FR3066149A1 - Echangeur de chaleur multi-passes constitutif d'un circuit de fluide refrigerant - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un échangeur de chaleur (5) destiné à être parcouru par un fluide réfrigérant, l'échangeur de chaleur (5) comprenant une première nappe (9) de premiers tubes et une deuxième nappe (11) de deuxièmes tubes, la première nappe (9) comprenant un premier collecteur (21) qui est pourvue d'une bouche d'évacuation (15) du fluide réfrigérant et qui comporte une pluralité de compartiments supérieurs dont un premier compartiment (41) interposé entre un deuxième compartiment et un troisième compartiment, la deuxième nappe (11) étant pourvue d'une bouche d'admission (16) du fluide réfrigérant, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (5) est équipé d'un moyen d'amenée (80) du fluide réfrigérant qui est interposé entre la bouche d'admission (16) et le premier compartiment supérieur (41).

Description

Echangeur de chaleur multi-passes constitutif d’un circuit de fluide réfrigérant

Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs de chaleur multi-passes constitutifs d’un circuit de fluide réfrigérant équipant un véhicule automobile. L'invention a pour objet 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 ladite 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-là, 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 document W02010073938A1 décrit un évaporateur comprenant deux nappes de tubes qui sont agencées parallèlement l’une à l’autre entre deux extrémités longitudinales de l’évaporateur. Une première nappe de tubes est disposée entre une boîte d’entrée et une première boîte de renvoi tandis qu’une deuxième nappe de tubes est disposée entre une boîte de sortie et une deuxième boîte de renvoi. La boîte d’entrée est pourvue d’une bouche d’admission du fluide réfrigérant, tandis que la boîte de sortie est pourvue d’une bouche d’évacuation du fluide réfrigérant. Un passage est ménagé entre la première boîte de renvoi et la deuxième boîte de renvoi pour permettre au fluide réfrigérant de circuler depuis la première nappe de tubes vers la deuxième nappe de tubes. L’évaporateur est un échangeur de chaleur multi-passes à l’intérieur duquel le fluide réfrigérant circule alternativement depuis la boîte d’entrée vers la première boîte de renvoi, puis de la première boîte de renvoi vers la boîte d’entrée, et alternativement depuis la deuxième boîte de renvoi vers la boîte de sortie, puis de la boîte de sortie vers la deuxième boîte de renvoi. Pour ce faire, des obturateurs sont logés à l’intérieur de la boîte d’entrée, de la boîte de sortie ainsi qu’à l’intérieur de la première et de la deuxième boîte de renvoi. L’obturateur logé à l’intérieur de la boîte d’entrée est pourvu d’un orifice pour laisser s’écouler à son travers le fluide réfrigérant à l’intérieur de la boîte d’entrée. A l’intérieur de l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, le flux d’air traverse successivement la deuxième nappe, puis la première nappe de l’évaporateur multi-passes.

Un premier inconvénient de l’agencement d’un tel évaporateur réside dans le fait que le flux d’air traverse en premier lieu la deuxième nappe, c’est-à-dire la nappe la plus chaude, puis la première nappe, c’est-à-dire la nappe la plus froide.

Un deuxième inconvénient de l’agencement d’un tel évaporateur réside dans le fait qu’une zone centrale de l’évaporateur qui s’étend entre la boîte d’entrée et la première boîte de renvoi et qui est située à égale distance des extrémités longitudinales de la boîte d’entrée et à égale distance des extrémités longitudinales de la première boîte de renvoi est insuffisamment alimentée en fluide réfrigérant le plus froid pour refroidir le plus efficacement possible un flux d’air traversant la zone centrale. D’une manière générale, 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’évaporateur. Il en résulte une hétérogénéité d’une température de divers points de surface de l’évaporateur qui induit une hétérogénéité d’une température du flux d’air en sortie de l’évaporateur, ce qui est insatisfaisant.

Un but de l'invention est de parfaire l'homogénéité de la distribution de fluide réfrigérant à l’intérieur de l’échangeur de chaleur, et notamment à l’intérieur des premiers tubes, 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 d’optimiser un échange de calories entre le fluide réfrigérant circulant à l’intérieur des premiers tubes, notamment en une zone centrale de l’échangeur de chaleur, et un flux d’air circulant à l’intérieur de l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation.

Un échangeur de chaleur de la présente invention est un échangeur de chaleur destiné à être parcouru par un fluide réfrigérant. L’échangeur de chaleur comprend une première nappe de premiers tubes et une deuxième nappe de deuxièmes tubes. La première nappe comprend un premier collecteur qui est pourvu d’une bouche d’évacuation du fluide réfrigérant et qui comporte une pluralité de compartiments supérieurs dont un premier compartiment interposé entre un deuxième compartiment et un troisième compartiment. La deuxième nappe est pourvue d’une bouche d’admission du fluide réfrigérant.

Selon la présente invention, l’échangeur de chaleur est équipé d’un moyen d’amenée du fluide réfrigérant qui est interposé entre la bouche d’admission et le premier compartiment supérieur. L’échangeur de chaleur comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seule ou en combinaison : - le moyen d’amenée comprend au moins un canal qui est interposé entre la bouche d’admission et le premier compartiment supérieur, - le moyen d’amenée comprend une première chambre interposée entre le canal et la bouche d’admission, - le moyen d’amenée comprend une deuxième chambre interposée entre le canal et le premier compartiment supérieur, - le canal s’étend à l’intérieur d’un plan longitudinal médian de l’échangeur de chaleur, - le plan longitudinal médian délimite la première nappe et la deuxième nappe, - le plan longitudinal médian est parallèle à une face d’entrée d’un flux d’air à l’intérieur de l’échangeur de chaleur, - la première chambre s’étend à l’intérieur d’un plan parallèle à un plan latéral de l’échangeur de chaleur qui est orthogonal, ou sensiblement orthogonal, à un plan longitudinal de l’échangeur de chaleur, - la deuxième chambre s’étend à l’intérieur d’un plan parallèle au plan latéral, - le canal est logé à l’intérieur d’une rainure aménagée entre le premier collecteur et le troisième collecteur, - la bouche d’admission et la bouche d’évacuation sont aménagées à l’intérieur d’un plan transversal qui est orthogonal, ou sensiblement orthogonal, au plan longitudinal et au plan latéral, - la bouche d’admission et la bouche d’évacuation sont aménagées à l’intérieur de plans respectifs distincts qui sont parallèles au plan longitudinal, - la bouche d’admission et la bouche d’évacuation sont aménagées à travers une même première joue de l’échangeur de chaleur, - le premier compartiment supérieur est un compartiment central de l’échangeur de chaleur situé à égale distance de la première joue et d’une deuxième joue de l’échangeur de chaleur. Alternativement, le premier compartiment supérieur peut être plus proche d’une première joue ou d’une deuxième joue de l’échangeur de chaleur. - l’échangeur de chaleur est un échangeur à plaques comprenant un empilement de premières plaques et de deuxièmes plaques assemblées deux à deux par leurs bords respectifs, - l’échangeur de chaleur comprend une plaque d’extrémité comportant un premier bombement qui délimite la première chambre conjointement avec la première joue, - l’échangeur de chaleur comprend une plaque de séparation comportant un deuxième bombement qui délimite la deuxième chambre conjointement avec une plaque, - le canal comprend un premier débouché en communication fluidique avec la première chambre, - le canal comprend un deuxième débouché en communication fluidique avec la deuxième chambre. L’invention porte aussi sur un circuit de fluide réfrigérant comprenant au moins un tel échangeur de chaleur. L’invention porte aussi sur une utilisation d’un tel échangeur de chaleur en tant qu’évaporateur logé à l’intérieur d’un boîtier d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipant un véhicule automobile. L’invention porte aussi sur une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour véhicule automobile, comprenant au moins un tel échangeur de chaleur et parcouru par un flux d’air circulant à l’intérieur de l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, dans laquelle l’échangeur de chaleur est disposé dans l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de manière à ce que le flux d’air entre dans l’échangeur de chaleur en premier lieu par la première nappe qui comporte le premier compartiment supérieur. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec les dessins des planches annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une illustration schématique d'un circuit de fluide réfrigérant comprenant un échangeur de chaleur de la présente invention, - la figure 2 est une illustration en perspective de l’échangeur de chaleur illustré sur la figure 1, - la figure 3 est une illustration schématique d’une coupe transversale supérieure de l’échangeur de chaleur représenté sur la figure 2, - la figure 4 est une illustration schématique d’une coupe transversale médiane de l’échangeur de chaleur représenté sur la figure 2, - la figure 5 est une illustration schématique d’une coupe transversale inférieure de l’échangeur de chaleur représenté sur la figure 2, - la figure 6 est une illustration schématique d’un chemin de circulation du fluide réfrigérant à l’intérieur de l’échangeur de chaleur représenté sur la figure 2, - la figure 7 est une illustration en vue de trois-quart de l’échangeur de chaleur représenté sur la figure 2, - la figure 8 est une illustration en vue de côté et de dessus de l’échangeur de chaleur représenté sur la figure 2, - la figure 9 est une vue en perspective d’une plaque constitutive de l’échangeur de chaleur représenté sur la figure 2, - les figures 10 et 11 sont des vues en perspective et partielles de l’échangeur de chaleur représenté sur la figure 2.

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

Sur la figure 1, est représenté un circuit 1 fermé à l’intérieur duquel circule un fluide réfrigérant LR. Sur l'exemple de réalisation illustré, le circuit de fluide réfrigérant 1 comprend successivement, suivant un sens SI de circulation du fluide réfrigérant LR à l’intérieur du circuit de fluide réfrigérant 1, un compresseur 2 pour comprimer le fluide réfrigérant LR, un condenseur ou un refroidisseur de gaz 3 pour refroidir le fluide réfrigérant LR, un organe de détente 4 à l’intérieur duquel le fluide réfrigérant LR subit une détente et un échangeur de chaleur 5 selon l'invention. L'échangeur de chaleur 5 est logé à l’intérieur d’un boîtier 6 d’une installation 7 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 LR et le flux d'air LA venant à son contact et/ou le traversant, tel qu'illustré sur la figure 2. Selon le mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant 1 décrit ci-dessus, l’échangeur de chaleur 5 est utilisé comme évaporateur pour refroidir le flux d’air LA, lors du passage du flux d’air LA au contact et/ou de part en part de l’échangeur de chaleur 5.

Sur la figure 2, l’échangeur de chaleur 5 est représenté à l’intérieur d’un repère orthonormé Oxyz. L’échangeur de chaleur 5 comprend une face d’entrée 8 du flux d’air LA qui s’étend selon un plan longitudinal PI parallèle au plan Oxy. La face d’entrée 8 est la face de l’échangeur de chaleur 5 à travers laquelle le flux d’air FA pénètre à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 5. La face d’entrée 8 est notamment la face de plus grandes dimensions de l’échangeur de chaleur 5. Le flux d’air FA s’écoule à travers l’échangeur de chaleur 5 sensiblement orthogonalement au plan longitudinal Pl. L’échangeur de chaleur 5 comprend deux nappes 9, 11 de tubes 10, 12, dont une première nappe 9 de premiers tubes 10 et une deuxième nappe 11 de deuxièmes tubes 12. La première nappe 9 comprend la face d’entrée 8, de telle sorte que la première nappe 9 est la nappe que le flux d’air FA traverse en premier lors de sa circulation à travers l’échangeur de chaleur 5. Autrement dit, le flux d’air FA traverse successivement la face d’entrée 8, puis la première nappe 9, puis la deuxième nappe 11. La première nappe 9 et la deuxième nappe 11 sont parallèles entre elles et parallèles au plan longitudinal Pl. Les premiers tubes 10 et les deuxièmes tubes 12 sont parallèles entre eux et s’étendent selon un premier axe d’extension générale Al qui est parallèle au plan longitudinal Pl.

Les premiers tubes 10 sont interposés entre un premier collecteur 21 de fluide réfrigérant FR et un deuxième collecteur 22 de fluide réfrigérant FR. Le premier collecteur 21 et le deuxième collecteur 22 s’étendent parallèlement à un deuxième axe d’extension générale A2 qui est orthogonal, ou sensiblement orthogonal, au premier axe d’extension générale Al. Le premier collecteur 21 et le deuxième collecteur 22 sont séparés l’un de l’autre et joints l’un à l’autre par les premiers tubes 10. Le premier collecteur 21 et le deuxième collecteur 22 sont contenus à l’intérieur d’un plan parallèle à un plan transversal P2 de l’échangeur de chaleur 5, qui est lui-même parallèle au plan Oyz. Le premier collecteur 21 est pourvu d’une bouche d’évacuation 15 du fluide réfrigérant FR hors de l’échangeur de chaleur 5.

Les deuxièmes tubes 12 sont interposés entre un troisième collecteur 23 de fluide réfrigérant FR et un quatrième collecteur 24 de fluide réfrigérant FR. Le troisième collecteur 23 et le quatrième collecteur 24 s’étendent parallèlement au deuxième axe d’extension générale A2. Le troisième collecteur 23 et le quatrième collecteur 24 sont séparés l’un de l’autre et joints l’un à l’autre par les deuxièmes tubes 12. Le troisième collecteur 23 et le quatrième collecteur 24 sont contenus à l’intérieur d’un plan qui est parallèle au plan transversal P2 de l’échangeur de chaleur 5. Le troisième collecteur 23 est pourvu d’une bouche d’admission 16 du fluide réfrigérant FR à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 5.

Chacun des premiers tubes 10 et des deuxièmes tubes 12 sont associés deux à deux en étant alignés à l’intérieur d’un même plan latéral P3, parallèle au plan Oyz.

Le premier collecteur 21 et le troisième collecteur 23 sont contigus l’un à l’autre dans un plan parallèle au plan P2 de l’échangeur de chaleur 5. Le deuxième collecteur 22 et le quatrième collecteur 24 sont contigus l’un à l’autre dans un autre plan parallèle au plan P2 de l’échangeur de chaleur 5.

La bouche d’admission 16 et la bouche d’évacuation 15 sont disposées à l’intérieur d’un plan parallèle au plan transversal P2 et sont aménagées à travers une première extrémité longitudinale 17 de l’échangeur de chaleur 5. Autrement dit, la bouche d’admission 16 et la bouche d’évacuation 15 sont aménagées côte à côte l’une de l’autre. On comprend ici que le premier collecteur 21 et le troisième collecteur 23 s’étendent dans le plan transversal P2 entre la première extrémité longitudinale 17 et une deuxième extrémité longitudinale 18 de l’échangeur de chaleur 5. Par ailleurs, les nappes 9, 11 de l’échangeur de chaleur 5 s’étendent longitudinalement le long du deuxième axe longitudinal A2 entre une première joue 19 et une deuxième joue 20, qui bordent respectivement l’échangeur de chaleur 5 sur toute sa hauteur parallèlement au plan transversal P2.

Sur la figure 3 qui illustre une coupe transversale supérieure de l’échangeur de chaleur 5 réalisée selon un plan qui traverse le premier collecteur 21 et le troisième collecteur 23 et qui est parallèle au plan transversal P2, le premier collecteur 21 et le troisième collecteur 23 sont compartimentés. Le premier collecteur 21 et le troisième collecteur 23 comprennent une pluralité de compartiments supérieurs 41, 42, 43, 44, 45.

On qualifie dans l’ensemble de la description de « supérieur » tout élément de l’échangeur de chaleur 5 situé au-dessus d’un plan qui est parallèle au plan transversal P2 et qui est interposé entre le premier collecteur 21 et le troisième collecteur 23 d’une part et les tubes 10, 12 d’autre part, et on qualifie de « inférieur » tout élément de l’échangeur de chaleur 5 situé en-dessous du plan qui est parallèle au plan transversal P2 et qui est interposé entre le premier collecteur 21 et le troisième collecteur 23 d’une part et les tubes 10, 12 d’autre part.

Le premier collecteur 21 comprend au moins un premier compartiment supérieur 41 qui est interposé entre un deuxième compartiment supérieur 42 et un troisième compartiment supérieur 43. Selon la variante illustrée sur la figure 3, le premier compartiment supérieur 41 est unique de telle sorte que la premier collecteur 21 comprend trois compartiments 41, 42, 43 et que le premier compartiment supérieur 41 est un compartiment central de l’échangeur de chaleur 5. Autrement dit et à titre d’exemple non limitatif, une première distance entre un barycentre du premier compartiment 41 et la première joue 19 est égale à une deuxième distance entre le barycentre du premier compartiment et la deuxième joue 20. Le premier compartiment supérieur 41, le deuxième compartiment supérieur 42 et le troisième compartiment supérieur 43 sont étanches les uns par rapport aux autres. A cet effet, le premier compartiment supérieur 41 et le deuxième compartiment supérieur 42 sont séparés l’un de l’autre par au moins une première cloison supérieure 51. A cet effet encore, le premier compartiment supérieur 41 et le troisième compartiment supérieur 43 sont séparés l’un de l’autre par au moins une deuxième cloison supérieure 52. Le deuxième compartiment supérieur 42, le premier compartiment supérieur 41 et le troisième compartiment supérieur 43 sont aménagés successivement l’un après l’autre le long d’un axe parallèle au deuxième axe d’extension générale A2. Le deuxième compartiment supérieur 42 est partiellement délimité par la première joue 19 et le troisième compartiment supérieur 43 est partiellement délimité par la deuxième joue 20.

Le troisième collecteur 23 comprend un quatrième compartiment supérieur 44 et un cinquième compartiment supérieur 45. Le quatrième compartiment supérieur 44 et le cinquième compartiment supérieur 45 sont étanches l’un par rapport à l’autre. A cet effet, le quatrième compartiment supérieur 44 et le cinquième compartiment supérieur 45 sont séparés l’un de l’autre par une troisième cloison supérieure 53. Le quatrième compartiment supérieur 44 et le cinquième compartiment supérieur 45 sont aménagés successivement l’un après l’autre le long d’un axe parallèle au deuxième axe d’extension générale A2. Le quatrième compartiment supérieur 44 est partiellement délimité par la deuxième joue 20 et le cinquième compartiment supérieur 45 est partiellement délimité par la première joue 19.

Selon un aspect de la présente invention, l’échangeur de chaleur 5 est équipé d’un moyen d’amenée 81 du fluide réfrigérant LR depuis la bouche d’admission 16 vers le premier compartiment supérieur 41, de telle sorte que le fluide réfrigérant LR pénétrant à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 5 circule depuis la bouche d’admission 16 vers la première nappe 9, et plus particulièrement vers le premier compartiment supérieur 41, qui est un compartiment central de l’échangeur de chaleur 5.

Ces dispositions sont telles que le fluide réfrigérant FR admis à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 5 est dirigé vers la première nappe 9, c’est-à-dire celle qui reçoit en premier lieu le flux d’air FA bien que la bouche d’admission 16 s’inscrive dans un plan de la deuxième nappe 11.

Le moyen d’amenée 80 du fluide réfrigérant FR met en communication fluidique la bouche d’admission 16 avec le premier compartiment supérieur 4L Le moyen d’amenée 80 comprend une première chambre 81 qui est en relation fluidique avec la bouche d’admission 16 par l’intermédiaire d’une première ouverture 80a. La première chambre 81 est en relation fluidique avec un canal 83 par l’intermédiaire d’un premier débouché 80b du canal 83. Le canal 83 est interposé entre la première chambre 81 et une deuxième chambre 82. Le canal 83 est en relation fluidique avec la deuxième chambre 82 par l’intermédiaire d’un deuxième débouché 80c. La deuxième chambre 82 est en relation fluidique avec le premier compartiment supérieur 41 par l’intermédiaire d’une quatrième ouverture 80d aménagée à travers une deuxième paroi 82a.

Le moyen d’amenée 80 est par exemple agencé au moins en partie selon l’axe Oz. A cet effet, la première chambre 81 est aménagée parallèlement au plan latéral P3, le canal 83 est aménagé selon le deuxième axe d’extension générale A2 et la deuxième chambre 82 est aménagée parallèlement au plan latéral P3.

Le canal 83 est préférentiellement aménagé à l’intérieur d’un plan longitudinal médian P4 qui délimite la première nappe 9 et la deuxième nappe 11. Le premier débouché 80b et le deuxième débouché 80c sont préférentiellement alignés selon le deuxième axe d’extension générale A2. Le premier débouché 80b et le deuxième débouché 80c sont préférentiellement aménagés à l’intérieur du plan longitudinal médian P4.

La première chambre 81 s’étend principalement à l’intérieur de la deuxième nappe 11. Toutefois, la première chambre 81 est susceptible de s’étendre partiellement à l’intérieur de la première nappe 9, en chevauchant le plan longitudinal médian P4.

La première chambre 81 est délimitée par la première joue 19 et une première paroi 81a qui s’étend sensiblement parallèlement au plan latéral P3. La première joue 19 est pourvue de la première ouverture 80a qui est en communication fluidique avec la bouche d’admission 16. Selon un exemple, la première paroi 81a est logée à l’intérieur du cinquième compartiment supérieur 45.

La deuxième chambre 82 s’étend principalement à l’intérieur de la première nappe 9. Toutefois, la deuxième chambre 82 est susceptible de s’étendre partiellement à l’intérieur de la deuxième nappe 11, en chevauchant le plan longitudinal médian P4.

La deuxième chambre 82 est délimitée par la première cloison supérieure 51 et la deuxième paroi 82a qui s’étend sensiblement parallèlement au plan latéral P3. La deuxième paroi 82a est pourvue de la quatrième ouverture 80d qui est en communication fluidique avec le premier compartiment supérieur 41. La deuxième paroi 82a est interposée entre la première cloison supérieure 51 et la deuxième cloison supérieure 52. La deuxième paroi 82a est notamment logée à l’intérieur du premier compartiment supérieur 41.

Sur la figure 4 qui illustre une coupe transversale médiane de l’échangeur de chaleur 5 réalisée selon un plan parallèle au plan transversal P2 et à égale distance du premier collecteur 21 et du troisième collecteur 23 d’une part, et du deuxième collecteur 22 et du quatrième collecteur 24 d’autre part, l’échangeur de chaleur 5 est un échangeur de chaleur multi-passes, dont la première nappe 9 comprend une pluralité de passes 31, 32, 33 et dont la deuxième nappe 11 comprend également une pluralité de passes 34, 35, 36. Les passes 31, 32, 33 de la première nappe 9 sont chacune formées d’une pluralité de premiers tubes 14 à l’intérieur desquels le fluide réfrigérant LR circule dans un même sens. Deux passes adjacentes 31, 32, 33 de la première nappe 9 comprennent des premiers tubes 10 à l’intérieur desquels le fluide réfrigérant LR circule dans des sens opposés, d’une passe à l’autre, comme cela est également apparent sur la figure 6. De même, les passes 34, 35, 36 de la deuxième nappe 11 sont chacune formées d’une pluralité de deuxièmes tubes 12 à l’intérieur desquels le fluide réfrigérant LR circule dans un même sens. Deux passes adjacentes 34, 35, 36 de la deuxième nappe 11 comprennent des deuxièmes tubes 12 à l’intérieur desquels le fluide réfrigérant LR circule dans des sens opposés, d’une passe à l’autre, comme cela est encore illustré sur la figure 6.

En observant la figure 4, on constate que chaque passe 31, 32, 33 de la première nappe 9 est placée en vis-à-vis d’une deuxième passe respective 34, 35, 36 de la deuxième nappe 11. Le fluide réfrigérant LR circulant dans les premiers tubes 10 d’une quelconque des passes 31, 32, 33 de la première nappe 9 circule dans un sens opposé à celui du fluide réfrigérant FR circulant dans des deuxièmes tubes 12 de la passe de la deuxième nappe 11 adjacente située dans un même plan parallèle au plan latéral P3.

Ainsi, la première nappe 9 comprend au moins une première passe 31 qui est interposée entre une deuxième passe 32 et une troisième passe 33. La deuxième passe 32 est délimitée au moins partiellement par la première joue 19 et la troisième passe 33 délimitée au moins partiellement par la deuxième joue 20. Selon la variante illustrée sur la figure 3, la première passe 31 est unique de telle sorte que la première nappe 9 comprend trois passes 31, 32, 33 et que la première passe 31 est une première passe centrale de l’échangeur de chaleur 5. Selon une autre variante de réalisation, les premières passes 31 sont en pluralité de telle sorte que la première nappe 9 comprend plus de trois passes, et notamment quatre passes.

De même, la deuxième nappe 11 comprend au moins une quatrième passe 34 qui est interposée entre une cinquième passe 35 et une sixième passe 36. La cinquième passe 35 est délimitée au moins partiellement par la première joue 19 et la sixième passe 36 est délimitée au moins partiellement par la deuxième joue 20. Selon la variante illustrée sur la figure 3, la quatrième passe 34 est unique de telle sorte que la deuxième nappe 11 comprend trois passes 34, 35, 36 et que la quatrième passe 34 est une passe centrale de l’échangeur de chaleur 5. Selon une autre variante de réalisation, les quatrièmes passes 34 sont en pluralité de telle sorte que la deuxième nappe 11 comprend plus de trois passes, et notamment quatre passes.

Les compartiments supérieurs 41, 42, 43 de la première nappe 9 sont en relation fluidique avec les passes 31, 32, 33 de la première nappe 9. Plus particulièrement, le premier compartiment supérieur 41 est en communication fluidique avec les extrémités supérieures des premiers tubes 10 de la première passe 31. Le deuxième compartiment supérieur 42 est en communication fluidique avec les extrémités supérieures des premiers tubes 10 de la deuxième passe 32. Le troisième compartiment supérieur 43 est en communication fluidique avec les extrémités supérieures des premiers tubes 10 de la troisième passe 33.

Les compartiments supérieurs 44, 45 de la deuxième nappe 11 sont en relation fluidique avec les passes 34, 35, 36 de la deuxième nappe 11. Plus particulièrement, le quatrième compartiment supérieur 44 est en communication fluidique avec les extrémités supérieures des deuxièmes tubes 12 de la cinquième passe 35. Le cinquième compartiment supérieur 45 est en communication fluidique avec les extrémités supérieures des deuxièmes tubes 12 de la quatrième passe 34 et les extrémités supérieures des premiers tubes 12 de la sixième passe 36.

Enfin, le troisième compartiment supérieur 43 et le quatrième compartiment supérieur 44 sont en communication fluidique l’un avec l’autre par rintermédiarre d’au moins un passage supérieur 54.

Sur la figure 5 qui illustre une coupe transversale inférieure de l’échangeur de chaleur 5 réalisée selon un plan qui traverse le deuxième collecteur 22 et le quatrième collecteur 24 et qui est parallèle au plan transversal P2, le deuxième collecteur 22 et le quatrième collecteur 24 sont compartimentées. Le deuxième collecteur 22 et le quatrième collecteur 24 comprennent une pluralité de compartiments inférieurs 61, 62, 63, 64.

Le deuxième collecteur 22 comprend un premier compartiment inférieur 61 et un deuxième compartiment inférieur 62. Le premier compartiment inférieur 61 et le deuxième compartiment inférieur 62 sont étanches l’un avec l’autre. A cet effet, le premier compartiment inférieur 61 et le deuxième compartiment inférieur 62 sont séparés l’un de l’autre par une première cloison inférieure 71. Le premier compartiment inférieur 61 et le deuxième compartiment inférieur 62 sont aménagés successivement l’un après l’autre le long d’un axe parallèle au deuxième axe d’extension générale A2. Le premier compartiment inférieur 61 est partiellement délimité par la deuxième joue 20et le deuxième compartiment inférieur 62 est partiellement délimité par la première joue 19.

Les compartiments inférieurs 61, 62 sont en relation fluidique avec les passes 31, 32, 33 de la première nappe 9. Plus particulièrement, le premier compartiment inférieur 61 est en communication fluidique avec les extrémités inférieures des premiers tubes 10 de la première passe 31 et avec les extrémités inférieures des premiers tubes 10 de la troisième passe 33. Le deuxième compartiment inférieur 62 est en communication fluidique avec les extrémités inférieures des premiers tubes 10 de la deuxième passe 32.

Le quatrième collecteur 24 comprend un troisième compartiment inférieur 63 et un quatrième compartiment inférieur 64. Le troisième compartiment inférieur 63 et le quatrième compartiment inférieur 64 sont étanches l’un avec l’autre. A cet effet, le troisième compartiment inférieur 63 et le quatrième compartiment inférieur 64 sont séparés l’un de l’autre par une deuxième cloison inférieure 72. Le troisième compartiment inférieur 63 et le quatrième compartiment inférieur 64 sont aménagés successivement l’un après l’autre le long d’un axe parallèle au deuxième axe d’extension générale A2. Le troisième compartiment inférieur 63 est délimité partiellement par la deuxième joue 20 et le quatrième compartiment inférieur 64 est délimité partiellement par la première joue 19.

Les compartiments inférieurs 63, 64 de la deuxième nappe 11 sont en relation fluidique avec les passes 34, 35, 36 de la deuxième nappe 11. Plus particulièrement, le troisième compartiment inférieur 63 est en communication fluidique avec les extrémités inférieures des deuxièmes tubes 12 de la quatrième passe 34 et avec les extrémités inférieures des deuxièmes tubes 12 de la cinquième passe 35. Le quatrième compartiment inférieur 64 est en communication fluidique avec les extrémités inférieures des deuxièmes tubes 12 de la sixième passe 36.

Enfin, le deuxième compartiment inférieur 62 et le quatrième compartiment inférieur 64 sont en communication fluidique l’un avec l’autre par l’intermédiaire d’au moins un passage inférieur 73.

Plus particulièrement, et en se reportant sur les figures 3 à 6, le fluide réfrigérant PR pénétrant à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 5 est admis par l’intermédiaire de la bouche d’admission 16 à l’intérieur de la première chambre 81, puis circule par l’intermédiaire du canal 83 jusqu’à la deuxième chambre 82. Le fluide réfrigérant PR circule depuis la deuxième chambre 82 vers le premier compartiment supérieur 41 par l’intermédiaire de la quatrième ouverture 80d. Puis, le fluide réfrigérant PR circule depuis le premier compartiment supérieur 41 jusqu’au premier compartiment inférieur 61 en empruntant les premiers tubes 10 de la première passe 31. Puis, le fluide réfrigérant PR s’écoule à l’intérieur du premier compartiment inférieur 61 pour atteindre les premiers tubes 10 de la troisième passe 33 et rejoindre le troisième compartiment supérieur 43. Puis, le fluide réfrigérant PR circule depuis le troisième compartiment supérieur 43 vers le quatrième compartiment supérieur 44 en empruntant le passage supérieur 54. Puis, le fluide réfrigérant PR circule depuis le quatrième compartiment supérieur 44 vers le troisième compartiment inférieur 63 en empruntant les deuxièmes tubes 12 de la cinquième passe 35.

Puis, le fluide réfrigérant FR s’écoule à l’intérieur du troisième compartiment inférieur 63 pour atteindre les deuxièmes tubes 12 de la quatrième passe 34 et rejoindre le cinquième compartiment supérieur 45. Puis, le fluide réfrigérant FR circule à l’intérieur du cinquième compartiment supérieur 45 pour rejoindre les deuxièmes tubes 12 de la sixième passe 36 et rejoindre le quatrième compartiment inférieur 64. Puis, le fluide réfrigérant FR s’écoule depuis le quatrième compartiment inférieur 64 vers le deuxième compartiment inférieur 62 en empruntant le passage inférieur 73. Puis, le fluide réfrigérant FR circule depuis le deuxième compartiment inférieur 62 vers le deuxième compartiment supérieur 42 en empruntant les premiers tubes 10 de la deuxième passe 32. Enfin, le fluide réfrigérant FR est évacué hors de l’échangeur de chaleur 5 en empruntant la bouche d’évacuation 15 qui est en communication fluidique avec le deuxième compartiment supérieur 42.

En se reportant sur les figures 7 et 8, l’échangeur de chaleur 5 est un échangeur à plaques qui comprend une pluralité de premières plaques 91 et de deuxièmes plaques 92 aboutées les unes aux autres par l’intermédiaire de leur rebords respectifs 91a, 92a pour former un premier tube 10 et un deuxième tube 12 ainsi que le premier collecteur 21, le deuxième collecteur 22, le troisième collecteur 23 et le quatrième collecteur 24. Plus particulièrement, une première plaque 91 et une deuxième plaque 92 sont aboutées par leur rebords respectifs 91a, 92a pour former conjointement un premier tube 10 et un deuxième tube 12, une pluralité de couples de premières plaques 91 et de deuxièmes plaques 92 étant empilées les uns sur les autres pour former la pluralité de tubes 10, 12, et donc l’échangeur de chaleur 5. Un organe de dissipation est également intercalé entre deux couples de plaques 91, 92, de manière à échanger avec le flux d’air FA qui passe au travers de l’échangeur de chaleur 5. Un tel organe prend par exemple la forme d’une intercalaire.

Le canal 83 est logé à l’intérieur d’une rainure 93 qui est aménagée entre le premier collecteur 21 et le troisième collecteur 23 et qui est parallèle au deuxième axe d’extension générale A2. Une telle rainure 93 prend la forme d’une découpe en forme de « U » ouverte vers l’extérieur de l’échangeur de chaleur 5. Une telle découpe est ainsi réalisée dans chacune des plaques 91, 92 constitutives des tubes 10, 12 formant la deuxième passe 32 et la sixième passe 36.

Selon une autre variante de réalisation, le canal 83 est issu d’œillets aménagés par déformation des premières plaques 91 et des deuxièmes plaques 92 qui sont juxtaposées les unes aux autres de telle sorte que les œillets sont en vis-à-vis et en contact les uns des autres pour former conjointement le canal du moyen d’amenée 80.

Sur la figure 9, chaque première plaque 91 et/ou chaque deuxième plaque 92 constitutive d’un même compartiment comprend quatre orifices 94, dont deux orifices 94 aménagés en une zone supérieure 95 de la première plaque 91 et/ou de la deuxième plaque 92, et dont deux orifices 94 aménagés en une zone inférieure 96 de la première plaque 91 et/ou de la deuxième plaque 92, de part et d’autre du plan longitudinal médian P4 et qui forment respectivement, lorsque les première et deuxième plaques 91, 92 sont aboutées entre elles, les collecteurs 21, 22, 23, 24. Chaque première plaque 91 et/ou chaque deuxième plaque 92 séparative de deux compartiments adjacents est exempte d’orifice en zone supérieure 95 et/ou inférieure 96. On notera à ce stade de la description que la première cloison supérieure 51, la deuxième cloison supérieure 52, la troisième cloison supérieure 53, la première cloison inférieure 71 et la deuxième cloison inférieure 72 sont avantageusement communes avec les premières plaques 91 ou les deuxièmes plaques 92 exemptes d’orifice.

En se reportant sur la figure 10, l’échangeur de chaleur 5 comprend une plaque d’extrémité 97 qui est appliquée contre une zone supérieure 95 de la première joue 19 et contre une face interne 98 de la première joue 19.

La plaque d’extrémité 97 comprend un premier bombement 99 qui forme la première paroi 81a pour délimiter la première chambre 81. Le premier bombement 99 forme avantageusement un obturateur de l’orifice 94 de la plaque adjacente 91, 92 pour empêcher le fluide réfrigérant LR de s’écouler de la première chambre 81 vers le cinquième compartiment 45. La première joue 19 comprend un rebord interne 100 sur lequel un bord inférieur 101 de la plaque d’extrémité 97 vient en appui.

Autrement dit, la première chambre 81 est bordée par la première joue 19 et la plaque d’extrémité 97 dont le premier bombement 99 délimite et définit un volume interne de la première chambre 81. Le premier bombement 99 est pourvu du premier débouché 80b du canal 83.

En se reportant sur la figure 11, l’échangeur de chaleur 5 comprend une plaque de séparation 102 qui est destinée à former la première cloison 51. A cet effet, la plaque de séparation 102 comprend un deuxième bombement 103 qui délimite et définit un volume interne de la deuxième chambre 82.

La plaque de séparation 102 comprend un orifice 94 qui participe à la délimitation du cinquième compartiment 45 Le bombement 99 forme avantageusement un obturateur de l’orifice 94 de la plaque adjacente 91, 92 pour empêcher le fluide réfrigérant LR de s’écouler de le premier compartiment 41 et le deuxième compartiment 42.

On notera aussi que le passage supérieur 54 et le passage inférieur 73 sont avantageusement formés d’une pluralité d’espaces chacun aménagé entre une première plaque 91 et une deuxième plaque 92.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Echangeur de chaleur (5) destiné à être parcouru par un fluide réfrigérant (FR), l’échangeur de chaleur (5) comprenant une première nappe (9) de premiers tubes (10) et une deuxième nappe (11) de deuxièmes tubes (12), la première nappe (9) comprenant un premier collecteur (21) qui est pourvue d’une bouche d’évacuation (15) du fluide réfrigérant (FR) et qui comporte une pluralité de compartiments supérieurs (41, 42, 43) dont un premier compartiment (41) interposé entre un deuxième compartiment (42) et un troisième compartiment (43), la deuxième nappe (11) étant pourvue d’une bouche d’admission (16) du fluide réfrigérant (FR), caractérisé en ce que l’échangeur de chaleur (5) est équipé d’un moyen d’amenée (80) du fluide réfrigérant (FR) qui est interposé entre la bouche d’admission (16) et le premier compartiment supérieur (41).
2. 2. Echangeur de chaleur (5) selon la revendication 1, dans lequel le moyen d’amenée (21) comprend au moins un canal (83) qui est interposé entre la bouche d’admission (16) et le premier compartiment supérieur (41).
3. 3. Echangeur de chaleur (5) selon la revendication 2, dans lequel le moyen d’amenée (80) comprend une première chambre (81) interposée entre le canal (83) et la bouche d’admission (16).
4. 4. Echangeur de chaleur (5) selon l’une quelconque des revendications 2 et 3, dans lequel le moyen d’amenée (80) comprend une deuxième chambre (82) interposée entre le canal (83) et le premier compartiment supérieur (41).
5. 5. Echangeur de chaleur (5) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le canal (83) s’étend à l’intérieur d’un plan longitudinal médian (P4) de l’échangeur de chaleur (5).
6. 6. Echangeur de chaleur (5) selon la revendication 5, dans lequel le plan longitudinal médian (P4) délimite la première nappe (9) et la deuxième nappe (11).
7. 7. Echangeur de chaleur (5) selon l’une quelconque des revendications 5 et 6, dans lequel le plan longitudinal médian (P4) est parallèle à une face d’entrée (8) d’un flux d’air (FA) à l’intérieur de l’échangeur de chaleur (5).
8. 8. Echangeur de chaleur (5) selon les revendications 3 et 5, dans lequel la première chambre (81) s’étend à l’intérieur d’un plan parallèle à un plan latéral (P3) de l’échangeur de chaleur (5) qui est orthogonal à un plan longitudinal (PI) de l’échangeur de chaleur (5).
9. 9. Echangeur de chaleur (5) selon les revendications 4 et 8, dans lequel la deuxième chambre (82) s’étend à l’intérieur d’un plan parallèle au plan latéral (P3).
10. 10. Echangeur de chaleur (5) selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, dans lequel le canal (83) est logé à l’intérieur d’une rainure (93) aménagée entre le premier collecteur (21) et le troisième collecteur (23).