FR3061280B1 - Dispositif de distribution d'un fluide refrigerant a l'interieur d'une boite collectrice d'un echangeur thermique pour une installation de conditionnement d'air d'un vehicule - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une boîte collectrice (7) d'un fluide réfrigérant (FR) pour un échangeur thermique (5). La boîte collectrice (7) comporte une paroi (7a) délimitant une première chambre (9a) qui loge un dispositif de distribution (18) du fluide réfrigérant (FR) à l'intérieur de la première chambre (9a). Le dispositif de distribution (18) comporte une bouche d'entrée (10) pour l'admission du fluide réfrigérant (FR) dans le dispositif de distribution (18) et au moins un orifice (17) pour l'évacuation du fluide réfrigérant (FR) hors du dispositif de distribution (18) vers la première chambre (9a). Le dispositif de distribution (18) comprend au moins un premier conduit (14) qui est pourvu de l'orifice (17) et au moins un deuxième conduit (19). Le deuxième conduit (19) délimite au moins en partie une deuxième chambre (9b) communicante avec la bouche d'entrée (18) et une troisième chambre (9c) communicante avec l'orifice (17). Le deuxième conduit (19) comporte au moins un passage (20) de mise en communication de la deuxième chambre (9b) et de la troisième chambre (9c) entre elles.

Description

Dispositif de distribution d'un fluide réfrigérant à l'intérieur d'une boîte collectrice d'un échangeur thermique pour une installation de conditionnement d'air d'un véhicule

Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs thermiques équipant les installations de conditionnement d'air pour un véhicule, notamment automobile. L'invention relève plus spécifiquement des modalités de distribution d'un fluide réfrigérant à l'intérieur d'une boîte collectrice que comporte un tel échangeur thermique.

Un véhicule est couramment équipé d'une installation de conditionnement d'air pour traiter thermiquement l'air présent ou envoyé dans l'habitacle du véhicule. Une telle installation comprend un circuit fermé à l’intérieur duquel circule un fluide réfrigérant. Successivement suivant le sens de circulation du fluide réfrigérant à son travers, le circuit comprend essentiellement un compresseur, un condenseur, un détendeur et au moins un échangeur thermique. L'échangeur thermique comporte couramment un faisceau de tubes interposés entre une boîte collectrice et une boîte de renvoi du fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant est admis à travers une bouche d'entrée à l’intérieur d’une boîte collectrice, circule suivant des chemins successifs dans les tubes du faisceau entre la boîte collectrice et une boîte de renvoi, puis est évacué hors de l'échangeur thermique à travers une bouche de sortie. La bouche de sortie est susceptible d'être ménagée à travers la boîte collectrice ou à travers la boîte de renvoi. L'échangeur thermique est par exemple un évaporateur procurant un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d’air le traversant. Dans ce cas, le fluide réfrigérant circule à l'intérieur des tubes du faisceau et le flux d'air circule le long des tubes du faisceau pour son refroidissement.

Un problème posé réside dans le fait que le fluide réfrigérant est à l'état diphasique liquide/gazeux lorsqu'il est admis à l'intérieur de l'échangeur thermique. Du fait de la différence entre les propriétés physiques entre le liquide et le gaz, le fluide réfrigérant tend à se séparer entre sa phase liquide et sa phase gazeuse.

Il en résulte une hétérogénéité de l'alimentation des tubes du faisceau au regard des différentes phases du fluide réfrigérant, selon leur position par rapport à la bouche d'entrée du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boîte collectrice. Plus particulièrement, les tubes du faisceau situés au plus proche de la bouche d'entrée sont principalement alimentés en liquide et inversement les tubes du faisceau les plus éloignés de la bouche d'entrée sont principalement alimentés en gaz.

Ce phénomène génère une hétérogénéité de la température du flux d’air qui a traversé l'échangeur thermique en fonctionnement. Cette hétérogénéité complique la gestion thermique de l’appareil qui reçoit l’échangeur thermique et in fine implique des écarts de températures entre deux zones de l’habitacle, alors que la même température de flux d’air est demandée.

Il est connu de loger un conduit pourvu d’une pluralité d'orifices à l’intérieur d’une boîte collectrice. Le fluide réfrigérant en phase liquide est ainsi projeté à travers les orifices sous forme de gouttelettes sur la totalité de la longueur du conduit, tel qu’il ressort du document EP 2 392 886 A2.

Une telle organisation n’est cependant pas optimale du point de vue de rhomogénéisation de la température du flux d’air en sortie de l’échangeur thermique.

La présente invention a pour objet une boîte collectrice d'un fluide réfrigérant pour un échangeur thermique comportant un dispositif de distribution d’un fluide réfrigérant à l'intérieur de la boîte collectrice. L'invention a aussi pour objet un échangeur thermique équipé d’une boîte collectrice conforme à l'invention. L’échangeur thermique est notamment agencé pour équiper une installation de conditionnement d'air d’un véhicule, notamment automobile.

Un but de l'invention est de parfaire l’homogénéité de la température de l'échangeur thermique en fonctionnement et finalement d'améliorer son rendement. H est plus spécifiquement visé par l'invention de parfaire la distribution du fluide réfrigérant le long de la boîte collectrice via le dispositif de distribution de manière homogène entre sa phase liquide et sa phase gazeuse.

Il est encore plus spécifiquement visé par l’invention de procurer une alimentation homogène en fluide réfrigérant des tubes du faisceau interposés entre la boîte collectrice et la boîte de renvoi de l’échangeur thermique. Il est notamment visé de proposer une boîte collectrice apte à alimenter en fluide réfrigérant les tubes du faisceau de tubes que comporte l’échangeur thermique, en procurant une homogénéisation performante du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse, et une distribution homogène du fluide réfrigérant à l'intérieur de chacun des tubes du faisceau de l'échangeur thermique.

Un autre but de l'invention est de proposer une boîte collectrice comportant un dispositif de distribution du fluide réfrigérant pouvant être obtenue industriellement à moindres coûts.

Un autre but de l’invention est de proposer une boîte collectrice comportant un dispositif de distribution du fluide réfrigérant, dont l'organisation permette son adaptation aisée et à moindres coûts à des échangeurs thermiques de structures diverses.

Une telle diversité de structures des échangeurs thermiques est notamment à apprécier au regard du nombre de tubes du faisceau qu'ils comportent, des modalités de circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur thermique et/ou des positions relatives entre la bouche d'entrée et la bouche de sortie du fluide réfrigérant que comporte l'échangeur thermique.

La boîte collectrice de l'invention comporte au moins une paroi délimitant une première chambre. La première chambre loge un dispositif de distribution du fluide réfrigérant à l'intérieur de la première chambre. Le dispositif de distribution est étendu suivant une direction longitudinale et comporte d'une part une bouche d'entrée pour l'admission du fluide réfrigérant dans le dispositif de distribution et d'autre part au moins un orifice pour l'évacuation du fluide réfrigérant hors du dispositif de distribution vers la première chambre.

Le dispositif de distribution est notamment un organe structurel de la boîte collectrice configuré pour être logé à l'intérieur de la boîte collectrice afin d'alimenter la première chambre en fluide réfrigérant. Plus spécifiquement, le dispositif de distribution comprend au moins un conduit à l'intérieur duquel est admis le fluide réfrigérant via la bouche d'entrée pour l'alimentation du dispositif de distribution en fluide réfrigérant, puis pour la distribution vers la première chambre du fluide réfrigérant évacué hors du dispositif de distribution à travers ledit au moins un orifice.

Selon l'invention, le dispositif de distribution comprend au moins un premier conduit qui est pourvu de l'orifice et au moins un deuxième conduit qui délimite au moins en partie d'une part une deuxième chambre communicante avec la bouche d'entrée et d'autre part une troisième chambre communicante avec l'orifice. Le deuxième conduit comporte au moins un passage de mise en communication de la deuxième chambre et de la troisième chambre entre elles.

En d’autres termes, le dispositif de distribution comprend deux conduits ménageant dans le volume intérieur du dispositif de distribution la deuxième chambre et la troisième chambre qui communiquent entre elles via le passage. Le premier conduit comporte l'orifice pour la pulvérisation du fluide réfrigérant hors du dispositif de distribution vers la première chambre. Le deuxième conduit comprend une paroi qui participe à la délimitation de la deuxième chambre et de la troisième chambre. La paroi du deuxième conduit est interposée entre la deuxième chambre et de la troisième chambre et comporte le passage ménagé à son travers pour la pulvérisation du fluide réfrigérant hors de la deuxième chambre vers la troisième chambre.

La communication entre la deuxième chambre et la troisième chambre via le passage est comprise comme étant une communication fluidique entre elles. Une telle communication est apte à procurer une circulation d'un fluide, notamment le fluide réfrigérant, entre la deuxième chambre et la troisième chambre. La deuxième chambre et la troisième chambre communiquent entre elles via le dit au moins un passage dont les débouchés communiquent avec la deuxième chambre et la troisième chambre.

De même, une communication entre le premier conduit et la première chambre via l'orifice est comprise comme étant une communication fluidique entre eux. Une telle communication est apte à procurer une circulation d'un fluide, notamment le fluide réfrigérant, entre le premier conduit et la première chambre. Le premier conduit communique avec la première chambre via le dit au moins un orifice dont les débouchés communiquent avec la troisième chambre et la première chambre. D’une manière générale et par la suite, la notion de communication entre des organes, telles que par exemple les chambres, le ou les orifices et/ou le ou les passages, est considérée comme une communication fluidique autorisant le passage d'un fluide de l'un à l’autre des organes, notamment le fluide réfrigérant.

Ainsi, le fluide réfrigérant est apte à être admis à l'intérieur du dispositif de distribution à travers la bouche d'entrée et à circuler ensuite à l'intérieur de la deuxième chambre. Par exemple, la deuxième chambre est formée au moins en partie par le volume intérieur du deuxième conduit qui communique avec la bouche d'entrée. Puis, le fluide réfrigérant est apte à être pulvérisé hors de la deuxième chambre à travers le passage vers la troisième chambre. La troisième chambre est par exemple formée au moins en partie par le volume intérieur du premier conduit soustrait du deuxième conduit. Le fluide réfrigérant est ensuite apte à être évacué hors de la troisième chambre vers l’orifice pour sa pulvérisation hors du dispositif de distribution vers la première chambre et sa distribution hors de la première chambre vers des tubes d'un faisceau de tubes que comporte un échangeur thermique équipée de la boîte collectrice.

On notera que la paroi du deuxième conduit forme notamment une paroi de séparation entre la troisième chambre et la deuxième chambre.

Selon une forme de réalisation, le passage est ménagé à travers une paroi du deuxième conduit qui délimite au moins en partie la troisième chambre en formant une paroi de séparation entre la deuxième chambre et la troisième chambre. La deuxième chambre est avantageusement ménagée à l'intérieur du deuxième conduit et la troisième chambre est avantageusement fluidiquement interposée entre le passage et l'orifice, en étant au moins en partie délimitée par une paroi du premier conduit.

Plus spécifiquement, la deuxième chambre est ménagée par au moins une partie du volume intérieur du deuxième conduit délimité par sa paroi et placé en communication avec la bouche d’entrée. La troisième chambre est ménagée par au moins une partie du volume intérieur du premier conduit en étant délimitée entre au moins une partie de la paroi du premier conduit et au moins une partie de la paroi du deuxième conduit.

La deuxième chambre et la troisième chambre sont de préférence ménagées à l'intérieur du dispositif de distribution côte à côte suivant une direction transversale à la direction longitudinale du dispositif de distribution, en étant séparées l’une de l'autre par la paroi du deuxième conduit comportant le passage.

Ainsi selon une forme de réalisation, la deuxième chambre et la troisième chambre s'étendent chacune suivant la direction longitudinale du dispositif de distribution en étant séparées l'une de l'autre par au moins une partie de la paroi du deuxième conduit.

Le premier conduit entoure le deuxième conduit à distance l’une de l’autre transversalement à la direction longitudinale du dispositif de distribution. La deuxième chambre est ménagée par le volume intérieur du deuxième conduit et la troisième chambre est ménagée par un espace de séparation entre le deuxième conduit et le premier conduit.

Par exemple, le deuxième conduit et le premier conduit sont montés sur la paroi de la boîte collectrice en étant maintenus à distance l'un de l'autre transversalement par rapport à la direction longitudinale du dispositif de distribution pour délimiter un espace entre eux. Par exemple encore tel que décrit plus loin, un dispositif d'espacement est interposé entre le premier conduit et le deuxième conduit pour les disposer à distance l'un de l'autre et délimiter l'espace entre eux.

Ainsi selon une forme de réalisation, le premier conduit entoure le deuxième conduit en étant transversalement espacés l’un de l’autre, ménageant ainsi entre eux la troisième chambre. La deuxième chambre est délimitée à l'intérieur du deuxième conduit et la troisième chambre est délimitée entre le deuxième conduit et le premier conduit.

Plus particulièrement, un premier axe longitudinal du premier conduit et un deuxième axe longitudinal du deuxième conduit sont orientés parallèlement à la direction longitudinale du dispositif de distribution.

En d'autres termes, le premier conduit est au moins en partie centré sur le premier axe longitudinal et le deuxième conduit est au moins en partie centré sur le deuxième axe longitudinal. Le premier conduit entoure le deuxième conduit dans leurs parties centrées sur leurs axes longitudinaux.

Le premier conduit et le deuxième conduit sont notamment de sections transverses annulaires. Selon une forme de réalisation, les sections transverses annulaires du premier conduit et/ou du deuxième conduit sont de configurations circulaires. Selon une variante, les sections transverses annulaires du premier conduit et/ou du deuxième conduit sont de configurations oblongues.

Le premier axe longitudinal et le deuxième axe longitudinal sont de préférence plus spécifiquement des axes confondus. Selon une variante, le premier axe et le deuxième axe sont susceptibles d'être éloignés l'un par rapport à l'autre. On notera que les configurations circulaires ou oblongues du premier conduit et/ou du deuxième conduit ne préjugent pas du caractère coaxial ou excentré du premier conduit et du deuxième conduit l'un par rapport à l'autre.

Selon une forme de réalisation, au moins un passage et au moins un orifice sont angulairement décalés l'un par rapport à l'autre autour du deuxième axe longitudinal d'un angle compris entre 30° et 180°. Avantageusement, une pluralité de passages et une pluralité d’orifices sont angulairement décalées autour du deuxième axe longitudinal d'un angle compris entre 30° et 180°, par couple d’orifice et de passage. Ainsi le fluide réfrigérant évacué hors du deuxième conduit est apte à circuler à l'intérieur de la troisième chambre au moins en partie autour du deuxième conduit, préalablement à la pulvérisation du fluide réfrigérant hors du dispositif de distribution vers la première chambre. L'angle de décalage angulaire entre le passage et l'orifice est idéalement de 120° pour procurer un compromis satisfaisant entre : -) l'obtention d'un mélange optimisé entre une phase liquide et une phase gazeuse du fluide réfrigérant lors de sa pulvérisation à travers le passage hors du deuxième conduit vers la troisième chambre, -) une circulation homogène du fluide réfrigérant à l'intérieur de la troisième chambre optimisant son mélange entre sa phase liquide et sa phase gazeuse préalablement à son évacuation hors du dispositif de distribution à travers l'orifice, et/ou -) une répartition du fluide réfrigérant le long du dispositif de distribution pour garantir que l’alimentation en fluide réfrigérant des premiers tubes est identique à l’alimentation en fluide réfrigérant des derniers tubes.

Selon une forme de réalisation applicables aux exemples exposés ci-dessus, le premier conduit comporte une pluralité d'orifices répartis sur au moins une partie de sa longueur et le deuxième conduit comporte une pluralité de passages répartis sur au moins une partie de sa longueur.

De préférence, les orifices sont répartis le long d'une première droite et les passages sont répartis le long d'une deuxième droite, la première droite et la deuxième droite étant parallèles à la direction longitudinale du dispositif de distribution. Plus spécifiquement, la première droite et la deuxième droite sont parallèles aux axes longitudinaux des conduits, ou en d'autres termes, s'étendent suivant la direction longitudinale du dispositif de distribution. D'autres configurations de répartitions des orifices le long du premier conduit et des passages le long du deuxième conduit peuvent être appliquées. Par exemple, les passages et/ou les orifices peuvent être répartis en étant alignés le long de plusieurs droites parallèles à la direction longitudinale du dispositif de distribution. Par exemple encore, les passages et/ou les orifices peuvent être répartis en quinconce. Par exemple encore, les passages et/ou les orifices peuvent être répartis le long d'une ligne formant au moins une portion d'hélice.

La configuration et/ou le nombre des orifices sont avantageusement différenciés de la configuration et/ou du nombre des passages. Plus particulièrement, les passages sont avantageusement spécifiquement configurés et/ou répartis le long du deuxième conduit pour pulvériser le fluide réfrigérant vers la troisième chambre en favorisant son mélange entre sa phase liquide et sa phase gazeuse. Les orifices sont avantageusement spécifiquement configurés et/ou répartis le long du premier conduit pour fiabiliser et améliorer la distribution du fluide réfrigérant à l'intérieur de la première chambre, en procurant une alimentation homogène en fluide réfrigérant de chacun des tubes du faisceau de l'échangeur thermique pour en améliorer la performance.

Les modalités procurant le mélange du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse à l'intérieur du dispositif de distribution sont ainsi avantageusement dissociées des modalités de pulvérisation du fluide réfrigérant hors du dispositif de distribution. L'échangeur thermique équipé de la boîte collectrice est ainsi obtenu particulièrement performant. En outre, le dispositif de distribution et la boîte collectrice peuvent être aisément obtenus à des coûts modérés, en étant aisément adaptables selon la configuration de l’échangeur thermique, notamment au regard du nombre de tubes à alimenter en fluide réfrigérant qui débouchent sur la première chambre.

Selon une forme de réalisation, le nombre d'orifices et le nombre de passages sont différenciés, le nombre de passages étant par exemple supérieur au nombre d’orifices.

Par exemple, pour un dispositif de distribution comprenant des orifices et des passages répartis le long d'au moins une partie de sa longueur d'une dimension comprise entre 240 mm et 250 mm, le nombre de passages est compris entre 18 et 60 et le nombre d'orifices est compris entre 38 et 123. Idéalement, le nombre de passage est de 21 et le nombre d'orifices est de 41. Le nombre de passages est de préférence correspondant au nombre de tubes du faisceau à alimenter en fluide réfrigérant à partir de la première chambre.

Plus particulièrement, le cumul des sections des débouchés des passages divisé par la longueur de la partie du deuxième conduit pourvue des passages est compris entre 0,01 mm2/m et 0,05 mm2/m.

Par exemple, pour une extension longitudinale de 245 mm de la partie du deuxième conduit pourvue des passages, les passages présentent chacun un diamètre de 0,5 mm pour un nombre de 21 passages. Le cumul des sections des débouchés des passages divisé par la longueur de la partie du deuxième conduit pourvue des passages est de l'ordre de 0,017 mm2/m.

Les sections des débouchés des passages sont susceptibles de varier le long du deuxième conduit. Notamment, les sections des débouchés des passages sont susceptibles d'augmenter depuis la bouche d'entrée vers la deuxième extrémité du deuxième conduit opposée à sa première extrémité communiquant avec la bouche d'entrée.

Plus particulièrement encore selon une forme de réalisation, le cumul des sections des débouchés des orifices divisé par la longueur de la partie du premier conduit pourvue des orifices est compris entre 0,01 mm2/m et 0,1 mm2/m.

Par exemple pour une extension longitudinale de 245 mm de la partie du premier conduit pourvue des orifices, les orifices présentent un diamètre de 0,35 mm et sont au nombre de 4L Le cumul des sections des débouchés des orifices divisé par la longueur de la partie du premier conduit pourvue des orifices est de l’ordre de 0,016 mm2/m.

Les cumuls des sections des orifices et des passages sont notamment déterminés en fonction de leurs nombres et des dimensions d'extension de la partie du premier conduit et de la partie du deuxième conduit les comportant. A partir des exemples particuliers qui viennent d'être donnés à titre indicatif, on notera que le cumul des sections des orifices et le cumul des sections des passages sont de préférence du même ordre, notamment compris entre 0,015 mm2 /m et 0,018 mm2/m De telles dispositions permettent de limiter les pertes de charges du fluide réfrigérant circulant à l'intérieur du dispositif de distribution.

Les règles données concernant les configurations et/ou les nombres d'orifices et de passages, considérées isolément ou en combinaison, sont adaptables par transposition à un dispositif de distribution présentant des longueurs différentes de celles évoquées ci-dessus. A titre indicatif, une distance qui sépare transversalement, c’est-à-dire mesurée perpendiculairement à l’axe longitudinal du dispositif de distribution, le premier conduit du deuxième conduit est comprise entre 0,5 mm et 2 mm. Selon une variante, cette distance est constante périphériquement. Alternativement, cette distance peut varier périphériquement. Selon un autre aspect, cette distance peut être identique tout au long du dispositif de distribution. Alternativement, cette distance peut varier le long de l’axe longitudinal le long duquel le dispositif de distribution d’étend.

La valeur indiquée pour exemple de la distance de séparation entre le deuxième conduit et le premier conduit est notamment applicable pour des longueurs des parties du deuxième conduit comportant les passages et du premier conduit comportant les orifices comprise entre 240 mm et 250 mm. La valeur indiquée pour exemple de la distance transverse de séparation entre le deuxième conduit et le premier conduit est adaptable par transposition à un dispositif de distribution présentant des longueurs différentes de celles évoquées ci-dessus.

De préférence, le premier conduit et le deuxième conduit sont en partie en contact l'un avec l'autre. Dans une telle situation, le premier conduit et le deuxième conduit sont aussi éloignés l’un de l’autre pour former la deuxième chambre. De telles dispositions permettent de rigidifier le dispositif de distribution tout en autorisant la formation de l’espace entre les conduits.

Par exemple dans le cas où les conduits sont excentrés l’un par rapport à l'autre, le premier conduit et le deuxième conduit sont en contact entre eux le long d'une génératrice des conduits.

Par exemple encore, le premier conduit et le deuxième conduit sont en contact entre eux à l'une au moins de leurs extrémités longitudinales. Les fermetures d'au moins une extrémité longitudinale du deuxième conduit ou du premier conduit peuvent ainsi être réalisées via une liaison des conduits entre eux à leurs extrémités longitudinales.

Par exemple encore, le premier conduit et le deuxième conduit sont en contact l'un avec l'autre par l'intermédiaire d'un dispositif d'espacement ménageant la distance de séparation entre le premier conduit et le deuxième conduit. Le dispositif d'espacement est notamment un organe ménageant l'espace formant la troisième chambre ménagée entre le premier conduit et le deuxième conduit.

Le dispositif d'espacement est notamment encore un organe d'interposition entre le premier conduit et le deuxième conduit par l'intermédiaire duquel les conduits peuvent être placés en contact entre eux.

Ainsi, au moins un dispositif d'espacement est interposé entre le premier conduit et le deuxième conduit.

Le dispositif d'espacement comprend par exemple des reliefs issus de la paroi du premier conduit et/ou de la paroi du deuxième conduit, en étant formés par déformations de la paroi du premier conduit et/ou de la paroi du deuxième conduit. Les reliefs sont radialement répartis autour du deuxième conduit de manière à autoriser une circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la troisième chambre, tout en maintenant le premier conduit et le deuxième conduit à distance transverse l’un de l'autre. Par exemple, les reliefs formant le dispositif d'espacement sont au moins au nombre de trois en étant répartis à 120° autour du deuxième conduit.

Le dispositif d'espacement comprend par exemple encore au moins une entretoise interposée entre le premier conduit et le deuxième conduit. L'entretoise est susceptible d’être formée d'un corps perméable s’étendant le long de la partie des conduits comportant les orifices et les passages. Le dispositif d'espacement est susceptible de comprendre plusieurs entretoises réparties le long du dispositif de distribution.

Selon une forme de réalisation, l'entretoise est formée de plusieurs composants répartis radialement autour du deuxième conduit de manière à autoriser une circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la troisième chambre, tout en maintenant le premier conduit et le deuxième conduit à distance l'un de l'autre.

Par exemple, les composants de l’entretoise sont au moins au nombre de trois en étant répartis à 120° autour du deuxième conduit.

Selon une autre forme de réalisation, l'entretoise est agencée en mélangeur du fluide réfrigérant entre une phase liquide et une phase gazeuse du fluide réfrigérant.

Le mélangeur est un organe configuré pour perturber un écoulement laminaire d'un fluide, notamment le fluide réfrigérant. Ainsi, le mélangeur procure un mélange d'une phase liquide avec une phase gazeuse du fluide réfrigérant circulant à l'intérieur de la troisième chambre.

Le mélangeur est par exemple formé d’un corps poreux. Par exemple encore, le mélangeur est formé d'un corps comportant des obstacles à l'encontre d'un écoulement laminaire du fluide réfrigérant à l'intérieur de la deuxième chambre. Par exemple encore, le mélangeur est tonné d'un corps conformé en hélice ou composé d'une pluralité d'hélices aboutées suivant leur axe d'enroulement en étant successivement radialement décalées les unes par rapport aux autres. Le mélangeur est par exemple encore constitué d'une mousse formée d'un enchevêtrement de fibres ou de fils.

Selon une forme de réalisation la bouche d'entrée est ménagée à une première extrémité longitudinale du deuxième conduit.

Une deuxième extrémité longitudinale du deuxième conduit et les extrémités longitudinales du premier conduit sont notamment fermées pour forcer le passage du fluide réfrigérant à travers le ou les passages et respectivement à travers le ou les orifices. La deuxième extrémité longitudinale du deuxième conduit est notamment longitudinalement opposée à la première extrémité longitudinale du deuxième conduit pourvue de la bouche d'entrée.

En d'autres termes, la fermeture de la deuxième extrémité longitudinale du deuxième conduit force le passage du fluide réfrigérant à travers le ou les passages pour sa pulvérisation vers la troisième chambre. La fermeture des extrémités longitudinales du premier conduit force le passage du fluide réfrigérant à travers le ou les orifices pour sa pulvérisation vers la première chambre.

La deuxième extrémité longitudinale du deuxième conduit et/ou les extrémités longitudinales du premier conduit sont par exemple fermées par la paroi de la boîte collectrice et/ou par au moins un embout ménagé à l'une au moins des extrémités longitudinales du deuxième conduit et/ou des extrémités longitudinales du premier conduit.

Diverses modalités de fermeture spécifiques de la deuxième extrémité longitudinale du deuxième conduit et/ou des extrémités longitudinales du premier conduit peuvent être utilisées isolément ou en combinaison.

Selon un exemple, l’une au moins de la deuxième extrémité longitudinale du deuxième conduit et des extrémités longitudinales du premier conduit sont fermées par la paroi de la boîte collectrice.

Par exemple encore, l'une au moins de la deuxième extrémité longitudinale du deuxième conduit et des extrémités longitudinales du premier conduit sont fermées par au moins un embout. Ledit au moins un embout est notamment ménagé à l'une au moins des extrémités longitudinales du deuxième conduit et/ou des extrémités longitudinales du premier conduit.

Les embouts peuvent être avantageusement exploités pour solidariser le dispositif de distribution à l'intérieur de la première chambre. Plus particulièrement selon une forme de réalisation, le dispositif de distribution est monté à l'intérieur de la première chambre par l'intermédiaire des embouts fixés, notamment par brasage, sur la paroi de la boîte collectrice.

Selon une forme avantageuse de réalisation, les embouts forment des organes de positionnement du dispositif de distribution à l'intérieur de la première chambre et/ou des organes de positionnement du premier conduit et du deuxième conduit l'un par rapport à l'autre et/ou par rapport à la paroi de la boîte collectrice. L’invention a aussi pour objet un échangeur thermique équipé d'une boîte collectrice telle qu'elle vient d'être décrite. Plus particulièrement, l'échangeur thermique comprend des tubes d'un faisceau de tubes qui débouchent sur la première chambre en étant successivement disposés suivant la direction longitudinale du dispositif de distribution.

Plus particulièrement, un chemin de circulation du fluide réfrigérant depuis la bouche d'entrée vers les débouchés des tubes du faisceau comprend successivement la deuxième chambre, la troisième chambre et la première chambre.

Le fluide réfrigérant est ainsi apte à circuler depuis la bouche d'entrée à l'intérieur de la deuxième chambre qui est ménagée à l'intérieur du deuxième conduit. Puis, le fluide réfrigérant est apte à être évacué à travers le ou les passages vers la troisième chambre qui est ménagée entre le deuxième conduit et le premier conduit. Puis, le fluide réfrigérant est apte à circuler à l'intérieur de la troisième chambre, notamment autour du deuxième conduit, puis à être pulvérisé hors du premier conduit à travers le ou les orifices vers la première chambre. Puis, le fluide réfrigérant est apte à circuler à l'intérieur de la première chambre vers les débouchés des tubes du faisceau pour leur alimentation en fluide réfrigérant. On notera que le dispositif de distribution est installé dans la première chambre de sorte à ce que le fluide réfrigérant circule de part et d’autre du deuxième conduit, en direction des tubes du faisceau de tubes.

Le ou les orifices sont notamment angulairement décalés autour du premier axe longitudinal d'un angle compris entre 90° et 270° par rapport à une droite perpendiculaire aux débouchés des tubes du faisceau sur la première chambre. Cette droite perpendiculaire aux débouchés des tubes du faisceau est parallèle à une direction d’extension longitudinale des tubes.

Idéalement l'angle du décalage angulaire entre le ou les orifices et la droite perpendiculaire aux débouchés des tubes du faisceau est de 180°, pour optimiser le chemin parcouru par le fluide réfrigérant à l'intérieur de la première chambre autour du dispositif de distribution préalablement à sa distribution vers les tubes du faisceau.

Le fluide réfrigérant pulvérisé à travers le ou les orifices circule ainsi au moins en partie autour du premier conduit à l'intérieur de la première chambre préalablement à sa distribution vers les tubes du faisceau. Le mélange du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse est ainsi complété lors de sa circulation à l'intérieur de la première chambre autour du dispositif de distribution.

Selon une forme de réalisation, les débouchés des tubes du faisceau sur la première chambre sont ménagés à travers une plaque collectrice constitutive de la paroi de la boîte collectrice, celle étant alors formée de cette plaque collectrice et d’un couvercle formé par le reste de la paroi.

Plus particulièrement selon une forme avantageuse de réalisation, les tubes sont délimités par des plaques empilées suivant la direction longitudinale du dispositif de distribution. Les plaques incorporent la boîte collectrice en comportant des œillets délimitant la première chambre. Les œillets sont traversés par le dispositif de distribution et sont prolongés par des extensions délimitant les tubes du faisceau entre elles. Alternativement, les tubes peuvent être délimités par des conduits par exemple extrudés, coiffés par la boîte collectrice selon l’invention. L'échangeur thermique est plus particulièrement configuré pour être utilisé en tant qu’évaporateur. L'échangeur thermique peut être utilisé pour refroidir un flux d'air le traversant ou pour refroidir un liquide dédié au refroidissement d'un organe, tel qu'au moins une batterie d'un véhicule fournissant l'énergie nécessaire au moins en partie à sa propulsion. L'invention a aussi pour objet un circuit de fluide réfrigérant comprenant au moins un compresseur, un condenseur, un dispositif de détente et un échangeur thermique conforme à l’invention, parcourus par un fluide réfrigérant. L'invention a aussi pour objet une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation, ou installation de conditionnement d'air, configurée pour équiper un véhicule. L'installation de conditionnement d'air de l'invention comprend au moins un échangeur thermique conforme à l'invention. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif et pour exemple en relation avec les dessins des planches annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une illustration schématique d'un circuit de circulation d'un fluide réfrigérant participant d'une installation de conditionnement d'air d'un véhicule. - la figure 2 est une illustration schématique d'un échangeur thermique que comporte le circuit schématisé sur la figure 1. - les figures 3 à 7 sont des illustrations partielles en coupe transversale d'un échangeur thermique équipé d'une boîte collectrice conforme à l'invention selon différentes formes respectives de réalisation. - la figure 8 est une illustration partielle en coupe longitudinale d'un échangeur thermique équipé d'une boîte collectrice conforme à l'invention. - la figure 9 est une illustration en perspective d'un dispositif de distribution configuré pour être monté à l'intérieur d'une boîte collectrice conforme à l'invention.

Les figures et leur description exposent l'invention de manière détaillée et selon des modalités particulières de sa mise en œuvre. Elles peuvent bien entendu servir à mieux définir l'invention.

Sur la figure 1, une installation de conditionnement d'air pour un véhicule, notamment automobile, comprend un circuit 1 fermé à l’intérieur duquel circule un fluide réfrigérant FR. Sur l'exemple de réalisation illustré, le circuit 1 comprend essentiellement, successivement suivant le sens SI de circulation du fluide réfrigérant FR, un compresseur 2, un condenseur 3 ou refroidisseur de gaz, un organe de détente 4 et au moins un échangeur thermique 5. L'exemple donné d'une architecture minimale du circuit 1 est donné à titre indicatif et n'est pas restrictif quant à la portée de l'invention au regard de diverses architectures potentielles du circuit 1. L'échangeur thermique 5 est par exemple dédié au refroidissement d’un flux d'air FA le traversant, tel qu'illustré sur la figure 2. Un tel flux d'air FA est notamment exploité pour traiter thermiquement l'air de l’habitacle du véhicule ou par exemple encore pour refroidir un organe du véhicule en fonctionnement. Par exemple encore, l'échangeur thermique 5 est dédié au refroidissement d'un liquide exploité pour refroidir un organe du véhicule en fonctionnement, tel qu'une ou plusieurs batteries fournissant l'énergie électrique à une motorisation électrique propulsive du véhicule.

Sur la figure 1 et la figure 2, l'échangeur thermique 5 comprend un faisceau 6 interposés entre une boîte collectrice 7 et une boîte de renvoi 8. La boîte collectrice 7 s'étend suivant une direction longitudinale DI orientée perpendiculairement à une direction D3 d'extension des tubes 12 du faisceau 6 entre la boîte collectrice 7 et la boîte de renvoi 8. La boîte collectrice 7 délimite une chambre 9 alimentée en fluide réfrigérant FR à travers une bouche d’entrée 10. Le fluide réfrigérant FR circule à l'intérieur de l'échangeur thermique 5 pour refroidir au moins les tubes 12 du faisceau 6, puis est évacué hors de l'échangeur thermique 5 à travers une bouche de sortie 11.

Sur l'exemple illustré, la bouche de sortie 11 est ménagée à travers la boîte collectrice 7, ce qui implique que l’échangeur thermique 5 est un échangeur thermique à circulation en « U ». Selon une variante, la bouche de sortie 11 peut être ménagée à travers la boîte de renvoi 8, ce qui implique alors que l’échangeur thermique 5 est un échangeur thermique à circulation en « I ».

Sur la figure 2, l'échangeur thermique 5 est du type à circulation en U du fluide réfrigérant FR. Sur l'exemple illustré, l’échangeur thermique 5 est destiné au refroidissement d'un flux d'air FA. Les tubes 12 du faisceau 6 comportent typiquement des ailettes 13 favorisant l'échange thermique entre le flux d’air FA et les tubes 12 du faisceau 6. Le flux d'air FA traverse le faisceau 6 transversalement au plan général PI de l'échangeur thermique 5, en s'écoulant le long des tubes 12.

Le fluide réfrigérant FR circule depuis la boîte collectrice 7 vers une première nappe 12a de tubes 12 du faisceau 6 dédiés à l'alimentation de la boîte de renvoi 8 en fluide réfrigérant FR. Puis le fluide réfrigérant FR circule depuis la boîte de renvoi 8 vers la boîte collectrice 7 à travers une deuxième nappe 12b de tubes 12 du faisceau 6. La première nappe 12a et la deuxième nappe 12b sont superposées suivant le sens de circulation du flux d'air FA à travers l'échangeur thermique 5.

Une telle configuration de l'échangeur thermique 5 rend particulièrement utile l'obtention d'une distribution homogène du fluide réfrigérant FR entre sa phase liquide et sa phase gazeuse et une distribution homogène du fluide réfrigérant FR le long de la boîte collectrice 7 vers chacun des tubes 12 de la première nappe 12a du faisceau 6. L'exemple décrit de l'architecture de l'échangeur thermique 5 et des modalités de circulation du fluide réfrigérant FR entre la boîte collectrice 7 et la boîte de renvoi 8, sont données à titre indicatif et ne sont pas restrictifs quant à la portée de l'invention.

Sur la figure 1 et la figure 2, la chambre 9 loge un dispositif de distribution 18 s'étendant suivant une direction longitudinale D2 parallèle à la direction longitudinale Dl d'extension de la boîte collectrice 7.

Le dispositif de distribution 18 comprend un conduit 14 s’étendant suivant un axe longitudinal Al entre une première extrémité 15 et une deuxième extrémité 16 du dispositif de distribution 18. Le conduit 14 est notamment destiné à procurer une homogénéisation du fluide réfrigérant FR entre sa phase liquide et sa phase gazeuse lors de son évacuation hors du conduit 14. L'axe longitudinal Al du conduit 14 est orienté parallèlement à la direction Dl d'extension de la boîte collectrice 7 et définit la direction longitudinale D2 d'extension du dispositif de distribution 18. Le dispositif de distribution 18 est potentiellement centré à l'intérieur de la boîte collectrice 7 tel qu'illustré sur la figure 4 ou excentré à l'intérieur de la boîte collectrice 7 par rapport à un axe longitudinal médian d’extension de la première chambre 9a, tel qu'illustré sur la figure 3.

Le dispositif de distribution 18 comporte une bouche d'entrée 10 pour son alimentation en fluide réfrigérant LR. Sur l'exemple illustré sur la figure 1 et la figure 2, la bouche d'entrée 10 est ménagée à une première extrémité longitudinale du conduit 14. La bouche d'entrée 10 est susceptible de recevoir le fluide réfrigérant LR depuis l'extérieur du dispositif de distribution 18, soit directement, soit via un organe de jonction de l'échangeur thermique 5 avec le circuit fluidique 1 illustré sur la figure 1. La deuxième extrémité du conduit 14 est fermée.

Au moins un orifice 17 est ménagé à travers le conduit 14 pour l'évacuation du fluide réfrigérant LR depuis le conduit 14 vers la chambre 9. Le conduit 14 comporte de préférence une pluralité d'orifices 17 ménagés sur au moins une partie de sa longueur pour favoriser l'homogénéisation du fluide réfrigérant LR évacué le long du conduit 14 entre sa phase liquide et sa phase gazeuse.

En se référant aussi à la figure 1 et à la figure 2, les boîtes collectrices 7 illustrées sur les figure 3 à 8 logent des dispositifs de distribution 18 à l'intérieur de la chambre 9, dite première chambre 9a. Les dispositifs de distribution 18 s'étendent suivant une direction longitudinale D2 orientée suivant la direction longitudinale DI des boîtes collectrices 7.

Chacun de ces dispositifs de distribution 18 comprend le conduit 14, dit premier conduit 14, comportant les orifices 17. Le premier conduit 14 entoure un deuxième conduit 19 à distance transversale Lg2, par rapport à la direction longitudinale D2 des dispositifs de distribution 18. Le deuxième conduit 19 comporte la bouche d'entrée 10 et des passages 20 de pulvérisation du fluide réfrigérant ER admis à l'intérieur du deuxième conduit 19 via la bouche d'entrée 10 ménagée à la première extrémité longitudinale 15a du deuxième conduit 19.

Le premier conduit 14 s’étend suivant un premier axe longitudinal Al et le deuxième conduit 19 s'étend suivant un deuxième axe longitudinal A2. Le premier axe longitudinal A l et le deuxième axe longitudinal A2 sont orientés parallèlement à la direction longitudinale D2 du dispositif de distribution 18.

Sur les figures 3 à 5 et sur les figures 7 à 9, le premier axe longitudinal Al et le deuxième axe longitudinal A2 sont confondus. On comprend ici que le premier conduit 14 et le deuxième conduit 19 sont alors coaxiaux, au moins pour la partie où sont répartis les orifices 17 et les passages 20.

Sur la figure 6, le premier conduit 14 et le deuxième conduit 19 sont excentrés l’un par rapport à l'autre. Selon l’exemple particulier illustré, le premier conduit 14 et le deuxième conduit 19 sont placés en contact l'un avec l’autre par l'intermédiaire de leurs parois 14a, 19a. La zone de contact ZI du premier conduit 14 et du deuxième conduit 19 s'étend suivant des génératrices confondues définissant les parois 14a, 19a du premier conduit 14 et du deuxième conduit 19, qui présentent alors des sections transverses circulaires.

Sur les figures 3 à 8, les passages 20 sont ménagés à travers la paroi 19a du deuxième conduit 19 et communiquent d'une part avec l'évidement du deuxième conduit 19 qui forme une deuxième chambre 9b et d'autre part avec l'espace ménagé entre le deuxième conduit 19 et le premier conduit 20 qui forme une troisième chambre 9c. La troisième chambre 9c est en communication avec la première chambre 9a via les orifices 17 ménagés à travers la paroi 14a du premier conduit 14.

En d'autres termes, la paroi 19a du deuxième conduit 19 délimite la deuxième chambre 9b et au moins en partie la troisième chambre 9c qui est délimitée entre la paroi 14a du premier conduit 14 et la paroi 19a du deuxième conduit 19. La paroi 19a du deuxième conduit 19 forme une paroi de séparation entre la deuxième chambre 9b et la troisième chambre 9c. La deuxième chambre 9b et la troisième chambre 9c communiquent entre elles via les passages 20 qui sont ménagés à travers la paroi de séparation. La troisième chambre 9c communique avec la première chambre 9a via les orifices 17 ménagés à travers la paroi 14a du premier conduit 14.

Sur les figures 3 à 9, les orifices 17 sont répartis le long du premier conduit 14 en étant alignés suivant une première droite Ll, visible sur la figure 9. Les passages 20 sont répartis le long du deuxième conduit 19 suivant une deuxième droite L2. La première droite Ll et la deuxième droite L2 sont orientées parallèlement aux axes longitudinaux Al, A2 des conduits 14, 19 ou en d'autres termes parallèlement à la direction longitudinale D2 du dispositif de distribution 18.

Les passages 20 et les orifices 17 sont angulairement décalés les uns par rapport aux autres autour du deuxième axe longitudinal A2, d'un angle B1 compris entre 30° et 180°. Par exemple sur les figures 3 et 4, les passages 20 sont angulairement décalés par rapport aux orifices 17 d'un angle B1 de 120°. Par exemple encore sur la figure 5 et les figures 7 à 9, les passages 20 sont angulairement décalés par rapport aux orifices 17 d'un angle B1 de 180°. Par exemple encore sur la figure 6, les passages 20 sont angulairement décalés par rapport aux orifices 17 d'un angle B1 de 90°.

Sur les figures 3 à 8, les tubes 12 du faisceau 6 que comporte l'échangeur thermique 5 débouchent sur la première chambre 9a pour leur alimentation en fluide réfrigérant PR. Sur les exemples de réalisation illustrés, les débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 sont ménagés à travers la paroi 7a de la boîte collectrice 7 délimitant la première chambre 9a. Selon une variante, les tubes 12 du faisceau 6 peuvent traverser la paroi 7a de la boîte collectrice 7 pour s'étendre et déboucher à l'intérieur de la première chambre 9a.

Les orifices 17 sont angulairement décalés autour du premier axe longitudinal Al par rapport à une droite perpendiculaire à un débouché 24 d’un tube 12 du faisceau 6 sur la première chambre 9a, de manière à optimiser le chemin parcouru par le fluide réfrigérant PR à l'intérieur de la première chambre 9a préalablement à sa distribution vers les tubes 12 du faisceau 6. L'angle B2 de décalage angulaire des orifices 17 par rapport à cette droite perpendiculaire aux débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 est susceptible d'être compris entre 90° et 270°. Sur les exemples illustrés aux figures, l'angle B2 de décalage angulaire des orifices 17 par rapport à la droite perpendiculaire aux débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 est de 180°. On comprend ici que les orifices 17 sont disposés dans la boîte collectrice de sorte à ne pas faire face directement aux débouchés des tubes à qui ces orifices 17 sont affectés. Le fluide réfrigérant vient donc frapper au moins une paroi avant d’entrer dans le tube concerné.

Plus particulièrement visible sur les figures 8 et 9, le nombre d'orifices 17 et le nombre de passages 20 sont différents. Par exemple, pour une longueur Lgl (figure 9) donnée de 245 mm de la partie du dispositif de distribution 18 comportant les passages 20 et les orifices 17, les passages 20 sont au nombre de quarante et un et les orifices 17 sont au nombre de vingt et un. On notera que le nombre d’orifices 17 peut être avantageusement adapté au nombre de tubes 12 du faisceau 6 à alimenter en fluide réfrigérant FR, pour parfaire une alimentation en fluide réfrigérant FR homogène et sensiblement équivalente pour chacun des tubes 12 du faisceau 6 le long du dispositif de distribution 18.

Sur les figures 3 à 6 et 9, les sections SI des débouchés des orifices 17 et les sections S2 des débouchés des passages 20 sont différentes. Sur la figure 7, les sections SI des débouchés des orifices 17 et les sections S2 des débouchés des passages 20 sont égales. Il est entendu que la structure illustrée aux figures 3 à 6 et 9 pourrait fonctionner avec des sections SI de débouchés des orifices 17 et des sections S2 de débouchés des passages 20 qui sont identiques. De même pour la figure 7 où les sections S1 des débouchés des orifices 17 et les sections S2 des débouchés des passages 20 peuvent être différentes.

Plus particulièrement pour la longueur Lgl du dispositif de distribution précédemment indiquée de 245 mm, le cumul des sections SI des débouchés de l'ensemble des orifices 17 divisée par la longueur Lgl indiquée du dispositif de distribution 18 est compris entre 0,01 mm2/m et 0,1 mm2/m. Le cumul des sections S2 des débouchés de l'ensemble des passages 20 divisés par la longueur Lgl du dispositif de distribution 18 est compris entre 0,01 mm2/m et 0,1 mm2/m.

Sur les figures 3 à 9, le premier conduit 14 et le deuxième conduit 19 sont de conformation annulaire. Par exemple sur les figures 3 et 4 et sur les figures 6 à 9, la section annulaire du premier conduit 14 et du deuxième conduit 19 est de conformation transverse régulière, notamment circulaire. Par exemple encore sur la figure 5, la conformation annulaire du premier conduit 14 et du deuxième conduit 19 est de conformation transverse irrégulière, notamment oblongue.

Le dispositif de distribution 18 peut être fixé à la paroi 7a de la boîte collectrice 7 sur sa longueur tel qu'illustré sur la figure 8 et/ou à ses extrémités longitudinales 15, 16 par l’intermédiaire d'embouts 21a, 21b, tel qu’illustré sur la figure 9.

Par exemple sur la figure 8, la première chambre 9a est délimitée par des œillets 23 successivement aboutés et fixés les uns autres, notamment par brasage, suivant la direction longitudinale DI de la boîte collectrice 7, ou en d'autres ternies suivant la direction longitudinale D2 du dispositif de distribution 18.

Le dispositif de distribution 18 traverse successivement les œillets 23 auxquels il est fixé, notamment par brasage. Sur l'exemple de réalisation illustré sur la figure 8, les œillets 23 sont ménagées à l’extrémité de plaques 26 délimitant entre elles les tubes 12 du faisceau 6. Les débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 sont ainsi formés par des ouvertures ménagés à travers les œillets 23 délimitant la première chambre 9a. Les œillets 23 comportent des collerettes 25 traversées par le dispositif de distribution 18 suivant la direction longitudinale DI de la boîte collectrice 7.

Selon l’exemple illustré sur la figure 8, la première chambre 9a est compartimentée en une pluralité de cellules 27. Chacune des cellules 27 est délimitée entre le premier conduit 14 et une paire de plaques 26, ou plus particulièrement et en d’autres termes entre le premier conduit 14 et les collerettes 25.

Au moins un orifice 17 débouche sur chacune des cellules 27 pour procurer une alimentation individuelle des cellules 27 en fluide réfrigérant ER. Sur l'exemple illustré, chaque orifice 17 débouche sur une cellule 27 qui lui est affectée. Les plaques 26, délimitant une même cellule 27, ménagent entre elles le débouché 24 d’un tube 12 du faisceau 6 sur la première chambre 9a.

Chacune des cellules 27 ménage un espace El de circulation du fluide réfrigérant ER partiellement autour du premier conduit 14. Les cellules 27 sont ouvertes vers les tubes 12 du faisceau 6 pour former leur débouché 24 sur la première chambre 9a.

Selon un autre exemple illustré à la figure 9, le dispositif de distribution 18 est équipé des embouts 21a, 21b fixés aux extrémités longitudinales 15b, 16b du premier conduit 14 et/ou aux extrémités longitudinales 15a, 16a du deuxième conduit 19. Les embouts 21a, 21b forment des organes de montage et de fixation, notamment par brasage, du dispositif de distribution 18 sur la paroi 7a de la boîte collectrice 7.

Les embouts 21a, 21b forment aussi au moins en partie des organes de fermeture des extrémités longitudinales 15b, 16b du premier conduit 14 et de la deuxième extrémité longitudinale 16a du deuxième conduit 19 longitudinalement opposée à sa première extrémité longitudinale 15a pourvue de la bouche d'entrée 10. Les fermetures du premier conduit 14 et du deuxième conduit 19 à leurs extrémités longitudinales 16a ; 15b, 16b peuvent aussi être au moins en partie procurée par la paroi 7a de la boîte collectrice 7 sur laquelle les conduits 14, 19 sont fixés.

Le premier conduit 14 et le deuxième conduit 19 sont maintenus à distance Lg2 l’un de l’autre, d’une valeur comprise entre 0,5 mm et 2 mm, pour ménager la troisième chambre 9c entre eux. Sur les figures 3 à 5, 7 à 9, cette distance Lg2 est constante tout autour du deuxième conduit 19. Sur l’exemple de la figure 6, cette distance Lg2 varie périphériquement autour du deuxième conduit 19, d’une distance égale à zéro où le premier conduit 14 touche le deuxième conduit 19 à une distance Lg2 maximum au droit de l’orifice 17.

Un dispositif d’espacement 22 est interposé entre le premier conduit 14 et le deuxième conduit 19 en formant un organe de fixation et/ou un organe de positionnement relatif entre le deuxième conduit 19 et le premier conduit 14. Diverses formes de réalisation du dispositif d’espacement 22 peuvent être mises en œuvre.

Le premier conduit 14 et le deuxième conduit 19 peuvent être aussi placés en contact entre eux par l'intermédiaire du dispositif d'espacement 22 dédié.

Le dispositif d'espacement 22 peut par exemple être formé au moins en partie par les embouts 21a, 21b sur lesquels sont fixés le premier conduit 14 et le deuxième conduit 19 à distance transverse Lg2 l'un de l'autre.

Par exemple encore sur les figures 3 à 5 et sur la figure 7, le dispositif d'espacement 22 peut être formé au moins en partie par au moins une entretoise 22a disposée à l'intérieur de la troisième chambre 9c en interposition entre les parois 14a, 19a du premier conduit 14 et du deuxième conduit 19. L'entretoise 22a est notamment interposée entre le premier conduit 14 et le deuxième conduit 19 en s'étendant suivant la direction longitudinale D2 du dispositif de distribution 18.

Plus particulièrement sur les figures 3 à 5, l'entretoise 22a comprend par exemple une pluralité de composants 28 répartis autour du deuxième conduit 19. Les composants 28 de l'entretoise 22a sont notamment rapportés à l'intérieur du dispositif de distribution 18 en étant fixés, notamment par brasage, sur le deuxième conduit 19 et sur le premier conduit 14.

Chaque composant 28 s'étend partiellement en périphérie du deuxième conduit 19 pour ne pas faire obstacle à une circulation du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la troisième chambre 3c.

Sur les figures 3 et 4 par exemple, les composants 28 de l'entretoise 22a sont au moins au nombre de trois et sont radialement répartis à 120° autour du deuxième conduit 19 suivant un cercle définissant la circonférence annulaire du deuxième conduit 19. Les composants 28 de l'entretoise 22a peuvent aussi être répartis le long du deuxième conduit 19 et être en nombre supérieur à trois.

Par exemple encore sur la figure 5, les composants 28 de l'entretoise 22a sont au moins au nombre de deux en étant conformés en portion d’anneaux. Les composants 28 s'étendent notamment sur une plage angulaire d'au moins 90° centrée sur l'axe longitudinal A2 du deuxième conduit 19.

Sur la figure 7, l'entretoise 22a est par exemple encore formée d'un mélangeur 29 configuré pour faire obstacle à un écoulement laminaire du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la troisième chambre 9c. Le mélangeur 29 est notamment formé d'un corps s'étendant suivant la direction longitudinale D2 du dispositif de distribution 18. Sur l'exemple illustré, le corps est formé d'une tôle roulée comportant des reliefs perturbant l'écoulement du fluide réfrigérant FR à l’intérieur de la troisième chambre 9c, pour favoriser son mélange entre sa phase liquide et sa phase gazeuse à l'intérieur de la troisième chambre 9c.

Selon l’exemple des figures 3, 5, 7 et 8, les passages 20 sont orientés en direction des débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 et les orifices 17 sont orientés diamétralement à l'opposé des débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6, par rapport au premier axe longitudinal Al du premier conduit 14.

Dans tous les modes de réalisation décrits ci-dessus, le fluide réfrigérant FR est admis à l'intérieur de la deuxième chambre 9b ménagée à l'intérieur du deuxième conduit 19, puis est pulvérisé à travers les passages 20 vers la troisième chambre 9c ménagée entre le premier conduit 14 et le deuxième conduit 19. Puis, le fluide réfrigérant circule à l'intérieur de la troisième chambre 9c au moins en partie autour du deuxième conduit 19 vers les orifices 17 que comporte le premier conduit 14.

Le fluide réfrigérant FR est alors pulvérisé à travers les orifices 17 vers chacune des cellules 27 de la première chambre 9a pour la variante de la figure 8, ou vers la première chambre 9a de la boîte collectrice 7 pour les autres modes de réalisation. Puis le fluide réfrigérant FR circule à l'intérieur des cellules 27 de la première chambre 9a, ou dans la première chambre 9a, au moins en partie autour du premier conduit 14, ou en d'autres termes autour du dispositif de distribution 18, vers chacun des débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 qui communiquent avec les cellules 27 qui leurs sont affectés, dans le cas de la figure 8.

La description qui précède explique clairement comment l’invention permet d’atteindre les objectifs qu’elle s’est fixés et notamment de proposer une boîte collectrice qui homogénéise la répartition du fluide réfrigérant le long de la boîte collectrice pour garantir une admission quasi-identique de fluide réfrigérant dans chaque tube du faisceau que comporte l'échangeur thermique. En outre, les organisations structurelles du dispositif de distribution et/ou de la boîte collectrice leur confèrent une adaptabilité à moindres coûts selon l'agencement d'un échangeur thermique spécifique, notamment au regard du nombre de tubes du faisceau qu'il comporte.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier au dispositif de distribution et/ou à la boîte collectrice selon l’invention, notamment en ce qui concerne les modalités d'intégration du dispositif de distribution dans la boîte collectrice. La boîte collectrice vient d’être décrite à titre d’exemple non limitatif et son usage sera constitué dès lors : -) que le dispositif de distribution sera pourvu d'orifices et logé à l'intérieur d’une chambre délimitée par une paroi de la boîte collectrice, les orifices débouchant sur la chambre de la boîte collectrice qui loge le dispositif de distribution, et -) qu’il sera ménagé deux chambres de circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur du dispositif de distribution communicantes entre elles via des passages ménagés dans une paroi de séparation des chambres l'une de l'autre.

En tout état de cause, l’invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement décrits dans ce document, et s’étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens.

Claims (3)

1. REVENDICATIONS

   1. Boîte collectrice (7) d'un fluide réfrigérant (FR) pour un échangeur thermique (5), la boîte collectrice (7) comportant une paroi (7a) délimitant une première chambre (9a) qui loge un dispositif de distribution (18) du fluide réfrigérant (FR) à l'intérieur de la première chambre (9a), le dispositif de distribution (18) étant étendu suivant une direction longitudinale (D2) et comportant d'une part une bouche d'entrée (10) pour l'admission du fluide réfrigérant (FR) dans le dispositif de distribution (18) et d'autre part au moins un orifice (17) pour l'évacuation du fluide réfrigérant (FR) hors du dispositif de distribution (18) vers la première chambre (9a), caractérisée en ce que le dispositif de distribution (18) comprend au moins un premier conduit (14) qui est pourvu de l'orifice (17) et au moins un deuxième conduit (19) délimitant au moins en partie une deuxième chambre (9b) communicante avec la bouche d'entrée (18) et une troisième chambre (9c) communicante avec l'orifice (17), le deuxième conduit (19) comportant au moins un passage (20) de mise en communication de la deuxième chambre (9b) et de la troisième chambre (9c) entre elles, et caractérisée en ce que une distance (Lg2) qui sépare transversalement le premier conduit (14) du deuxième conduit (19) est comprise entre 0,5 mm et 2 mm.
2. 2. Boîte collectrice (7) selon la revendication 1, dans laquelle le premier conduit (14) entoure le deuxième conduit (19) en étant transversalement espacés l’un de l’autre par rapport à la direction longitudinale (D2) du dispositif de distribution (18), la deuxième chambre (9b) étant délimitée à l'intérieur du deuxième conduit (19) et la troisième chambre (9c) étant délimitée entre le deuxième conduit (19) et le premier conduit (14). 3. Boîte collectrice (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle un premier axe longitudinal (Al) du premier conduit (14) et un deuxième axe longitudinal (A2) du deuxième conduit (19) sont orientés parallèlement à la direction longitudinale (D2) du dispositif de distribution (18). 4. Boîte collectrice (7) selon la revendication 3, dans laquelle le premier axe longitudinal (Al) et le deuxième axe longitudinal (A2) sont confondus. 5 Boîte collectrice (7) selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans laquelle le passage (20) et l'orifice (17) sont angulairement décalés l'un par rapport à l'autre autour du deuxième axe longitudinal (A2) d'un angle (Bl) compris entre 30° et 180°.
3. 6. Boîte collectrice (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier conduit (14) comporte une pluralité d'orifices (17) répartis sur au moins une partie de sa longueur et dans laquelle le deuxième conduit (19) comporte une pluralité de passages (20) répartis sur au moins une partie de sa longueur. 7. Boîte collectrice (7) selon la revendication 6, dans laquelle les orifices (17) sont répartis le long d'une première droite (Ll) et dans laquelle les passages (20) sont répartis le long d'une deuxième droite (L2), la première droite (Ll) et la deuxième droite (L2) étant parallèles aux axes longitudinaux (Al, A2) des conduits (14, 19). 8. Boîte collectrice (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le nombre d'orifices (17) et le nombre de passages (20) sont différenciés. 9. Boîte collectrice (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le cumul des sections (S2) des débouchés des passages (20) divisé par la longueur (Lgl) de la partie du deuxième conduit (19) pourvue des passages (20) est compris entre 0,01 mm2/m et 0,05 mm2/m. 10. Boîte collectrice (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le cumul des sections (SI) des débouchés des orifices (17) divisé par la longueur de la partie du premier conduit (Lgl) pourvue des orifices (17) est compris entre 0,01 mm2 /m et 0,1 mm2/m. 11. Boîte collectrice (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier conduit (14) et le deuxième conduit (19) sont en partie en contact l'un avec l'autre. 12. Boîte collectrice (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins un dispositif d'espacement (22) est interposé entre le premier conduit (14) et le deuxième conduit (19). 13. Boîte collectrice (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la bouche d'entrée (10) est ménagée à une première extrémité longitudinale (15a)