FR2923899A1 - Condenseur pour circuit de climatisation avec bouteille integree - Google Patents
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Abstract
Un condenseur, notamment pour un circuit de climatisation de véhicule automobile, comprend un premier bloc (12) d'échange de chaleur pour assurer le refroidissement d'un fluide frigorigène jusqu'à sa condensation au moyen d'un fluide de refroidissement, un deuxième bloc (14) d'échange de chaleur pour assurer le sous-refroidissement du fluide frigorigène au moyen d'un fluide de refroidissement, ainsi qu'une bouteille (16) fixée de manière démontable entre le premier bloc (12) et le deuxième bloc (14) par l'intermédiaire respectivement d'une première bride (18) et d'une deuxième bride (20) formant en même temps des interfaces pour la circulation du fluide frigorigène.
Description
Condenseur pour circuit de climatisation avec bouteille intégrée L'invention se rapporte au domaine des circuits de climatisation.
Elle concerne plus particulièrement un condenseur, notamment pour un circuit de climatisation de véhicule automobile, comprenant un premier bloc d'échange de chaleur pour assurer le refroidissement d'un fluide frigorigène jusqu'à sa condensation au moyen d'un fluide de refroidissement, un deuxième bloc d'échange de chaleur pour assurer le sous-refroidissement du fluide frigorigène au moyen d'un fluide de refroidissement, ainsi qu'une bouteille interposée entre le premier bloc et le deuxième bloc et propre à être traversée par le fluide frigorigène.
Le terme bouteille désigne ici un réservoir intermédiaire qui permet d'assurer la filtration et la déshydratation du fluide frigorigène et aussi de compenser les variations de volume du fluide frigorigène et d'assurer la séparation des phases liquide et gazeuse.
On connaît déjà, d'après FR 2 846 733, un condenseur de ce type qui intègre une bouteille indémontable brasée entre le premier bloc et le deuxième bloc d'échange de chaleur, lesquels sont formés chacun par des séries de plaques empilées.
Il en résulte la nécessité de braser un module complet comprenant le premier bloc (condenseur principal), la bouteille et le deuxième bloc (condenseur additionnel). En outre, la bouteille doit être équipée après cette opération.
Le brasage en une seule fois du module complet est très complexe à réaliser en raison de la masse compacte de l'alliage métallique, généralement à base d'aluminium, qui est engagée dans cette opération. Par ailleurs, en cas de défaillance de l'un des deux blocs ou de la bouteille, le module complet doit être changé.
Il est certes envisageable de réaliser un tel condenseur 10 avec une bouteille rapportée, mais cela nécessite d'utiliser des tubulures de liaison encombrantes entre les blocs et la bouteille. Cela nécessite donc deux interfaces supplémentaires pour lier les deux blocs du condenseur.
15 L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités.
Elle propose à cet effet un condenseur du type défini en introduction, dans lequel la bouteille est fixée de manière 20 démontable entre le premier bloc et le deuxième bloc par l'intermédiaire respectivement d'une première bride et d'une deuxième bride formant en même temps des interfaces pour la circulation du fluide frigorigène.
25 Ces brides permettent ainsi d'assurer non seulement la liaison mécanique entre la bouteille et les deux blocs, mais aussi la circulation du fluide frigorigène. La bouteille forme alors un support pour les deux corps du condenseur. Du fait qu'elle est fixée de manière démontable 30 aux deux blocs du condenseur, elle peut être pré-équipée avant d'être reliée aux deux blocs du condenseur, ce qui simplifie les opérations de montage.
Par ailleurs, du fait que l'ensemble est démontable, il est 35 possible de remplacer seulement une partie du condenseur en cas de défaillance de l'un des deux blocs ou de la bouteille.5 Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un condenseur selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue d'extrémité du condenseur de la figure 1, du côté du deuxième corps d'échange de chaleur ; - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2;
- la figure 4 est un détail à échelle agrandie de la figure 15 3 ;
- la figure 5 est une vue de dessus du condenseur des figures 1 à 4 ; et
20 - la figure 6 est une vue de face du condenseur des figures 1 à 5.
On se réfère conjointement aux figures 1 et 3 à 5 qui montrent un condenseur 10 destiné notamment à faire partie 25 d'un circuit de climatisation (non représenté) d'un véhicule automobile.
Dans un tel circuit, le fluide frigorigène traverse en boucle fermée un compresseur, le condenseur, un détendeur 30 et un évaporateur avant de regagner le compresseur, et ainsi de suite.
Dans l'exemple, le condenseur est destiné avant tout à fonctionner avec un fluide frigorigène susceptible d'être 35 présent sous une forme liquide et sous une forme gazeuse. Il peut s'agir notamment d'un fluide fluoré tel que celui connu sous l'appellation R 134a.10 Le condenseur comprend un premier bloc 12 d'échange de chaleur pour assurer le refroidissement du fluide frigorigène jusqu'à sa condensation au moyen d'un fluide de refroidissement, un deuxième bloc 14 d'échange de chaleur pour assurer le sous-refroidissement du fluide frigorigène au moyen d'un fluide de refroidissement, ainsi qu'une bouteille 16 interposée entre les blocs 12 et 14 et qui est propre à être traversée pàr le fluide frigorigène. Le fluide frigorigène en phase gazeuse provenant du compresseur, est d'abord refroidi jusqu'à sa condensation dans le premier bloc 12, il traverse ensuite la bouteille 16, où il est filtré et déshydraté, puis le deuxième bloc 14 qui assure le sous-refroidissement du fluide frigorigène préalablement condensé.
La bouteille 16 est fixée de manière démontable entre le premier bloc 12 et le deuxième bloc 14 par l'intermédiaire respectivement d'une première bride 18 et d'une deuxième bride 20. Ces deux brides assurent non seulement la fixation mécanique de la bouteille entre les blocs 12 et 14, mais elles forment en même temps des interfaces pour la circulation du fluide frigorigène, c'est-à-dire pour passer du premier bloc 12 dans la bouteille 16 et ensuite de la bouteille au deuxième bloc 14.
Le premier bloc 12 et le deuxième bloc 14 comprennent chacun une série de plaques empilées 26, respectivement 28 (figure 3). Ces plaques empilées forment des lames de circulation pour le fluide frigorigène qui alternent avec des lames de circulation pour le fluide de refroidissement. Les plaques 26 du corps 12 sont comprises entre une première plaque d'interface 30 dont est issue la première bride 18 et une première plaque d'extrémité 32 à l'opposé de la première plaque d'interface 30. De même, les plaques 28 du corps 14 sont comprises entre une deuxième plaque d'interface 34 dont est issue la deuxième bride 20 et une deuxième plaque d'extrémité 36 à l'opposé de la deuxième plaque d'interface 34.
Dans l'exemple la plaque d'interface 30 est réalisée d'une seule pièce avec la bride 18 et, de même, la plaque d'interface 34 est réalisée d'une seule pièce avec la bride 20, par exemple par moulage et usinage d'un alliage à base d'aluminium.
La plaque d'extrémité 32 porte une bride de raccordement 38 pour l'entrée du fluide frigorigène à condenser, tandis que la plaque d'extrémité 36 porte une bride de raccordement 40 pour la sortie du fluide frigorigène condensé et sous refroidi. La condensation du fluide frigorigène dans le premier bloc 12 s'effectue par échange de chaleur avec un fluide de refroidissement qui pénètre dans le bloc 12 par une tubulure d'entrée 42 et en ressort par une tubulure de sortie 44. Dans l'exemple les tubulures 42 et 44 sont disposées respectivement en haut et en bas du bloc 12 et la bride 38 en bas du bloc 12 (figure 6).
Le fluide frigorigène' préalablement condensé est sous-refroidi dans le bloc 14 par échange de chaleur avec le fluide de refroidissement qui pénètre à l'intérieur du corps 14 par une tubulure d'entrée 46 et quitte ensuite le corps 14 par une tubulure de sortie 48. Dans l'exemple les tubulures 46 et 48 sont disposées respectivement en bas et en haut du bloc 14 et la bride 408 en bas du bloc 12 (figures 1 et 6).
La tubulure d'entrée 42, la tubulure de sortie 44 et la bride de raccordement 38 sont portées par le premier bloc 12 d'échange de chaleur et plus particulièrement par la plaque d'extrémité 32. De manière correspondante, la tubulure d'entrée 46, la tubulure de sortie 48 et la bride de raccordement 40 sont35 portées par le deuxième corps 14 et plus particulièrement par la plaque d'extrémité 36.
Dans l'exemple de réalisation, la bride de raccordement 38 est réalisée d'une seule pièce avec la plaque d'extrémité 32, tandis que les tubulures 42 et 44 sont rapportées. De même, la bride de raccordement 40 est réalisée d'une seule pièce avec la plaque d'extrémité 36, tandis que les tubulures 46 et 48 sont rapportées sur cette dernière.
Les corps 12 et 14 d'échange de chaleur sont réalisés selon la technique bien connue des échangeurs de chaleur à plaques. Il ne paraît donc pas utile de décrire ici en détail la réalisation des plaques 26 et 28. Il s'agit de plaques empilées par paires délimitant des lames de circulation pour le fluide frigorigène qui alternent avec des lames de circulation pour le fluide de refroidissement. La structure de ces lames apparaît sur la coupe de la figure 3. Les corps 12 et 14 sont réalisés chacun par brasage de leurs composants, de préférence en une seule opération.
La première bride 18 et la deuxième bride 20 sont propres à être fixées de manière démontable sur une partie réceptrice 50 de la bouteille 16. Dans l'exemple de réalisation, la partie réceptrice 50 est un couvercle d'extrémité de forme générale circulaire qui vient coiffer un corps 52 de forme générale cylindrique circulaire de la bouteille. Dans l'exemple, ce couvercle d'extrémité est brasée sur le corps 52, la bouteille 16 étant ainsi rendue indémontable en elle-même. Le corps 12 se termine par un fond conique 54. Le couvercle d'extrémité 50 est fixé sur une extrémité ouverte du corps 52, à l'opposé du fond conique 54, en maintenant un tube axial 56 qui s'étend suivant la direction axiale XX de la bouteille.
Ce tube 56 comporte une collerette 58 qui permet de maintenir en position une cartouche filtrante et dessicante 59 disposée entre le couvercle d'extrémité 50 et la collerette de retenue 58.
Le tube 56 comporte une extrémité inférieure 60 qui s'engage dans une bague 62 maintenue dans la région centrale du fond 54 et qui peut laisser passer le fluide frigorigène. Le tube comporte en outre une extrémité supérieure 64 qui est maintenue dans un logement axial du couvercle d'extrémité 50.
La direction axiale XX constitue l'axe longitudinal de la bouteille et aussi l'axe de révolution du corps 52. 15 La première bride 18 comprend un alésage de sortie 66 propre à venir dans le prolongement d'un alésage d'entrée 68 de la partie réceptrice (couvercle 50) de la bouteille suivant une première direction d'alignement Dl (figure 4). 20 De façon correspondante, la deuxième bride 20 comprend un alésage d'entrée 70 propre à venir dans le prolongement d'un alésage de sortie 72 de la partie réceptrice (couvercle 50) de la bouteille suivant une deuxième direction d'alignement D2 (figure 4). 25 L'alésage d'entrée 68 traverse l'épaisseur de la partie réceptrice 50 et débouche à l'intérieur de la bouteille en amont de la cartouche 59. L'alésage de sortie 72 de la partie réceptrice 50 débouche dans un alésage radial 74 qui 30 communique avec l'extrémité supérieure 64 du tube 56.
L'alésage d'entrée 68 et l'alésage de sortie 72 de la partie réceptrice sont parallèles entre eux et à l'axe longitudinal XX de la bouteille 16. Les alésages 68 et 72 35 sont disposés dans une position angulaire choisie par rapport à l'axe longitudinal XX de la bouteille 16. Ceci permet de donner une orientation angulaire déterminée aux corps 12 et 14 par rapport à la bouteille 16 en fonction des conditions d'implantation du condenseur, par exemple dans le compartiment moteur d'un véhicule déterminé. Dans l'exemple de réalisation représenté, cette position angulaire est de sensiblement 180°, les alésages 68 et 72 étant disposés symétriquement de part et d'autre de l'axe longitudinal.
Comme on peut le voir sur la figure 4, l'alésage de sortie 66 de la première bride 18 se raccorde sensiblement à angle droit avec un alésage intermédiaire 76 débouchant dans le premier bloc 12. De plus, l'alésage d'entrée 70 de la deuxième bride 20 se raccorde sensiblement à angle droit avec un alésage intermédiaire 78 débouchant dans le deuxième bloc.
Il en résulte que le fluide frigorigène issu du premier bloc 12 pénètre dans la bouteille en passant successivement par l'alésage intermédiaire 76 et l'alésage de sortie 66 de la première bride puis par l'alésage d'entrée 68 de la partie réceptrice 50, pour être ensuite filtré et desséché en traversant la cartouche 59. Le fluide frigorigène remonte par le tube 56 pour traverser successivement l'alésage radial 74 et l'alésage de sortie 72 de la partie réceptrice puis l'alésage d'entrée 70 et l'alésage intermédiaire 78 de la deuxième bride 20 pour déboucher dans le deuxième bloc 14.
Pour assurer l'étanchéité, on prévoit un premier raccord 30 étanche entre la bride 18 et le couvercle 50 et un deuxième raccord étanche entre le couvercle 50 et la bride 20.
Comme on le voit sur la coupe de la figure 4, le premier raccord étanche comprend une première tubulure 80 propre à 35 être introduite dans l'alésage de sortie 66 de la première bride et dans l'alésage d'entrée 68 de la partie réceptrice avec interposition d'au moins un joint torique, dans l'exemple deux raccord étanche être introduite bride et dans réceptrice avec ici deux joints joints toriques 82. De même, le deuxième comprend une deuxième tubulure 84 propre à dans l'alésage d'entrée 70 de la deuxième l'alésage de sortie 72 de la partie interposition d'au moins un joint torique, toriques 86. Les brides 18 et 20 sont propres à être fixées chacune sur la partie réceptrice 50 de la bouteille au moyen d'une vis 88, respectivement 90, qui à chaque fois traverse la bride et s'engage par vissage dans la partie réceptrice (voir figures 1, 5 et 6). La bouteille 16 forme ainsi support pour les blocs 12 et 14 d'échange de chaleur qui peuvent être fixés avec une orientation mutuelle déterminée en fonction de la position angulaire respective des alésages 68 et 72.
Il est donc possible de concevoir des parties réceptrices 50 en fonction de l'application souhaitée pour permettre d'implanter les blocs 12 et 14 avec des orientations particulières par rapport à la partie réceptrice 50 suivant le type de véhicule auquel le condenseur est destiné.
Comme la bouteille forme en même temps support, elle peut elle-même être munie de moyens d'interface ou de fixation (non représentés) pour la fixation sur la structure du véhicule auquel est destiné le condenseur.
On comprendra que la bouteille peut être assemblée et pré- équipée avant d'être installée et fixée entre les deux blocs d'échange de chaleur, ce qui simplifie grandement les opérations de montage et d'assemblage, mais aussi les opérations de maintenance.
Par ailleurs, du fait que les blocs 12 et 14 et la bouteille 16 sont démontables les uns par rapport aux autres, il est possible de remplacer l'un de ces trois éléments en cas de défaillance.
L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation 5 décrite précédemment à titre d'exemple et s'étend à d'autres variantes.
Ainsi, les blocs respectifs 12 et 14 du condenseur pourraient être réalisés suivant une autre technique que 10 celle de la technique à plaques empilées.
L'invention trouve une application préférentielle aux circuits de climatisation des véhicules automobiles.
Claims (15)
1. Condenseur, notamment pour un circuit de climatisation de véhicule automobile, comprenant un premier bloc (12) d'échange de chaleur pour assurer le refroidissement d'un fluide frigorigène jusqu'à sa condensation au moyen d'un fluide de refroidissement, un deuxième bloc (14) d'échange de chaleur pour assurer le sous-refroidissement du fluide frigorigène au moyen d'un fluide de refroidissement, ainsi qu'une bouteille (16) interposée entre le premier bloc (12) et le deuxième bloc (14) et propre à être traversée par le fluide frigorigène, caractérisé en ce que la bouteille (16) est fixée de manière démontable entre le premier bloc (12) et le deuxième bloc (14) par l'intermédiaire respectivement d'une première bride (18) et d'une deuxième bride {20) formant en même temps des interfaces pour la circulation du fluide frigorigène.
2. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première bride (18) est issue d'une première plaque d'interface (30) du premier bloc (12), en ce que la deuxième bride (20) est issue d'une deuxième plaque d'interface (34) du deuxième bloc (14), et en ce que la première bride (18) et la deuxième bride (20) sont propres à être fixées sur une partie réceptrice (50) de la bouteille (16).
3. Condenseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première bride (18) comprend un alésage de sortie (66) propre à venir dans le prolongement d'un alésage d'entrée (68) de la partie réceptrice (50) de la bouteille (16) suivant une première direction d'alignement (D1) avec interposition d'un premier raccord étanche (80, 82), et en ce que la deuxième bride (20) comprend un alésage d'entrée (70) propre à venir dans le prolongement d'un alésage de sortie (72) de la partie réceptrice (50) de la bouteille 11(16) suivant une deuxième direction d'alignement (D2) avec interposition d'un deuxième raccord étanche (84, 86).
4. Condenseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'alésage d'entrée (68) et l'alésage de sortie (72) de la partie réceptrice (50) sont parallèles entre eux et à un axe longitudinal (XX) de la bouteille (16).
5. Condenseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'alésage d'entrée (68) et l'alésage de sortie (72) de la partie réceptrice (50) sont disposés dans une position angulaire choisie par rapport à l'axe longitudinal (XX) de la bouteille (16).
6. Condenseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la position angulaire est de sensiblement 180°.
7. Condenseur selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le premier raccord étanche comprend une première tubulure (80) propre à être introduite dans l'alésage de sortie (66) de la première bride (18) et dans l'alésage d'entrée (68) de la partie réceptrice (50) de la bouteille (16) avec interposition d'au moins un joint torique (82), et en ce que le deuxième raccord étanche comprend une deuxième tubulure (84) propre à être introduite dans l'alésage d'entrée (70) de la deuxième bride (20) et dans l'alésage de sortie (72) de la partie réceptrice (50) de la bouteille (16) avec interposition d'au moins un joint torique (86)
8. Condenseur selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'alésage de sortie (66) de la première bride (18) se raccorde sensiblement à angle droit avec un alésage intermédiaire (76) débouchant dans le premier bloc (12), et en ce que l'alésage d'entrée (70) de la deuxième bride (20) se raccorde sensiblement à angledroit avec un alésage intermédiaire (78) débouchant dans le deuxième bloc (14).
9. Condenseur selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la première bride (18) et la deuxième bride (20) sont propres à être fixées chacune sur la partie réceptrice (50) de la bouteille (16) au moyen d'une vis (88 ; 90) traversant la bride respective et s'engageant dans la partie réceptrice (50).
10. Condenseur selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que la partie réceptrice (50) est un couvercle d'extrémité de la bouteille (16).
11. Condenseur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le couvercle d'extrémité (50) est de forme générale circulaire et coiffe un corps (52) de forme générale cylindrique circulaire de la bouteille (16).
12. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le premier bloc (12) d'échange de chaleur et le deuxième bloc (14) d'échange de chaleur comprennent chacun une série de plaques empilées (26 ; 28) formant des lames de circulation pour le fluide frigorigène alternant avec des lames de circulation pour le fluide de refroidissement.
13. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le premier bloc (12) d'échange de chaleur et le deuxième bloc (14) d'échange de chaleur comportent chacun une tubulure d'entrée (42 ; 46) et une tubulure de sortie (44 ; 48) pour le fluide de refroidissement.
14. Condenseur selon la revendication 13, prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que la tubulure d'entrée (42) et la tubulure de sortie {44) dupremier bloc (12) sont portées par une première plaque d'extrémité (32) à l'opposé de la première plaque d'interface (30) qui porte la première bride (18), et en ce que la tubulure d'entrée (46) et la tubulure de sortie (48) du deuxième bloc (14) sont portées par une deuxième plaque d'extrémité (36) à l'opposé de la deuxième plaque d'interface (34) qui porte la deuxième bride (20).
15. Condenseur selon la revendication 14, caractérisé en ce que la première plaque d'extrémité (32) porte aussi une bride de raccordement (38) pour l'entrée du fluide frigorigène à condenser, et en ce que la deuxième plaque d'extrémité (36) porte aussi une bride de raccordement (40) pour la sortie du fluide frigorigène condensé et sous- refroidi.
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