FR3066586A1 - Echangeur de chaleur pour un circuit de fluide refrigerant - Google Patents

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Abstract

L'invention porte sur un échangeur de chaleur (600) pour véhicule, notamment automobile, destiné à réaliser un échange de chaleur entre un premier fluide et un deuxième fluide, le premier fluide étant un fluide réfrigérant, l'échangeur de chaleur (600) comprenant : - une bouche d'entrée (603) pour une admission du fluide réfrigérant dans l'échangeur de chaleur (600), - une bouche de sortie (605) pour une évacuation du fluide réfrigérant depuis l'échangeur de chaleur (600), - des plaques (601) empilées les unes contre les autres délimitant entre elles un premier parcours pour le fluide réfrigérant et un deuxième parcours, distinct du premier parcours, pour le deuxième fluide, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (600) comprend un séparateur de phases (500) configuré pour séparer une phase liquide d'une phase gazeuse du fluide réfrigérant.

Description

ECHANGEUR DE CHALEUR POUR UN CIRCUIT DE FLUIDE REFRIGERANT
La présente invention se rapporte au domaine des circuits de fluide réfrigérant mis en œuvre pour la ventilation, le chauffage et/ou la climatisation des véhicules automobiles. Elle porte plus particulièrement sur un échangeur de chaleur destiné à équiper un tel circuit.
Un tel circuit comprend principalement : un compresseur, un premier échangeur de chaleur tel qu’un condenseur ou refroidisseur, un détendeur et un deuxième échangeur de chaleur tel qu’un évaporateur. Ces différents organes modifient la nature physique du fluide réfrigérant en le faisant passer successivement d’un état gazeux à un état liquide et inversement durant son passage à travers les différents organes. Ces modifications de nature physique sont opérées par des changements de pression et/ou de température du fluide réfrigérant le long du circuit.
L'efficacité d'un tel circuit est d'autant plus élevée que le fluide réfrigérant admis dans Γévaporateur est sous forme liquide. En effet, la phase gazeuse n’étant pas utilisée par l’évaporateur, sa présence représente une perte d’efficacité non négligeable. Or, de manière générale, il a été mesuré qu’en entrée d’évaporateur, environ 3θ% en masse du fluide réfrigérant est à l’état gazeux et environ 7θ% en masse est à l’état liquide.
Pour garantir le fonctionnement et l'efficacité d'un tel circuit de fluide réfrigérant, il est donc essentiel que le fluide réfrigérant admis dans l’évaporateur soit en proportion aussi élevée que possible en phase liquide. Pour ce faire, il est connu d'insérer, en amont de l’évaporateur selon le sens de circulation du fluide réfrigérant dans le circuit, un séparateur de phases liquidegaz. Ces séparateurs sont néanmoins limités dans leur capacité à séparer les différentes phases, et leur architecture est souvent peu favorable à une intégration facile dans un circuit de fluide réfrigérant d'un encombrement réduit. L’invention se propose d’améliorer cette situation.
Dans ce contexte, l'invention a donc pour but de diminuer l'encombrement de l'ensemble formé par le séparateur de phases liquide-gaz et l’évaporateur tout en garantissant une efficacité optimale de la séparation de phases.
Dans ce but, l'invention a pour objet un échangeur de chaleur pour véhicule, notamment automobile, destiné à réaliser un échange de chaleur entre un premier fluide et un deuxième fluide, le premier fluide étant un fluide réfrigérant, l'échangeur de chaleur comprenant :
- une bouche d’entrée pour une admission du fluide réfrigérant dans l’échangeur de chaleur,
- une bouche de sortie pour une évacuation du fluide réfrigérant depuis l’échangeur de chaleur,
- des plaques empilées les unes contre les autres délimitant entre elles un premier parcours pour le fluide réfrigérant et un deuxième parcours, distinct du premier parcours, pour le deuxième fluide, caractérisé en ce que l’échangeur de chaleur comprend un séparateur de phases configuré pour séparer une phase liquide d’une phase gazeuse du fluide réfrigérant.
Par l'intégration du séparateur de phases dans l'échangeur de chaleur, l'invention permet d'atteindre le but qu'elle s’est fixée, à savoir de réduire l’encombrement de l'ensemble formé par la zone d'échange de chaleur et le séparateur de phases. L'invention permet en outre, par cette intégration, de supprimer d'éventuelles canalisations et/ou connexions entre la zone d'échange de chaleur et le séparateur de phases liquide-gaz, canalisations et/ou connexions qui sont potentiellement sources de fuites et d'opérations supplémentaires de maintenance du circuit de fluide réfrigérant.
Avantageusement, l'échangeur de chaleur selon l'invention possède une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, pouvant être prises seules ou en combinaison :
Une des plaques empilées, dite plaque commune, délimitant le premier parcours ou le deuxième parcours est commune avec le séparateur de phases. On entend par là que la plaque commune présente des caractéristiques relatives à la fois aux plaques empilées et au séparateur de phases.
La plaque commune est située, selon une direction d’empilement des plaques, à une extrémité des plaques empilées. On comprend alors que la plaque commune est une interface entre l'empilement de plaque et le séparateur de phases.
Le séparateur de phases est situé contre la plaque commune. On entend par là qu’il y a un contact direct entre la plaque commune et le séparateur de phases.
Le séparateur de phases est situé, selon une direction d’empilement des plaques, à une extrémité des plaques empilées. Ceci augmente la compacité de l'échangeur de chaleur selon l'invention, tout en limitant les risques de fuite et, donc, en réduisant les coûts par une réduction des opérations de maintenance/réparation.
La bouche d’entrée débouche dans le séparateur de phases pour l’admission du fluide réfrigérant dans l’échangeur de chaleur. Ainsi, on comprend que le fluide réfrigérant passe nécessairement par le séparateur de phases avant d’atteindre les plaques empilées.
La bouche de sortie débouche dans le séparateur de phases pour une sortie du fluide réfrigérant depuis l’échangeur de chaleur.
La bouche d’entrée est coaxiale avec une boîte d’entrée formée par les plaques empilées. Plus précisément, la bouche d’entrée présente un axe confondu avec un axe principal d’extension de la boîte d’entrée.
La bouche de sortie est coaxiale avec une boîte de sortie formée par les plaques empilées. Plus précisément, la bouche de sortie présente un axe confondu avec un axe principal d’extension de la boîte de sortie.
La bouche d’entrée et la bouche de sortie sont situées plus près d’une boîte d’entrée que d’une première boîte de renvoi, la boîte d’entrée et la première boîte de renvoi étant formées par les plaques empilées et étant situées à l’opposé l’une de l’autre selon une hauteur de plaque. Par première boîte de renvoi, on entend la première boîte de renvoi située en aval de la boîte d’entrée selon un sens d’écoulement du fluide réfrigérant dans le premier parcours. Afin de mesurer la distance entre les bouches et les boîtes, il convient de suivre la hauteur d’une plaque empilée.
La bouche d’entrée et la bouche de sortie sont situées plus près d’une première boîte de renvoi que d’une boîte d’entrée, la boîte d’entrée et la première boîte de renvoi étant formées par les plaques empilées et étant situées à l’opposé l’une de l’autre selon une hauteur de plaque. Par première boîte de renvoi, on entend la première boîte de renvoi située en aval de la boîte d’entrée selon un sens d’écoulement du fluide réfrigérant dans le premier parcours. Afin de mesurer la distance entre les bouches et les boîtes, il convient de suivre la hauteur d’une plaque empilée.
La bouche d'entrée est située d'un même côté de l’échangeur de chaleur que la boîte d’entrée. Plus précisément, la bouche d'entrée est située d'un même côté d’une des plaques empilées que la boîte d’entrée.
La bouche d'entrée est coaxiale avec un axe principal d'allongement de la boîte d’entrée.
La bouche de sortie est située d'un même côté de l’échangeur de chaleur que la boîte de sortie. Plus précisément, la bouche de sortie est située d'un même côté d’une des plaques empilées que la boîte de sortie.
La bouche de sortie est coaxiale avec un axe principal d'allongement de la boîte de sortie.
La bouche d'entrée et la bouche de sortie sont situées d'un même côté de la boîte de sortie, ou de la boîte d’entrée. Plus précisément, bouche d'entrée, la bouche de sortie et la boîte de sortie sont situées d'un même côté d’une des plaques empilées. Plus précisément, bouche d'entrée, la bouche de sortie et la boîte d’entrée sont situées d'un même côté d’une des plaques empilées.
La bouche d'entrée et la bouche de sortie sont situées à une extrémité de l'échangeur de chaleur, selon une direction d'empilement des plaques. Ceci permet à la fois de réduire l'encombrement d'un tel échangeur et de limiter les risques de fuite.
La bouche d'entrée est en dessous de la bouche de sortie selon une direction verticale perpendiculaire au sol. Bien entendu, cette disposition est vérifiable pour un échangeur de chaleur positionné dans un état de fonctionnement.
La bouche d'entrée et la bouche de sortie se trouvent l’une à côté de l’autre selon une direction transversale perpendiculaire à la direction verticale définie précédemment.
La bouche d'entrée et la bouche de sortie comprennent un centre aligné selon la direction verticale ou selon la direction transversale.
Le séparateur de phases comprend un premier orifice débouchant dans une boîte d’entrée configurée pour distribuer le fluide réfrigérant dans le premier parcours, la boîte d’entrée étant formée par les plaques empilées.
Le séparateur de phases comprend un deuxième orifice débouchant dans une boîte de sortie configurée pour une sortie du fluide réfrigérant depuis le premier parcours, la boîte de sortie étant formée par les plaques empilées.
Le séparateur de phases est configuré pour séparer la phase liquide et la phase gazeuse du fluide réfrigérant par gravité.
L’échangeur de chaleur est de type évaporateur.
L’échangeur de chaleur est de type refroidisseur de liquide.
Selon une première série de caractéristiques pouvant être prises seules ou en combinaison, on pourra prévoir que :
Le séparateur de phases est formé entre trois tôles ou entre deux tôles et une plaque commune, avec au moins une des tôles comprenant une nervure, et où le séparateur de phases comprend une chambre de réserve de phase liquide formée entre deux des tôles ou entre une des tôles et la plaque commune.
Le séparateur de phases comprend au moins deux tôles, dont une première tôle et une deuxième tôle disposées l’une contre l’autre, face contre face, en délimitant entre elles un volume de séparation de la phase liquide et de la phase gazeuse.
Le séparateur de phases comporte une troisième tôle, la première tôle et la troisième tôle étant disposées l’une contre l’autre, face contre face, en délimitant entre elles un volume d'évacuation de la phase liquide issue de la séparation de phases. La première tôle est donc prise en sandwich entre la deuxième et la troisième tôle.
Le volume de séparation de la phase liquide et de la phase gazeuse est délimité par au moins une empreinte agencée en creux dans l'épaisseur de l'une au moins de la première tôle ou de la deuxième tôle.
Le volume de séparation liquide-gaz comporte une chambre d'admission, une chambre de séparation, une chambre de réserve de phase liquide et une chambre d'extraction de phase gazeuse.
La première tôle et la deuxième tôle sont disposées de telle manière que le mélange diphasique admis au sein du volume de séparation liquide-gaz s'écoule par gravité au sein de celui-ci, et de telle manière que la phase liquide issue de la séparation de phases s'écoule par gravité vers la chambre de réserve de phase liquide. On définit ainsi des dénominations, directions et orientations amont et aval, en référence au sens d'écoulement par gravité du mélange diphasique de fluide réfrigérant au sein du volume de séparation liquide-gaz.
La deuxième tôle comprend la bouche d’entrée qui débouche directement dans la chambre d'admission du volume de séparation liquide-gaz.
Une nervure est agencée en saillie de la chambre de séparation, au regard de la chambre d'admission selon la gravité. La phase liquide contenue dans le mélange diphasique de fluide réfrigérant est alors piégée par cette nervure.
La troisième tôle comprend un orifice d'évacuation de phase liquide la traversant et débouchant dans la boîte d’entrée de l'échangeur de chaleur.
La chambre d'extraction de phase gazeuse débouche dans la bouche de sortie ménagée dans la deuxième tôle.
La plaque commune présente les mêmes caractéristiques que la troisième tôle.
Selon une deuxième série de caractéristiques pouvant être prises seules ou en combinaison, on pourra prévoir que :
Le séparateur de phases est un séparateur en Y formé entre deux tôles ou entre une tôle et une plaque commune.
Le séparateur de phases comporte au moins un premier conduit, dit conduit d'admission, débouchant dans un deuxième conduit, ou conduit de séparation liquidegaz, les conduits étant délimités par au moins une première tôle et une deuxième tôle accolées l'une à l'autre par une de leurs faces principales. Un conduit est ici entendu comme un volume agencé pour accueillir et acheminer le fluide réfrigérant, qu'il soit sous forme liquide, gazeuse, et/ou sous forme de mélange dipbasique, chaque conduit ayant un rôle spécifique dans la séparation de phases du fluide réfrigérant. Par ailleurs, on entend ici par délimiter que les conduits sont formés par les tôles et qu’ils sont situés entre elles. En d'autres termes, chaque tôle comprend tout ou partie des conduits et ces parties de conduits sont constituées par des formes agencées en creux dans au moins une des tôles.
Chaque tôle comprend un demi-conduit. Les tôles forment ainsi les conduits lorsqu’elles sont disposées l’une contre l’autre.
Le conduit d'admission et le conduit de séparation sont configurés pour que la phase liquide soit séparée de la phase gazeuse et entraînée vers un volume d'évacuation de phase liquide par gravité. La première tôle et la deuxième tôle sont donc agencées ici de telle manière qu'un mélange dipbasique de fluide réfrigérant admis par le conduit d'admission s'écoule naturellement par gravité le long de celui-ci, jusqu'au conduit de séparation pour s’écouler par gravité notamment dans le volume de séparation. La séparation est faite par différence de densité entre la phase liquide et la phase gazeuse du fluide réfrigérant. On définit ainsi, pour ce deuxième exemple de réalisation de l'invention, un amont et un aval en référence au sens de l'écoulement par gravité de la phase liquide et/ou du mélange dipbasique dans le volume de séparation. La phase gazeuse se dirige donc naturellement, du fait de sa densité, vers l'amont du conduit de séparation. La portion de phase liquide est acheminée vers le volume d'évacuation qui prolonge le volume de séparation vers l'aval du conduit de séparation.
La première tôle et la deuxième tôle présentent une forme principale rectangulaire, définie par la direction de l'axe principal d’allongement du conduit de séparation, qui est aussi celle d'un bord vertical de la tôle considérée, et par une direction, dite transversale, perpendiculaire à l'axe principal d’allongement précité. La direction transversale est celle d'un bord amont de la tôle considérée.
Au moins une des tôles comprend une extension latérale. Avantageusement, chaque tôle comprend une extension latérale, avec une première extension latérale logeant le conduit d'admission et une deuxième extension latérale logeant le conduit de séparation.
Le conduit d'admission et conduit de séparation sont configurés de telle manière qu'ils forment les deux branches d'une forme en Y. La zone dans laquelle le conduit d'admission débouche dans le conduit de séparation formant l'intersection des deux branches de cette forme en Y.
La bouche d’entrée débouche dans le conduit d'admission.
Le séparateur de phases comporte un troisième conduit, ou conduit de réserve de ph ase liquide, délimité entre la première tôle et la deuxième tôle, et qui s'étend selon un axe principal d'allongement parallèle à l'axe principal d'extension du conduit de séparation. En d'autres termes, le conduit de réserve s'étend côte à côte avec le conduit de séparation et parallèlement à celui-ci, aux tolérances mécaniques de fabrication près.
Le séparateur de phases comporte un quatrième conduit, ou conduit de communication, mettant en communication fluidique le conduit de séparation et le conduit de réserve de phase liquide. Conduit de séparation et conduit de réserve de phase liquide forment ainsi les deux branches d'une forme en U dont la base est formée par le conduit de communication.
Le conduit de réserve de phase liquide débouche, à son extrémité opposée à celle par laquelle il est raccordé au conduit de communication, en un orifice d'évacuation de phase liquide débouchant dans la boîte d’entrée de l'échangeur de chaleur.
Le séparateur de phases comprend un cinquième conduit, ou conduit d'extraction de phase gazeuse, délimité par la première tôle et la deuxième tôle accolées l'une contre l'autre,
Le conduit d'extraction de phase gazeuse comporte une première extrémité et une deuxième extrémité disposées à l'opposé l'une de l'autre selon l'axe principal d'allongement de ce conduit, la première extrémité du conduit d'extraction de phase gazeuse débouchant en un orifice d'extraction de phase gazeuse traversant la tôle et débouchant dans la boîte de sortie de l'échangeur de chaleur.
La deuxième extrémité du conduit d'extraction de phase gazeuse débouche forme la bouche de sortie de l'échangeur de chaleur.
Entre ses deux extrémités, le conduit d'extraction de phase gazeuse comporte une ouverture autorisant une communication avec le conduit de séparation.
Cette ouverture met en communication fluidique le conduit d'extraction de phase gazeuse et le volume d'extraction de phase gazeuse situé en amont du volume de séparation liquide-gaz, par l'intermédiaire d'un sixième conduit, ou passage d'extraction de phase gazeuse.
L'un au moins des conduits d'admission et/ou de séparation loge un élément perturbateur de flux. Cet élément perturbateur de flux augmente l'efficacité de la séparation de phases en augmentant à la fois la surface d'échange et le temps de résidence du fluide dans le conduit considéré. Avantageusement, l'élément perturbateur de flux est logé dans le conduit de séparation, et est coaxial avec celui-ci.
La tôle dans laquelle sont percés respectivement l'orifice d'évacuation de phase liquide et l'orifice d'extraction de phase gazeuse est la plaque commune. Ainsi, par exemple, elle peut, avec une autre plaque de l'échangeur de chaleur, délimiter, en sa face opposée à sa face par laquelle elle contribue à délimiter les conduits précédemment décrits, former un couple de plaques délimitant en son sein un canal d'échange de chaleur du premier parcours précédemment défini.
Selon une troisième série de caractéristiques pouvant être prises seules ou en combinaison, on pourra prévoir que :
Le séparateur de phases comprend deux canaux, dont au moins un canal comprenant un élément de séparation de phases et avec au moins un passage de transfert situé en regard de l’élément de séparation de phases, ledit au moins un passage de transfert mettant en communication les deux canaux.
Le séparateur de phases comprend au moins deux canaux, dont un premier canal s'étendant selon un premier axe d'extension et un deuxième canal s'étendant selon un deuxième axe d'extension, les canaux étant situés côte à côte, l’élément de séparation de phases comprenant des pores et/ou des fibres, ledit élément de séparation de phases étant logé dans le premier canal, le passage de transfert reliant les canaux entre eux.
Le premier canal s'étend entre une première extrémité et une deuxième extrémité qui débouchent chacune à l'extérieur du séparateur de phases,
Une première extension formant la bouche d’entrée débouche dans la première extrémité du premier canal.
La deuxième extrémité du premier canal débouche dans la boîte d’entrée.
Le deuxième canal s'étend entre une première extrémité et une deuxième extrémité, la première extrémité débouchant dans la boîte de sortie.
Une deuxième extension formant la bouche de sortie débouche dans la deuxième extrémité du deuxième canal.
L'élément de séparation de phases est perméable à la phase gazeuse et imperméable à la phase liquide du fluide réfrigérant. Ainsi, lors de l’écoulement du mélange diphasique de fluide réfrigérant dans l’élément de séparation de phases, la phase gazeuse traverse la paroi de celui-ci, alors que le passage de la phase liquide au travers de cette paroi est bloqué.
L’élément de séparation de phases se présente avantageusement sous la forme d’un tube cylindrique inséré dans le premier canal, de manière coaxiale avec celui-ci,
L’élément de séparation de phases est plaqué au moins à l’une de ses extrémités contre une face interne du premier canal. Le mélange diphasique circulant dans le premier canal s’écoule donc d’une extrémité à l’autre de l’élément de séparation de phases.
Le séparateur de phases comprend une chambre entre l’élément de séparation de phases et une face interne du premier canal. La présence de cette chambre permet de créer un volume tout autour de l’élément de séparation où la phase gazeuse s’accumule ίο et peut librement rejoindre les passages de transfert.
Le premier canal et le deuxième canal sont parallèles entre eux, aux tolérances mécaniques de fabrication près.
Les canaux sont cylindriques.
Le ou les passage(s) de transfert reliant le premier canal au deuxième canal sont agencé(s) perpendiculairement par rapport à l’un au moins du premier ou du deuxième canal.
Le ou les passage(s) de transfert reliant le premier canal et le deuxième canal sont agencés perpendiculairement par rapport à la fois au premier canal et au deuxième canal. En présence de canaux cylindriques, le ou les passages de transfert s’étendent radialement par rapport à l’un au moins du premier ou du deuxième canal, voire les deux. En d'autres termes, un axe d’extension du passage de transfert passe par un centre du premier canal.
Le ou les passage(s) de transfert débouchent dans le premier canal au regard de l’élément de séparation de phases. Ainsi, lorsque la phase gazeuse contenue dans le mélange dipbasique du fluide réfrigérant a franchi la paroi de l’élément de séparation de phases, elle est aspirée, par ce ou ces passages de transfert, jusqu’au deuxième canal, dans lequel circule alors le fluide réfrigérant constitué majoritairement de phase gazeuse.
Le ou les passage(s) de transfert débouchent dans le premier canal uniquement au regard de l’élément de séparation de phases.
L’élément de séparation de phases s’étend sur tout ou partie du premier canal selon la direction principale d'allongement de celui-ci. En d’autres termes, selon différentes variantes de réalisation, l’élément de séparation de phases et le premier canal sont de même longueur, ou l’élément de séparation de phases est plus court que le premier canal.
Quel que soit la série de caractéristiques choisie, l'échangeur de chaleur selon l'invention permet une séparation de phases efficace dans un encombrement réduit par l'agencement particulier du séparateur de phases et de la zone d'échange de chaleur proprement dite.
L'invention atteint ainsi les buts quelle s'était fixés.
L’invention a également pour objet un circuit de fluide réfrigérant caractérisé en ce qu’il comprend au moins un échangeur de chaleur tel que défini précédemment.
L’invention a également pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un échangeur de chaleur tel que défini précédemment.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention et de son fonctionnement ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif, en relation avec les figures annexées, dans lesquelles :
- la figure 1 est une représentation schématique du fonctionnement d'un circuit de fluide réfrigérant d'un véhicule automobile,
- la figure 2 est une vue en perspective d'un empilement de plaques de l’échangeur de chaleur selon l’invention,
- la figure 3 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur selon un premier exemple de réalisation de l'invention,
- les figures 4A et 4B sont des vues en éclaté d'un séparateur de phases, selon différents angles de vue, équipant l’échangeur de chaleur représenté en figure 3>
- la figure 5 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention,
- les figures 6A et 6B sont des vues en éclaté d'un séparateur de phases, selon différents angles de vue, équipant l’échangeur de chaleur représenté en figure 5>
- la figure 7 est une vue en perspective d'une variante de réalisation du séparateur de phases illustré par les figures 6A et 6B, et où la tôle d’extrémité a été représentée en transparence pour voir la présence d’un élément perturbateur de flux,
- les figures 8A et 8B sont des vues en perspective d'un échangeur de chaleur selon un troisième exemple de réalisation de l'invention, et où la figure 8B est une vue en coupe transversale d’une extrémité de l’échangeur de chaleur.
est tout d'abord à noter que si les figures exposent l'invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, elles peuvent bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. De même, il est rappelé que, pour l'ensemble des figures, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes repères.
La figure 1 représente de manière schématique un circuit 1000 d’un fluide réfrigérant 700 qui collabore avec une installation de ventilation, de chauffage, et/ou de climatisation d’un véhicule automobile. Le circuit 1000 comprend un compresseur 200, un condenseur 300, un détendeur 400 et un échangeur de chaleur 600, pouvant notamment être de type évaporateur ou de type refroidisseur de liquide, aussi dénommé chiller en anglais. Le fluide réfrigérant 700 circule successivement à travers ces éléments, le long du circuit 1000.
Le fluide réfrigérant 700 est admis, sous forme essentiellement gazeuse, au sein du compresseur 200. A la sortie du compresseur 200, le fluide réfrigérant 700, qui a subi une compression, se présente sous la forme d’un gaz dont la pression et la température ont augmentées. Le fluide réfrigérant 700 est ensuite admis dans le condenseur 300, dans lequel il subit un premier changement de phase et se transforme en liquide. Lors de ce changement de phase, la pression du fluide réfrigérant 700 reste constante et sa température diminue, le fluide réfrigérant 700 cédant une partie de sa chaleur à un milieu extérieur par le biais du condenseur 300.
Le fluide réfrigérant 700, essentiellement sous forme liquide à la sortie du condenseur 300, est ensuite acheminé dans un détendeur 400, dans lequel il subit une détente dont le résultat est l’obtention d’un mélange dipbasique de fluide réfrigérant 700 sous forme liquide et sous forme gazeuse, notamment à basse température. Le mélange dipbasique de fluide réfrigérant 700 à l’issue de l’opération de détente, c’est-à-dire à la sortie du détendeur 400, peut comprendre environ 70% massique de fluide réfrigérant 700 sous forme liquide, aussi appelée phase liquide, et environ 30% massique de fluide réfrigérant 700 sous forme gazeuse, aussi appelée phase gazeuse.
Le fluide réfrigérant 700 sous forme de mélange diphasique est ensuite acheminé vers l’échangeur de chaleur 600 dans lequel il subit un nouveau changement, et dans lequel la phase liquide du fluide réfrigérant 700 se transforme en gaz qui est ensuite réacheminé vers le compresseur 200 pour un nouveau cycle. Ce passage de l’état liquide à l’état gazeux dans l’échangeur de chaleur 600 permet d’abaisser la température d’un milieu extérieur, par exemple d’un flux d’air envoyé dans l’habitacle du véhicule et circulant dans l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation, ou d’un liquide.
L’efficacité de l’échangeur de chaleur 600 est directement liée au fait que le fluide admis en son sein soit essentiellement composé de phase liquide. Â cette fin, le circuit 1000 comprend un séparateur de phases 500 du fluide réfrigérant 700, situé avantageusement entre le détendeur 400 et l’échangeur de chaleur 600 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant 7θθ dans le circuit 1000. Un ensemble de vannes, de conduites et d’éléments de commande, non détaillés sur la figure, permet le fonctionnement et le pilotage de l’ensemble formé par le compresseur 200, le condenseur 3θθ> le détendeur 4θθ> le séparateur de phases 5θθ et l’échangeur de chaleur 600.
Afin de réduire autant que possible l'encombrement du circuit de fluide réfrigérant, l'invention propose que le séparateur de phases liquide-gaz 5θθ fasse partie intégrante de l'échangeur de chaleur 600. L'invention sera décrite dans ce qui suit dans le cadre d'un échangeur de chaleur 600 du type évaporateur.
La figure 2 montre des plaques 601 empilées les unes après les autres formant une première partie de l’échangeur de chaleur 600 selon l’invention.
En référence à la figure 2, chaque plaque 601 comprend deux faces principales 6θ6 reliées l’une à l’autre par des bords 604· Les plaques 601 sont empilées les unes contre les autres selon une direction d'empilement illustrée par la flèche 610. Plus précisément, les plaques 601 sont empilées par leurs faces principales 6θ6 disposées parallèlement les unes aux autres. Les faces principales 6θ6 sont disposées perpendiculairement à la direction d'empilement 610. 11 est à noter que des écarts à ce parallélisme et/ou à cette perpendicularité peuvent être admis dans la mesure où ils résultent des tolérances mécaniques de fabrication.
En référence à l'empilement des plaques 601, on définit un repère orthonormé (Oxyz) de la manière suivante. La direction d'empilement 610 des plaques 601 est celle de l'axe longitudinal (Ox) d'un tel repère orthonormé (Oxyz). Les faces principales 6θ6 des plaques 601 par lesquelles celle-ci sont empilées, sont parallèles au plan (Oyz) de ce repère orthonormé. Plus précisément, selon les exemples de réalisation plus particulièrement illustrés par les différentes figures, les plaques 601 présentent une forme générale rectangulaire dont le plus grand côté, ou hauteur, s'étend selon la direction de l'axe (Oz) d'un tel repère orthonormé (Oxyz), et dont le côté transversal, ou largeur, perpendiculaire à la hauteur, s'étend selon la direction de l'axe (Oy) de ce même repère orthonormé. En référence à un tel repère, dans ce qui suit la direction de l'axe (Oz) sera désignée comme hauteur de l'échangeur de chaleur 600 et des éléments qui le composent, la direction de l'axe (Ox) sera désignée comme longueur de cet échangeur de chaleur et des éléments qui le composent, et la direction de l'axe (Oy) sera désignée comme direction transversale, ou largeur, de ceux-ci.
Avantageusement, les plaques 601 sont accolées par couple de telle manière qu'au moins un canal d'échange de chaleur est défini entre les deux plaques 601 d'un même couple. Selon différentes variantes de réalisation, ces canaux d'échange de chaleur sont définis par une ou plusieurs empreintes creuses agencées sur l'une au moins des plaques 601 de chaque couple précité, ou ils peuvent être définis par la forme même de l'une au moins des plaques 601 de chacun de ces couples. Selon l’exemple illustré par les figures, un couple de plaque 601 définit deux canaux d’échange de chaleur, avec un premier canal appartenant à une première nappe 607 et un deuxième canal appartenant à une deuxième nappe 6θ8. La première nappe 607 de canaux s’étend dans un plan parallèle à un plan dans lequel s’étend la deuxième nappe 6θ8 de canaux.
L'ensemble des canaux d'échange de chaleur ainsi définis par chaque couple de plaques 601 forme un premier parcours au sein de l'échangeur de chaleur 600, dans lequel circule le fluide réfrigérant au sein de l'échangeur de chaleur 600. 11 résulte de la disposition des plaques 601 que les canaux d'échange de chaleur de ce premier parcours présentent chacun une direction principale d'allongement 615 perpendiculaire à la direction d'empilement 610. Selon les exemples de réalisation, non exhaustifs, plus particulièrement décrits et illustrés dans le présent document, les canaux d'échange de chaleur du premier parcours s'étendent selon une direction principale d'allongement 615 parallèle, aux tolérances mécaniques de fabrication près, à celle de l'axe (Oz) précédemment défini, c'est-à-dire parallèle au plus grand côté des plaques 601, ou hauteur de l'échangeur de chaleur 600.
Avantageusement, l'un au moins des canaux d'échange de chaleur du premier parcours accueille un élément configuré pour briser l'écoulement laminaire du fluide réfrigérant en son sein. Un tel élément est, à titre d'exemple, une tôle ondulée.
Avantageusement, l'empilement des plaques 601 est réalisé de telle manière qu'un espace 602 est agencé entre chaque couple de plaques 601. Ces espaces 602 forment chacun un passage d'échange de chaleur au sein duquel un deuxième fluide traverse l’échangeur de chaleur 600 de manière transversale. Durant sa traversée, le deuxième fluide échange des calories avec le fluide réfrigérant circulant entre deux plaques 601 d’un même couple. Ensemble, les espaces 602 définissent donc un deuxième parcours au sein de l'échangeur 600 selon l'invention, deuxième parcours au sein duquel circule le deuxième fluide, sans contact avec le fluide réfrigérant qui circule, lui, au sein du premier parcours précédemment défini. On comprend donc ici que l'échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le deuxième fluide se produit au travers des plaques 601, sans contact entre ces deux fluides. Selon l’exemple de réalisation, où l’échangeur de chaleur 600 est un évaporateur, le deuxième fluide est sous forme gazeuse, tel que de l'air destiné à circuler au sein de l'habitacle du véhicule. Selon une variante de réalisation, où l’échangeur de chaleur 600 est un refroidisseur ou un condenseur, le deuxième fluide est sous forme liquide, tel qu’un fluide de refroidissement.
Avantageusement, les passages d'échange de chaleur du deuxième parcours présentent chacun une direction principale d'allongement 625 perpendiculaire à la direction principale d'allongement 615 des canaux d'échange de chaleur du premier parcours et à la direction d'empilement 610. Selon les exemples de réalisation, non exhaustifs, plus particulièrement illustrés dans le présent document, les passages d'échange de chaleur du deuxième parcours s'étendent selon une direction principale 625 parallèle, aux tolérances mécaniques de fabrication près, à celle de l'axe (Oy) précédemment défini. Avantageusement également, l'un au moins des passages d'échange de chaleur du deuxième parcours accueille en son sein un élément configuré pour briser l'écoulement laminaire du deuxième fluide en son sein. Un tel élément est à titre d'exemple non exclusif, une tôle ondulée.
Par ailleurs, les plaques 601 sont empilées de telle manière quelles forment respectivement une boîte d’entrée 630, une boîte de renvoi 640, et une boîte de sortie 650 qui s'étendent chacune avantageusement d'un bout à l'autre de l'empilement des plaques 601 selon la direction d'empilement 610. Selon un exemple de réalisation, la boîte d’entrée 630, la boîte de renvoi 640 et la boîte de sortie 650 présentent des axes principaux 630A, 650A, 640A parallèles à la direction d'empilement 610 des plaques 601 ou, en d'autres termes, à l'axe (Ox) précédemment défini. Comme le montrent les figures 2, 3, 5, 8A et 8B, la boîte d’entrée 630 et la boîte de renvoi 640 sont agencées à l'opposé l'une de l'autre par rapport à la hauteur (Oz) des plaques 601 et il en va de même pour la boîte de sortie 650 et la boîte de renvoi 640. En d'autres termes, la boîte d’entrée 630 et la boîte de renvoi 640 sont agencées à l'opposé l'une de l'autre par rapport à la direction principale d'allongement 615 des canaux d'échange de chaleur du premier parcours et il en va de même pour la boîte de sortie 650 et la boîte de renvoi 64Ο·
Selon une variante de réalisation, l'échangeur de chaleur 600 est multi-passes, on entend par là que le premier parcours du fluide réfrigérant 7θθ comprend plusieurs montées et descentes avant d’atteindre la boîte de sortie 650. Autrement dit, l'échangeur de chaleur 600 comprend plusieurs boîtes de renvoi 640 pouvant être alternativement coaxiales avec la boîte d’entrée 630 et/ou avec la boîte de sortie 650. Ces différentes boîtes de renvoi 640 sont compartimentées, avec chaque compartiment reliant une passe avec une autre passe. L’échangeur de chaleur 600 comprend une première nappe et une deuxième nappe parallèles entre elles, chaque nappe étant constituée de plusieurs passes où le fluide réfrigérant circule en des sens opposés.
La boîte d’entrée 630 et la boîte de sortie 650 sont agencées sur un même petit côté des plaques 601. Plus précisément, la boîte d’entrée 630 et la boîte de sortie 650 sont agencées parallèlement l'une à l'autre et s’étendant côte à côte. La boîte d’entrée 630 et la boîte de sortie 650 sont disposées l'une à côté de l'autre selon la direction transversale de l'axe (Oy) du repère orthonormé précédemment défini, c'est-à-dire selon la largeur des plaques 601 formant Γéchangeur de chaleur 600. 11 faut comprendre ici que la boîte d’entrée 630 et la boîte de sortie 650 sont distinctes, c'est-à-dire qu'elles ne sont ni confondues ni coaxiales. La boîte d’entrée 630 et la boîte de sortie 650 s’étendent le long de l’empilement des plaques 601, sur le petit côté de celle-ci.
Les plaques 601 et les espaces 602 forment ensemble la zone d'échange de chaleur proprement dite de l'échangeur de chaleur 600 selon l'invention. Le parcours du fluide réfrigérant au sein de cette zone d'échange de chaleur est le suivant : le fluide réfrigérant, sous forme liquide, est admis dans la boîte d’entrée 630, dans laquelle il est acheminé pour être distribué dans la première nappe 607 de canaux d’échange de chaleur formés entre deux plaques 601 d’un même couple, tout le long de l’empilement.
Le fluide réfrigérant est ainsi acheminé, à la fois, d'un bout à l'autre de l'empilement de plaques 601 selon la direction d'empilement 610, et au sein des canaux d'échange de la première nappe 607, selon la direction principale d'allongement 615 de ces derniers, c’est-à-dire de manière parallèle à la direction de l'axe (Oz) du repère orthonormé (Oxyz). Le transfert thermique du fluide réfrigérant vers le deuxième fluide se fait à travers les parois des plaques 601, sans contact entre les deux fluides. Le fluide réfrigérant, acheminé dans les canaux d'échange de chaleur du premier parcours à partir de la boîte d’entrée 630, est recueilli dans la boîte de renvoi 640 à partir de laquelle il est distribué dans la deuxième nappe 608 de canaux d’échange de chaleur formés entre deux plaques 601 d’un même couple, tout le long de l’empilement. Pour ce faire, la boîte de renvoi 640 est avantageusement configurée pour communiquer à la fois avec les canaux d'échange de chaleur de la première nappe 607 de canaux d'échange de chaleur et avec ceux de la deuxième nappe 608.
Le fluide réfrigérant circule dans au moins une partie de la deuxième nappe 608, c’est-àdire dans une passe de la deuxième nappe 608, selon un sens inverse au sens suivi par le fluide réfrigérant dans la première nappe 607, notamment dans une passe de la première nappe 607. Le fluide réfrigérant se retrouve alors dans la boîte de sortie 650 pour être évacué hors de l’empilement de plaques 601. 11 est à noter ici que l'agencement du premier parcours et du deuxième parcours, perpendiculaires entre eux, améliore l'efficacité de l'échange thermique entre le fluide réfrigérant et le deuxième fluide. Durant l’échange thermique qui se produit entre le fluide réfrigérant et le deuxième fluide, le fluide réfrigérant change d’état. Dans le cas où l’échangeur de chaleur 600 est utilisé comme évaporateur, le fluide passe de la phase liquide à la phase gazeuse au fur et à mesure de son passage dans les canaux d'échange de chaleur du premier parcours.
Selon l’exemple de réalisation, la première nappe 607 de canaux d'échange de chaleur s’étend depuis la boîte d’entrée 630 vers la boîte de renvoi 64Ο· La deuxième nappe 608 de canaux d'échange de chaleur s’étend depuis la boîte de renvoi 640 vers la boîte de sortie 650.
Comme le montre les figures 3> 5> 8A et 8B, l'échangeur de chaleur 600 comprend un séparateur de phases 5θθ configuré pour séparer la phase liquide et la phase gazeuse du fluide réfrigérant de telle manière que seule la phase liquide soit admise dans la boîte d’entrée 630 et que la phase gazeuse soit évacuée avec la phase gazeuse issue de la boîte de sortie 650. En d'autres termes, le fluide réfrigérant, sous forme de mélange dipbasique issu du détendeur 4θθ du circuit tel qu'illustré par la figure 1, est admis au sein de l'échangeur de chaleur 600 par une bouche d'entrée 603, puis traverse en premier lieu le séparateur de phases 5θθ dans lequel phase liquide et phase gazeuse sont séparées. La séparation de phases se produit donc entre la bouche d'entrée 603 de l'échangeur de chaleur 600 et la boîte d’entrée 630 de l’empilement de plaques 601, c'est-à-dire, en référence au sens de circulation du fluide réfrigérant dans le circuit, en aval de la bouche d'entrée 603 de l'échangeur de chaleur 600 et en amont de la boîte d’entrée 630 de celui-ci.
Avantageusement, l'invention prévoit que le séparateur de phases 5θθ est placé à une extrémité de l'empilement de plaques 601 selon la direction d'empilement 610. Plus précisément, l'invention prévoit que le séparateur de phases 5θθ est placé contre une plaque d'extrémité de cet empilement de plaques 601. Une telle configuration permet, en premier lieu, de limiter au maximum, voire de supprimer toute tubulure de transport du fluide réfrigérant entre le séparateur de phases 5θθ et la zone d'échange de chaleur de l'échangeur de chaleur 600 : il s'ensuit, outre une diminution des coûts de fabrication, une suppression de tout risque de fuite associé à de telles tubulures. En outre, il apparaît clairement qu'une telle configuration permet de réduire de manière notable l'encombrement de l'échangeur de chaleur 600 constitué de son séparateur de phases 5θθ et de sa zone d'échange de chaleur formée de l'empilement des plaques 601 et espaces 602.
Selon une réalisation, une des plaques 601 de l’empilement est commune au séparateur de phases 5θθ et au premier parcours de canaux d'échange de chaleur. Cette plaque est alors dite plaque commune 620. On entend par commune le fait que cette plaque 620 présente à la fois des caractéristiques relatives aux plaques 601 empilées pour former le premier parcours précité et des caractéristiques relatives au séparateur de phases 5θθ·
Les caractéristiques communes que présente la plaque commune 620 peuvent, à titre d'exemples, résider dans la forme et/ou les dimensions de cette plaque, dans l'agencement des différentes chambres, volumes et/ou orifices en son sein, dans la configuration d'éléments de transfert du fluide réfrigérant dans le premier parcours précédemment défini, d'une part, et aux composants du séparateur de phases 5θθ> d'autre part.
Avantageusement, la plaque commune 620 est située à l'extrémité de l’empilement de plaques 601, selon la direction d’empilement 610. Cette plaque commune 620 peut ainsi, d’une part, être associée à une plaque 601 de l’empilement pour former un couple de plaques délimitant au moins un canal d'échange de chaleur du premier parcours et peut, d’autre part, faire partie intégrante du séparateur de phases 5θθ> comme cela sera décrit plus loin.
De manière générale, et selon l’ensemble des exemples de réalisation de l’échangeur de chaleur 600, le séparateur de phases 5θθ comporte une chambre de phase liquide par laquelle la phase liquide issue de la séparation de phases est acheminée hors dudit séparateur de phases 5θθ· Selon différentes variantes de réalisation dont certaines seront détaillées plus loin, cette chambre de phase liquide peut prendre diverses formes, telles qu’un volume, par exemple sous forme de parallélépipède, délimité entre deux plaques, ou un conduit. Dans tous les cas, l'invention prévoit que cette chambre de phase liquide débouche dans la boîte d’entrée 630 de l'échangeur de chaleur 600. Ainsi, il n'y a pas d’élément intermédiaire entre la chambre de phase liquide et la boîte d’entrée 630. En d'autres termes, la phase liquide du fluide réfrigérant issue de la séparation de phases opérée dans le séparateur de phases 5θθ est directement acheminée dans la boîte d’entrée 630 à partir de laquelle elle est distribuée dans l'ensemble des canaux d'échange de chaleur du premier parcours au sein de l'échangeur de chaleur 600.
La bouche d'entrée 603 de l'échangeur de chaleur 600 débouche dans le séparateur de phases 5θθ· Ainsi, il n'existe pas d’élément intermédiaire entre la bouche d’entrée 603 et le séparateur de phases 5θθ·
Le séparateur de phases 5θθ comporte une chambre de phase gazeuse par laquelle la phase gazeuse issue de la séparation de phases est acheminée hors du séparateur de phases 5θθ· Selon différentes variantes de réalisation dont certaines seront détaillées plus loin, cette chambre de phase gazeuse peut prendre diverses formes, telles qu’un volume délimité par un empilement de plaques, par exemple sous forme circulaire, ou un conduit. Dans tous les cas, l'invention prévoit que la boîte de sortie 650 de l'échangeur de chaleur 600 et cette chambre de phase gazeuse communiquent directement entre elles.
Le parcours du fluide réfrigérant au sein de l'échangeur de chaleur 600 selon l'invention est donc le suivant :
admission du fluide réfrigérant sous forme de mélange diphasique par la bouche d'entrée 603 de l'échangeur de chaleur 600 qui débouche dans le séparateur de phases 500, séparation de la phase liquide et de la phase gazeuse du fluide réfrigérant au sein du séparateur de phases 500, acheminement de la phase liquide issue de cette séparation de phases vers la boîte d’entrée 630 de l'échangeur de chaleur 600, acheminement de cette phase liquide au sein des canaux d'échange de chaleur formant le premier parcours précédemment défini, jusqu'à la boîte de sortie 650 où le fluide réfrigérant arrive sous forme gazeuse suite à l'échange de chaleur effectué avec le deuxième fluide circulant dans le deuxième parcours précité, mélange de la phase gazeuse de fluide réfrigérant issue du premier parcours avec la phase gazeuse du fluide réfrigérant issue de la séparation de phases opérée dans le séparateur de phases 500, puis sortie de la phase gazeuse vers l'extérieur de l’échangeur de chaleur 600 par la bouche de sortie 605.
D'une manière générale, la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 se situent à une extrémité de l'échangeur de chaleur 600 selon la direction d'empilement 610 des plaques 601. Plus précisément, elles se situent avantageusement à la même extrémité de l'échangeur de chaleur 600 que celle qui accueille le séparateur de phases 500· Toutefois, selon différentes variantes de réalisation qui vont maintenant être décrites en référence aux figures 3 à 8B, plusieurs dispositions relatives de la bouche d'entrée 603 et de la bouche de sortie 605 peuvent être envisagées par rapport à l'empilement des plaques 601.
La figure 3 montre un premier exemple de réalisation de l’échangeur de chaleur 600 selon l’invention comprenant un séparateur de phases 500 à tôles et comprenant une nervure. Dans le cadre de cet exemple de réalisation, la bouche d'entrée 603 est coaxiale avec la boîte d’entrée 630 et la bouche de sortie 605 est coaxiale avec la boîte de sortie 650. Autrement dit, la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 présentent chacune un axe principal 603A, 605A confondu avec les axes 630A, 650A de la boîte d’entrée 630 et de la boîte de sortie 650, aux tolérances mécaniques de fabrication près, et parallèles à l'axe (Ox) du repère orthonormé précédemment défini. Selon une variante de réalisation, la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 présentent chacune un axe principal 603A, 605A parallèle avec les axes 630A, 650A de la boîte d’entrée 630 et de la boîte de sortie 650, sans pour autant que ceux-ci soient confondus.
La bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 sont disposées l’une à côté de l’autre et présentent chacune un centre aligné l’un avec l’autre selon la direction de l'axe transversal (Oy) précédemment défini. Autrement dit, un plan médian commun coupe en deux parties égales la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605, ce plan médian commun étant perpendiculaire aux faces principales 606 des plaques 601. Le plan médian commun est ainsi parallèle au plan (Oxy) du repère orthonormé précédemment défini.
La bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 de l'échangeur 600 sont ici disposées à une extrémité de l'échangeur de chaleur 600, selon la direction d’empilement 610 de plaques 601.
Selon ce premier exemple de réalisation, le séparateur de phases 500 plus visible en figures 4A et 4B comprend, au moins deux tôles, dont une première tôle 1 et une deuxième tôle 2. La première tôle 1 et la deuxième tôle 2 sont disposées l’une contre l’autre et délimitent entre elles un volume de séparation 501, dans lequel la phase liquide et la phase gazeuse du fluide réfrigérant sont séparées. Le séparateur de phases 500 comprend une tôle de fermeture formée par la plaque commune 620 décrite précédemment. La première tôle 1 et la plaque commune 620 sont disposées l’une contre l’autre et délimitent entre elles un volume d'évacuation 502 de phase liquide.
La première tôle 1 est donc prise en sandwich entre la deuxième tôle 2 et la plaque commune 620. La deuxième tôle 2 se situe donc à l’extrémité de l’échangeur de chaleur 600, selon la direction d’empilement 610 des plaques 601. Cette deuxième tôle 2 comprend donc la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605.
Le volume de séparation 501 et le volume d'évacuation 502 sont délimités par des formes agencées en creux, aussi appelées empreintes, ménagées dans la première tôle 1 et dans la deuxième tôle 2. Bien entendu la plaque commune 620 pourrait également comprendre des empreintes.
Les tôles 1, 2 et la plaque commune 620, présentant des faces principales sensiblement rectangulaires, sont accolées pour former le séparateur de phases 500, et sont disposées de telle manière que leur plus grand côté, ou hauteur, est parallèle à l'axe (Oz) du repère orthonormé (Oxyz) précédemment défini et que leur petit côté, ou largeur, est parallèle à l'axe (Oy) de ce repère.
La séparation de phases se produit, dans le séparateur de phases 5θθ par gravité : la première tôle 1, la deuxième tôle 2 et, plus généralement, le séparateur de phases 5θθ> sont donc disposés de telle manière que le mélange diphasique admis au sein du volume de séparation 501 s'écoule naturellement par gravité au sein de celui-ci.
Le volume de séparation 501 comprend une première chambre 12, dite chambre d'admission, une deuxième chambre 13, dite chambre de séparation, et une troisième chambre 16, dite chambre d'extraction, toutes visibles en figure 4B.
La deuxième tôle 2 comprend la bouche d’entrée 603 par laquelle le mélange diphasique de fluide réfrigérant est admis au sein du séparateur de phases 5θθ· La bouche d’entrée 603 débouche alors dans la chambre d'admission 12. Selon l'exemple de réalisation plus illustré, la bouche d’entrée 603 est circulaire. Bien entendu, la bouche d’entrée 603 pourrait prendre toute autre forme, notamment une forme rectangulaire.
La chambre d'admission 12 s'étend, selon la direction (Oz) précédemment définie, depuis la bouche d’entrée 603 jusqu a la chambre de séparation 13· La chambre de séparation 13 comprend une nervure 14 s'étendant en saillie du fond de l'empreinte délimitant la chambre de séparation 13· La nervure 14 s’étend ici à partir d’un premier bord 130 de la chambre de séparation 13, jusqu’à une extrémité 141. L’extrémité de la nervure 14 est dirigée vers un deuxième bord 131 de la chambre de séparation 13, opposé au premier bord 130, sans toutefois toucher ce deuxième bord 131.
Avantageusement, la nervure 14 s'étend selon une direction oblique par rapport à la fois à la direction (Oy) et à la direction (Oz), c'est-à-dire, également, obliquement par rapport au grand côté et au petit côté de la deuxième tôle 2. La nervure 14 s’allonge en direction d'un bord amont 200c de la deuxième tôle 2. Selon une variante de réalisation, la nervure 14 n’est pas accolée au premier bord 130 de la chambre de séparation 13·
La nervure 14 sépare ainsi une partie supérieure et une partie inférieure de la chambre de séparation 13, la partie supérieure étant située en amont de la nervure 14, et la partie inférieure étant située en aval de la nervure 14, l’amont et l’aval étant définis selon un sens d'écoulement du fluide réfrigérant au sein de la chambre de séparation 13, par gravité.
Quelle que soit la variante de réalisation de la nervure 14 retenue, une droite parallèle à la direction (Oz), passant par la chambre d'admission 12 telle que l'axe 12A de la chambre d’admission 12, coupe la nervure 14· En d'autres termes, la nervure 14 forme un obstacle à l'écoulement par gravité du mélange diphasique de fluide réfrigérant issu de la chambre d’admission 12.
Le mélange diphasique de fluide réfrigérant s'écoulant par gravité depuis la chambre d'admission 12 vers la chambre de séparation 13 est donc naturellement guidé vers la nervure 14· 11 résulte alors que la phase liquide du mélange diphasique s’écoule donc le long de la nervure 14 en direction du premier bord 130 de la chambre de séparation 13 sous l’effet de la gravité, tandis que la phase gazeuse du mélange diphasique reste, pour sa part, dans la partie supérieure de la chambre de séparation 13 située du côté du bord amont 200c de la deuxième tôle 2.
Dans le cas, où la nervure 14 est accolée au premier bord 130 de la chambre de séparation 13, la phase liquide s’accumule dans la réserve formée entre la nervure 14 et le premier bord 130 jusqu’à atteindre l’extrémité 141 de la nervure 14 pour s’écouler par débordement dans la partie inférieure de la chambre de séparation 13·
En présence d’un espace entre la nervure 14 et le premier bord 130 de la chambre de séparation 13, la phase liquide s’écoule le long de la nervure 14 en direction du premier bord 130 puis dans la partie inférieure de la chambre de séparation 13·
La phase gazeuse issue de la séparation de phases réalisée, entre autres, par la nervure 14, est pour sa part, acheminée vers la chambre d'extraction 16 avec laquelle la chambre de séparation 13 communique. La chambre d'extraction 16 s'étend depuis la chambre de séparation 13 vers le bord amont 200c de la deuxième tôle 2. Selon l’exemple illustré, la largeur de la chambre d'extraction 16, mesurée selon la direction (Oy), diminue depuis la chambre de séparation 13 vers le bord amont 200c de la deuxième tôle 2 et plus précisément vers la bouche de sortie 605 ménagée dans la deuxième tôle 2.
La phase gazeuse du mélange diphasique de fluide réfrigérant est, d'une part, en raison de sa densité plus faible et, d'autre part, grâce aux configurations des chambres de séparation 13 et d'extraction 16, entraînée dans la chambre d'extraction 16 puis acheminée vers la bouche de sortie 605. 11 est à noter que la forme de la chambre d'extraction 16, se rétrécissant en direction du bord amont 200c de la deuxième tôle 2, contribue à induire et à amplifier un phénomène d'aspiration de cette phase gazeuse vers la bouche de sortie 605. La chambre d'extraction 16 débouchant tangentiellement dans la bouche de sortie 605, ce phénomène d'aspiration est renforcé par une forme de tourbillonnement induit lors de l'injection tangentielle de la pbase gazeuse dans la bouche de sortie 60511 est à noter que la première tôle 1 et la plaque commune 620 comprennent chacune un orifice 11, 35 ayant un axe central coaxial avec la bouche de sortie 605. Plus précisément, la plaque commune 620 comprend deux orifices traversant 19, 35 dont un orifice d'évacuation de phase liquide 19, décrit plus loin, et un orifice de phase gazeuse 35· Cet orifice de phase gazeuse 35 est situé de telle manière qu’il est coaxial avec la boîte de sortie 650 et avec la bouche de sortie 605. De plus, la première tôle 1 comprend un orifice de transfert 11 disposé de telle manière qu’il est coaxial à la bouche de sortie 605, à la boîte de sortie 650 et à l’orifice de phase gazeuse 35· Ainsi, l’orifice de phase gazeuse 35» l’orifice de transfert 11 et la bouche de sortie 605 forment ensemble un canal par lequel la phase gazeuse du fluide réfrigérant issue du premier parcours au sein de l’empilement de plaques 601 traverse le séparateur de phases 500 pour atteindre la bouche de sortie 605 et sortir hors de l’échangeur de chaleur 600. Le canal formé par ces orifices 11, 35» 605 met en communication directe la phase gazeuse du fluide réfrigérant issue de la séparation de phases avec la phase gazeuse du fluide réfrigérant issue du premier parcours au sein de l’empilement de plaques 601 pour se diriger ensemble vers l'extérieur de l’échangeur de chaleur 600.
Par ailleurs, la première tôle 1 comprend une ouverture 18 traversant son épaisseur. Cette ouverture 18 traversante est agencée uniquement dans la tôle 1 prise en sandwich par les deux autres tôles 2, 620. Selon l’exemple de réalisation illustré, l’ouverture 18 est située d’un côté aval de la première tôle 1, de manière à déboucher dans la partie inférieure de la chambre de séparation 13· Ainsi, lorsque la première tôle 1 et la deuxième tôle 2 sont accolées pour délimiter le volume de séparation 501, l'ouverture 18 débouche directement, du côté de la deuxième tôle 2, dans la partie inférieure de la chambre de séparation 13, en aval de la nervure 14·
Le volume d’évacuation 502, formé entre la première tôle 1 et la plaque commune 620, comprend une chambre de réserve de phase liquide 115 et une chambre d’évacuation de phase liquide 190.
Selon l’exemple illustré, la première tôle 1 comprend une forme agencée en creux formant la chambre d’évacuation de phase liquide 190 et la chambre de réserve de phase liquide 115· Bien entendu, la forme agencée en creux pourrait également être ménagée dans la plaque commune 620.
Avantageusement, la chambre de réserve de phase liquide 115 se prolonge, en direction d’un bord amont 100c de la première tôle 1, par la cbambre d’évacuation de pbase liquide 190. La chambre d’évacuation de phase liquide 190 s’étend de manière à être au moins en partie en regard de l'orifice d'évacuation de phase liquide 19 traversant la plaque commune 620. L’orifice d'évacuation de phase liquide 19 de la plaque commune 620 débouche dans la boîte d’entrée 630. 11 est à noter ici que la bouche d’entrée 603 et l'orifice d'évacuation de phase liquide 19 sont coaxiaux.
La phase liquide s’accumulant dans la partie inférieure de la cbambre de séparation 13, s’accumule également dans la cbambre de réserve de phase liquide 115· Le volume d’évacuation 502 étant moins volumineux que le volume de séparation 50L la phase liquide atteint un niveau plus élevé du côté de la cbambre de phase liquide 115 par rapport au côté du volume de séparation 5θ1· Lorsque le niveau de liquide, dans le volume 502 d'évacuation de phase liquide, atteint la cbambre d’évacuation de phase liquide 190, la phase liquide est entraînée dans l’orifice d'évacuation de phase liquide 19 et entre dans la boîte d’entrée 630.
Ce premier exemple de réalisation a été décrit avec la présence d’une plaque commune 620, bien entendu il est tout à fait possible que le séparateur de phases 500 comprenne une deuxième tôle ayant les caractéristiques relatives à la séparation de phases décrites dans le cadre de cette plaque commune 620. Dans ce cas, cette deuxième tôle est fixée à l’une des deux plaques d’extrémité de l’empilement de plaques 601.
Les figures 5> 6A et 6B illustrent un deuxième exemple de réalisation de l’échangeur de chaleur 600 selon l’invention comprenant un séparateur de phases 500 en Y formé entre deux tôles ou plaques disposées l’une contre l’autre. Dans le cadre de cet exemple de réalisation, et comme le montre la figure 5> la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 ne sont pas coaxiales avec la boîte d’entrée 630 et la boîte de sortie 650. La bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 présentent chacune un axe principal 603A, 605A indépendant des axes 630A, 650A de la boîte d’entrée 630 et de la boîte de sortie 650.
La bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 sont disposées sur un côté de l’échangeur de chaleur 600. Plus précisément, la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 sont disposées le long du grand côté des plaques 601 formant en partie l’échangeur de chaleur 600.
La bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 sont disposées l’une au-dessus de l’autre et présentent chacune un centre aligné l’un avec l’autre selon la direction de la hauteur de l’échangeur de chaleur 600 soit l'axe (Oz) tel que défini précédemment. Plus précisément, la bouche de sortie 605 est au-dessus de la bouche d’entrée 603, selon l’axe (Oz).
Un plan médian commun 55θ coupe en deux parties égales la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605, ce plan médian commun 55θ étant parallèle aux faces principales 6θ6 des plaques 601. Le plan médian commun 5θθ est ainsi parallèle au plan (Oyz) du repère orthonormé précédemment défini. On peut également dire que le plan médian commun 55θ est perpendiculaire aux axes 630A, 650A de la boîte d’entrée 630 et de la boîte de sortie 650.
On définit également un plan médian transversal 660 de l’échangeur de chaleur 600. Ce plan médian transversal coupe les faces principales 606 des plaques 601 formant en partie l’échangeur de chaleur 600 de manière perpendiculaire. Plus précisément, ce plan médian transversal 660 coupe le grand côté des plaques 601 en deux parties égales, une première partie dite supérieure et une deuxième partie dite inférieure. On comprend ainsi, que le plan médian transversal 660 définit un côté supérieur de l’échangeur de chaleur 600 et un côté inférieur. Le côté supérieur de l’échangeur de chaleur 600 comprend la boîte d’entrée 630 et la boîte de sortie 650 tandis que le côté inférieur comprend la boîte de renvoi 640. 11 est à noter que, selon ce deuxième exemple de réalisation, les bouches d’entrée 603 et de sortie 605 sont situées dans une partie supérieure de l’échangeur de chaleur 600. Autrement dit, la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 sont plus près de la boîte d’entrée 630 et de la boîte de sortie 650 que de la boîte de renvoi 640, selon l’axe (Oz).
Les figures 6A et 6B illustrent de manière plus détaillée le séparateur de phases 5θθ> équipant l’échangeur de chaleur 600, selon ce deuxième exemple de réalisation. En référence à ces figures, le séparateur de phases 5θθ comprend au moins deux conduits la, 2a, dont un premier conduit la, dit conduit d'admission, et un deuxième conduit 2a, dit conduit de séparation, les conduits la, 2a, étant délimités par au moins une première tôle 510 et la plaque commune 620 accolées l'une à l'autre par une de leurs faces principales.
faut entendre ici le terme de conduit comme désignant une chambre agencée pour accueillir et acheminer le fluide réfrigérant sous forme gazeuse, liquide, ou sous forme diphasique. Le conduit d’admission la et le conduit de séparation 2a s'étendent chacun selon la direction d'un axe principal, respectivement 10 pour le conduit d’admission la et 20 pour le conduit de séparation 2a. Les directions respectives de ces axes principaux d'extension 10, 20, sont celles selon lesquelles le mélange diphasique de fluide réfrigérant est acheminé au sein des conduits 1, 2. Avantageusement, l'axe principal 10 d'extension du conduit d’admission la et l'axe principal 20 d'extension du conduit de séparation 2a sont axes de symétrie pour ces deux conduits. En d'autres termes, ils coupent les sections droites de ces conduits en leur centre.
En référence aux figures 6A et 6B, la tôle 510 et la plaque commune 620 présentent chacune une forme rectangulaire dont un plus grand côté C s’étend selon l’axe (Oz) et dont un petit côté D s’étend selon l’axe (Oy).
Avantageusement, la première tôle 5'0 et la plaque commune 620 comportent chacune une forme agencée en creux dans leur épaisseur, à partir de l'une de leurs faces principales et sont disposées l'une contre l'autre de telle manière que ces faces principales soient accolées l'une à l'autre. La réunion des chambres définies par les formes agencées en creux à partir de chacune des faces principales forment alors des conduits, comme le conduit d’admission la et le conduit de séparation 2a, entre autres.
Le conduit d’admission la débouche dans le conduit de séparation 2a de telle manière qu'ils forment sensiblement les deux branches d'une forme en Y. Autrement dit, le conduit d’admission la forme un angle 100 avec le conduit de séparation 2a. Ainsi, le conduit d’admission la s’étend de manière oblique par rapport au conduit de séparation 2a. Pour rappel, le terme « oblique » signifie ni parallèle, ni perpendiculaire. La zone dans laquelle le conduit d’admission la débouche dans le conduit de séparation 2a forme l'intersection des deux branches du Y.
Plus précisément, selon ce deuxième exemple de réalisation de l'invention, l'axe principal 10 d'extension du conduit d’admission la et l'axe principal 20 d'extension du conduit de séparation 2a sont concourants dans le plan médian commun 550. 11 est à noter que le plan médian commun 55θ est, selon cet exemple de réalisation, plan de symétrie pour ces deux conduits la, 2a.
La tôle 510 et la plaque commune 620 comprennent chacune au moins une extension latérale, et de préférence deux extensions latérales 53L 532, s’étendant à partir du plus grand côté C. Chaque extension 53L 532 définit un conduit du séparateur de phases 500. Plus précisément, une première extension 531 définit le conduit d’admission la du fluide réfrigérant et une deuxième extension 532 définit un conduit d’extraction de phase gazeuse 5· 11 est à noter que les deux extensions 53L 532 prennent naissance à partir d’un même grand côté C de la tôle 510 et de la plaque commune 620. Ainsi, conduit d’admission la et conduit d’extraction de phase gazeuse 5 sont situés sur un même côté du séparateur de phases 500.
Le conduit d’admission la comprend deux extrémités, dont une première extrémité lia formant la bouche d'entrée 603 de l’échangeur de chaleur 600 et une deuxième extrémité 11b débouchant dans le conduit de séparation 2a. Entre les deux extrémités lia, 11b du conduit d’admission la, les parois formant le conduit d’admission la sont étanches, c’est-à-dire que le conduit d’admission la ne comprend pas d’autres orifices que ceux formés par ses deux extrémités lia, 11b. Les parois formant le conduit d’admission la forment ainsi, une fois la tôle 501 et la plaque commune 620 assemblées, un tube étancbe permettant l'acheminement du fluide réfrigérant venant de l’extérieur du séparateur de phases 5θθ vers le conduit de séparation 2a.
Par ailleurs, le conduit de séparation 2a comprend deux extrémités ouvertes 220, 230, en plus de l’ouverture formée par le conduit d’admission la. Ces deux extrémités 220, 230 sont disposées à l’opposé l’une de l’autre le long de l’axe principal d’allongement 20 de ce conduit 2 et seront décrites plus loin dans la description. En dehors de ces trois ouvertures, le conduit de séparation 2a est étanche.
Le conduit de séparation 2a présente différents volumes ayant chacun un rôle spécifique. Plus particulièrement, le conduit de séparation 2a comprend, entre ses deux extrémités 220, 230, un volume de séparation liquide-gaz 21, un volume d'évacuation de phase liquide 22 et un volume d'extraction de phase gazeuse 23· Ces trois volumes 21, 22, 23 sont empilés les uns au-dessus des autres le long de l’axe principal d'allongement 20 du conduit de séparation 2a. En d'autres termes, chaque volume délimité par les parois formant le conduit de séparation 2a présente un axe principal coaxial avec l’axe principal d’allongement 20 du conduit de séparation 2a.
Plus précisément, le volume de séparation liquide-gaz 21 se trouve, selon la direction de l’axe principal d’allongement 20, entre le volume d'extraction de phase gazeuse 23 et le volume d'évacuation de phase liquide 22. En d'autres termes, le volume de séparation liquide-gaz 21 est, selon la direction de l’axe principal d’allongement 20, prolongé, à l'une de ses extrémités, par le volume d'évacuation de phase liquide 22 et, à son extrémité opposée par le volume d'extraction de phase gazeuse 23 avec lesquels il est sensiblement coaxial, comme cela est schématisé par les traits en tirets.
Le volume de séparation liquide-gaz 21 et le volume d'extraction de phase gazeuse 23 sont séparés l’un de l’autre par la deuxième extrémité 11b du conduit d’admission la débouchant dans le conduit de séparation 2a. Autrement dit, le conduit d’admission la débouche dans le conduit de séparation 2a entre le volume de séparation liquide-gaz 21 et le volume d'extraction de phase gazeuse 23, selon la direction de l'axe principal d'allongement 20 du conduit de séparation 2a.
faut comprendre que la séparation de phases, dans le séparateur de phases 5θθ selon ce deuxième exemple de réalisation de l'invention, se produit principalement par gravité. En effet, la phase liquide contenue dans le mélange diphasique de fluide réfrigérant étant plus dense que la phase gazeuse contenue dans ce mélange, est séparée de la phase gazeuse par une différence de densité, sous l’effet de la gravité. La phase gazeuse contenue dans ce mélange diphasique, séparée de la phase liquide également par gravité, est extraite par le même phénomène, c'est-à-dire grâce à sa densité plus faible, c’est-à-dire à sa légèreté, par rapport à la phase liquide. La séparation de phases est ici basée sur un phénomène, qui est que, soumise uniquement à la gravité la phase liquide d'un fluide donné aura tendance à ruisseler vers le bas sous l'effet de son propre poids, tandis que la phase gazeuse de ce même fluide aura tendance à s'élever au-dessus de la ph ase liquide.
Le conduit de séparation 2a est donc agencé de manière que l'orientation de son axe principal d'allongement 20 favorise au maximum l'écoulement par gravité. Pour ce faire, l'axe principal d'allongement 20 du conduit de séparation 2a se trouve sensiblement vertical ou proche de la verticale, la verticale étant définie comme étant perpendiculaire au sol. Des écarts à ce parallélisme pouvant être tolérés dans la mesure où l'écoulement du mélange diphasique de fluide réfrigérant au sein du conduit de séparation 2a reste principalement gouverné par la gravité. De tels écarts peuvent, par exemple, résulter des contraintes d'encombrement pour l'implantation de l’écbangeur de chaleur 600 au sein du véhicule automobile concerné.
Par ailleurs, dans ce qui suit, les dénominations amont et aval seront utilisées en référence au sens d'écoulement par gravité du fluide réfrigérant au sein du conduit de séparation 2a et notamment au sein du volume de séparation liquide-gaz 21. En référence à ces dénominations, et comme le montrent les figures 6A et 6B, les différents conduits et volumes précédemment définis sont donc agencés de telle manière que le volume d'extraction de phase gazeuse 23 s'étend en amont du volume de séparation liquide-gaz 21 et que le conduit d’admission la débouche dans le conduit de séparation 2a à l'extrémité amont du volume de séparation liquide-gaz 21, le volume d'évacuation de phase liquide 22 s'étendant en aval de l'extrémité aval de ce volume de séparation liquide-gaz 21.
résulte de ce qui précède que le mélange diphasique du fluide réfrigérant, admis au sein du séparateur de phases 5θθ> est acheminé directement du conduit d’admission la vers le volume de séparation 21. Pour favoriser cet écoulement et la séparation par gravité au sein du séparateur de phases 5θθ> l'invention prévoit que l'axe principal d'allongement 10 du conduit d’admission la forme, avec l'axe principal d'allongement 20 du conduit de séparation 2a, un angle 520 avantageusement inférieur à 9θ degrés. 11 faut comprendre ici que l'angle 520 est mesuré du côté du volume d'extraction de phase gazeuse 23 et non du côté du volume d'évacuation de phase liquide 22. Autrement dit, l’angle 520 est mesuré du côté amont de la zone dans laquelle le conduit d’admission la débouche dans le conduit de séparation 2a, c'est-à-dire à l'opposé du sens d'écoulement par gravité du mélange diphasique de fluide réfrigérant au sein du volume de séparation liquide-gaz 21. Avantageusement, l'angle 520 est compris entre 40 et 50 degrés. Selon une variante de réalisation particulière, cet angle est égal à 45 degrés.
L'angle 520 est défini pour optimiser l'écoulement par gravité du mélange de fluide diphasique de fluide réfrigérant au sein du conduit d’admission la et son acheminement vers le conduit de séparation 2a. En effet, pour des valeurs trop faibles de l'angle 520, le mélange diphasique de fluide réfrigérant aura tendance à s'écouler en une forme de chute, alors que pour des valeurs trop élevées de l'angle 520, une forme de stagnation de ce mélange diphasique pourra survenir. Dans le premier cas, l'arrivée d'une quantité donnée de mélange diphasique au sein du conduit de séparation 2a sera brutale, ce qui peut nuire à la sélectivité de la séparation liquide-gaz proprement dite. Dans le deuxième cas, l'arrivée d'une quantité donnée de mélange diphasique au sein du conduit de séparation 2a sera trop lente, ce qui peut nuire à l'efficacité de la séparation liquide-gaz par un allongement excessif du temps d'introduction du mélange diphasique au sein du volume de séparation 21.
Le fonctionnement du séparateur de phases 500 selon l'invention est donc le suivant : le mélange diphasique de fluide réfrigérant, reçu dans le conduit d’admission la est acheminé par gravité vers le conduit de séparation 2a et, plus précisément, vers le volume de séparation 21 précité. La phase liquide et la phase gazeuse que ce mélange diphasique comporte sont alors séparées par gravité : la phase liquide est acheminée, par gravité, vers le volume 22 d'évacuation de phase liquide situé en aval du volume 21 de séparation liquide-gaz, tandis que la phase gazeuse est dirigée, grâce à sa plus faible densité, vers le volume 23 d'extraction de phase gazeuse situé en amont du volume 21 de séparation liquide-gaz.
Comme le montrent plus particulièrement les figures 6A et 6B, le séparateur de phases 500 comporte un troisième conduit 3, dit de réserve de phase liquide. Dans ce conduit de réserve 3 se produit une accumulation de phase liquide au sein du séparateur de phases 500. Afin de réduire au maximum l'encombrement du séparateur de phases 500 selon l'invention, une partie au moins du conduit de réserve de phase liquide 3, et avantageusement tout le conduit de réserve 3, s'étend côte à côte avec le conduit de séparation 2a, parallèlement à l'axe principal d'allongement 20 de celui-ci.
De même que le conduit d’admission la et le conduit de séparation 2a, le conduit 3 de réserve de phase liquide est formé de deux demi-conduits définis et délimités chacun par une forme agencée en creux dans l'épaisseur respectivement de la tôle 510 et de la plaque commune
620, à partir des faces principales par lesquelles elles sont disposées l'une contre l'autre.
Le conduit de séparation 2a et le conduit de réserve 3 forment ensemble les deux branches d'une forme en U avec la base du U formée par un quatrième conduit 4 dit de communication, mettant en communication le conduit de séparation 2a, et notamment le volume 22 d'évacuation de phase liquide, avec le conduit de réserve 3· Le volume 22 d'évacuation de phase liquide peut être défini comme comportant une première portion située en aval du volume 21 de séparation liquide/gaz au sein du conduit de séparation 2a, une deuxième portion constituée par le conduit de communication 4 précité, et une troisième portion formée par le conduit de réserve 3 dans lequel la phase liquide s'accumule.
Le conduit de réserve 3 comprend une première extrémité 3L se situant dans le prolongement du conduit de communication 4> et une deuxième extrémité 32, opposée à la première 31 selon l’axe principal d’allongement 3θ du conduit de réserve 3· La deuxième extrémité 32 du conduit de réserve de phase liquide 3 forme un orifice 221 d'évacuation de phase liquide traversant la plaque commune 620. Cet orifice d'évacuation de phase liquide 221 débouche dans la boîte d’entrée 630 de l’empilement de plaques 601.
L'orifice d'évacuation de phase liquide 221 est traversant dans l'épaisseur de la plaque commune 620. En revanche, comme le montrent la figure 6A, la tôle 510 ne comporte pas d’orifice débouchant dans le conduit de réserve 3· La phase liquide accumulée dans le conduit de réserve 3 est donc nécessairement acheminée vers l'orifice d'évacuation de phase liquide 221 permettant une sortie de la phase liquide vers la boîte d’entrée 603.
L'orifice d'évacuation de phase liquide 221, traversant la plaque commune 620, est ouvert sur la boîte d’entrée 603 formée par l’empilement de plaques 601. L'orifice d'évacuation de phase liquide 221 comprend un axe central 221A perpendiculaire aux faces principales de la tôle 501 et de la plaque commune 620, et parallèle voire confondu avec l’axe principal d’extension 630A de la boîte d’entrée 603.
Par ailleurs, la phase gazeuse issue de la séparation au sein du volume 21 de séparation liquide-gaz est, tel qu’indiqué précédemment, acheminée vers le volume 23 d'extraction de phase gazeuse situé en amont de la zone où le conduit d’admission la débouche dans le conduit de séparation 2a et en direction de l’extrémité 230 du conduit de séparation 2a.
Le conduit de séparation 2a, et notamment le volume 23 d'extraction de phase gazeuse qu’il comprend, communique avec un cinquième conduit 5 dit conduit d'extraction de phase gazeuse.
De même que le conduit d’admission la, le conduit de séparation 2a et le conduit de réserve 3> le conduit 5 d’extraction de phase gazeuse est défini et délimité par deux formes agencées en creux dans l'épaisseur respectivement de la tôle 510 et de la plaque commune 620 à partir des faces principales par lesquelles ces tôle et plaque 510, 620 sont accolées entre elles.
Le conduit d’extraction de phase gazeuse 5 s'étend selon un axe d'allongement général 50. L’axe d’allongement général 50 s’étend de manière oblique par rapport à l’axe d’allongement principal 20 du conduit de séparation 2a.
Le conduit d’extraction de phase gazeuse 5, comme le conduit d’admission la, débouche vers l’extérieur du séparateur de phases 500 et permet donc à la phase gazeuse du fluide réfrigérant de sortir de l’échangeur de chaleur 600. Plus précisément, le conduit d’extraction de phase gazeuse 5 comprend deux extrémités 5L 52 débouchant chacune vers l’extérieur du séparateur de phases 500.
Plus particulièrement, le conduit d’extraction de phase gazeuse 5 comprend une première extrémité 51 formant la bouche de sortie 605 dont l’axe central 605A est perpendiculaire au grand côté C de la forme rectangulaire de la tôle 510 et de la plaque commune 620. La deuxième extrémité 52 du conduit d’extraction de phase gazeuse 5, débouche également vers l’extérieur du séparateur de phases 500, en un orifice d'extraction de phase gazeuse 41 traversant la plaque commune 620. Plus précisément, l’orifice d'extraction de phase gazeuse 41 est ouvert sur la boîte de sortie 650 formée par l’empilement de plaques 601. L’orifice d’extraction 41 comprend un axe central 41A perpendiculaire aux faces principales de la tôle 501 et de la plaque commune 620, et parallèle voire confondu avec l’axe principal d’extension 650A de la boîte de sortie 650.
L'orifice d’extraction de phase gazeuse 41 est traversant dans l'épaisseur de la plaque commune 620. En revanche, comme le montre la figure 6A, la tôle 510 ne comprend pas d’orifice la traversant et débouchant dans le conduit d’extraction de phase gazeuse 5· est à noter ici que l'orifice 41 d'extraction de phase gazeuse se trouve, en référence au sens de l'écoulement par gravité du mélange diphasique au sein du volume 21 de séparation liquide-gaz, situé à proximité d’un même bord amont 500a du séparateur de phases 500 que l'orifice d'évacuation de phase liquide 221 précédemment décrit. De plus, il est également à noter, que l'axe central 221A de l'orifice d'évacuation de phase liquide 221 et l'axe central 41A de l'orifice d'extraction de phase gazeuse 41 sont parallèles entre eux.
Plus précisément, l'orifice 221 d'évacuation de phase liquide et l'orifice 41 d'extraction de phase gazeuse sont, comme le montrent les figures 6A, 6B et 7, disposés côte à côte selon l'axe (Oy) précédemment défini. Avantageusement, l'écart, mesuré selon la direction de l'axe (Oy), entre l'axe central 221A de l'orifice 221 d'évacuation de phase liquide et l'axe central 41A de l'orifice 41 d'extraction de phase gazeuse est égal, aux tolérances mécaniques de fabrication près, à l'écart, mesuré selon cet axe (Oy), entre l’axe principal d'extension 630A de la boîte d’entrée 630 et l’axe d'allongement 650A de la boîte de sortie 650. L'invention prévoit ainsi que l'orifice 41 d'extraction de phase gazeuse est coaxial à la boîte de sortie 650 et que l'orifice 221 d'évacuation de phase liquide est coaxial à la boîte d’entrée 630.
Entre les deux extrémités 51, 52 du conduit d’extraction de phase gazeuse 5, les parois formant ce conduit 5 présentent une ouverture 54 autorisant une communication avec un sixième conduit dit passage d’extraction 6. Le conduit de séparation 2a débouche également dans ce passage d'extraction 6. Ainsi, le passage d'extraction 6 est agencé entre le volume 23 d'extraction de phase gazeuse du conduit de séparation 2a et le conduit 5 d’extraction de phase gazeuse. Le passage d'extraction 6 s'étend ici, selon l'axe principal d'extension 20 du conduit de séparation 2a, de l'extrémité amont du volume 230 du conduit de séparation 2a vers l’ouverture 54 du conduit 5 d’extraction de phase gazeuse, dans lequel il débouche. En d'autres termes, le passage d'extraction 6 met en communication le volume 23 d'extraction de phase gazeuse et le conduit 5 d'extraction de phase gazeuse.
Le passage d'extraction 6 a pour fonction de transférer, du volume 23 d'extraction de phase gazeuse vers le conduit 5 d’extraction de phase gazeuse, la phase gazeuse issue de la séparation de phases opérée dans le conduit de séparation 2a, et notamment dans le volume de séparation 21. Dans ce but, la configuration relative du passage d'extraction 6, du volume 23 d'extraction de phase gazeuse et du conduit 5 d’extraction de phase gazeuse est définie à la fois pour optimiser ce transfert, pour éviter tout retour de phase gazeuse dans le volume 21 de séparation liquide-gaz et aussi pour éviter une entrée de phase liquide dans le conduit 5 d’extraction de phase gazeuse.
De préférence, le passage d’extraction 6 présente, sur sa totalité selon la direction de l'axe principal d'allongement 20, une largeur constante, mesurée dans une section droite et selon l’axe Oy précédemment défini. Avantageusement cette largeur constante est inférieure à une largeur du conduit de séparation 2a et/ou à une largeur du conduit d’extraction de phase gazeuse 5, ces largeurs étant mesurées dans des sections droites. De manière générale, on peut dire que le passage d’extraction 6 présente une largeur au moins deux fois inférieure à une largeur du conduit de séparation 2a et/ou du conduit d’extraction de phase gazeuse 5· Line telle largeur permet de former une restriction autorisant une succion de la phase gazeuse à travers le passage d’extraction 6. Cette dimension particulière du passage d’extraction 6 a pour rôle d'augmenter la vitesse de la phase gazeuse, en créant un phénomène d'aspiration au sein du volume 23 d'extraction de phase gazeuse. Elle contribue donc à l'efficacité de la séparation de phases au sein du séparateur de phases 5θθ· Elle a également pour fonction de limiter toute fuite éventuelle de phase liquide vers la partie amont du conduit de séparation 2a et vers le conduit d’extraction de phase gazeuse 5·
Selon une variante de réalisation illustré par la figure 7, au moins un des conduits du séparateur de phases 5θθ> selon le deuxième exemple de réalisation, comprend un élément perturbateur de flux 7· Selon la variante illustrée, l'élément perturbateur de flux 7 est logé dans le conduit de séparation 2a et plus précisément dans le volume de séparation 21 décrit précédemment.
L'élément perturbateur de flux 7 présente un axe principal d'allongement qui, lorsque ledit élément perturbateur de flux 7 est placé dans le volume 21 de séparation liquide-gaz, est confondu, aux tolérances mécaniques de fabrication près, avec l'axe d'allongement 20 du conduit de séparation 2a.
L'élément perturbateur de flux 7 a pour fonction d’induire un champ centrifuge au fluide réfrigérant. Autrement dit, le mélange diphasique à séparer est soumis à un mouvement rotationnel au sein du conduit dans lequel est situé l’élément perturbateur de flux 7, soit ici dans le conduit de séparation 2a et dans le volume de séparation 21. Suite au champ centrifuge créé, la phase liquide, qui est plus dense que la phase gazeuse, est centrifugée vers l’extérieur de l'élément perturbateur de flux 7, par exemple en direction de la ou des parois du conduit de séparation 2a, tandis que la phase gazeuse, moins dense, se dirige vers le centre de l'élément perturbateur de flux 7· Selon la localisation de l’élément perturbateur de flux 7, la gravité peut renforcer cette séparation. 11 est également à noter que le mouvement rotationnel du fluide réfrigérant peut être accentué par une injection tangentielle du mélange diphasique dans le volume de séparation 21.
La présence de l'élément perturbateur de flux 7 permet également d'augmenter le temps de résidence du fluide réfrigérant au sein du conduit dans lequel il est situé. Cela permet de réaliser une séparation de phases plus complète qu’en absence de perturbateur de flux 7·
Afin de réaliser le champ centrifuge recherché, l'élément perturbateur de flux 7 est configuré pour générer une circulation hélicoïdale ou rotationnelle du fluide réfrigérant. Selon l’exemple de réalisation illustré, l'élément perturbateur de flux 7 se présente sous la forme d’une rampe en spirale 7θ le long de laquelle le fluide réfrigérant est destiné à s’écouler. La description qui suit concerne l’exemple de réalisation de rampe en spirale 70, mais bien entendu cette description pourra être appliquée à tout autre élément perturbateur de flux 7 configuré pour générer une circulation hélicoïdale ou rotationnelle du fluide réfrigérant.
Ce deuxième exemple de réalisation a été décrit avec la présence d’une plaque commune 620, bien entendu il est tout à fait possible que le séparateur de phases 5θθ comprenne une deuxième tôle ayant les caractéristiques relatives à la séparation de phases décrites dans le cadre de cette plaque commune 620. Dans ce cas, cette deuxième tôle est fixée à l’une des deux plaques d’extrémité de l'empilement de plaques 601.
Les figures 8A et 8B illustrent un troisième exemple de réalisation de l’échangeur de chaleur 600 selon l’invention comprenant un séparateur de phases 5θθ à double canaux. Dans le cadre de cet exemple de réalisation, et comme le montrent les figures 8A et 8B, la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 ne sont pas coaxiales avec la boîte d’entrée 630 et la boîte de sortie 650. La bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 présentent chacune un axe principal 603A, 605A indépendant des axes 630A, 650A de la boîte d’entrée 630 et de la boîte de sortie 650, selon l’axe (Oz).
La bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 sont disposées sur un côté de l’échangeur de chaleur 600. Plus précisément, la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 sont disposées le long du grand côté des plaques 601 formant en partie l’échangeur de chaleur 600. Par rapport au plan médian transversal défini précédemment, la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 sont situées du côté inférieur de l’échangeur de chaleur 600. Autrement dit, la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 sont plus près de la boîte de renvoi 640 que de la boîte d’entrée 630 et de la boîte de sortie 650.
La bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605 sont disposées l’une au-dessus de l’autre et présentent chacune un centre aligné l’un avec l’autre selon la direction de la hauteur de l’échangeur de chaleur 600 soit l'axe (Oz) tel que défini précédemment. Plus précisément, la bouche de sortie 605 est au-dessus de la bouche d’entrée 603, selon l’axe (Oz).
Un plan médian commun coupe en deux parties égales la bouche d'entrée 603 et la bouche de sortie 605, ce plan médian commun étant parallèle aux faces principales 606 des plaques 601. Le plan médian commun est ainsi parallèle au plan (Oyz) du repère orthonormé précédemment défini. On peut également dire que le plan médian commun est perpendiculaire aux axes 630A, 650A de la boîte d’entrée 630 et de la boîte de sortie 650.
La figure 8B illustre de manière plus détaillée le séparateur de phases 5θθ> équipant l’échangeur de chaleur 600, selon ce troisième exemple de réalisation. En référence à cette figure, le séparateur de phases 5θθ se présente sous la forme d’un bloc dans lequel des canaux sont ménagés. Le séparateur de phases 5θθ comprend des canaux 8, 9, ici au nombre de deux dont un premier canal 8 s’étendant selon un premier axe principal d’extension 8A et un deuxième canal 9 s’étendant selon un deuxième axe principal d’extension 9A.
Le premier canal 8 et le deuxième canal 9 sont situés l’un à côté de l’autre. Ainsi, les canaux 8, 9 sont distincts les uns des autres dans le sens où ils ne sont, ni mis bout à bout, ni coaxiaux, ni intégrés l’un dans l’autre. Chaque canal 8, 9 comprend deux extrémités opposées l’une de l’autre selon l’axe principal d’extension 8A, 9A de ces canaux 8, 9· Le premier canal 8 et le deuxième canal 9 sont parallèles. Autrement dit, les axes principaux d'extension respectivement du premier canal 8 et du deuxième canal 9 sont parallèles entre eux.
Plus précisément, le premier canal 8 comprend une première extrémité 81 et une deuxième extrémité 82, ces extrémités étant disposées l’une à l’opposé de l’autre selon le premier axe principal d’extension 8A, et le deuxième canal 9 comprend une première extrémité 91 et une deuxième extrémité 92, ces extrémités étant disposées l’une à l’opposé de l’autre selon le deuxième axe principal d’extension 9A.
La première extrémité 81 du premier canal 8 comprend une extension 57 s’étendant de manière perpendiculaire au premier axe principal d’extension 8A. Cette extension 57 comprend une extrémité 57θ> opposée à celle débouchant dans le premier canal 8, formant la bouche d’entrée 603- La deuxième extrémité 82 du premier canal 8 forme un orifice d'évacuation de phase liquide 55 débouchant dans la boîte d’entrée 630. Cet orifice d'évacuation de phase liquide 55 est avantageusement coaxial avec la boîte d’entrée 630. Entre la première extrémité 81 et la deuxième extrémité 82 du premier canal 8, se trouve un élément de séparation de phases 59 qui sera décrit plus loin.
La première extrémité 91 du deuxième canal 9 comprend une extension 58 s’étendant de manière perpendiculaire au deuxième axe principal d’extension 9A. Cette extension 58 comprend une extrémité 580, opposée à celle débouchant dans le deuxième canal 9, formant la bouche de sortie 605. La deuxième extrémité 92 du deuxième canal 9 forme un orifice d'extraction de phase gazeuse 56 ouvert sur la boîte de sortie 650. Cet orifice d'extraction de phase gazeuse 56 est avantageusement coaxial avec la boîte de sortie 650.
L’élément de séparation de phases 59 comprend des pores et/ou des fibres, notamment en sa périphérie. Les pores et/ou les fibres de l’élément de séparation 59 peuvent présenter des capacités de filtration différentes suivant la nature du fluide, notamment en fonction de son état gazeux ou liquide. Ces pores et/ou ces fibres peuvent aussi se présenter sous la forme d’une membrane. De par sa structure et/ou sa composition, l’élément de séparation 59 est perméable à la phase gazeuse du fluide réfrigérant et imperméable à la phase liquide de ce même fluide réfrigérant. Par imperméable, on entend que l’élément de séparation 59 empêche le passage d’au moins 9θ% de la phase liquide au travers de sa paroi 59θ qui laisse passer la phase gazeuse.
Plus particulièrement, l’élément de séparation 59 se présente sous la forme d’un tube creux, par exemple cylindrique, dont l’axe d'extension est confondu avec l’axe principal d'extension 8A du premier canal 8. La forme tubulaire de l’élément de séparation 59 permet d’autoriser, d’une part, la phase gazeuse du fluide réfrigérant à traverser sa paroi 59θ et, d’autre part, la phase liquide du fluide réfrigérant à s’écouler le long de l’élément de séparation 59> notamment en passant par sa partie creuse. Autrement dit, la partie creuse du tube qui constitue ici l'élément de séparation 59 forme un orifice traversant qui autorise un passage de la phase liquide du fluide réfrigérant. Alternativement, l’élément de séparation 59 peut comprendre différentes couches, dont une couche en son centre perméable à la phase liquide et une autre couche, à sa périphérie, imperméable à la phase liquide du fluide réfrigérant.
Entre le premier canal 8 et le deuxième canal 9 sont disposés des passages de transfert 53 reliant les canaux 8, 9 entre eux. Ce ou ces passages de transfert 53 débouchent avantageusement dans le premier canal 8 au regard de l’élément de séparation de phases 59· Selon l’exemple de réalisation plus particulièrement illustré par la figure 8B, cinq passages de transfert 53 sont agencés le long du premier canal 8, au regard de l’élément de séparation de phases 59·
Chacun des passages de transfert 53 présente un axe d’extension 53θ> ici perpendiculaire aux axes principaux d'extension, respectivement 8A, 9A, des canaux 8, 9· En d’autres termes, l’axe d’extension 53θ de chacun des passages de transfert 53 coupe perpendiculairement au moins l'axe principal d'extension 8A du premier canal 8 et avantageusement aussi l’axe principal d'extension 9A du deuxième canal 9· Plus précisément, chacun des passages de transfert 53 est agencé radialement par rapport au premier canal 8 et éventuellement au deuxième canal 9·
Le fonctionnement du séparateur de phases 5θθ selon ce troisième exemple de réalisation est le suivant : le fluide réfrigérant est admis sous forme de mélange diphasique au sein du premier canal 8 par l’intermédiaire de la bouche d’entrée 603 et de l’extension 57· 11 circule ensuite à l’intérieur de l’élément de séparation de phases 59> d’une extrémité à l’autre de l’élément de séparation de phases 59·
L’élément de séparation de phases 59 étant perméable à la phase gazeuse du fluide réfrigérant et imperméable à la pbase liquide de celui-ci, la portion de phase gazeuse contenue dans le mélange dipbasique traverse la paroi 59θ de l’élément de séparation de phases 59> tandis que la phase liquide continue à circuler dans la partie creuse de celui-ci. La phase gazeuse du fluide réfrigérant est aspirée à travers le ou les passages de transfert 53> vers le deuxième canal 9· La phase gazeuse est ensuite amenée à circuler dans le deuxième canal 9 en direction de la bouche de sortie 605, c’est à dire selon une direction inverse de circulation du premier canal 8. La séparation de phases recbercbée est ainsi réalisée, et le mélange dipbasique de fluide réfrigérant circulant en entrée du premier canal 8 s’appauvrit en phase gazeuse au fur et à mesure qu’il circule dans l’élément de séparation 59> jusqu’à n’être plus constitué que de phase liquide en sortie du premier canal 8. La phase gazeuse du fluide réfrigérant issue de la séparation de phases opérée entre le premier canal 8 et le deuxième canal 9 est alors mélangée à la phase gazeuse issue de l'échange de chaleur réalisé entre le fluide réfrigérant et le deuxième fluide au sein du premier parcours, puis entraînée hors de l'échangeur de chaleur 600 par la bouche de sortie 605La répartition des passages de transfert 53 le long du premier canal 8 au regard de l’élément de séparation de phases 59 est définie pour optimiser le transfert de la phase gazeuse vers le deuxième canal 9 : selon différentes variantes de réalisation de l’invention, les passages de transfert 53 pourront donc être régulièrement répartis le long du premier canal 8 au regard de l’élément de séparation de phases 59· Ici, les passages de transfert 53 sont régulièrement répartis le long de la portion du premier canal 8 occupée par l’élément de séparation de phases 59·
Avantageusement, une dépression est entretenue par la zone d'échange de chaleur de l'échangeur de chaleur 600 entre le premier canal 8 et le deuxième canal 9> de manière à établir un phénomène d’aspiration vers le deuxième canal 9 pour favoriser l’entraînement de la phase gazeuse du fluide réfrigérant vers ce dernier. Cet entraînement peut également être favorisé par la configuration des passages de transfert 53 au regard du premier canal 8 et du deuxième canal 9 : ainsi, à titre d’exemple non exclusif, une configuration tangentielle d’un ou plusieurs des passages de transfert 53 par rapport à l’un au moins du premier canal 8 ou du deuxième canal 9 pour créer un phénomène de tourbillonnement.
Selon une variante de réalisation, la séparation de phases est rendue encore plus efficace par la présence d’un perturbateur d’écoulement à l’intérieur de l’élément de séparation de phases
59· Logé dans l’élément de séparation de phases 59> le perturbateur d’écoulement constitue, d’une part, un obstacle à l’écoulement du fluide réfrigérant au sein de l’élément de séparation de phases
59, et permet, d’autre part, d’augmenter la surface de contact du fluide réfrigérant dans l’élément de séparation de phases 59· En effet, le perturbateur d’écoulement dévie le mélange dipbasique de fluide réfrigérant pour l’amener au contact de la paroi 59θ de l’élément de séparation de phases 59· L’efficacité de la séparation de phase est ainsi améliorée, en garantissant que la totalité de la phase gazeuse est extraite du mélange diphasique qui circule au sein de l’élément de séparation de phases 59· Le perturbateur d’écoulement peut se présenter sous la même forme que le perturbateur de flux 7 décrit précédemment.
Quel que soit l'exemple de réalisation retenu, et quelle que soit la technique de séparation de phases mise en œuvre, l'invention permet donc de réaliser un échangeur de chaleur 600 pour un circuit de fluide réfrigérant d'un véhicule automobile qui soit compact et qui regroupe les fonctions d'échange thermique et de séparation de phases pour une optimisation de l'efficacité de l'échange thermique. Un tel échangeur de chaleur 600 est donc d'une intégration plus aisée à un véhicule automobile dans lequel les contraintes d'encombrement sont fortes. 11 réalise, en outre, une amélioration de l'efficacité du circuit de fluide réfrigérant dans son ensemble. En effet, un tel échangeur de chaleur 600 permet l'introduction directe, sans risque de fuite ou de perte de charge, du fluide réfrigérant sous forme exclusivement liquide dans la zone d'échange thermique, et la récupération combinée de la phase gazeuse issue de la séparation de phases et de la phase gazeuse issue de l'échange thermique en sortie de l'échangeur de chaleur 600.
L'invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés, et elle s'applique également à tous moyens, ou configurations, équivalents et à toute combinaison de tels moyens. En effet, si l'invention a été ici décrite et illustrée selon différentes variantes de réalisation dans laquelle les différents conduits et passages que le séparateur de phases 5θθ comporte présentent majoritairement des formes cylindriques, il va de soi que d'autres formes de conduits peuvent être envisagées sans que cela nuise à l'invention. De même, si l'invention a été ici décrite selon des variantes de réalisation mettant en œuvre chacune séparément un type de technique de séparation de phases, il va de soi que les techniques présentées peuvent être combinées et que, par exemple, un élément de séparation de phases 59 tel que celui décrit et illustré par les figures 8A et 8B peut être intégré à un séparateur de phases 5θθ tel que ceux décrits et illustrés par les figures 3 à 7 sans que cela nuise à l'invention.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Échangeur de chaleur (6θθ) pour véhicule, notamment automobile, destiné à réaliser un échange de chaleur entre un premier fluide et un deuxième fluide, le premier fluide étant un fluide réfrigérant (7OO), l'échangeur de chaleur (6θθ) comprenant :
    une bouche d’entrée (603) pour une admission du fluide réfrigérant (700) dans l’échangeur de chaleur (6θθ), une bouche de sortie (605) pour une évacuation du fluide réfrigérant (700) depuis l’échangeur de chaleur (6θθ), des plaques (601) empilées les unes contre les autres délimitant entre elles un premier parcours pour le fluide réfrigérant (700) et un deuxième parcours, distinct du premier parcours, pour le deuxième fluide, caractérisé en ce que l’échangeur de chaleur (6θθ) comprend un séparateur de phases (5θθ) configuré pour séparer une phase liquide d’une phase gazeuse du fluide réfrigérant (700).
  2. 2. Echangeur de chaleur (6θθ) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’une des plaques (601), dite plaque commune (620), délimitant le premier parcours ou le deuxième parcours est commune avec le séparateur de phases (500).
  3. 3. Echangeur de chaleur (6θθ) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bouche d’entrée (603) débouche dans le séparateur de phases (500) pour l’admission du fluide réfrigérant (700) dans l’échangeur de chaleur (6θθ).
  4. 4. Échangeur de chaleur (6θθ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bouche de sortie (605) débouche dans le séparateur de phases (500) pour une sortie du fluide réfrigérant (700) depuis l’échangeur de chaleur (6θθ).
  5. 5. Échangeur de chaleur (6θθ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bouche d’entrée (603) est coaxiale avec une boîte d’entrée (630) formée par les plaques (601) empilées.
  6. 6. Échangeur de chaleur (6θθ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bouche de sortie (605) est coaxiale avec une boîte de sortie (650) formée par les plaques (601) empilées.
  7. 7. Échangeur de chaleur (6θθ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bouche d’entrée (603) et la bouche de sortie (605) sont situées plus près d’une boîte d’entrée (630) que d’une première boîte de renvoi (640), la boîte d’entrée (630) et la première boîte de renvoi (640) étant formées par les plaques (601) empilées et étant situées à l’opposé l’une de l’autre selon une hauteur de plaque (601).
    5 8. Echangeur de chaleur (6θθ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bouche d’entrée (603) et la bouche de sortie (605) sont situées plus près d’une première boîte de renvoi (640) que d’une boîte d’entrée (630), la boîte d’entrée (630) et la première boîte de renvoi (640) étant formées par les plaques (601) empilées et étant situées à l’opposé l’une de l’autre selon une hauteur de plaque (601).
  8. 10 9· Échangeur de chaleur (6θθ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le séparateur de phases (500) comprend un premier orifice (19, 221, 55) débouchant dans une boîte d’entrée (630) configurée pour distribuer le fluide réfrigérant (700) dans le premier parcours, la boîte d’entrée (630) étant formée par les plaques (601) empilées.
    10. Échangeur de chaleur (6θθ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le
  9. 15 séparateur de phases (500) comprend un deuxième orifice (35, 41, 56) débouchant dans une boîte de sortie (650) configurée pour une sortie du fluide réfrigérant (700) depuis le premier parcours, la boîte de sortie (650) étant formée par les plaques (601) empilées.
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JPH06117728A (ja) * 1992-10-01 1994-04-28 Daikin Ind Ltd 気液分離型熱交換器
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