FR2863041A1 - VERTICAL CIRCULATION CONDENSER OF REFRIGERATING FLUID, IN PARTICULAR FOR AUTOMOBILE VEHICLE. - Google Patents
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Abstract
Le condenseur de l'invention comprend un faisceau (10) de tubes (12) généralement verticaux montés entre deux boîtes collectrices (16, 18) généralement horizontales, le faisceau se composant d'une partie de condensation (PC) formée de plusieurs passes de condensation (PC1, PC2, PC3) et d'une partie de sous-refroidissement comportant au moins une passe de sous-refroidissement (PSR) qui est située à côté de la première passe de condensation (PC1). Cette disposition permet de rapprocher l'entrée (64) et la sortie (66) du condenseur et de faciliter sa connexion à un circuit de fluide frigorigène. Application notamment aux condenseurs de climatisation des véhicules automobiles.The condenser of the invention comprises a bundle (10) of generally vertical tubes (12) mounted between two generally horizontal collecting boxes (16, 18), the bundle consisting of a condensation part (PC) formed of several passes of condensation (PC1, PC2, PC3) and a subcooling portion having at least one subcooling pass (PSR) which is located next to the first condensation pass (PC1). This arrangement makes it possible to bring the inlet (64) and the outlet (66) of the condenser closer together and to facilitate its connection to a refrigerant circuit. Application in particular to air conditioning condensers of motor vehicles.
Description
2863041 VTM1499.FRD2863041 VTM1499.FRD
Condenseur à circulation verticale de fluide frigorigène, notamment pour véhicule automobile L'invention concerne un condenseur propre à faire partie d'un circuit de réfrigération, par exemple d'une installation de climatisation de véhicule automobile. The invention relates to a clean condenser to be part of a refrigeration circuit, for example a motor vehicle air conditioning system.
Elle concerne plus particulièrement un condenseur pour un circuit de réfrigération parcouru par un fluide frigorigène, comprenant un faisceau de tubes généralement verticaux montés entre deux boîtes collectrices généralement horizontales, dans lequel le faisceau se compose d'une partie de condensa- tion, dans laquelle le fluide frigorigène provenant de l'entrée du condenseur circule successivement d'une première passe à une dernière passe, et d'une partie de sous-refroidissement dans laquelle le fluide frigorigène condensé provenant de la dernière passe de condensation circule dans au moins une passe de sous-refroidissement pour gagner la sortie du condenseur. It relates more particularly to a condenser for a refrigerant circuit traversed by a refrigerant, comprising a bundle of generally vertical tubes mounted between two generally horizontal manifolds, wherein the bundle consists of a condensing part, in which the refrigerant from the inlet of the condenser flows successively from a first pass to a last pass, and a subcooling portion in which the condensed refrigerant from the last condensation pass circulates in at least one pass of subcooling to gain the condenser outlet.
Dans un circuit de réfrigération du type précité, le fluide frigorigène mis en mouvement par un compresseur est envoyé, en phase vapeur surchauffée, vers le condenseur où il est successivement refroidi ou "désurchauffé", condensé en une phase liquide chaude, puis "sousrefroidi" en une phase liquide froide. In a refrigeration circuit of the aforementioned type, the refrigerant set in motion by a compressor is sent, in the superheated vapor phase, to the condenser where it is successively cooled or "desuperheated", condensed in a hot liquid phase, then "undercooled" in a cold liquid phase.
Le fluide frigorigène condensé et refroidi est ensuite envoyé, via un détendeur, vers un évaporateur où il échange de la chaleur avec un flux d'air à envoyer dans l'habitacle du véhicule automobile. Dans l'évaporateur, le fluide frigorigène est transformé en phase vapeur, tandis que le flux d'air est refroidi pour fournir de l'air climatisé. Le fluide frigorigène en phase vapeur quitte l'évaporateur pour gagner le compresseur, et ainsi de suite. The condensed and cooled refrigerant is then sent, via a pressure reducer, to an evaporator where it exchanges heat with a flow of air to be sent into the passenger compartment of the motor vehicle. In the evaporator, the refrigerant is transformed into a vapor phase, while the air stream is cooled to provide conditioned air. The vapor phase refrigerant leaves the evaporator to gain the compressor, and so on.
Dans un condenseur du type précité, le refroidissement et la 40 condensation du fluide frigorigène sont effectués dans la 2863041 2 partie de condensation, par passage du fluide en plusieurs passes, tandis que le sous-refroidissement du fluide frigorigène condensé s'effectue dans la partie de sous-refroidissement, par passage dans une ou plusieurs passes de sous- refroidissement. In a condenser of the aforementioned type, cooling and condensing of the refrigerant are carried out in the condensation part by passing the fluid in several passes, while the subcooling of the condensed refrigerant takes place in the condensing part. subcooling, by passing through one or more subcooling passes.
Généralement, le condenseur comprend en outre un réservoir, que l'on appelle aussi "bouteille", qui est traversé par le fluide frigorigène et qui est interposé entre la dernière passe de condensation et la passe de sous-refroidissement. Le réservoir du condenseur a notamment une fonction de séparation des phases liquide et gazeuse du fluide frigorigène et une fonction de filtration/déshydratation. Il est traversé par le fluide frigorigène condensé issu de la dernière passe de condensation, le fluide gagnant ensuite la passe de sous-refroidissement. Ceci oblige par conséquent à interposer le réservoir entre la dernière passe de condensation et la passe de sous-refroidissement. Generally, the condenser further comprises a reservoir, also called "bottle", which is traversed by the refrigerant and which is interposed between the last condensation pass and the subcooling pass. The condenser reservoir has a particular function of separating the liquid and gaseous phases of the refrigerant and a filtration / dewatering function. It is crossed by the condensed refrigerant from the last pass of condensation, the fluid then gaining the subcooling pass. This therefore forces the tank to interpose between the last condensation pass and the subcooling pass.
Les tubes d'un condenseur de ce type sont disposés dans une direction sensiblement verticale et la circulation du fluide dans le faisceau s'effectue dans une direction généralement verticale selon un écoulement dit "Down flow" (terme anglo-saxon). The tubes of a condenser of this type are arranged in a substantially vertical direction and the circulation of the fluid in the beam takes place in a generally vertical direction according to a so-called "down flow" (Anglo-Saxon term).
Dans les condenseurs connus de ce type, (voir par exemple la publication JP 2001-174 103 au nom de Denso), les tubes de la partie de condensation sont suivis par les tubes de la partie de sous-refroidissement, qui sont eux-même suivis par le réservoir, celui-ci étant implanté dans une direction générale verticale. In known condensers of this type (see for example publication JP 2001-174 103 in the name of Denso), the tubes of the condensation part are followed by the tubes of the subcooling part, which are themselves followed by the reservoir, the latter being implanted in a vertical general direction.
Cette architecture oblige à créer une dérivation pour connecter la dernière passe de condensation à l'entrée du réservoir, ce qui complique la fabrication du condenseur. En outre, dans cette solution connue, l'entrée et la sortie du condenseur sont placées respectivement aux deux extrémités de l'une des boîtes collectrices, généralement la boîte collectrice placée en partie supérieure. Or, dans les véhicules 2863041 3 automobiles, il est souhaitable que l'entrée et la sortie soient disposées aussi près que possible pour faciliter les connexions avec le circuit de climatisation. This architecture requires creating a bypass to connect the last condensation pass to the tank inlet, which complicates the manufacture of the condenser. In addition, in this known solution, the inlet and outlet of the condenser are placed respectively at the two ends of one of the manifolds, generally the manifold box placed in the upper part. However, in automotive vehicles, it is desirable that the inlet and outlet be arranged as close as possible to facilitate connections with the air conditioning circuit.
Une autre solution connue (brevet JP 2000-274 881 au nom de Denso) consiste à intégrer le réservoir, dans une position généralement verticale, entre la dernière passe de condensation et la passe de sousrefroidissement. Another known solution (patent JP 2000-274 881 in the name of Denso) consists in integrating the tank, in a generally vertical position, between the last condensation pass and the undercooling pass.
Cette solution connue évite le recours à une dérivation, comme dans la solution connue évoquée précédemment, mais complique la fabrication du condenseur, du fait que le réservoir doit être intégré dans le faisceau entre les deux boîtes collectrices. This known solution avoids the use of a bypass, as in the known solution mentioned above, but complicates the manufacture of the condenser, because the tank must be integrated in the beam between the two manifolds.
En outre, dans cette solution connue, l'entrée et la sortie du condenseur s'effectuent aux deux extrémités d'une boîte collectrice, ce qui présente les mêmes inconvénients que la solution connue évoquée précédemment. In addition, in this known solution, the inlet and outlet of the condenser are effected at both ends of a header, which has the same disadvantages as the known solution mentioned above.
L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. The object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks.
Elle propose à cet effet un condenseur du type défini en 25 introduction, dans lequel la passe de sous-refroidissement est située à côté de la première passe de condensation. It proposes for this purpose a condenser of the type defined in introduction, wherein the subcooling pass is located next to the first condensation pass.
Cette disposition permet de rapprocher l'entrée et la sortie du condenseur et de faciliter la connexion du condenseur à un 30 circuit de fluide frigorigène. This arrangement makes it possible to bring the inlet and the outlet of the condenser closer together and to facilitate the connection of the condenser to a refrigerant circuit.
De préférence, le condenseur comprend en outre un réservoir qui est traversé par le fluide frigorigène et qui est interposé entre la dernière passe de condensation et la passe de sous-refroidissement. Du fait que la dernière passe de condensation ne se situe plus au milieu du faisceau, mais en extrémité, ceci facilite sa connexion avec le réservoir. Preferably, the condenser further comprises a reservoir which is traversed by the refrigerant and which is interposed between the last condensation pass and the subcooling pass. Because the last condensation pass is no longer in the middle of the beam, but in the end, this facilitates its connection with the tank.
2863041 4 Selon une autre caractéristique de l'invention, l'entrée et la sortie du condenseur sont regroupées sur l'une des boîtes collectrices. Ce regroupement est facilité par la proximité de la passe de sousrefroidissement et de la première passe de condensation. L'entrée et la sortie du condenseur peuvent être regroupées, par exemple, sur la boîte collectrice supérieure. According to another characteristic of the invention, the inlet and the outlet of the condenser are grouped together on one of the manifolds. This grouping is facilitated by the proximity of the undercooling pass and the first condensation pass. The inlet and the outlet of the condenser can be grouped, for example, on the upper manifold.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la passe de sousrefroidissement est reliée à la dernière passe de condensation par un conduit de retour longeant l'autre boîte collectrice. According to yet another characteristic of the invention, the undercooling pass is connected to the last condensation pass by a return duct along the other header.
Dans une forme de réalisation préférée, la passe de sous-15 refroidissement et la dernière passe de condensation sont situées respectivement à deux extrémités du faisceau. In a preferred embodiment, the undercooling pass and the last condensation pass are located respectively at two ends of the beam.
De façon avantageuse, la boîte collectrice qui regroupe l'entrée et la sortie du condenseur est placée en partie supérieure du faisceau, tandis que l'autre boîte collectrice, qui est longée par le conduit de retour, est placée en partie inférieure du faisceau. Advantageously, the manifold that groups the inlet and the outlet of the condenser is placed in the upper part of the beam, while the other manifold, which is lined by the return duct, is placed in the lower part of the beam.
On réalise ainsi un condenseur de fabrication simplifiée, du fait que seule une des boîtes collectrices est modifiée. La boîte collectrice qui regroupe l'entrée et la sortie du condenseur n'est pas modifiée, tandis que la boîte collectrice qui est longée par le conduit de retour est modifiée. This produces a simplified manufacturing condenser, since only one of the manifolds is modified. The manifold that groups the inlet and the outlet of the condenser is not modified, while the manifold that is lined by the return duct is modified.
Dans une première forme générale de réalisation de l'invention, le réservoir est implanté dans une direction généralement verticale à côté de la dernière passe de condensation et est monté sur une des boîtes collectrices. In a first general embodiment of the invention, the reservoir is implanted in a generally vertical direction next to the last condensation pass and is mounted on one of the manifolds.
De manière avantageuse, la boîte collectrice, sur laquelle est monté le réservoir, comprend: une première chambre d'extrémité qui communique d'une part avec la passe de sous-refroidissement et d'autre part avec une première extrémité du conduit de retour; une chambre intermédiaire qui communi- 0( 2863041 5 que d'une part avec la dernière passe de condensation et d'autre part, avec une entrée du réservoir; et une deuxième chambre d'extrémité qui communique d'une part avec une sortie du réservoir et, d'autre part avec une deuxième extrémité du conduit de retour. Advantageously, the header, on which the reservoir is mounted, comprises: a first end chamber which communicates on the one hand with the subcooling pass and on the other hand with a first end of the return duct; an intermediate chamber which communicates on the one hand with the last condensation passage and on the other hand with an inlet of the reservoir, and a second end chamber which communicates on the one hand with an outlet of the tank and on the other hand with a second end of the return duct.
Dans cette première forme de réalisation, le réservoir est avantageusement monté sur un prolongement d'une boîte collectrice, qui s'étend au-delà de la dernière passe de condensation et qui comprend une partie de la chambre intermédiaire ainsi que la deuxième chambre d'extrémité. In this first embodiment, the reservoir is advantageously mounted on an extension of a header, which extends beyond the last condensation pass and which comprises a part of the intermediate chamber and the second chamber of end.
Dans une deuxième forme générale de réalisation de l'invention, le réservoir est implanté dans une direction généralement horizontale et est incorporé dans le conduit de retour qui longe une des boîtes collectrices. In a second general embodiment of the invention, the reservoir is implanted in a generally horizontal direction and is incorporated in the return conduit which runs along one of the manifolds.
Il est avantageux, en ce cas, que la boîte collectrice, qui est longée par le conduit de retour, comprenne une première chambre d'extrémité qui communique, d'une part, avec la passe de sous-refroidissement et, d'autre part, avec une première extrémité du conduit de retour; et une deuxième chambre d'extrémité qui communique, d'une part, avec la dernière passe de condensation et, d'autre part, avec une deuxième extrémité du conduit de retour. It is advantageous, in this case, for the collecting box, which is bordered by the return duct, to comprise a first end chamber which communicates, on the one hand, with the subcooling pass and, on the other hand, with a first end of the return duct; and a second end chamber which communicates, on the one hand, with the last condensation pass and, on the other hand, with a second end of the return duct.
Dans une troisième forme générale de réalisation de l'invention, le réservoir est implanté dans une direction à la fois verticale et horizontale. In a third general embodiment of the invention, the reservoir is implanted in a direction that is both vertical and horizontal.
Dans le cas où la boîte collectrice est longée par un conduit de retour, il est avantageux que cette boîte collectrice comprenne une première chambre d'extrémité qui communique avec une première extrémité du conduit de retour par l'intermédiaire d'un premier raccord et une deuxième chambre d'extrémité qui communique avec une deuxième extrémité du conduit de retour par l'intermédiaire d'un deuxième raccord. Ces raccords peuvent être réalisés de différentes façons. of In the case where the header is lined by a return duct, it is advantageous that this manifold comprises a first end chamber which communicates with a first end of the return duct via a first connector and a second end chamber which communicates with a second end of the return duct via a second connector. These connections can be made in different ways. of
2863041 6 Une manière commode est de réaliser le premier raccord et le deuxième raccord sous la forme de deux collets issus latéralement de la boîte collectrice et introduits respectivement dans deux ouvertures latérales aménagées dans le conduit de retour. A convenient way is to make the first connection and the second connection in the form of two collars emerging laterally from the manifold and introduced respectively into two lateral openings in the return duct.
De manière préférentielle, la boîte collectrice est formée par l'assemblage de deux demi-coquilles, à savoir une première demi-coquille comportant des ouvertures de réception des tubes du faisceau et une deuxième demi-coquille qui porte le premier raccord et le deuxième raccord. Preferably, the manifold is formed by the assembly of two half-shells, namely a first half-shell having openings for receiving the tubes of the bundle and a second half-shell which carries the first coupling and the second coupling .
Les collets peuvent être réalisés de différentes façons. The collars can be made in different ways.
Selon un procédé classique, les deux collets sont formés au préalable puis introduits dans les ouvertures latérales du conduit de retour et ensuite assemblés par sertissage. Ceci assure une fixation provisoire de la boîte collectrice et du conduit de retour, ces derniers pouvant être ensuite assem- blés de façon définitive par brasage. According to a conventional method, the two collars are formed beforehand and then introduced into the lateral openings of the return duct and then assembled by crimping. This ensures a temporary fixing of the header and the return duct, the latter can then be assembled definitively by soldering.
Un autre procédé plus original, qui constitue une caractéristique particulière de l'invention, consiste dans le fait que les deux collets sont simultanément formés par poinçonna- ge, introduits dans les ouvertures latérales du conduit de retour et assemblés par sertissage. Another more original method, which constitutes a particular feature of the invention, consists in the fact that the two collars are simultaneously formed by punching, introduced into the lateral openings of the return duct and assembled by crimping.
Autrement dit, au cours d'une seule opération de poinçonnage, les collets sont formés in situ, introduits dans les ouver- tures du conduit de retour et sertis. Il en résulte là aussi un assemblage provisoire avant assemblage définitif par brasage. In other words, during a single punching operation, the collars are formed in situ, introduced into the openings of the return duct and crimped. This also results in a temporary assembly before final assembly by soldering.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre 35 d'exemples, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente schématiquement un condenseur selon une première forme de réalisation de l'invention, dans lequel a 2863041 7 le réservoir est implanté dans une direction généralement verticale à une extrémité du faisceau; - la figure 2 est une vue partielle en coupe de la boîte 5 collectrice supérieure du condenseur de la figure 1; - la figure 3 est une vue partielle en coupe de la boîte collectrice inférieure et du tube de retour du condenseur de la figure 1; - les figures 4A, 4B et 4C illustrent schématiquement trois opérations successives pour l'assemblage provisoire d'un collet de la boîte collectrice inférieure avec le tube de retour; - les figures 5A et 5B sont des vues analogues aux figures 4A et 4B pour une autre forme de réalisation dans laquelle le collet est formé in situ par poinçonnage; les figures 6A et 6B sont des vues analogues aux figures 5A et 5B; - la figure 7 est une vue en coupe d'une boîte collectrice et d'un conduit de retour dans une autre forme de réalisation de 25 l'invention; - la figure 8 est une vue en coupe d'une boîte collectrice et d'un conduit de retour dans encore une autre forme de réalisation de l'invention; - la figure 9 est une vue schématique d'un condenseur selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, dans lequel le réservoir est implanté dans une direction généralement verticale en étant incorporé au tube de retour; la figure 10 est une vue schématique d'un condenseur selon une troisième forme de réalisation de l'invention, dans lequel le réservoir est implanté dans une direction à la fois verticale et horizontale; et a 2863041 8 les figures 11 et 12 représentent deux variantes de réalisation du réservoir conforme au mode de réalisation de la figure 10. In the following description, which is given by way of example only, reference is made to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 schematically represents a condenser according to a first embodiment of the invention, in which 2863041 7 reservoir is implanted in a generally vertical direction at one end of the beam; Figure 2 is a partial sectional view of the upper header box of the condenser of Figure 1; - Figure 3 is a partial sectional view of the lower manifold and the return tube of the condenser of Figure 1; - Figures 4A, 4B and 4C schematically illustrate three successive operations for the temporary assembly of a collar of the lower manifold with the return tube; FIGS. 5A and 5B are views similar to FIGS. 4A and 4B for another embodiment in which the collar is formed in situ by punching; Figs. 6A and 6B are views similar to Figs. 5A and 5B; Figure 7 is a sectional view of a manifold and a return conduit in another embodiment of the invention; FIG. 8 is a sectional view of a header box and a return conduit in yet another embodiment of the invention; - Figure 9 is a schematic view of a condenser according to a second embodiment of the invention, wherein the reservoir is implanted in a generally vertical direction by being incorporated in the return tube; Fig. 10 is a schematic view of a condenser according to a third embodiment of the invention, wherein the reservoir is implanted in a both vertical and horizontal direction; and FIGS. 11 and 12 show two alternative embodiments of the reservoir according to the embodiment of FIG. 10.
Le condenseur représenté à la figure 1 comprend un faisceau 10 formé d'une multiplicité de tubes plats 12 entre lesquels sont placés des intercalaires 14, de forme générale ondulée, formant ailettes d'échange de chaleur. Les tubes plats 12 sont généralement verticaux et montés entre deux boîtes collectrices 16 et 18 de forme tubulaire et d'axes parallèles. La boîte collectrice 16 est généralement horizontale et placée en partie supérieure du faisceau, tandis que la boîte collectrice 18 est généralement horizontale et placée en partie inférieure du faisceau. The condenser shown in Figure 1 comprises a beam 10 formed of a plurality of flat tubes 12 between which are placed spacers 14, of generally wavy shape, forming heat exchange fins. The flat tubes 12 are generally vertical and mounted between two manifolds 16 and 18 of tubular shape and parallel axes. The manifold 16 is generally horizontal and placed in the upper part of the bundle, while the manifold 18 is generally horizontal and placed in the lower part of the bundle.
La boîte collectrice 16 comprend successivement (de gauche à droite sur la figure 1) un bouchon d'extrémité 20, une cloison transversale 22, une autre cloison transversale 24 et un bouchon d'extrémité 26. Cela permet de définir, à l'inté- rieur de la boîte collectrice 16, une chambre d'extrémité 28 (ou chambre de sortie), une chambre intermédiaire 30 (chambre d'entrée) et une chambre d'extrémité 32. The manifold 16 comprises successively (from left to right in FIG. 1) an end plug 20, a transverse partition 22, another transverse partition 24 and an end plug 26. This enables the inside to be defined. of the manifold 16, an end chamber 28 (or exit chamber), an intermediate chamber 30 (inlet chamber) and an end chamber 32.
La boîte collectrice 18 comprend un prolongement 34 qui s'étend au-delà du faisceau 10, du côté droit sur la figure 1, et sur lequel est implanté un réservoir 35 (encore appelé "bouteille") qui contient une cartouche filtrante et déshydratante (non représentée). La boîte collectrice 18 comprend (de gauche à droite sur la figure 1) un bouchon d'extrémité 36, des cloisons transversales 38, 40 et 42 et un autre bouchon d'extrémité 44. Ceci permet de délimiter, à l'intérieur de la boîte collectrice 18, successivement une chambre d'extrémité 46, deux chambres intermédiaires 48 et 50 et une chambre d'extrémité 52. The manifold 18 comprises an extension 34 which extends beyond the bundle 10, on the right-hand side in FIG. 1, and on which is implanted a tank 35 (also called a "bottle") which contains a filtering and desiccating cartridge ( not shown). The manifold 18 comprises (from left to right in FIG. 1) an end cap 36, transverse bulkheads 38, 40 and 42 and another end cap 44. This makes it possible to delimit, within the manifold 18, successively an end chamber 46, two intermediate chambers 48 and 50 and an end chamber 52.
En dessous de la boîte collectrice 18, se trouve placé un tube de retour 54 comportant deux extrémités 56 et 58, fermées respectivement par des bouchons 57 et 59, qui communiquent latéralement, respectivement avec les chambres d'extrémité 46 et 52 de la boîte collectrice 18. La communication s'effectue par des raccords respectifs 60 et 62 représentés schématiquement sur la figure 1. Le tube de retour 54 est avantageusement de forme cylindrique à section circulaire. Below the manifold 18, is placed a return tube 54 having two ends 56 and 58, respectively closed by plugs 57 and 59, which communicate laterally respectively with the end chambers 46 and 52 of the manifold 18. The communication is effected by respective connectors 60 and 62 shown diagrammatically in FIG. 1. The return tube 54 is advantageously cylindrical in shape with a circular section.
La boîte collectrice 16 est munie d'une entrée 64 qui communique avec la chambre intermédiaire 30 (ou chambre d'entrée) et une sortie 66 qui communique avec la chambre d'extrémité 28 (ou chambre de sortie). On remarque que l'entrée 64 et la sortie 66 sont réalisées sous la forme d'une bride connectée à la boîte collectrice 16. The manifold 16 is provided with an inlet 64 which communicates with the intermediate chamber 30 (or inlet chamber) and an outlet 66 which communicates with the end chamber 28 (or outlet chamber). Note that the inlet 64 and the outlet 66 are made in the form of a flange connected to the manifold 16.
Le faisceau 10 est composé essentiellement de deux parties, à savoir une partie de condensation PC dont les tubes débouchent en partie supérieure dans les chambres 30 et 32 de la boîte collectrice 16 et en partie inférieure dans les chambres 48 et 50 de la boîte collectrice 18, et une partie de sous-refroidissement PSR dont les tubes débouchent en partie supérieure dans la chambre d'extrémité 28 de la boîte collectrice 16 et en partie inférieure dans la chambre d'extrémité 46 de la boîte collectrice 18. The beam 10 consists essentially of two parts, namely a PC condensation part whose tubes open at the top in the chambers 30 and 32 of the manifold 16 and in the lower part in the chambers 48 and 50 of the manifold 18 , and a subcooling portion PSR whose tubes open at the top into the end chamber 28 of the manifold 16 and at the bottom into the end chamber 46 of the manifold 18.
La partie de condensation PC est elle-même divisée en plusieurs passes (au nombre de trois dans l'exemple considéré), à savoir une première passe PC1 qui communique avec les chambres 30 et 48, une deuxième passe PC2 qui communique avec la chambre 48 et la chambre 32, et une troisième et dernière passe PC3 qui communique avec la chambre 32 et la chambre 50. The PC condensation part is itself divided into several passes (of which there are three in the example), namely a first pass PC1 which communicates with the chambers 30 and 48, a second pass PC2 which communicates with the chamber 48 and the chamber 32, and a third and last pass PC3 which communicates with the chamber 32 and the chamber 50.
Le condenseur de la figure 1 fonctionne de la manière suivante. Le fluide frigorigène en phase gazeuse pénètre dans la chambre d'entrée 30 de la boîte collectrice 16 via l'entrée 64. De là, il circule verticalement de haut en bas (flèche F1) dans la première passe PC1 pour gagner la chambre 48. Il quitte ensuite la chambre 48 pour gagner la chambre 32 par une circulation verticale de bas en haut (flèche F2) suivant la passe PC2. Le fluide frigorigène quitte ensuite la chambre 32 pour gagner la chambre 50 par une circulation a 2863041 10 verticale de haut en bas (flèche F3) suivant la passe PC3. Au cours de cette circulation en sens alternés, le fluide frigorigène est successivement refroidi puis condensé en phase liquide. The condenser of FIG. 1 operates in the following manner. The gas-phase refrigerant enters the inlet chamber 30 of the manifold 16 via the inlet 64. From there, it flows vertically up and down (arrow F1) in the first pass PC1 to reach the chamber 48. He then leaves room 48 to reach room 32 by a vertical circulation from bottom to top (arrow F2) following the pass PC2. The refrigerant then leaves the chamber 32 to reach the chamber 50 by a vertical flow from top to bottom (arrow F3) following the pass PC3. During this circulation in alternating directions, the refrigerant is successively cooled and condensed in the liquid phase.
A la sortie de la chambre 50, le fluide condensé circule dans le réservoir 35 où il est filtré et déshydraté pour gagner la chambre d'extrémité 52 de la boîte collectrice 18. Ensuite le fluide frigorigène s'écoule dans le tube de retour 54 pour gagner la chambre d'extrémité 46 de la boîte collectrice 18 et s'écouler verticalement de bas en haut dans la partie de sous-refroidissement PSR pour être sous-refroidi, comme indiqué par la flèche F4. Le fluide sous-refroidi gagne ensuite la chambre d'extrémité 28 puis la sortie 66. At the outlet of the chamber 50, the condensed fluid circulates in the tank 35 where it is filtered and dehydrated to reach the end chamber 52 of the header box 18. Then the refrigerant flows in the return tube 54 to to gain the end chamber 46 of the manifold 18 and flow vertically upwards into the PSR subcooling portion to be subcooled, as indicated by the arrow F4. The subcooled fluid then gains the end chamber 28 and the outlet 66.
La structure du condenseur de la figure 1 est particulière-ment avantageuse du fait que la première passe de condensation PCi se situe à côté de la passe de sous-refroidissement PCR, et que la circulation du fluide dans ces deux passes s'effectue à contre-courant. Cela permet de regrouper l'entrée 64 et la sortie 66 du condenseur, à proximité l'une de l'autre, sur la boîte collectrice 16. Par ailleurs, cette structure permet de disposer le réservoir à proximité immédiate de la dernière passe de condensation PC3, du fait que le prolongement 34 se situe au delà de la passe PC3. Le retour du fluide, du réservoir à la partie de sous-refroidissement, s'effectue par un simple tube de retour. The structure of the condenser of FIG. 1 is particularly advantageous because the first condensation pass PCi is located next to the PCR subcooling pass, and the circulation of the fluid in these two passes is counter-controlled. -current. This makes it possible to group the inlet 64 and the outlet 66 of the condenser, close to each other, on the manifold 16. Furthermore, this structure makes it possible to arrange the reservoir in the immediate vicinity of the last condensation pass. PC3, since the extension 34 is beyond the pass PC3. The return of the fluid, from the reservoir to the subcooling part, is done by a simple return tube.
On remarquera que, comparativement à un condenseur classique, 30 cette structure nécessite simplement de modifier la boîte collectrice 18 en lui adjoignant le tube de retour 54. It will be noted that, in comparison with a conventional condenser, this structure simply requires modifying the manifold 18 by attaching it to the return tube 54.
La figure 2 représente un détail de la boîte collectrice 16. On remarque que l'entrée 64 et la sortie 66 sont réalisées sous la forme de deux tubulures qui débouchent latéralement dans la boîte collectrice 16, respectivement de part et d'autre de la cloison 22. FIG. 2 represents a detail of the header box 16. It will be noted that the inlet 64 and the outlet 66 are made in the form of two pipes that open laterally into the manifold 16, respectively on either side of the partition 22.
2863041 11 La figure 3 représente un détail de la boîte collectrice inférieure 18 et du tube de retour 54. On remarque en particulier la structure des raccords 60 et 62 qui, dans l'exemple, sont réalisés sous la forme de collets issus latéralement de la boîte collectrice 18 et introduit dans des ouvertures correspondantes 68 et 70 du tube de retour 54. FIG. 3 shows a detail of the lower manifold 18 and of the return tube 54. In particular, the structure of the connectors 60 and 62 which, in the example, are made in the form of flanges issuing laterally from the flange, is particularly noteworthy. manifold 18 and introduced into corresponding openings 68 and 70 of the return tube 54.
Sur la figure 3, on voit également que le réservoir 35 est monté sur le prolongement 34 de la boîte collectrice par l'intermédiaire d'une embase 72. Cette embase comprend une entrée 74 et une sortie 76 débouchant respectivement dans les chambres 50 et 52 de la boîte collectrice 18. In FIG. 3, it can also be seen that the tank 35 is mounted on the extension 34 of the manifold box via a base 72. This base comprises an inlet 74 and an outlet 76 opening respectively into the chambers 50 and 52. of the manifold 18.
On se réfère maintenant aux figures 4A à 4C. Dans cette forme de réalisation, la boîte collectrice 18 est formée par l'assemblage de deux demi-coquilles: une première demi-coquille 78 comportant des ouvertures 80 de réception des tubes 12 du faisceau et une deuxième demi-coquille 82 qui porte le premier raccord 60 et le deuxième raccord 62. Seul le premier raccord 60 est montré sur les figures 4A à 4C. Ce premier raccord 60 est destiné à s'engager dans l'ouverture correspondante 68 du tube de retour 54. Reference is now made to FIGS. 4A to 4C. In this embodiment, the manifold 18 is formed by the assembly of two half-shells: a first half-shell 78 having openings 80 for receiving the tubes 12 of the bundle and a second half-shell 82 which carries the first 60 and the second connector 62. Only the first connector 60 is shown in Figures 4A to 4C. This first connector 60 is intended to engage in the corresponding opening 68 of the return tube 54.
Dans cette forme de réalisation, les raccords 60 et 62 sont réalisés au préalable sous la forme de collets. Ces deux raccords sont ensuite introduits simultanément dans les ouvertures correspondantes 68 et 70 du tube de retour 54. Dans une opération suivante (figure 4B), les deux collets sont évasés pour réaliser un sertissage et assurer un assemblage provisoire de la demi-coquille 82 avec le tube de retour 54. Dans une opération suivante (figure 4C), la demi-coquille 78 est assemblée avec la demi-coquille 82. L'ensemble de l'échangeur peut être ensuite assemblé définitivement par brasage, de préférence par passage au four dans une seule opération. La boîte collectrice 16, placée en partie supérieure, est avantageusement réalisée aussi à partir de deux demi-coquilles selon la même technologie générale. a In this embodiment, the connectors 60 and 62 are made beforehand in the form of collars. These two connections are then introduced simultaneously into the corresponding openings 68 and 70 of the return tube 54. In a following operation (FIG. 4B), the two flanges are flared to effect crimping and to provide a temporary assembly of the half-shell 82 with the return tube 54. In a following operation (FIG. 4C), the half-shell 78 is assembled with the half-shell 82. The assembly of the exchanger can then be assembled definitively by brazing, preferably by baking. in a single operation. The manifold 16, placed in the upper part, is advantageously also made from two half-shells according to the same general technology. at
2863041 12 On se réfère maintenant aux figures 5A et 5B qui montrent une autre manière de réaliser l'assemblage de la boîte collectrice 18 et du tube de retour 54. La communication entre ces deux éléments s'effectue également par des raccords 60 et 62 coopérant avec des ouvertures 68 et 70. A la différence du mode de réalisation précédent, les collets ne sont pas formés au préalable. En une seule opération, un poinçon 84 (figure 5A) est déplacé verticalement. Son extrémité 86 est conformée pour déformer et crever la paroi de la demi-coquille 82 et former ainsi un collet 60, respectivement 62, qui vient en même temps se sertir par déformation radiale. Referring now to FIGS. 5A and 5B which show another way of assembling the manifold 18 and the return tube 54. Communication between these two elements is also effected by cooperating connectors 60 and 62. with openings 68 and 70. Unlike the previous embodiment, the collars are not formed beforehand. In a single operation, a punch 84 (FIG. 5A) is moved vertically. Its end 86 is shaped to deform and pierce the wall of the half-shell 82 and thus form a collar 60, respectively 62, which at the same time crimps itself by radial deformation.
Par un choix approprié du poinçon, on peut réaliser, en une seule opération, le collet et le sertissage du collet dans les ouvertures correspondantes du tube de retour. Ensuite, l'assemblage de l'autre demicoquille s'effectue de la même façon que dans le cas de la figure 4C. Les Figures 6A et 6B sont des vues analogues aux figures 5A et 5B qui illustrent aussi ce poinçonnage. By a suitable choice of the punch, it is possible to realize, in a single operation, the collar and the crimping of the collar in the corresponding openings of the return tube. Then, the assembly of the other half-cup is performed in the same way as in the case of Figure 4C. Figures 6A and 6B are views similar to Figures 5A and 5B which also illustrate this punching.
On se réfère maintenant à la figure 7 qui montre une autre forme de réalisation de la boîte collectrice et du tube de retour. Referring now to Figure 7 which shows another embodiment of the manifold and the return tube.
Dans cette forme de réalisation, on utilise un profilé intermédiaire 88 ayant sensiblement une section en forme de X pour délimiter une gorge 90 en U tournée vers le haut et une gorge 92, également en U, tournée vers le bas. Ces deux gorges sont fermées par deux couvercles respectifs, à savoir un couvercle 94 qui est muni d'ouvertures 95 de réception des tubes 12 du faisceau et un couvercle 96. Ceci permet de délimiter la boîte collectrice et le tube de retour. Les gorges 90 et 92 communiquent en deux endroits par des passages 98 qui assurent le passage du fluide respectivement aux deux extrémités de l'ensemble collecteur/tube de retour. In this embodiment, an intermediate profile 88 having substantially an X-shaped section is used to define a U-shaped groove 90 facing upwards and a groove 92, also in U-shaped, facing downwards. These two grooves are closed by two respective covers, namely a cover 94 which is provided with openings 95 for receiving tubes 12 of the bundle and a cover 96. This allows delimiting the manifold and the return tube. The grooves 90 and 92 communicate in two places by passages 98 which ensure the passage of the fluid respectively at both ends of the collector / return tube assembly.
Dans la forme de réalisation de la figure 8, la boîte collectrice 18 est formée d'une demi-coquille inférieure 100 et d'une demi-coquille supérieure 102, formant couvercle, qui a 2863041 13 s'emboîte sur la demicoquille inférieure 100. Cette dernière comprend deux raccords 60 et 62, analogues à ceux décrits précédemment, qui sont dirigés vers le bas et agencés pour s'engager dans des ouvertures respectives 68 et 70 du tube de retour 54. Ici, le tube de retour 54 présente un méplat 104 à l'endroit des ouvertures 68 et 70, ce qui facilite l'emboîtement des raccords 60 et 62 et donc la communication entre la boîte collectrice 18 et le tube de retour 54. In the embodiment of Figure 8, the manifold 18 is formed of a lower half-shell 100 and a top half-shell 102, which forms a lid, which fits on the bottom half-cup 100. The latter comprises two connections 60 and 62, similar to those described above, which are directed downwards and arranged to engage in respective openings 68 and 70 of the return tube 54. Here, the return tube 54 has a flat part. 104 at the openings 68 and 70, which facilitates the fitting of the connectors 60 and 62 and thus the communication between the manifold 18 and the return tube 54.
On se réfère maintenant à la figure 9 qui montre schématiquement un condenseur selon une autre forme de réalisation de l'invention. La structure générale du condenseur de la figure 9 s'apparente à celle du condenseur de la figure 1 et les parties communes sont désignées par les mêmes références. La différence principale réside ici dans le fait que le réservoir 45 est implanté dans une direction généralement horizon-tale en étant intégrée au tube de retour 54 qui, de ce fait, possède une section transversale plus importante que le tube de retour 44 du mode de réalisation précédent. Referring now to Figure 9 which shows schematically a condenser according to another embodiment of the invention. The general structure of the condenser of Figure 9 is similar to that of the condenser of Figure 1 and the common parts are designated by the same references. The main difference here lies in the fact that the reservoir 45 is implanted in a generally horizonal direction by being integrated in the return tube 54 which, therefore, has a greater cross section than the return tube 44 of the previous realization.
La boîte collectrice 18, qui est longée par le conduit de retour 54, comprend une première chambre d'extrémité 46 qui communique d'une part avec la passe de sous-refroidissement PSR et, d'autre part, avec une première extrémité 56 du conduit de retour 54 et une deuxième chambre d'extrémité 52 qui communique d'une part avec la dernière passe de condensation PC3 et, d'autre part, avec une deuxième extrémité 58 du tube de retour 54. The manifold 18, which is bordered by the return duct 54, comprises a first end chamber 46 which communicates on the one hand with the sub-cooling pass PSR and, on the other hand, with a first end 56 of the return duct 54 and a second end chamber 52 which communicates firstly with the last condensation passage PC3 and, secondly, with a second end 58 of the return tube 54.
Sinon, le fonctionnement du condenseur de la figure 9 s'apparente à celui du condenseur de la figure 1. Il présente les mêmes avantages, à savoir de pouvoir regrouper l'entrée et la sortie du condenseur et de faciliter le raccordement du réservoir à la sortie de la dernière passe de condensation PC3. Otherwise, the operation of the condenser of Figure 9 is similar to that of the condenser of Figure 1. It has the same advantages, namely to group the inlet and the outlet of the condenser and facilitate the connection of the tank to the output of the last PC3 condensation pass.
On se réfère maintenant à la figure 10 qui montre schématiquement un condenseur selon encore une autre forme de réalisation de l'invention. La structure générale du conden- oC 2863041 14 seur de la figure 10 s'apparente à celle des condenseurs des figures 1 et 9, les parties communes étant désignées par les mêmes références. La partie de condensation comporte une quatrième passe de condensation PC4 qui est reliée à la troisième passe de condensation PC3 et dans laquelle le fluide frigorigène circule de bas en haut pour gagner une chambre d'extrémité 106 de la boîte collectrice 16. La passe de condensation PC4 constitue ici la dernière passe de condensation du condenseur. Referring now to Figure 10 which schematically shows a condenser according to yet another embodiment of the invention. The general structure of the condenser of FIG. 10 is similar to that of the condensers of FIGS. 1 and 9, the common parts being designated by the same references. The condensing part has a fourth PC4 condensation pass which is connected to the third PC3 condensation pass and in which the refrigerant flows from bottom to top to reach an end chamber 106 of the header box 16. The condensation pass PC4 is the last condensation run of the condenser.
Le réservoir 35 est interposé entre la dernière passe de condensation PC4 et la passe de sous-refroidissement PSR et il est implanté à la fois dans une direction verticale et horizontale dans le tube de retour 54. Le tube 54 comporte une partie verticale 108 qui débouche en haut dans chambre d'extrémité 106 de la boîte collectrice 16 et en bas dans une partie horizontale 110 qui débouche à son tour dans la chambre d'extrémité 46 de la boîte collectrice 18. Le réservoir 35 comporte une cartouche filtrant et déshydratante 112 qui est disposée ici dans la partie verticale 108. The reservoir 35 is interposed between the last condensation pass PC4 and the subcooling pass PSR and is implanted both in a vertical and horizontal direction in the return tube 54. The tube 54 has a vertical portion 108 which opens at the top in the end chamber 106 of the manifold 16 and at the bottom in a horizontal part 110 which in turn opens into the end chamber 46 of the manifold 18. The tank 35 comprises a filtering and desiccating cartridge 112 which is arranged here in the vertical part 108.
Dans la forme de réalisation des figures 10 et 11, le tube de retour 54 logeant le réservoir 35 est réalisé d'une seule pièce, ses parties 108 et 110 étant réunies par un coude 114. In the embodiment of FIGS. 10 and 11, the return tube 54 housing the reservoir 35 is made in one piece, its parts 108 and 110 being joined by a bend 114.
Il comprend avantageusement (figure 11) deux raccords d'extrémité 116 et 118 agencés pour être reliés respective-ment aux boîtes collectrices 16 et 18. It advantageously comprises (FIG. 11) two end connectors 116 and 118 arranged to be respectively connected to the manifolds 16 and 18.
En revanche, dans la forme de réalisation de la figure 12, les parties 108 et 110 sont distinctes. La partie verticale 108 comporte en haut un raccord 116 analogue à celui de la figure 11 et en bas un bouchon 120. La partie horizontale 110 comporte d'une part un raccord 118 analogue à celui de la figure 11 et d'autre part une extrémité 122 qui est intro- duite latéralement dans la partie 108, au dessus du bouchon 120. In contrast, in the embodiment of Figure 12, the portions 108 and 110 are distinct. The vertical portion 108 has a top fitting 116 similar to that of FIG. 11 and a stopper 120 at the bottom. The horizontal part 110 comprises on the one hand a connection 118 similar to that of FIG. 11 and on the other hand an end 122 which is introduced laterally into the portion 108, above the plug 120.
Bien entendu, le condenseur de l'invention est susceptible de nombreuses variantes de réalisation, notamment pour ce qui 2863041 15 concerne la façon de réaliser le conduit de retour et la boîte collectrice associée, ainsi que leur communication. Of course, the condenser of the invention is capable of many alternative embodiments, particularly as regards the manner of producing the return duct and the associated collecting box, as well as their communication.
Le condenseur de l'invention trouve une application particu- lière aux véhicules automobiles. 1l peut être utilisé soit comme condenseur séparé, soit comme condenseur intégré à un module comportant notamment un radiateur de refroidissement. Dans ce dernier cas, on constitue un ensemble, encore appelé "multi-échangeur" qui regroupe le condenseur de climatisation et le radiateur de refroidissement du moteur. The condenser of the invention finds particular application to motor vehicles. It can be used either as a separate condenser or as a condenser integrated in a module comprising in particular a cooling radiator. In the latter case, there is an assembly, also called "multi-exchanger" which includes the air conditioning condenser and the engine cooling radiator.
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