FR3059409B1 - Dispositif d'homogeneisation de la distribution d'un fluide refrigerant a l'interieur de tubes d'un echangeur de chaleur constitutif d'un circuit de fluide refrigerant - Google Patents

Abstract

Dispositif d'homogénéisation (7) de la distribution d'un fluide réfrigérant (FR) circulant dans une boîte collectrice d'un échangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de motifs (14, 15) reliés par un arbre (13), au moins deux de ces motifs (14, 15) étant agencés de manière opposée par rapport à l'arbre (13).

Description

Dispositif d’homogénéisation de la distribution d’un fluide réfrigérant à l’intérieur de tubes d’un échangeur de chaleur constitutif d’un circuit de fluide réfrigérant

Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs de chaleur constitutifs d’un circuit de fluide réfrigérant équipant un véhicule automobile. L'invention a pour objet un dispositif d’homogénéisation de la distribution d’un fluide réfrigérant à l’intérieur de tubes d’un tel échangeur de chaleur.

Un véhicule automobile est couramment équipé d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour traiter thermiquement l'air présent ou envoyé à l’intérieur d’un habitacle du véhicule automobile. Pour ce faire, une telle installation est associée à un circuit fermé à l’intérieur duquel circule un fluide réfrigérant. Le circuit de fluide réfrigérant comprend successivement un compresseur, un condenseur ou refroidisseur de gaz, un organe de détente et un échangeur de chaleur. L’échangeur de chaleur est logé à l’intérieur de l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour permettre un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d’air circulant à l’intérieur de l’installation, préalablement à une délivrance du flux d’air à l’intérieur de l’habitacle.

Selon un mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant, l’échangeur de chaleur est utilisé comme évaporateur pour refroidir le flux d’air. Dans ce cas, le fluide réfrigérant est comprimé à l’intérieur du compresseur, puis le fluide réfrigérant est refroidi à l’intérieur du condenseur ou refroidisseur de gaz, puis le fluide réfrigérant subit une détente à l’intérieur de l’organe de détente et enfin le fluide réfrigérant capte des calories au flux d’air à l’intérieur de l’échangeur de chaleur. Le fluide réfrigérant, en sortie de l’organe de détente et en entrée de l’échangeur de chaleur, est à l'état diphasique et est présent sous une phase liquide et une phase gazeuse. L’échangeur de chaleur comprend une boîte collectrice et une boîte de renvoi entre lesquelles un faisceau de tubes est interposé. Lors du fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant, le fluide réfrigérant est admis à l’intérieur de l’échangeur de chaleur à travers une bouche d'entrée que comprend la boîte collectrice. Puis, le fluide réfrigérant s’écoule entre la boîte collectrice et la boîte de renvoi en empruntant les tubes du faisceau.

Un problème général posé réside en une difficulté à alimenter de manière homogène les tubes du faisceau au regard des différentes phases, liquide et gazeuse, du fluide réfrigérant.

En effet, une hétérogénéité d’alimentation en fluide réfrigérant des tubes du faisceau génère une hétérogénéité de la température du flux d’air qui traverse l’échangeur de chaleur. Cette hétérogénéité est susceptible d’induire des écarts de température intempestifs et non-souhaités entre des zones de l’habitacle, ce qui est préjudiciable.

Le document US4524823 propose de loger dans une chambre de distribution située à l’intérieur de la boîte collectrice un élément hélicoïdal présentant une section transversale en forme d’étoile dont chacune des branches est en contact avec une paroi de la chambre de distribution. Chaque canal ainsi formé est ouvert à l’entrée de la chambre de distribution, fermé en sortie de cette chambre de distribution et n’alimente qu’un seul tube de l’échangeur à la fois.

Une telle organisation n’est pas optimale du point de vue de l’homogénéisation de la distribution de fluide réfrigérant à l’intérieur de l’échangeur de chaleur. Plus particulièrement, l’utilisation de cet élément hélicoïdal impose l’ajout d’un mélangeur en amont de la chambre de distribution. H s’agit là d’une pièce supplémentaire qui impose une fabrication préalable, une gestion de sa logistique et un coût additionnel, qui grève le prix de l’échangeur.

Un autre inconvénient réside dans la fabrication de cet élément hélicoïdal qui se complexifie avec le nombre de tubes du faisceau qui équipe l’échangeur de chaleur. Un tel élément hélicoïdal est donc inexploitable avec un évaporateur à plaques, tel que couramment utilisé de nos jours.

Un but de l’invention est de parfaire l'homogénéité de la distribution de fluide réfrigérant à l’intérieur de l’échangeur de chaleur pour finalement améliorer son efficacité et son rendement, en vue de délivrer à l’intérieur de l’habitacle un flux d’air à la température désirée.

Un autre but de l’invention est de proposer un dispositif d’homogénéisation, logé dans la boîte collectrice de l’échangeur de chaleur, pouvant être produit en grande série. L’objet de la présente invention est un dispositif d’homogénéisation de la distribution d’un fluide réfrigérant circulant dans une boîte collectrice d’un échangeur de chaleur, comprenant une pluralité de motifs reliés entre eux par un arbre, au moins deux de ces motifs étant agencés de manière opposée par rapport à l’arbre, afin de diriger le fluide réfrigérant depuis un centre du dispositif d’homogénéisation vers une périphérie de ce dispositif d’homogénéisation. Plus précisément, lorsque le fluide réfrigérant s’écrase contre l’un de ces motifs, il est redirigé vers une portion d’une paroi du conduit de distribution opposée à une portion de cette paroi vers laquelle s’étend au moins une branche du motif sur lequel le fluide réfrigérant vient de s’écraser. On favorise ainsi le mélange entre la phase liquide et la phase gazeuse en disposant des obstacles le long du parcours du fluide réfrigérant dans le dispositif d ’ homogénéis ation.

Selon la présente invention, ces motifs peuvent être agencés de sorte qu’un premier motif s’étende radialement dans un premier secteur angulaire et qu’un deuxième motif s’étende radialement dans un deuxième secteur angulaire complémentaire et distinct du premier secteur angulaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins deux motifs émergent d’au moins deux segments distincts de l’arbre, le long d’un axe longitudinal de cet arbre auquel ils sont reliés.

Ces motifs peuvent présenter un profil en « U » ou en « V », observé selon une direction perpendiculaire à un axe longitudinal de l’arbre et en regardant le côté du motif considéré. Le premier motif s’étendant radialement dans le premier secteur angulaire présente avantageusement le profil en « U », tandis que le deuxième motif s’étendant radialement dans le deuxième secteur angulaire présente avantageusement le profil en « V ».

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l’arbre ainsi que les motifs associés à cet arbre peuvent être formés d’une pièce monobloc. Cette pièce monobloc peut être réalisée à partir d’un matériau synthétique ou métallique.

La présente invention concerne également un conduit de distribution destiné à être intégré dans une boîte collectrice d’un échangeur de chaleur et qui comprend le dispositif d’homogénéisation réalisé selon la présente invention. Ce dispositif d’homogénéisation est disposé dans le conduit de distribution de telle sorte qu’au moins une branche des motifs, par exemple en « U » ou en « V », soit en contact avec au moins une portion d’une face interne de la paroi de ce conduit de distribution.

Le conduit de distribution peut être partagé en deux demi-circonférences : une première demi-circonférence présentant des orifices par lesquels le fluide réfrigérant est apte à sortir du conduit de distribution et une deuxième demi-circonférence, complémentaire à la première demi-circonférence. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les motifs en « U » sont agencés dans la première demi-circonférence, tandis que les motifs en « V » sont agencés dans la deuxième demi-circonférence. Cet agencement particulier des motifs en « U » et en « V » permet de diriger plus facilement le fluide réfrigérant. En effet, les motifs en « U » permettent de diriger le fluide réfrigérant arrivant dans la première demi-circonférence vers la deuxième demi-circonférence où il vient s’écraser contre un motif en « V ». Ce motif en « V » forme une rampe qui propulse alors le fluide réfrigérant vers la première demi-circonférence au niveau de laquelle sont ménagés les orifices par lesquels le fluide réfrigérant est apte à sortir du conduit de distribution.

La présente invention concerne aussi un échangeur de chaleur comprenant au moins une boîte collectrice qui comprend au moins un conduit de distribution selon la présente invention. L’invention concerne encore l’utilisation de l’échangeur de chaleur en tant qu’évaporateur, un circuit de fluide réfrigérant comprenant au moins un compresseur, un condenseur, un dispositif de détente et un échangeur de chaleur selon la présente invention et une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation configurée pour équiper un véhicule, comprenant au moins un échangeur de chaleur réalisé selon la présente invention. D'autres caractéristiques, détails et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif, en relation avec les différents exemples de réalisation de l’invention illustrés sur les figures suivantes: - la figure 1 est une illustration schématique d'un circuit de fluide réfrigérant comprenant un échangeur de chaleur présentant un ensemble de distribution selon un mode de réalisation classique, - la figure 2 est une représentation schématique d’un échangeur de chaleur présentant une boîte collectrice comprenant un dispositif d’homogénéisation selon la présente invention, - la figure 3 est une représentation schématique du dispositif d’homogénéisation réalisé selon un premier mode de réalisation de la présente invention présentant des motifs en « U » et en « V » et intégré à un conduit de distribution, - la figure 4 est une représentation schématique du dispositif d’homogénéisation réalisé selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention présentant les motifs en « U » et en « V » et intégré au conduit de distribution, - la figure 5 est une vue schématique en perspective du dispositif d’homogénéisation selon le premier mode de réalisation et intégré au conduit de distribution.

Sur la figure 1, est représenté un circuit 1 fermé à l’intérieur duquel circule un fluide réfrigérant FR. Sur l'exemple de réalisation illustré, le circuit 1 de fluide réfrigérant FR comprend successivement, suivant un sens SI de circulation du fluide réfrigérant FR à l’intérieur du circuit 1 de fluide réfrigérant FR, un compresseur 2 pour comprimer le fluide réfrigérant FR, un condenseur ou un refroidisseur de gaz 3 pour refroidir le fluide réfrigérant FR, un organe de détente 4 à l’intérieur duquel le fluide réfrigérant FR subit une détente et un échangeur de chaleur 5. L'échangeur de chaleur 5 est logé à l’intérieur d’un boîtier 6 d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation à l’intérieur de laquelle circule un flux d’air. L'échangeur de chaleur 5 permet un transfert thermique entre le fluide réfrigérant FR et le flux d'air venant à son contact et/ou le traversant. Selon le mode de fonctionnement du circuit 1 de fluide réfrigérant FR décrit ci-dessus, l’échangeur de chaleur 5 est utilisé comme évaporateur pour refroidir le flux d’air, lors de son passage au contact et/ou de part en part de l’échangeur de chaleur 5. L’invention n’est nullement limitée à cet exemple d’utilisation puisque l’échangeur de chaleur 5 peut être configuré pour échanger avec un liquide, notamment un circuit de fluide caloporteur ou une huile.

La figure 2 est une représentation schématique d’un exemple de réalisation de l’échangeur de chaleur 5 comprenant une boîte collectrice 8 qui délimite une chambre de distribution 9 dans laquelle peut être intégré un conduit de distribution 11 comprenant un dispositif d’homogénéisation 7 du fluide réfrigérant FR selon l’invention. On y distingue également une chambre de collection 10, une plaque collectrice 17, un faisceau de tubes 12 et une boite de renvoi 20.

Le fluide réfrigérant FR arrive dans la chambre de distribution 9, par le conduit de distribution 11. Ce conduit de distribution 11 s’étend le long d’une direction longitudinale Al de la chambre de distribution 9 et tend à canaliser le fluide réfrigérant FR pour le conduire vers une extrémité de la chambre de distribution 9 opposée à une extrémité pourvue d’une bouche d’admission 29 du fluide réfrigérant FR dans le conduit de distribution 11. Le fluide réfrigérant FR est ainsi apte à entrer dans le conduit de distribution 11 par la bouche d’admission 29.

Le conduit de distribution 11 est pourvu de plusieurs orifices 21 par lesquels le fluide réfrigérant FR est apte à sortir du conduit de distribution 11 pour s’épandre dans la chambre de distribution 9. Le fluide réfrigérant FR rejoint alors une première nappe 12a du faisceau de tubes 12.

Comme par exemple illustré sur la figure 2, le dispositif d’homogénéisation 7 du fluide réfrigérant FR peut être intégré ou logé dans le conduit de distribution 11, s’étendant alors le long de la direction longitudinale Al de la chambre de distribution 9. Ce dispositif d’homogénéisation 7, objet de l’invention, comprend au moins un arbre 13 auquel sont reliés au moins deux motifs 14, 15 et permet de mélanger les phases liquide et gazeuse qui composent le fluide réfrigérant FR arrivant au niveau de la bouche d’admission 29 ménagée dans le conduit de distribution 11. En parcourant le conduit de distribution 11 et en venant au contact du dispositif d’homogénéisation 7, le fluide réfrigérant FR est homogénéisé avant de rejoindre la chambre de distribution 9, puis le faisceau de tubes 12.

Ce dispositif d’homogénéisation 7 sera plus amplement décrit dans la suite de la description.

Le faisceau de tubes 12 se décompose en deux nappes : la première nappe 12a de ce faisceau de tubes communique avec la chambre de distribution 9, tandis qu’une deuxième nappe 12b de ce faisceau de tubes 12 communique avec la chambre de collection 10. Les deux nappes 12a et 12b traversent la plaque collectrice 17 qui délimite en partie la chambre de distribution 9 et accessoirement la chambre de collection 10. A l’opposé de la boîte collectrice 8 par rapport au faisceau de tubes 12 est positionnée une boite de renvoi 20 qui reçoit le fluide réfrigérant FR arrivant de la première nappe 12a du faisceau de tubes 12 et qui renvoie ce fluide réfrigérant FR dans la deuxième nappe 12b du faisceau de tubes 12, vers la chambre de collection 10.

Sur les figures 3, 4 et 5 sont représentés deux modes de réalisation du dispositif d’homogénéisation 7 selon l’invention, intégré dans le conduit de distribution 11 lui-même destiné à être disposé dans la boite collectrice de l’échangeur de chaleur. Selon chacun de ces modes de réalisation, le dispositif d’homogénéisation 7 comprend au moins un arbre 13 associé à au moins deux motifs 14 et 15. Cet arbre 13 et ces motifs 14, 15 peuvent être réalisés d’une pièce monobloc. Ce dispositif d’homogénéisation peut avantageusement être inséré dans le conduit de distribution 11 après que celui-ci ait été formé, par une translation le long de l’axe longitudinal du conduit de distribution. Il est également possible d’intégrer ce dispositif d’homogénéisation 7 dans le conduit de distribution 11 plus tôt dans le procédé de fabrication de ce conduit de distribution 11.

Lorsque l’on effectue une coupe de cette pièce monobloc selon un axe longitudinal X de l’arbre 13, on remarque que les motifs 14, 15 présentent en alternance le long de cet axe longitudinal X de l’arbre 13, des profils en « U » et en « V ».

Le conduit de distribution 11 qui accueille le dispositif d’homogénéisation 7 présentant ces motifs 14, 15 en « U » ou en « V » peut être divisé en deux demi-circonférences 18 et 19.

Une première demi-circonférence 18 est délimitée par une première portion 27 d’une paroi du conduit de distribution 11 et par un plan passant par l’arbre 13 du dispositif d’homogénéisation 7 intégré au conduit de distribution 11. La première portion 27 de la paroi du conduit de distribution 11 présent des orifices 21 par lesquels le fluide réfrigérant FR est apte à sortir du conduit de distribution 11, pour se répandre dans la chambre de distribution 9 par exemple de part et d’autre du conduit de distribution 11.

Une deuxième demi-circonférence 19, complémentaire à la première demi-circonférence 18 est délimitée par une deuxième portion 28 de la paroi du conduit de distribution 11 et par le plan passant par l’arbre 13 du dispositif d’homogénéisation 7 intégré dans le conduit de distribution 11. On notera que la deuxième portion 28 de la paroi du conduit de distribution 11 pouvant présenter une surface lisse. Cette deuxième portion 28 est également pleine, c’est-à-dire dépourvu d’orifice en liaison avec la chambre de distribution. Cette deuxième portion 28 se comporte comme une gouttière à l’égard de la phase liquide du fluide réfrigérant présent dans le conduit de distribution 11.

Les motifs 14 présentant le profil en « U » sont agencés dans la première demi-circonférence 18 du conduit de distribution 11 tandis que les motifs 15 présentant le profil en « V » sont agencés dans la deuxième demi-circonférence 19. La première demi-circonférence 18 présente donc une succession de motifs 14 en «U » le long de l’axe longitudinal X de l’arbre 13 tandis que la deuxième demi-circonférence 19 présente une succession de motifs 15 en « V » le long de ce même axe longitudinal X de l’arbre 13.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l’arbre 13 présentant les motifs 14 et 15 peut être disposé de façon à ce que son axe longitudinal X soit confondu avec un axe central du conduit de distribution 11.

Il est également envisageable, selon d’autres modes de réalisation, de disposer cet arbre 13 de façon à ce que son axe longitudinal X soit plus près de l’une ou de l’autre des portions 27 ou 28 de la paroi du conduit de distribution 11 ou encore de disposer ce dispositif de distribution 7 en travers du conduit de distribution 11. On entend par « disposer en travers du conduit de distribution 11» une disposition du dispositif d’homogénéisation 7 de telle sorte qu’une première extrémité de l’arbre 13 soit plus proche de la portion 27 de la paroi du conduit de distribution 11 que de la portion 28 de la paroi du conduit de distribution 11, tandis qu’une deuxième extrémité de cet arbre 13, opposée à la première extrémité, est plus proche de la portion 28 de la paroi du conduit de distribution 11 que de la portion 27 de la paroi du conduit de distribution 11.

Chacune des demi-circonférences 18 et 19 peut également être compartimentée, définissant alors des espaces supérieurs 25 et des espaces inférieurs 26.

Les espaces supérieurs 25 sont délimités par deux branches de deux motifs 14 en « U » successifs, par l’arbre 13 et par une partie de la première portion 27 de la paroi du conduit de distribution 11. Les espaces inférieurs 26 sont quant à eux délimités par deux branches de deux motifs 15 en « V » successifs, par l’arbre 13 et par une partie de la deuxième portion 28 de la paroi du conduit de distribution 11.

Les espaces supérieurs 25 sont donc les espaces situés entre deux motifs 14 en « U » successifs au sein de la première demi-circonférence 18 tandis que les espaces inférieurs 26 sont les espaces situés entre deux motifs 15 en « V » successifs au sein de la deuxième demi-circonférence 19.

Le conduit de distribution 11 comporte un nombre défini d’espaces supérieurs 25 et d’espaces inférieurs 26 disposés le long de l’axe longitudinal X de l’arbre 13. Le nombre d’espaces 25 et 26 peut varier en fonction du mode de réalisation de l’invention ainsi qu’en fonction de la longueur du dispositif d’homogénéisation 7.

Les orifices 21 sont ménagés au niveau des espaces supérieurs 25 et en regard des motifs 15 en « V », tels que représentés sur les figures 3 à 5. Ces orifices 21 sont réalisés afin de permettre au fluide réfrigérant FR de sortir du conduit de distribution 11 pour s’épandre dans la chambre de distribution 9 avant de rejoindre le faisceau de tubes 12.

Chaque espace supérieur 25 peut présenter un ou plusieurs orifices 21. Sur la figure 3 illustrant un premier mode de réalisation, chaque espace supérieur 25 présente deux orifices 21, tandis que, sur la figure 4 illustrant un deuxième mode de réalisation, chaque espace supérieur 25 présente trois orifices 21.

Comme représenté à la figure 5, au moins deux motifs 14, 15 s’étendent radialement dans deux secteurs angulaires 23, 24 distincts et complémentaires s’étendant chacun sur 180°. De plus, ces motifs 14, 15 sont opposés par rapport à l’arbre 13. En d’autres termes, au moins un premier motif 14 en « U » s’étend radialement dans un premier secteur angulaire 23 et au moins un deuxième motif 15 en « V » s’étend radialement dans un deuxième secteur angulaire 24 et dans une direction opposée par rapport à une direction d’extension radiale du premier motif 14 en « U ». Il en résulte une alternance de motifs 14 en « U » et de motifs 15 en « V », le long de l’axe longitudinal X de l’arbre 13.

Selon une configuration de la présente invention, au moins deux motifs 14, 15 émergent d’au moins deux segments distincts de l’arbre 13 le long de son axe longitudinal X. Ainsi, selon cette configuration de la présente invention, les motifs 14 qui s’étendent radialement dans le premier secteur angulaire 23 et les motifs 15 qui s’étendent radialement dans le deuxième secteur angulaire 24 ne se chevauchent pas.

Chacun des motifs 14 en « U » et des motifs 15 en « V » présente deux branches dont au moins une peut être au contact d’une des portions 27 ou 28 de la face interne 22 de la paroi du conduit de distribution 11. Les branches des motifs 14 en «U » sont alors au contact de la première portion 27 de la face interne 22 de la paroi du conduit de distribution 11 présentant les orifices 21, et les branches des motifs 15 en «V» sont quant à elles au contact de la deuxième portion 28 de la face interne 22 de la paroi du conduit de distribution 11, cette dernière pouvant optionnellement présenter un caractère lisse.

Il est également envisageable d’effectuer une opération de brasage des pièces permettant alors la solidarisation des branches des motifs 14 et 15, et donc du dispositif d’homogénéisation 7 comprenant l’arbre 13 associé à au moins deux motifs 14, 15, avec le conduit de distribution 11, à condition que le conduit de distribution 11 et le dispositif d’homogénéisation 7 soient réalisés à partir de matériaux permettant ce brasage. C’est notamment le cas lorsque le conduit de distribution et le dispositif d’homogénéisation 7 sont en aluminium ou en un alliage d’aluminium.

Les formes de ces motifs 14, 15 ainsi que leur disposition le long de l’axe longitudinal X de l’arbre 13 permettent d’améliorer l’homogénéisation du fluide réfrigérant FR, ainsi que de diriger ce fluide réfrigérant FR depuis un centre du dispositif d’homogénéisation 7 vers une périphérie de ce dispositif d’homogénéisation 7. Le fluide réfrigérant ainsi mélangé est alors envoyé en direction des orifices 21. L’alternance des motifs 14, 15 susmentionnée débute à l’extrémité du conduit de distribution 11 présentant la bouche d’admission du fluide réfrigérant FR par un motif 14 en forme de «U » disposé en amont des orifices 21 et en aval de la bouche d’admission par laquelle le fluide réfrigérant FR est apte à entrer dans le conduit de distribution 11.

Le cheminement du fluide réfrigérant FR au sein du conduit de distribution 11 comprenant le dispositif d’homogénéisation 7 de la présente invention peut se décomposer en différentes étapes qui se répètent le long de l’axe longitudinal X de l’arbre 13.

Le fluide réfrigérant FR qui entre dans le conduit de distribution 11 et qui arrive au niveau de la première demi-circonférence 18 vient tout d’abord s’écraser contre une branche du motif 14 en « U » disposé en amont des orifices 21. Le fluide réfrigérant FR est ainsi dirigé vers la deuxième demi-circonférence 19 du conduit de distribution 11 qui présente les motifs 15 en « V ».

Le fluide réfrigérant FR, notamment la phase liquide de celui-ci arrivant dans la deuxième demi-circonférence 19 du conduit de distribution 11 vient alors s’écraser contre une branche d’un motif 15 en «V » situé à proximité de la bouche d’admission du fluide réfrigérant FR. La forme en « V » de ce motif 15 forme une rampe qui propulse le fluide réfrigérant FR vers la première demi-circonférence 18 du conduit de distribution 11. Le fluide réfrigérant FR à l’état liquide rejoint ainsi un premier espace supérieur 25 présentant les orifices 21 par lesquels le fluide réfrigérant FR est apte à sortir du conduit de distribution 11 pour s’épandre dans la chambre de distribution 9.

Ces orifices 21 ayant un diamètre limité, seule une première fraction du fluide réfrigérant FR présent dans ce premier espace supérieur 25 pourra effectivement sortir du conduit de distribution 11 par ces orifices 21 pour s’épandre dans la chambre de distribution 9 afin de rejoindre le faisceau de tubes 12 décrit ci-dessus.

La deuxième fraction du fluide réfrigérant FR n’ayant pas pu sortir par les orifices 21 du premier espace supérieur 25 vient ensuite s’écraser contre une branche d’un motif 14 en « U » délimitant en partie le premier espace supérieur 25.

Cette deuxième fraction de fluide réfrigérant FR est ainsi redirigée vers la deuxième demi-circonférence 19, où elle rejoint un premier espace inférieur 26 dans lequel elle s’écrase contre une branche d’un motif 15 en « V » délimitant en partie ce premier espace inférieur 26 et succédant au motif 15 en «V » situé à proximité de la bouche d’admission du fluide réfrigérant FR. La deuxième fraction de fluide réfrigérant FR remonte ainsi de nouveau vers la première demi-circonférence 18 du conduit de distribution 11 où elle rejoint un deuxième espace supérieur 25 présentant les orifices 21 permettant la sortie du fluide réfrigérant FR.

Ces étapes se répètent le long de l’axe longitudinal X de l’arbre 13 et permettent d’améliorer l’homogénéité des phases liquide et gazeuse du fluide réfrigérant FR qui chemine dans le conduit de distribution 11 comprenant le dispositif d’homogénéisation 7. L’alternance des motifs 14 en « U » et des motifs 15 en « V » entraîne des modifications de la section de passage du fluide réfrigérant FR le long de l’axe longitudinal X de l’arbre 13, ce qui contribue également à l’amélioration de l’homogénéité du fluide réfrigérant FR. Cette section de passage est en effet réduite au niveau des motifs 14 en « U », ainsi qu’au niveau des motifs 15 en « V » alors qu’elle est plus élargie entre ces motifs 14, 15.

Cette évolution de la section de passage du conduit de distribution 11 participe à l’homogénéisation du fluide réfrigérant FR en créant des pertes de charges. En effet, les motifs 14 et 15 ainsi disposés permettent d’entraver la phase liquide qui ne tend alors plus à s’accumuler au fond du conduit de distribution 11, améliorant encore le mélange des phases liquide et gazeuse du fluide réfrigérant FR.

De plus, le dispositif d’homogénéisation 7 permet, grâce à l’ensemble de ses caractéristiques, d’améliorer la répartition du fluide réfrigérant FR dans le faisceau de tubes 12 quel que soit leur éloignement de la bouche d’admission 29 du fluide réfrigérant FR dans le conduit de distribution 11. Les tubes 12 les plus éloignés de la bouche d’admission 29 du fluide réfrigérant FR pouvant alors être alimentés avec des quantités de fluide réfrigérant FR équivalentes à celles alimentant les tubes 12 les plus proches de cette bouche d’admission 29.

Quel que soit le mode de réalisation sélectionné, le dispositif d’homogénéisation 7 selon la présente invention peut être formé à partir d’un matériau synthétique ou à partir d’un matériau métallique.

Lorsque le dispositif d’homogénéisation 7 est réalisé à partir du matériau métallique, il convient d’utiliser une feuille métallique constituée d’au moins deux couches de métaux présentant des propriétés différentes. En l’espèce, la feuille de métal utilisée comprend une âme et au moins une couche de brasure, avantageusement deux couches de brasure de part et d’autre de l’âme. Ces deux couches de brasure et l’âme de la feuille métallique présentent des températures de fusion différentes, la ou les couches de brasure présentant une température de fusion inférieure à la température de fusion de l’âme. Ainsi, lors d’une opération de brasage, les pièces sont chauffées jusqu’à atteindre la température de fusion de la couche de brasure, permettant la solidarisation des pièces entre elles, sans altération ni déformation mécanique de l’âme.

Un autre avantage de la présente invention réside dans son processus de fabrication.

La forme du dispositif d’homogénéisation 7 permet en effet de créer un moule et ainsi de mettre en place une production des pièces en série par injection d’un matériau synthétique. Il est également envisageable de créer un moule permettant la fabrication de dispositifs d’homogénéisation 7 de différentes tailles afin de pouvoir les adapter à différents types d’échangeurs de chaleur 5.

De fait, la rentabilité de la production de ces dispositifs d’homogénéisation 7 est améliorée, ainsi que celle des éléments dans lesquels ces dispositifs d’homogénéisation 7 pourront être intégrés.

Le dispositif d’homogénéisation 7 selon la présente invention permet donc d’améliorer la répartition du fluide réfrigérant FR dans le faisceau de tubes 12 de l’échangeur de chaleur 5 et ainsi d’obtenir une température plus facilement contrôlable au sein de l’habitacle du véhicule comprenant cet échangeur de chaleur 5. De plus, la forme de ce dispositif d’homogénéisation 7 permet d’en envisager une production en série grâce à la fabrication de moules standardisés. Enfin, selon le type de pièce souhaitée, ce dispositif d’homogénéisation 7 peut tout aussi bien être réalisé à partir de matériaux métalliques qu’à partir de matériaux synthétiques. L'invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s'étend également à tous moyens ou configurations équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens. En particulier, les formes et la disposition des motifs associés à l’arbre, peuvent être modifiées sans nuire à l’invention, dans la mesure où elles remplissent les fonctionnalités décrites dans le présent document.

Les modes de réalisation qui sont décrits ci-dessus ne sont nullement limitatifs ; on pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques mentionnées dans ce document, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur

Claims (15)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif d’homogénéisation (7) de la distribution d’un fluide réfrigérant (FR) circulant dans une boîte collectrice (8) d’un échangeur de chaleur (5), caractérisé en ce qu’il comprend une pluralité de motifs (14, 15) reliés par un arbre (13), au moins deux de ces motifs (14, 15) étant agencés de manière opposée par rapport à l’arbre (13), et en ce que les motifs (14, 15) sont agencés les uns par rapport aux autres de manière à diriger le fluide réfrigérant (FR) depuis un centre du dispositif d’homogénéisation (7) vers une périphérie de ce dispositif d’homogénéisation (7).
2. 2. Dispositif d’homogénéisation (7) selon la revendication 1, dans lequel un premier motif (14) s’étend radialement dans un premier secteur angulaire (23), tandis qu’un deuxième motif (15) s’étend radialement dans un deuxième secteur angulaire (24) complémentaire et distinct du premier secteur angulaire (23), chacun de ces secteurs angulaires (23, 24) s’étendant sur 180°.
3. 3. Dispositif d’homogénéisation (7) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins deux motifs (14, 15) émergent d’au moins deux segments distincts de l’arbre (13), le long d’un axe longitudinal (X) de l’arbre (13) auquel sont reliés les motifs (14, 15).
4. 4. Dispositif d’homogénéisation (7) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les motifs (14, 15) présentent un profil en « U » ou en « V ».
5. 5. Dispositif d’homogénéisation (7) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le premier motif (14) présente le profil en « U ».
6. 6. Dispositif d’homogénéisation (7) selon l’une quelconque la revendication précédente, dans lequel le deuxième motif (15) présente le profil en « V ».
7. 7. Dispositif d’homogénéisation (7) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’arbre (13) ainsi que les motifs (14, 15) associés à cet arbre (13) sont formés d’une pièce monobloc.
8. 8. Conduit de distribution (11) destiné à être intégré dans une boîte collectrice (8) d’un échangeur de chaleur (5), comprenant un dispositif d’homogénéisation (7) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
9. 9. Conduit de distribution (11) selon la revendication précédente dans lequel au moins une branche des motifs (14, 15) est en contact avec au moins une face interne (22) d’une paroi du conduit de distribution (11).
10. 10. Conduit de distribution (11) selon la revendication précédente, dans lequel les motifs (14) en « U » sont disposés dans une première demi-circonférence (18) du conduit de distribution (11) présentant des orifices (21) par lesquels le fluide réfrigérant (FR) est apte à sortir de ce conduit de distribution (11).
11. 11. Conduit de distribution (11) selon la revendication 10, dans lequel les motifs (15) en « V » sont disposés dans une deuxième demi-circonférence (19) du conduit de distribution (11) complémentaire de la première demi-circonférence (18) de ce conduit de distribution (11).
12. 12. Echangeur de chaleur (5) comprenant au moins une boîte collectrice (8) qui comprend au moins un conduit de distribution (11) selon les revendications 8 à 11.
13. 13. Utilisation d’un échangeur de chaleur (5) selon la revendication précédente en tant qu’évaporateur.
14. 14. Circuit (1) de fluide réfrigérant (FR) comprenant au moins un compresseur (2), un condenseur (3), un dispositif de détente (4) et un échangeur de chaleur (5) selon la revendication 12, parcourus par le fluide réfrigérant (FR).
15. 15. Installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation configurée pour équiper un véhicule, comprenant au moins un échangeur de chaleur (5) selon la revendication 12.