un deuxième exemple de réalisation du répartiteur de fluide, et
- la figure 8 est une vue agrandie schématique d'une portion du répartiteur de fluide selon un troisième exemple de réalisation.
Dans ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références.
La figure 1 représente un dispositif de conditionnement thermique 1 tel qu'un dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile pour un appareil de chauffage et/ou climatisation.
Le dispositif de chauffage électrique 1 est par exemple un dispositif de chauffage additionnel permettant de chauffer un fluide agencé dans un circuit de chauffage d'un fluide du véhicule pour le chauffage de l'habitacle.
Selon un exemple, le dispositif de chauffage électrique 1 est disposé en amont d'un échangeur thermique d'une boucle de climatisation apte à fonctionner en pompe à chaleur, de façon à chauffer le fluide réfrigérant.
Selon encore un autre exemple, le dispositif de chauffage électrique 1 est agencé en amont d'un échangeur thermique utilisant le fluide de refroidissement d'un moteur thermique comme fluide caloporteur.
On pourrait aussi prévoir un tel dispositif de chauffage électrique 1 en amont d'un échangeur thermique destiné à la régulation thermique d'un dispositif de stockage de l'énergie électrique, parfois qualifié d'ensemble de batteries, pour un véhicule à propulsion électrique ou hybride.
L'invention peut aussi s'appliquer à un dispositif permettant de refroidir un fluide. Le dispositif de chauffage électrique 1, représenté en éclaté sur la figure 2, comprend :
- au moins un premier module thermique 3a, et un deuxième module thermique 3b, ici un premier module de chauffe 3a et un deuxième module de chauffe 3b, et
- un moyen de commande 5 pour contrôler l'alimentation électrique des modules de chauffe 3 a, 3b.
Le dispositif de chauffage électrique 1 représenté peut comprendre en outre :
- une entrée de fluide, telle qu'un boîtier d'entrée de fluide 9, et
- une sortie de fluide, telle qu'un boîtier de sortie de fluide 10.
Les modules de chauffe 3a, 3b peuvent être identiques.
Les deux modules de chauffe 3a, 3b sont selon le mode de réalisation illustré disposés côte à côte de façon sensiblement parallèle.
La disposition côte à côte permet de réduire l'encombrement du dispositif de chauffage 1 dans le sens longitudinal. De plus, cet agencement présente une faible inertie de chauffe et une faible perte de charge.
Bien entendu on peut prévoir que le dispositif de chauffage électrique comprenne plus de deux modules de chauffe selon les besoins.
Un module de chauffe 3a, 3b comporte selon le mode de réalisation illustré sur les figures 2 à 5, un noyau 11 et un élément chauffant 13.
Selon l'exemple illustré, un élément chauffant 13 est réalisé sous la forme d'une enveloppe entourant le corps du noyau 11.
Le noyau 11 et l'enveloppe chauffante 13 sont par exemple sensiblement cylindriques et s'étendent selon un axe longitudinal ^. Les deux modules de chauffe 3a, 3b peuvent présenter une forme cylindrique avec un même diamètre.
Le noyau 11 et l'enveloppe chauffante 13 peuvent être concentriques.
Un module de chauffe 3a, 3b présente donc une forme générale sensiblement cylindrique définie par l'enveloppe chauffante 13.
Le noyau 11 et l'enveloppe chauffante 13 définissent un circuit de guidage du fluide à chauffer, tel que du liquide. Le circuit de guidage est défini autour de la surface externe du corps du noyau 11, il est donc à l'extérieur du noyau 11 et à l'intérieur d'une enveloppe chauffante 13. En d'autres termes, la surface externe du corps du noyau 11 et la surface interne de l'enveloppe chauffante 13 associée, définissent un volume de circulation du fluide à chauffer autour du noyau 11. Le fluide provenant du boîtier d'entrée de fluide 9 peut circuler dans ce volume de circulation, puis vers le boîtier de sortie 10.
Selon le mode de réalisation décrit, chaque module de chauffe 3a, 3b comprend un circuit de guidage du fluide entre le noyau 11 et l'enveloppe chauffante 13 respective.
Concernant les enveloppes chauffantes 13, elles sont commandées par le moyen de commande 5 de manière à chauffer le fluide par échange de chaleur entre les enveloppes chauffantes 13 et le fluide circulant dans le circuit de guidage.
A titre d'exemple, une enveloppe chauffante 13 présente au moins un moyen électrique de chauffe tel qu'une résistance chauffante. Cette résistance chauffante peut être réalisée sous la forme d'une piste résistive. Les pistes résistives sont par exemple réalisées par sérigraphie sur la surface externe de l'enveloppe chauffante 13, c'est-à-dire sur la surface opposée à la surface interne de l'enveloppe chauffante 13 en regard du noyau 11. Les pistes résistives sont donc hors du circuit de guidage du fluide à chauffer.
Grâce à ce mode de réalisation la chaleur produite par la résistance est directement transmise au fluide à chauffer à travers la paroi de l'enveloppe chauffante 13 correspondante, ce qui minimise les pertes thermiques et réduit l'inertie thermique du dispositif, le fluide peut dès lors être chauffé rapidement.
Le moyen de commande 5 contrôle les enveloppes chauffantes 13 a, 13b en contrôlant l'alimentation des résistances chauffantes, réalisées par exemple sous forme de pistes résistives. Le moyen de commande 5 comprend à cet effet, des composants électroniques et/ou électriques de puissance tel qu'au moins un commutateur d'alimentation, par exemple un transistor de puissance, apte à autoriser ou interdire l'alimentation de la piste chauffante. L'ouverture et/ou la fermeture du commutateur d'alimentation peut être pilotée par un microcontrôleur. Le moyen de commande 5 de l'élément chauffant 13a, 13b, comporte selon l'exemple illustré sur la figure 2, un support de circuit électrique 14, tel qu'une carte à circuit imprimé (ou PCB en anglais pour "Printed circuit board").
Ce support de circuit électrique 14 porte les composants électroniques et/ou électriques du moyen de commande 5. Ces composants électroniques et/ou électriques peuvent à titre d'exemple comporter également des connecteurs électriques reliant les résistances chauffantes au commutateur d'alimentation, des connecteurs d'alimentation haute tension et un connecteur d'alimentation basse tension et de bus de données. Par ailleurs, afin de permettre l'admission ou l'évacuation du fluide dans un module de chauffe 3a, 3b, le noyau 11 du module de chauffe 3a, 3b peut présenter une extrémité 15 d'entrée ou de sortie de fluide communiquant fluidiquement avec le boîtier d'entrée de fluide 9 ou de sortie de fluide 10 et le circuit de guidage entre le noyau 11 et l'enveloppe 13 associée. Les extrémités 15 d'entrée et de sortie peuvent être similaires.
Les noyaux 11 des modules de chauffe 3a, 3b présentent selon l'exemple décrit respectivement deux extrémités 15 longitudinalement opposées : une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie respectivement connectées au boîtier d'entrée de fluide 9 et au boîtier de sortie de fluide 10. Les boîtiers 9, 10 d'entrée et de sortie de fluide sont par exemple raccordés symétriquement, aux deux extrémités opposées des modules de chauffe 3 a, 3b.
Par ailleurs, au moins un des boîtiers de fluide 9, 10 peut présenter une forme sensiblement parallélépipédique avec deux grands côtés opposés et deux petits côtés opposés.
Selon l'exemple illustré, le boîtier d'entrée de fluide 9 présente une forme sensiblement parallélépipédique comprenant une base 17a ouverte sur une face et un couvercle 17b venant fermer le boîtier d'entrée de fluide 9.
Le moyen de commande 5 est par exemple agencé entre la base 17a et le couvercle 17b du boîtier d'entrée de fluide 9.
On peut prévoir en outre une tubulure d'admission 19 de fluide dans le boîtier 9 -l l- cT entrée de fluide. La tubulure d'admission 19 est par exemple agencée saillante sur le boîtier 9 d'entrée de fluide et est commune pour alimenter en fluide les deux modules de chauffe 3 a, 3b.
La tubulure d'admission 19 s'étend selon l'exemple illustré radialement par rapport à l'axe longitudinal A des modules de chauffe 3a, 3b. Selon l'exemple illustré, la tubulure d'admission 19 est agencée sur un petit côté de la base 17a du boîtier d'entrée de fluide 9, et sensiblement perpendiculairement à ce petit côté.
Le boîtier de sortie de fluide 10 peut présenter également une forme sensiblement parallélépipédique munie d'une tubulure saillante 20 de sortie de fluide du dispositif de chauffage électrique 1, destinée à être raccordée à un circuit de fluide chauffé.
En outre, au moins un des boîtiers 9, 10 d'entrée et de sortie de fluide, comporte un répartiteur de fluide 21 mieux visible sur les figures 4 et 5.
II s'agit de préférence du boîtier d'entrée de fluide 9 qui comporte un répartiteur de fluide 21 pour répartir le fluide à admettre dans chaque circuit de guidage des modules de chauffe 3a, 3b.
En sortie, l'évacuation du fluide ayant circulé dans les circuits de guidage des modules de chauffe 3a, 3b peut être libre dans le boîtier de sortie 10 sans répartiteur de fluide.
Le répartiteur de fluide 21 peut être une pièce rapportée ou être réalisé d'une seule pièce avec le boîtier 9.
Dans le cas d'une pièce rapportée comme dans l'exemple des figures 3 à 5, le boîtier d'entrée de fluide 9 peut comporter un logement 23 pour le répartiteur de fluide 21 et une ouverture 25 pour introduire le répartiteur de fluide 21 dans le logement 23.
Le répartiteur de fluide 21 présente une forme complémentaire de la forme du logement 23 dans le boîtier d'entrée de fluide 9.
Le répartiteur de fluide 21 peut s'étendre selon un axe longitudinal B schématisé sur les figures 6 à 8. L'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 est selon le mode de réalisation décrit sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal A des modules de chauffe 3a, 3b.
Le fluide s'écoule dans le répartiteur de fluide 21 selon une direction d'écoulement sensiblement parallèle à l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21.
En outre, le répartiteur de fluide 21 comprend un premier passage de fluide 27a communiquant avec le circuit de guidage du premier module de chauffe 3a, et un deuxième passage de fluide 27b communiquant avec le circuit de guidage du deuxième module de chauffe 3b.
Le boîtier d'entrée de fluide 9, est assemblé avec les modules de chauffe 3a, 3b de sorte que le premier passage de fluide 27a est agencé en vis-à-vis de l'extrémité 15 d'entrée ou de sortie du premier module de chauffe 3a correspondant, et que le deuxième passage de fluide 27b est agencé en vis-à-vis de l'extrémité 15 d'entrée ou de sortie du deuxième module de chauffe 3b correspondant.
Les passages de fluide 27a, 27b présentent respectivement une forme correspondante à la forme de l'extrémité 15 d'entrée ou de sortie, du module de chauffe 3a, 3b correspondant.
Selon l'exemple illustré, au moins un passage de fluide, par exemple le premier passage de fluide 27a associé au premier module de chauffe 3a, est réalisé sous la forme d'une ouverture, par exemple de forme sensiblement circulaire.
L'autre passage de fluide, dans cet exemple le deuxième passage de fluide 27b associé au deuxième module de chauffe 3b, peut présenter une forme sensiblement circulaire dont la circonférence est ouverte sur un arc de cercle. Cette forme ouverte est fermée par une paroi 29 du logement 23 lors de l'assemblage du répartiteur de fluide 21 dans le boîtier 9 du dispositif de chauffage 1 (voir figure 5).
Dans le cas (non illustré) d'un répartiteur de fluide 21 réalisé d'une seule pièce avec le boîtier 9, les passages de fluide 27a, 27b forment des cavités du boîtier 9.
Dans le cas où le répartiteur de fluide 21 est une pièce rapportée, la base 17a du boîtier d'entrée de fluide 9, est munie d'une première cavité et d'une deuxième cavité, pour recevoir les extrémités d'entrée ou de sortie 15 respectives des modules de chauffe 3a, 3b, et le premier passage 27a de fluide est agencé en regard de et en communication fluidique avec la première cavité du boîtier d'entrée de fluide 9. De même, le deuxième passage de fluide 27b est agencé en regard de et en communication fluidique avec la deuxième cavité du boîtier d'entrée de fluide 9.
La première et la deuxième cavités (non visibles sur les figures) prévues dans le boîtier d'entrée de fluide 9 sont par exemple sensiblement circulaires.
Par ailleurs, dans le cas d'une pièce rapportée telle qu'illustrée sur les figures 4 à
7, le répartiteur de fluide 21 comprend un orifice 31 d'entrée de fluide, communiquant avec la tubulure 19 d'admission du boîtier d'entrée de fluide 9 afin d'admettre le fluide dans le répartiteur de fluide 21 du boîtier d'entrée de fluide 9. L'orifice 31 est agencé dans cet exemple radialement par rapport à l'axe longitudinal A des modules de chauffe 3a, 3b.
Lors de l'assemblage, la tubulure 19 est agencée au droit de l'orifice 31 du répartiteur de fluide 21 dans le boîtier 9.
En outre, en référence aux figures 6 et 7, l'orifice 31, le premier passage de fluide 27a et le deuxième passage de fluide 27b sont alignés selon l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21.
En particulier, l'orifice 31, le premier passage de fluide 27a, et le deuxième passage de fluide 27b sont agencés dans cet exemple de sorte que l'orifice 31 soit plus proche du premier passage de fluide 27a que du deuxième passage de fluide 27b.
Le répartiteur de fluide 21 comporte de plus au moins une nervure 33a, 33b agencée à la périphérie d'un passage de fluide 27a, 27b associé en délimitant partiellement le passage de fluide 27a, 27b associé. La nervure 33a, 33b n'est donc pas agencée sur toute la périphérie du passage de fluide associé.
La ou les nervures 33 a, 33b permettent de répartir le fluide vers les circuits de guidage des deux modules de chauffe 3a, 3b, c'est en particulier la fonction de la nervure agencée autour du passage de fluide qui est le plus proche de l'orifice 31 d'entrée de fluide.
Dans l'exemple illustré, l'orifice 31 d'entrée de fluide est agencé plus proche du premier passage de fluide 27a que du deuxième passage de fluide 27b, et une nervure 33a est agencée à la périphérie du premier passage de fluide 27a le plus proche de l'orifice 31. Selon le mode de réalisation illustré, une première nervure 33a est agencée partiellement autour du premier passage de fluide 27a et une deuxième nervure 33b est agencée partiellement autour du deuxième passage de fluide 27b. La première nervure 33a est distincte de la deuxième nervure 33b, de sorte qu'il n'y a pas de continuité de forme des nervures 33a, 33b délimitant partiellement les deux passages de fluide 27a, 27b.
Ainsi, la première nervure 33a partiellement autour du premier passage de fluide 27a, permet d'éviter que la totalité du fluide ne se dirige vers le premier passage de fluide 27a le plus proche de l'orifice 31 par lequel le fluide est admis dans le boîtier 9 d'entrée de fluide par exemple, en déviant la trajectoire d'une partie du fluide pour l'orienter vers l'autre passage de fluide 27b plus éloigné de l'orifice 31 d'admission du fluide. La première nervure 33a permet donc de répartir une certaine quantité de fluide vers le deuxième passage de fluide 27b le reste de fluide circulant dans le premier passage de fluide 27a.
Par ailleurs, au moins une des nervures 33a, 33b associées aux passages de fluide 27a, 27b est par exemple conformée pour générer un mouvement de tournoiement du fluide avant l'entrée du fluide dans le circuit de guidage du module de chauffe 3a, 3b correspondant. La nervure 33a, 33b peut présenter au moins une portion sensiblement courbe pour générer le tournoiement du fluide.
Selon le mode de réalisation décrit, au moins une des nervures 33a, 33b agencée à la périphérie d'un passage de fluide 27a, 27b associé présente une forme de demi- cercle délimité par l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21.
Dans l'exemple illustré, la première nervure 33a agencée à la périphérie du premier passage de fluide 27a réalisé sous la forme d'une ouverture sensiblement circulaire, peut présenter dans ce cas une forme semi-circulaire, c'est-à-dire en forme de demi-cercle, ou autrement dit sensiblement en « C ». La nervure 33a n'est pas présente sur toute la circonférence de l'ouverture circulaire.
En outre, le demi-cercle étant délimité par l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21, les bords d'extrémité 35, 37 de la nervure 33a sont sensiblement alignés avec l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21. La deuxième nervure 33b associée au deuxième passage de fluide 27b avec une circonférence ouverte, peut présenter une forme sensiblement en arc de cercle. La deuxième nervure 33b n'est présente que sur une portion de la circonférence du deuxième passage de fluide 27b, ici sensiblement en arc de cercle.
Les formes courbes des nervures 33 a, 33b permettent de créer naturellement un mouvement de tournoiement du fluide, avant l'arrivée du fluide dans le circuit de guidage entre le noyau 11 et l'enveloppe cylindrique 13, sans l'apport d'hélices matérialisées par exemple sous la forme d'une rainure hélicoïdale sur la surface externe du noyau 11.
Le fluide distribué vers un circuit de guidage suit un mouvement autour du noyau 11, en conservant le tournoiement généré en amont, et suit ainsi un mouvement hélicoïdal permettant d'augmenter le transfert thermique entre l'enveloppe chauffante 13 et le fluide.
Chaque nervure 33a, 33b présente deux bords d'extrémité. La première nervure 33a présente deux bords d'extrémité 35, 37 et la deuxième nervure 33b présente deux bords d'extrémité 39, 41.
Les deux bords d'extrémité 35, 37 de la première nervure 33a dans cet exemple sont agencés de façon sensiblement opposée par rapport à l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21.
En référence aux figures 6 et 7, le premier bord d'extrémité 35 de la première nervure 33a est agencé du côté de l'orifice 31 tandis que le deuxième bord d'extrémité 37 est agencé du côté du deuxième passage de fluide 27b.
En outre, au moins une des nervures 33a, 33b, dans l'exemple décrit la première nervure 33a, présente au moins une zone d'ajustement Z, Zl s Z2 (cf figures 6 à 8) dans le prolongement d'un bord d'extrémité 35, 37. La zone d'ajustement Z, Z i, Z2 s'étend sur un angle a, ai, a2 de l'ordre de 0° à 25° par rapport à l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21. Lorsque la zone d'ajustement Z, Z i, Z2 s'étend sur un angle de 0°, le bord d'extrémité 35, 37 de la nervure 33a est aligné selon l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21, et il n'y a pas d'ajout de matière par rapport à l'axe longitudinal B du rép artiteur de fluide 21. Selon un mode de réalisation, un bord d'extrémité 35, 37 de la nervure 33a est sensiblement aligné avec l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 et l'autre bord d'extrémité 35, 37 est prolongé par une zone d'ajustement Z s'étendant sur un angle a.
Ainsi, au moins un des bords d'extrémité présente de la matière s'étendant depuis l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 en formant un arc de cercle selon un angle a par rapport à l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21.
Ce prolongement d'au moins un bord d'extrémité par rapport à l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 permet d'ajuster la quantité de fluide répartie vers le deuxième passage de fluide 27b et donc également vers le premier passage de fluide 27a, afin de gérer le débit de fluide dans le circuit de guidage du premier et dans le circuit de guidage du deuxième module de chauffe 3 a, 3b.
A titre d'exemple un bord d'extrémité de la première nervure 33a peut être aligné avec l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 et l'autre bord d'extrémité peut présenter de la matière s'étendant depuis l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 sur une distance angulaire a par rapport à l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21.
Dans un premier exemple de réalisation illustré sur la figure 6, c'est le deuxième bord d'extrémité 37 de la première nervure 33a qui est aligné avec l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 et le premier bord d'extrémité 35 présente une zone d'ajustement Z dans le prolongement du premier bord d'extrémité 35 s'étendant en formant un arc de cercle sur un angle a non nul depuis l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21. En référence à la figure 6, il y a donc un ajout de matière par rapport à l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 selon le sens horaire par rapport à la représentation du répartiteur de fluide sur la figure 6.
En ce qui concerne la nervure 33b associée au deuxième passage de fluide 27b, un bord d'extrémité 39 peut être aligné avec la direction de l'écoulement du fluide et l'autre bord d'extrémité 41 peut être décalé par rapport à la direction de l'écoulement du fluide.
Dans un deuxième exemple de réalisation illustré sur la figure 7, c'est le premier bord d'extrémité 35 de la première nervure 33a qui est aligné avec l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 et le deuxième bord d'extrémité 37 présente une zone d'ajustement Z dans le prolongement du deuxième bord d'extrémité 37 s 'étendant en formant un arc de cercle sur un angle a non nul depuis l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21.
Par rapport au premier exemple de réalisation de la figure 6, dans ce deuxième exemple de réalisation de la matière a été enlevée selon le sens antihoraire en référence à la représentation sur la figure 7 au niveau du premier bord d'extrémité 35, et de la matière a été ajoutée selon le sens antihoraire au niveau du deuxième bord d'extrémité 37.
En référence à la figure 8, selon un troisième exemple de réalisation, les deux bords d'extrémité 35, 37 de la première nervure 33a sont prolongés par une zone d'ajustement Zl s Z2 respective s'étendant chacune sur un angle i, a2 par rapport à l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21. Les angles ai, a2 peuvent être sensiblement égaux ou différents selon l'application.
Dans cet exemple, par rapport à l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 , de la matière est ajoutée dans le sens horaire au niveau du premier bord d'extrémité 35, et de la matière est ajoutée dans le sens antihoraire au niveau du deuxième bord d'extrémité 37. Les sens horaire et antihoraire étant définis par rapport à la représentation sur la figure 8.
A titre d'exemple, la nervure 33a présente dans le prolongement du premier bord d'extrémité 35, une première zone d'ajustement s'étendant depuis l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 sur un angle ai de l'ordre de 4° à 5° et dans le prolongement du deuxième bord d'extrémité 37 une deuxième zone d'ajustement Z2 s'étendant depuis l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 sur un angle a '2 de l'ordre de 22° à 23°.
Ainsi, la première zone d'ajustement Z\ dans le prolongement du premier bord d'extrémité 35 de la première nervure 33a présente de la matière s'étendant sur une distance latérale de l'ordre de 1mm à partir de l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 et la deuxième zone d'ajustement Z2 dans le prolongement du deuxième bord d'extrémité 37 présente de la matière sur une distance latérale de l'ordre de 5mm à partir de l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21.
Avec un tel design, on peut obtenir une répartition de fluide sensiblement homogène entre les deux passages de fluide 27a, 27b avec un débit de fluide similaire, de l'ordre de 50 % dans chaque passage de fluide 27a, 27b.
Selon ces trois exemples de réalisation, une des zones d'ajustement Z, Zl s Z2 dans le prolongement d'un des bords d'extrémité est à une plus grande distance de l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 que l'autre bord d'extrémité.
En jouant sur la zone d'ajustement Z, Zl s Z2 prolongeant un bord d'extrémité 35, 37 de la nervure 33a, notamment en adaptant l'angle a, ai, a2 sur lequel la zone d'ajustement Z, Z i, Z2 s'étend, le débit de fluide dans le deuxième passage de fluide 27b peut être ajusté et en conséquence le débit de fluide dans le premier passage de fluide 27a peut également être ajusté.
Selon un exemple de réalisation non représenté, le débit de fluide dans le premier passage de fluide 27a est plus important que dans le deuxième passage de fluide 27b avec i = 0 et a2 = 40°.
Selon un autre exemple de réalisation non représenté, le débit de fluide dans le deuxième passage de fluide 27b est plus important que dans le premier passage de fluide 27a avec ai = 45° et a2 = 6° (ou encore a2 = 0).
Selon encore d'autres exemples de réalisation non représentés, on choisit des valeurs d'angles comprises entre 0 et 45°.
Le répartiteur de fluide 21 peut en outre comporter au moins une paroi 43, 45 dans la continuité d'une nervure 33a, 33b.
Selon l'exemple illustré, une première paroi 43 est agencée de façon sensiblement parallèle à l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21.
La première paroi 43 s'étend par exemple depuis la première nervure 33a à la périphérie du premier passage de fluide 27a associé au premier module de chauffe 3a vers le deuxième passage de fluide 27b.
Une deuxième paroi 45 peut être agencée de façon sensiblement oblique par rapport à l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21. La deuxième paroi 45 peut s'étendre depuis le deuxième passage de fluide 27b vers le premier passage de fluide 27a.
L'écoulement du fluide s'effectue ainsi depuis la tubulure d'admission de fluide 19 du boîtier d'entrée de fluide 9, puis dans le répartiteur de fluide 21 en amont des circuits de guidage selon le sens d'écoulement du fluide pour répartir le fluide en parallèle dans les circuits de guidage des modules de chauffe 3a, 3b, et ressort dans le boîtier de sortie de fluide 10, puis par la tubulure de sortie 20.
Les nervures 33 a, 33b telles que décrites précédemment favorisent une répartition homogène en ajustant le débit de fluide vers les deux passages de fluide 27a, 27b selon le positionnement géométrique des bords d'extrémité 35, 37, 39, 41 des nervures 33a, 33b vis-à-vis de l'axe longitudinal B du répartiteur de fluide 21 selon lequel le fluide, en particulier un liquide, s'écoule dans le répartiteur de fluide 21.
Avantageusement, au moins la première nervure 33a est conformée pour une répartition de fluide avec un débit de fluide similaire voire identique dans les deux passages de fluide 27a, 27b et par la suite dans les circuits de guidage des modules de chauffe 3a, 3b associés. Le débit de fluide similaire dans les deux circuits de guidage permet de maintenir une température de fonctionnement sensiblement la même entre les deux modules de chauffe 3a, 3b, en particulier un écart de température inférieur à 3°C est souhaité.
De plus la forme courbe des nervures à la périphérie des passages de fluide du répartiteur de fluide dans le boîtier d'entrée permet de générer un mouvement de tournoiement du fluide à répartir dans les circuits de guidage.
Du fait du tournoiement du fluide généré avant l'arrivée dans les circuits de guidage à l'intérieur du module de chauffe 3a, 3b, le fluide suit un trajet sensiblement hélicoïdal sans nécessiter la présence d'une rainure hélicoïdale ou un quelconque autre moyen agencé sur la surface externe du noyau 11. En effet, le fluide est constamment projeté sur la surface interne de l'enveloppe cylindrique 13. Le mouvement de tournoiement généré en amont des circuits de guidage continue le long des noyaux 11 des modules de chauffe 3a, 3b.

Claims

REVENDICATIONS l. Répartiteur de fluide pour un dispositif de conditionnement thermique (1) d'un fluide pour véhicule automobile, comprenant au moins un premier module thermique (3a) et un deuxième module thermique (3b), les modules thermiques (3a, 3b) présentant respectivement une forme générale sensiblement cylindrique et comprenant respectivement un circuit de guidage du fluide, caractérisé en ce que le répartiteur de fluide (21) s'étend selon un axe longitudinal (B) et comprend :
- un orifice (31) d'entrée de fluide,
- un premier passage de fluide (27a) de forme sensiblement circulaire apte à être agencé en communication fluidique avec le circuit de guidage du fluide du premier module thermique (3a), - un deuxième passage de fluide (27b) de forme sensiblement circulaire apte à être agencé en communication fluidique avec le circuit de guidage du fluide du deuxième module thermique (3b), tels que l'orifice (31), le premier passage de fluide (27a) et le deuxième passage de fluide (27b) sont alignés selon l'axe longitudinal (B), et - au moins une nervure (33a, 33b) agencée à la périphérie d'un passage de fluide (27a, 27b) associé, ladite nervure (33 a, 33b) :
• présentant une forme de demi-cercle délimité par l'axe longitudinal (B) du répartiteur de fluide (21) et comportant deux bords d'extrémité (35,37 ; 39, 41), et · présentant au moins une zone d'ajustement (Z, Zl s Z2) dans le prolongement d'un bord d'extrémité (35,37) s'étendant sur un angle (a, ai, a2) compris entre 0° et 45° par rapport à l'axe longitudinal (B) du répartiteur de fluide (21).
2. Répartiteur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la au moins une zone d'ajustement (Z, Zl s Z2) dans le prolongement d'un bord d'extrémité (35,37) s'étend sur un angle (a, ai, a2) compris entre 0° et 25° par rapport à l'axe longitudinal (B) du répartiteur de fluide (21).
3. Répartiteur de fluide, selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel l'orifice (31) est agencé plus proche du premier passage de fluide (27a) que du deuxième passage de fluide (27b), et dans lequel la nervure (33 a) est agencée à la périphérie du premier passage de fluide (27a) le plus proche de l'orifice (31).
4. Répartiteur de fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le répartiteur de fluide (21) comprend une première nervure (33a) agencée à la périphérie du premier passage de fluide (27a), et une deuxième nervure (33b) agencée à la périphérie du deuxième passage de fluide (27b) ; la première nervure (33a) étant distincte de la deuxième nervure (33b).
5. Répartiteur de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel un bord d'extrémité (35, 37) de la nervure (33a) est sensiblement aligné avec l'axe longitudinal (B) du répartiteur de fluide (21) et l'autre bord d'extrémité (35, 37) est prolongé par une zone d'ajustement (Z) s 'étendant sur un angle (a).
6. Répartiteur de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la nervure (33a) présente une zone d'ajustement (Zl s Z2) respectivement dans le prolongement des deux bords d'extrémité (35, 37) en s'étendant depuis l'axe longitudinal (B) du répartiteur de fluide (21) sur un angle (ai, a2) par rapport à l'axe longitudinal (B) du répartiteur de fluide (21).
7. Répartiteur de fluide selon la revendication 6, dans lequel au moins une nervure (33 a) présente : - dans le prolongement d'un premier bord d'extrémité (35) de la nervure (33a) une première zone d'ajustement (Zi) s'étendant depuis l'axe longitudinal (B) du répartiteur de fluide (21) sur un angle (ai) de l'ordre de 4° à 5° et - dans le prolongement du deuxième bord d'extrémité (37) de la nervure (33a) une deuxième zone d'ajustement (Z2) s 'étendant depuis l'axe longitudinal (B) du répartiteur de fluide (21) sur un angle (a2) de l'ordre de 22° à 23°.
8. Répartiteur de fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième passage de fluide (27b) présente une circonférence ouverte et la nervure (33b) associée présente une forme sensiblement en arc de cercle.
9. Dispositif de conditionnement thermique (1) d'un fluide pour véhicule automobile, comprenant :
- au moins un premier module thermique (3a) et un deuxième module thermique (3b), les modules thermiques (3a, 3b) comprenant respectivement un circuit de guidage du fluide,
- au moins un boîtier de fluide (9) communiquant avec les circuits de guidage du fluide des modules thermiques (3a, 3b), caractérisé en ce que le boîtier de fluide (9) comporte un répartiteur de fluide (21) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.
10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel le boîtier de fluide (9) est un boîtier (9) d'entrée de fluide.
1 1. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, dans lequel le répartiteur de fluide (21) est rapporté sur le boîtier de fluide (9) ou est réalisé d'une seule pièce avec le boîtier de fluide (9).
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, agencé dans un circuit de chauffage de l'habitacle dudit véhicule.
13. Appareil de chauffage et/ou climatisation pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de conditionnement thermique (1) selon l'une quelconque des revendications 9 à 12.
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