FR2965337A1 - Biphasic heat exchanger assembly for use as air-conditioning condenser in motor vehicle, has cylinder comprising opening for passage of coolant, where opening is adapted to communicate with inlet of heat exchanger core - Google Patents
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Abstract
Description
1 Ensemble d'un échangeur de chaleur biphasique et d'une bouteille 1 Set of two-phase heat exchanger and bottle
L'invention concerne un ensemble d'un échangeur de chaleur biphasique et d'une bouteille. The invention relates to an assembly of a biphasic heat exchanger and a bottle.
Elle concerne plus particulièrement un ensemble d'un échangeur de chaleur biphasique comportant un faisceau d'échange de chaleur, le faisceau comportant au moins une entrée pour un fluide réfrigérant et d'une bouteille, la bouteille comportant au moins un premier orifice pour le passage dudit fluide réfrigérant. It relates more particularly to an assembly of a two-phase heat exchanger comprising a heat exchange bundle, the bundle comprising at least one inlet for a refrigerant and a bottle, the bottle comprising at least one first orifice for the passage said coolant.
Un échangeur de chaleur biphasique est connu pour être utilisé, par exemple, en tant que condenseur de climatisation pour des véhicules automobiles. A biphasic heat exchanger is known to be used, for example, as an air conditioning condenser for motor vehicles.
Un tel ensemble est connu du document FR 2 923 899. Toutefois, cet ensemble ne 15 permet pas d'avoir une interface facilitée entre l'échangeur de chaleur, la bouteille et le circuit de climatisation auquel ces éléments sont rattachés. Such an assembly is known from document FR 2 923 899. However, this assembly does not make it possible to have an interface facilitated between the heat exchanger, the bottle and the air conditioning circuit to which these elements are attached.
L'invention vise notamment à améliorer la situation. The invention aims in particular to improve the situation.
20 A cet effet, elle propose un ensemble tel que défini précédemment dans lequel ledit premier orifice de ladite bouteille pour le passage dudit fluide réfrigérant est apte à communiquer avec ladite entrée dudit faisceau d'échange de chaleur. To this end, it proposes an assembly as defined above wherein said first orifice of said bottle for the passage of said refrigerant fluid is able to communicate with said inlet of said heat exchange bundle.
Un tel ensemble propose ainsi une interface simplifiée. En effet, selon l'invention, la 25 bouteille présente un orifice apte à communiquer directement avec l'entrée du faisceau d'échange de chaleur. Une telle configuration permet à la bouteille de servir de connectique entre l'échangeur de chaleur biphasique et le reste du circuit de climatisation. Such a set thus proposes a simplified interface. Indeed, according to the invention, the bottle has an orifice capable of communicating directly with the inlet of the heat exchange bundle. Such a configuration allows the bottle to serve as a connection between the biphasic heat exchanger and the rest of the air conditioning circuit.
30 Des modes de réalisation particulier de l'invention propose que : - ledit faisceau comporte, en outre, une sortie pour le fluide réfrigérant et ladite bouteille comporte en outre une entrée pour ledit fluide réfrigérant dans ladite bouteille, ladite 10 sortie du faisceau et ladite entrée du fluide réfrigérant dans ladite bouteille étant aptes à communiquer ensemble. - ladite bouteille comporte une embase intégrant ledit premier orifice et/ou une sortie dudit fluide réfrigérant de ladite bouteille, - ladite bouteille comporte en outre un corps de bouteille, ledit corps de bouteille étant fermé à une première extrémité par ladite embase et à une seconde extrémité par un bouchon, - ladite bouteille comporte une entrée pour ledit fluide réfrigérant dans ladite bouteille, ladite entrée pour ledit fluide réfrigérant dans ladite bouteille étant reliée, d'une part, à ladite sortie pour ledit fluide réfrigérant dudit faisceau, et d'autre part, à ladite sortie dudit ledit fluide réfrigérant de la bouteille au moyen d'une canalisation dite tube aspirant, - ledit échangeur de chaleur comporte en outre un boîtier apte à recevoir ledit faisceau, ledit faisceau comportant une plaque terminale formant un couvercle pour ledit boîtier et ladite plaque terminale étant assujettie à ladite bouteille, - ladite plaque terminale soit munie de passages aptes à mettre en relation lesdits collecteurs d'entrée et de sortie avec respectivement ladite entrée dudit fluide réfrigérant dans ladite bouteille et avec ledit premier orifice, - ladite plaque terminale comporte une gorge apte à recevoir ledit boîtier, - ladite bouteille soit plus longue que ledit échangeur de chaleur. Particular embodiments of the invention provide that: said beam further includes an outlet for the coolant and said bottle further includes an inlet for said coolant in said bottle, said beam exit and said inlet of the refrigerant in said bottle being able to communicate together. said bottle comprises a base incorporating said first orifice and / or an outlet of said refrigerant fluid of said bottle, said bottle further comprises a bottle body, said bottle body being closed at a first end by said base and at a second end by a plug, - said bottle has an inlet for said refrigerant fluid in said bottle, said inlet for said refrigerant fluid in said bottle being connected, on the one hand, to said outlet for said refrigerant fluid of said bundle, and other on the other hand, at the said outlet of the said refrigerant fluid from the bottle by means of a so-called suction pipe, - the said heat exchanger further comprises a housing adapted to receive the said bundle, the bundle comprising an end plate forming a cover for the said housing and said end plate being secured to said bottle, said end plate is provided with passages adapted to connect said inlet and outlet manifolds respectively said inlet of said refrigerant in said bottle and with said first orifice, - said end plate has a groove adapted to receive said housing, - said bottle is longer than said heat exchanger.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemples, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - La figure 1 représente une vue de profil partiellement écorchée d'un ensemble selon l'invention, et, - La figure 2 représente une vue en coupe de l'ensemble de la figure 1. In the following description, which is given by way of example only, reference is made to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 represents a partially cutaway profile view of an assembly according to the invention, and FIG. 2 is a sectional view of the assembly of FIG.
L'invention concerne un ensemble d'un échangeur de chaleur biphasique 10 et une bouteille 12. L'échangeur de chaleur 10 comporte un faisceau d'échange de chaleur 14 et un boîtier 16.30 The invention relates to an assembly of a biphasic heat exchanger 10 and a bottle 12. The heat exchanger 10 comprises a heat exchange bundle 14 and a housing 16.30
3 Le faisceau d'échange de chaleur 14 est, ici, composé d'un ensemble de paire de plaques empilées et de perturbateurs et comporte au moins une entrée 24 pour un fluide réfrigérant, tel que, par exemple du R134a. Chaque paire de plaques empilées permet de définir un canal de circulation pour le fluide réfrigérant et sont, en outre, munies de tubulures de liaison définissant des collecteurs d'entrée 18 et de sortie 20 pour le fluide réfrigérant. The heat exchanger bundle 14 is here composed of a pair of stacked and interfering plates and has at least one inlet 24 for a refrigerant, such as, for example, R134a. Each pair of stacked plates makes it possible to define a circulation channel for the refrigerant fluid and is furthermore provided with connecting tubes defining inlet and outlet manifolds 18 for the refrigerant fluid.
10 Dans le mode de réalisation illustré, ici, le faisceau d'échange de chaleur 14 comporte une plaque terminale 22 formant un couvercle pour le boîtier 16. In the embodiment illustrated here, the heat exchange bundle 14 has an end plate 22 forming a cover for the housing 16.
En outre, la plaque terminale 22 est munie de passages 24 et 26 (appelés respectivement premier passage 24 et deuxième passage 26) aptes à mettre en 15 relation lesdits collecteurs d'entrée 18 et de sortie 20 avec respectivement une entrée 28 du fluide réfrigérant dans la bouteille 12 et avec un premier orifice 30 prévu au niveau de la bouteille 12 (décrit plus loin). In addition, the end plate 22 is provided with passages 24 and 26 (called respectively first passage 24 and second passage 26) able to connect said inlet and outlet manifolds 20 with respectively an inlet 28 of the refrigerant in the bottle 12 and with a first orifice 30 provided at the level of the bottle 12 (described later).
La bouteille 12 est assujettie au boîtier 16 de l'échangeur de chaleur 10 par 20 l'intermédiaire de la plaque terminale 22 (ou couvercle 22). Ainsi, le couvercle 22 est apte à faire l'interface avec le faisceau 14 d'échange de chaleur et comporte des moyens de maintien pour la bouteille 12. The bottle 12 is secured to the housing 16 of the heat exchanger 10 via the end plate 22 (or cover 22). Thus, the cover 22 is able to interface with the heat exchange beam 14 and has holding means for the bottle 12.
De plus, la plaque terminale 22 comporte, dans cet exemple, une gorge apte à recevoir 25 le boîtier 16. La liaison entre le faisceau 14 d'échange de chaleur et le boîtier 16 peut s'effectuer par tout moyen connu et notamment par sertissage. In addition, the terminal plate 22 comprises, in this example, a groove adapted to receive the housing 16. The connection between the heat exchange beam 14 and the housing 16 can be effected by any known means and in particular by crimping. .
Le boîtier 16 de l'échangeur de chaleur 10 est un boîtier apte à recevoir ledit faisceau 14. En d'autres termes, le faisceau 14 d'échange de chaleur est inséré dans le boîtier 30 16. Dans ce mode de réalisation, le boîtier est réalisé en plastique et comporte des nervures de renfort.5 The housing 16 of the heat exchanger 10 is a housing adapted to receive said beam 14. In other words, the heat exchange beam 14 is inserted into the housing 16. In this embodiment, the housing is made of plastic and has reinforcing ribs.5
4 Le boîtier 16 est aussi muni des tubulures 32 d'entrée-sortie pour un liquide de refroidissement. Les tubulures 32 d'entrée-sortie permettent la circulation du liquide de refroidissement, par exemple de l'eau glycolée provenant d'un circuit dit basse température du véhicule automobile, entre chaque paire de plaques du faisceau 14 d'échange de chaleur. Ainsi, l'échange va s'effectuer entre le fluide réfrigérant traversant les canaux définit par les paires de plaques et le liquide de refroidissement circulant dans le boîtier 16 et baignant lesdites paires de plaques. The housing 16 is also provided with the inlet-outlet pipes 32 for a cooling liquid. The inlet-outlet pipes 32 allow the circulation of the cooling liquid, for example glycol water from a so-called low temperature circuit of the motor vehicle, between each pair of plates of the heat exchange bundle 14. Thus, the exchange will take place between the refrigerant passing through the channels defined by the pairs of plates and the coolant circulating in the housing 16 and bathing said pairs of plates.
Des moyens de fixation 34 de l'ensemble de l'échangeur de chaleur biphasique 10 et de la bouteille 12 sont prévus. Ici, ils sont réalisés venus de matière du boîtier 16. Les moyens de fixation 34 pourront, par exemple, servir à assujettir un ensemble selon l'invention sur un support de groupe moto-ventilateur d'un véhicule automobile. Fixing means 34 of the entire biphasic heat exchanger 10 and the bottle 12 are provided. Here, they are made from material of the housing 16. The fastening means 34 may, for example, serve to secure an assembly according to the invention on a motorcycle fan bracket of a motor vehicle.
La bouteille 12, quant à elle, a pour fonction de permettre, au besoin, une séparation de phase entre le fluide réfrigérant condensé (donc à l'état liquide) et le même fluide réfrigérant à l'état gazeux. As for the bottle 12, its function is to allow, if necessary, a phase separation between the condensed refrigerant fluid (therefore in the liquid state) and the same refrigerant fluid in the gaseous state.
La bouteille 12 comporte au moins un premier orifice 30 pour le passage dudit fluide réfrigérant. Selon l'invention, le premier orifice 30 de la bouteille 12 pour le passage du fluide réfrigérant est apte à communiquer avec l'entrée 24 du faisceau d'échange de chaleur. The bottle 12 comprises at least a first orifice 30 for the passage of said coolant. According to the invention, the first orifice 30 of the bottle 12 for the passage of the refrigerant fluid is able to communicate with the inlet 24 of the heat exchange bundle.
Ici, le premier orifice 30 définit un canal traversant et servant à la circulation du fluide réfrigérant au travers de l'embase de la bouteille 12. Autrement dit, le premier orifice 30 permet la mise en communication entre le faisceau 14 d'échange de chaleur (et plus particulièrement le collecteur d'entrée 18) et le circuit de climatisation, cette communication s'effectuant par l'intermédiaire de la bouteille 12 (ici de son embase 36) qui sert, dans ce cas, d'interface d'entrée pour le fluide réfrigérant dans l'échangeur de chaleur 10.30 Ici, l'entrée du fluide réfrigérant dans le faisceau s'effectue par l'intermédiaire du passage 24 de plaque terminale 22. Le fluide réfrigérant est ensuite réparti dans le collecteur d'entrée 18 du faisceau 14 d'échange de chaleur. Here, the first orifice 30 defines a through channel and serves for the circulation of the refrigerant through the base of the bottle 12. In other words, the first port 30 allows the communication between the beam 14 of heat exchange (and more particularly the inlet manifold 18) and the air conditioning circuit, this communication being effected via the bottle 12 (here of its base 36) which serves, in this case, input interface for the coolant in the heat exchanger 10.30 Here, the coolant enters the beam through the end plate passage 22. The coolant is then distributed into the inlet manifold 18 heat exchange beam 14.
5 A cet effet, la plaque terminale 22 (ou couvercle 22) comporte au moins un collet 24, dit premier collet 24 ou premier passage 24, placé en vis-à-vis du collecteur d'entrée 18 du faisceau 14 d'échange de chaleur. Le premier collet 24 de la plaque terminale 22 (encore appelé premier passage 24 dans cette description) est apte à recevoir une excroissance de la bouteille formant une partie terminale du premier orifice 30 de manière à établir une communication entre l'échangeur de chaleur 10 et la bouteille 12. To this end, the end plate 22 (or cover 22) comprises at least one collar 24, said first collar 24 or first passage 24, placed opposite the inlet manifold 18 of the exchange beam 14. heat. The first collar 24 of the end plate 22 (also called the first passage 24 in this description) is adapted to receive an outgrowth of the bottle forming an end portion of the first orifice 30 so as to establish a communication between the heat exchanger 10 and the bottle 12.
En outre, la bouteille 12 comporte une entrée 28 du fluide réfrigérant dans la bouteille 12. On entend par entrée 28 pour le fluide réfrigérant dans la bouteille 12, l'orifice d'entrée du fluide réfrigérant dans le corps 38 de la bouteille 12. Autrement dit, il s'agit de l'orifice permettant la communication entre le faisceau 14 d'échange de chaleur (et plus particulièrement le collecteur de sortie 20) et l'intérieur de la bouteille 12. In addition, the bottle 12 has an inlet 28 of the refrigerant in the bottle 12. By inlet 28 is meant for the refrigerant in the bottle 12, the inlet for the refrigerant in the body 38 of the bottle 12. In other words, it is the orifice allowing communication between the heat exchange beam 14 (and more particularly the outlet manifold 20) and the inside of the bottle 12.
Dans ce mode de réalisation, l'entrée 28 du fluide réfrigérant dans la bouteille 12 est réalisé sous la forme d'une excroissance, dite deuxième excroissance, de la bouteille 12. Cette excroissance est apte à venir interagir avec un deuxième collet 26 (ou deuxième passage 26) de la plaque terminale 22 placé en vis-à-vis du collecteur de sortie 20 du faisceau 14 d'échange de chaleur. Le deuxième collet 26 de la plaque terminale 22 et la deuxième excroissance de bouteille 12 sont aptes à recevoir à établir une communication entre l'échangeur de chaleur 10 et la bouteille 12. In this embodiment, the inlet 28 of the refrigerant in the bottle 12 is made in the form of a protrusion, called the second protrusion, of the bottle 12. This protrusion is able to interact with a second collar 26 (or second passage 26) of the end plate 22 placed vis-à-vis the outlet manifold 20 of the heat exchange beam 14. The second collar 26 of the end plate 22 and the second bottle protrusion 12 are able to receive to establish a communication between the heat exchanger 10 and the bottle 12.
Autrement dit, le faisceau 14 d'échange de chaleur comporte en outre une sortie 26 pour le fluide réfrigérant et la bouteille 12 comporte en outre une entrée 28 pour le fluide réfrigérant dans la bouteille 12, la sortie 26 du faisceau 14 et l'entrée 28 du fluide réfrigérant dans la bouteille 12 étant aptes à communiquer ensemble. Dans cet exemple, la bouteille 12 se compose d'au moins une embase 36 et d'un corps 38.30 In other words, the heat exchange bundle 14 further comprises an outlet 26 for the refrigerant and the bottle 12 further comprises an inlet 28 for the refrigerant in the bottle 12, the outlet 26 of the bundle 14 and the inlet 28 of the refrigerant in the bottle 12 being able to communicate together. In this example, the bottle 12 is composed of at least one base 36 and a body 38.30
6 Le corps 38 de la bouteille 12 est, ici, réalisé sous la forme d'une tôle pliée cylindrique. Le corps 38 de bouteille est fermé à une première extrémité par l'embase 36 et à une seconde extrémité par un bouchon 40. Dans ce mode de réalisation, le bouchon 40 est de type servissable. The body 38 of the bottle 12 is here in the form of a cylindrical folded sheet. The bottle body 38 is closed at one end by the base 36 and at a second end by a plug 40. In this embodiment, the plug 40 is of the serviceable type.
La bouteille comporte en outre des moyens pour enlever des impuretés du fluide réfrigérant, réalisés ici, sous la forme d'un filtre 42 et d'un dessicant 44. The bottle further comprises means for removing impurities from the refrigerant fluid, produced here, in the form of a filter 42 and a desiccant 44.
Dans le mode réalisation illustré ici, le filtre 42 est assujetti au bouchon 40 et est placé dans le corps 38 de la bouteille 12. Le dessicant 44 est, quant à lui, placé dans le corps 38 de la bouteille 12 de manière à ce que l'humidité pouvant être présente dans le fluide réfrigérant contenu dans la bouteille soit absorbée. In the embodiment illustrated here, the filter 42 is secured to the stopper 40 and is placed in the body 38 of the bottle 12. The desiccant 44 is, in turn, placed in the body 38 of the bottle 12 so that the moisture that may be present in the refrigerant contained in the bottle is absorbed.
La bouteille 12 comporte en outre une sortie 46 du fluide réfrigérant de la bouteille 12. Dans le mode de réalisation illustré ici, l'embase 36 intègre le premier orifice 30 et la sortie 46 du fluide réfrigérant de la bouteille 12. The bottle 12 further comprises an outlet 46 of the refrigerant fluid of the bottle 12. In the embodiment illustrated here, the base 36 integrates the first orifice 30 and the outlet 46 of the refrigerant fluid of the bottle 12.
L'intégration, dans cet exemple au niveau de l'embase 26 de la bouteille 12, d'un orifice pour l'entrée du fluide réfrigérant dans l'échangeur de chaleur 10 (ici, le premier orifice 30) et d'un orifice de sortie pour ledit fluide réfrigérant (ici, la sortie 46 du fluide réfrigérant de la bouteille 12) permet de simplifier et de faciliter l'assemblage de l'ensemble selon l'invention en se passant de brides/connectiques par rapport aux ensembles de l'art antérieur. The integration, in this example at the base 26 of the bottle 12, an orifice for the entry of the refrigerant into the heat exchanger 10 (here, the first port 30) and an orifice outlet for said coolant (here, the outlet 46 of the refrigerant fluid of the bottle 12) simplifies and facilitates the assembly of the assembly according to the invention by passing flanges / connectors relative to the assemblies of the prior art.
Le regroupement de ces entrée-sortie sur la bouteille permet également de proposer une interface simple par exemple avec un échangeur interne aussi connu sous sa dénomination anglaise « IHX » (pour « internai heat exchanger »). The grouping of these input-output on the bottle also makes it possible to propose a simple interface for example with an internal exchanger also known under its English name "IHX" (for "internai heat exchanger").
Dans un le mode de réalisation illustré ici, le premier orifice 30 et la sortie 46 du fluide réfrigérant de la bouteille 12 sont rassemblés sur l'embase 36. Ces éléments pourront, par exemple, être usinés dans l'embase 36. In an embodiment illustrated here, the first orifice 30 and the outlet 46 of the refrigerant fluid of the bottle 12 are assembled on the base 36. These elements may, for example, be machined in the base 36.
7 La bouteille 12 comporte en outre, une canalisation 48, encore appelé tube aspirant 48. La canalisation 48 est, ici, placée à l'intérieur de la bouteille 12, et plus particulièrement au niveau du corps 38 de la bouteille 12. La canalisation 48 a pour fonction de permettre au fluide réfrigérant se trouvant à l'intérieur de la bouteille d'être dirigé vers la sortie 46 du fluide réfrigérant de la bouteille 12. Cette circulation se fait par aspiration du fluide réfrigérant dans la canalisation 48. The bottle 12 further comprises a pipe 48, also called suction pipe 48. The pipe 48 is here placed inside the bottle 12, and more particularly at the body 38 of the bottle 12. The pipe 48 serves to allow the refrigerant fluid inside the bottle to be directed to the outlet 46 of the refrigerant fluid of the bottle 12. This circulation is by suction of the refrigerant in the pipe 48.
10 En d'autres termes, la bouteille 12 comporte une entrée 28 pour le fluide réfrigérant dans la bouteille 12, l'entrée 28 pour le fluide réfrigérant dans la bouteille 12 étant reliée, d'une part, à la sortie 26 pour le fluide réfrigérant du faisceau 14 d'échange de chaleur, et d'autre part, à la sortie 46 du fluide réfrigérant de la bouteille 12 au moyen d'une canalisation 48 dite tube aspirant. 15 Le bouchon 40 de la bouteille 12 comporte, dans ce mode de réalisation, un moyen apte à positionner la canalisation 48 dans la bouteille 12 et plus particulièrement dans son corps 38 de bouteille. In other words, the bottle 12 has an inlet 28 for the refrigerant in the bottle 12, the inlet 28 for the refrigerant in the bottle 12 being connected, on the one hand, to the outlet 26 for the fluid refrigerant heat exchange beam 14, and secondly, at the outlet 46 of the refrigerant of the bottle 12 by means of a pipe 48 called suction tube. The cap 40 of the bottle 12 comprises, in this embodiment, a means capable of positioning the pipe 48 in the bottle 12 and more particularly in its body 38 of bottle.
20 Dans l'exemple illustré ici, la bouteille 12 présente une longueur L1 et l'échangeur de chaleur 10 une longueur L2. La longueur L1 est supérieure à la longueur L2. En d'autres termes, la bouteille 12 est plus longue que l'échangeur de chaleur 10. Encore autrement dit, la bouteille 12 dépasse de l'encombrement de l'échangeur de chaleur 10. In the example illustrated here, the bottle 12 has a length L1 and the heat exchanger 10 has a length L2. The length L1 is greater than the length L2. In other words, the bottle 12 is longer than the heat exchanger 10. In other words, the bottle 12 exceeds the size of the heat exchanger 10.
25 L'invention ne se limite pas à la description des exemples de réalisation illustrés ci-dessus à titre non limitatif, mais englobe l'ensemble des variantes que l'homme du métier saura considérer à la lumière des revendications qui suivent.5 The invention is not limited to the description of the exemplary embodiments illustrated above without being limiting, but encompasses all the variants that a person skilled in the art will be able to consider in the light of the following claims.
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