FR3078395A1 - Dispositif d'obturation pour bouteille d'un condensateur - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'obturation (90) pour bouteille d'un condenseur, ce dispositif d'obturation comportant : - un obturateur (100) agencé pour obturer, de préférence de manière amovible, une ouverture de la bouteille, - un composant fonctionnel (200 ; 300) agencé pour interagir avec un fluide réfrigérant dans la bouteille, ce composant fonctionnel étant agencé pour être monté, de manière démontable ou indémontable, sur l'obturateur avec une possibilité de rotation par rapport à cet obturateur.

Description

Dispositif d’obturation pour bouteille d’un condenseur
La présente invention concerne un dispositif d’obturation pour bouteille notamment d’un condenseur.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la climatisation des véhicules automobiles. Le document EP1386653 par exemple divulgue une bouteille réservoir de fluide réfrigérant.
D'une manière générale, les circuits de climatisation doivent répondre à un certain nombre de critères stricts concernant les conditions d'ambiance dans lesquelles circule le fluide réfrigérant, tel que le fluide connu sous l'appellation R134A par exemple.
En effet, il faut éviter la présence dans le circuit de corps étrangers trop nombreux ou d'une taille trop importante, car ils peuvent générer des problèmes pouvant mener jusqu'à la casse de certains composants des circuits de climatisation, comme le compresseur.
D'autre part, le fluide réfrigérant doit pouvoir circuler dans une ambiance exempte d'humidité, car les molécules d'eau ont tendance à produire des composés acides en présence de R134A et d'huile. Ces composés attaquent alors les composants du circuit, ce qui peut occasionner des fuites et la perte de fonctionnalités.
Il est connu d'équiper les circuits de climatisation de bouteilles contenant une certaine quantité de fluide réfrigérant en phase liquide. Ces bouteilles servent, d'une part, de réservoirs de fluide destinés à compenser d'éventuelles fuites dans les circuits, et, d'autre part, à garantir, qu'en sortie des bouteilles, le fluide réfrigérant est totalement en phase liquide avant d'être acheminé en aval. Dans des réalisations particulières, la sortie de la bouteille est ramenée dans une section du condenseur de manière à faire subir au fluide réfrigérant liquide un passage supplémentaire, dit de sous-refroidissement.
Il est aussi connu de tirer profit de la présence de bouteilles réservoirs sur le trajet suivi par le fluide réfrigérant pour résoudre les problèmes d'ambiance évoqués plus haut. A cet effet, un filtre et un dessiccateur peuvent être disposés à l'intérieur des bouteilles afin d'éliminer au maximum la présence de corps étrangers et d'humidité dans les boucles de circulation du fluide réfrigérant.
La bouteille, encore dite bouteille déshydratante, est, dans la majorité des cas, intégrée au condenseur de climatisation, de manière à avoir une partie du condenseur dédiée au sous- refroidissement du réfrigérant, et par conséquent améliorer les performances de la boucle de climatisation.
Comme dit plus haut, cette bouteille a généralement plusieurs fonctions :
- Créer une réserve de réfrigérant pour compenser les pertes inévitables dans la vie du véhicule
- Créer une séparation de phase gaz/liquide
- Filtrer le réfrigérant par l’ajout d’un filtre situé entre l’entrée et la sortie de la bouteille
- Absorber l’humidité à l’intérieur de la boucle de climatisation par l’ajout d’un sac de dessiccant à l’intérieur de la bouteille.
Chaque constructeur automobile a ses exigences quant à la maintenance de la boucle de climatisation dans la vie du véhicule :
- certains constructeurs demandent à ce que la bouteille soit scellée, aucun accès à ses composants internes n’est possible
- certains constructeurs demandent à ce que la bouteille puisse être ouverte pour remplacer le filtre et le dessiccant lors des opérations de maintenance
Dans cette seconde catégorie, certains constructeurs demandent à ce que la bouteille puisse être ouverte par le dessus, et d’autres par le dessous.
La seconde contrainte imposée sur la bouteille est liée à la position de la passe de sous-refroidissement. Pour des raisons de conception du module, certains constructeurs demandent à ce que la passe de sous-refroidissement soit située en partie haute du condenseur, alors qu’elle est située en partie basse dans la majorité des cas. Ceci est du à la présence d’un autre échangeur, en général le refroidisseur d’air de suralimentation, situé en amont, en partie basse du module, qui réchaufferait l’air envoyé sur la passe de sousrefroidissement du condenseur.
L’invention vise à répondre aux besoins précités.
L’invention a pour objet un dispositif d’obturation pour bouteille notamment d’un condenseur, ce dispositif d’obturation comportant :
- un obturateur agencé pour obturer, de préférence de manière amovible, une ouverture de la bouteille,
- un composant fonctionnel agencé pour interagir avec un fluide réfrigérant dans la bouteille, ce composant fonctionnel étant agencé pour être monté, de manière démontable ou indémontable, sur l’obturateur avec une possibilité de rotation par rapport à cet obturateur.
L’invention permet de ne pas user les composants fonctionnels lors du vissage de l’obturateur sur la bouteille.
Comme on le verra, l’invention permet également une diversité de configurations grâce à une modularité de la bouteille, pour ré-utiliser au maximum des composants existants.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, le composant fonctionnel est choisi parmi un filtre agencé pour filtrer des impuretés dans le fluide réfrigérant, et un séparateur agencé pour imposer un chemin de circulation de fluide réfrigérant.
Selon un exemple de réalisation de l’invention le séparateur est agencé pour séparer une entrée et une sortie de la bouteille notamment de manière à forcer le réfrigérant à passer par un filtre, notamment en partie basse et par un tube plongeur pour remonter le réfrigérant en partie haute du condenseur, vers une passe de sous-refroidissement.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, le composant fonctionnel est agencé pour être monté sur l’obturateur par encliquetage.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, le composant fonctionnel comporte une partie d’encliquetage, notamment de forme sensiblement annulaire.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, la partie d’encliquetage comporte un bourrelet, notamment annulaire.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, la partie d’encliquetage comporte au moins une fenêtre, notamment sensiblement adjacente au bourrelet.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, l’obturateur comporte une partie d’encliquetage complémentaire.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, la partie d’encliquetage de l’obturateur comporte une cavité agencée pour recevoir au moins partiellement la partie d’encliquetage du composant fonctionnel.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, cette cavité comporte au moins une gorge pour recevoir le bourrelet du composant fonctionnel.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, les parties d’encliquetage sont agencées pour pouvoir être libres en rotation l’une par rapport à l’autre.
En variante, la partie d’encliquetage du composant fonctionnel est du type femelle et la partie d’encliquetage de l’obturateur est de type mâle.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, l’obturateur est agencé pour être vissé sur la bouteille et comporte un filetage.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, l’obturateur est réalisé en PA66, PA66 ou GF30.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, le filtre comporte une lèvre d’étanchéité agencée pour s’appliquer sur une paroi de la bouteille. Comme le filtre ne tourne pas par rapport à la bouteille, notamment lors de son montage, la lèvre est préservée, à savoir n’est pas usée par des frottements contre la bouteille.
L’invention a encore pour objet un ensemble pour échangeur thermique de véhicule automobile, cet ensemble comportant :
- Un obturateur agencé pour obturer une bouteille associée à cet échangeur thermique,
- Un composant fonctionnel d’un premier type, agencé pour pouvoir être monté sur l’obturateur,
- Un composant fonctionnel d’un second type, agencé pour pouvoir être monté sur l’obturateur à la place du premier composant fonctionnel.
L’invention permet une modularité en fonction des besoins.
L’invention a encore pour objet une bouteille comportant un obturateur précité et un composant fonctionnel monté sur cet obturateur.
L’invention a encore pour objet un échangeur thermique, notamment un condenseur, comportant la bouteille et l’obturateur.
L’invention a encore pour objet un procédé d’assemblage d’une bouteille, comportant l’étape de monter un composant fonctionnel sur un obturateur.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, le composant fonctionnel est choisi parmi plusieurs composants de différents types, en fonction des besoins.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
-la figure 1 est une vue d’un condenseur et une bouteille selon l’invention,
-la figure 2 est une vue en coupe d’un obturateur selon l’invention,
-la figure 3 est une vue de côté de l’obturateur de la figure 2,
-la figure 4 est une vue en coupe d’un composant fonctionnel formé par un séparateur selon l’invention,
-la figure 5 est une vue de côté d’un composant fonctionnel formé par un filtre selon l’invention.
La figure 1 illustre un condenseur 1, une bouteille 2 et un échangeur de chaleur interne 3. Ces trois composants d’une boucle de climatisation sont rassemblés de sorte à former un ensemble ou système parcouru par un fluide réfrigérant symbolisé par des flèches référencées 4.
Le condenseur 1 comprend un faisceau 6 traversé par un flux d’air extérieur au véhicule. Ce faisceau comprend une multiplicité de tubes plats 11 qui s’étendent transversalement par rapport au flux d’air extérieur. Ces tubes plats 11 transportent le fluide réfrigérant 4 entre une première boîte collectrice 13 et une seconde boîte collectrice 14. Ces boîtes collectrices 13 et 14 sont donc raccordées fluidiquement avec chaque tube plat 11 et sont partitionnées en chambre de distribution du fluide réfrigérant en des groupes de tubes plats formant ainsi des passes 7, 8 et 9 de circulation du fluide réfrigérant. La partition des boîtes collectrices est opérée au moyen de séparateurs 15 installés dans le travers de la boîte collectrice de sorte à imposer la circulation du fluide réfrigérant dans la passe concernée.
Entre chaque tube plat 11 est installé une intercalaire ou ailette 12 dont la fonction est d’augmenter la surface d’échange thermique entre le fluide réfrigérant et le flux d’air extérieur.
Ces boîtes collectrices 13, 14 forment donc respectivement un premier flanc 10 du faisceau 6 et un deuxième flanc 16 bordant le faisceau et opposé au premier flanc 10 par rapport au faisceau 6.
Le fluide réfrigérant 4 pénètre dans le système par un orifice d’entrée haute pression 5 du condenseur 1, cette orifice d’entrée 5 étant plus particulièrement installé sur la paroi de la première boîte collectrice 13 et dans la partie supérieure de cette dernière.
Une bouteille 2 est accolée au deuxième flanc 16. A titre d’exemple, la bouteille 2 et la boîte collectrice 14 peuvent partager une même paroi 19 qui délimite ainsi de manière commune le volume interne de la bouteille 2 et le volume interne de la boîte collectrice 14.
Cette bouteille prend la forme d’un tube qui s’étend sur sensiblement toute la hauteur du faisceau 6 et à l’intérieur duquel est installé un dessicant 17 et un filtre 18. Le dessicant 17 a pour fonction de capter les particules d’eau circulant dans le fluide réfrigérant 4 alors que le filtre 18 capte les particules solides qui circulent dans le fluide réfrigérant et qui résultent de l’usure des composants de la boucle de climatisation.
Le système selon l’invention comprend un premier conduit 28 et un deuxième conduit 50 qui s’étendent dans le faisceau 6 du premier flanc 10 au deuxième flanc 16.
Le premier conduit 28 met en communication une chambre de distribution 51 délimitée par les parois de la seconde boîte collectrice avec une entrée haute pression 52 de l’échangeur de chaleur interne 3, cette entrée étant placée face au premier conduit 28 dans la partie inférieure de l’échangeur de chaleur interne. Le fluide réfrigérant 4 circule donc de la chambre de distribution vers l’échangeur de chaleur interne. Cette mise en communication est opéré au moyen d’un orifice de sortie 20 du condenseur pratiqué dans la paroi de la chambre de distribution 51 et dans le premier conduit 28.
Le deuxième conduit 50 met en communication une sortie haute pression 53 de l’échangeur de chaleur interne avec la bouteille 2, plus particulièrement avec le volume interne de cette dernière dans lequel s’étend le dessicant 17. Cette mise en communication intervient via une entrée 34 dans la paroi 19 de la bouteille 2, sensiblement en face du deuxième conduit 50 et au dessus du filtre 18.
L’échangeur de chaleur interne comprend des moyens organisés pour que la circulation du fluide réfrigérant soumis ici à haute pression et haute température monte verticalement dans l’échangeur de chaleur interne après son arrivée par l’entrée haute pression 52 puis descend verticalement en direction de la sortie haute pression 53 avant de pénétrer dans le deuxième conduit 50.
Une sortie 25 de réfrigérant de la bouteille est prévue.
Le condenseur peut bien entendu être agencé différemment.
On a représenté sur les figures 2 à 5 des éléments d’un dispositif d’obturation 90 pour bouteille selon l’invention, ce dispositif d’obturation comportant :
- un obturateur 100 agencé pour obturer, de manière amovible, une ouverture 101 de la bouteille 2,
- un composant fonctionnel 200 ; 300 agencé pour interagir avec un fluide réfrigérant dans la bouteille 2, ce composant 200 ; 300 fonctionnel étant agencé pour être monté, de manière démontable ou indémontable, sur l’obturateur avec une possibilité de rotation par rapport à cet obturateur 100.
Le composant fonctionnel est choisi parmi un filtre 300 agencé pour filtrer des impuretés dans le fluide réfrigérant, et un séparateur 200 agencé pour imposer un chemin de circulation de fluide réfrigérant.
Le séparateur 200 est agencé pour séparer une entrée 34 et une sortie 25 de la bouteille notamment de manière à forcer le réfrigérant à passer par un filtre, notamment en partie basse et par un tube plongeur pour remonter le réfrigérant en partie haute du condenseur, vers une passe de sousrefroidissement.
Les composants fonctionnels 200 et 300 sont agencés pour être montés sur l’obturateur 100 par encliquetage.
Chaque composant fonctionnel 200, 300 comporte une partie d’encliquetage 400 forme sensiblement annulaire.
La partie d’encliquetage 400 comporte un bourrelet annulaire 401 et des fenêtres 402, sensiblement adjacente au bourrelet 401.
L’obturateur 100 comporte une partie d’encliquetage complémentaire 101, comme on peut le voir sur les figures 2 et 3.
Cette partie d’encliquetage 101 de l’obturateur 100 comporte une cavité 102 agencée pour recevoir la partie d’encliquetage 400 du composant fonctionnel 200 : 300.
Cette cavité 102 comporte une gorge annulaire 103 pour recevoir le bourrelet 401 du composant fonctionnel 200 ; 300.
Cette gorge 103 peut présenter un rebord 104 d’introduction qui est évasé pour permettre un assemblage démontable du composant fonctionnel avec l’obturateur. En variante, ce rebord 104 peut être droit et empêcher la démontrabilité du composant fonctionnel une fois en place sur l’obturateur 100.
Les parties d’encliquetage complémentaires 101 et 400 sont agencées pour pouvoir être libres en rotation l’une par rapport à l’autre.
En variante, la partie d’encliquetage du composant fonctionnel est du type femelle et la partie d’encliquetage de l’obturateur est de type mâle.
L’obturateur 100 est agencé pour être vissé sur la bouteille 2 et comporte un filetage 110, comme illustré sur les figures 2 et 3.
L’obturateur 100 comporte en outre des joints annulaires 111 reçues dans des gorges 112 pour assurer l’étanchéité une fois monté sur la bouteille 2.
Comme illustré sur la figure 4, le séparateur 200 comporte un joint annulaire 202 logé dans un gorge 203.
Le séparateur 200 comporte une collerette 205 adjacente à la partie d’encliquetage 400.
Le séparateur reçoit également un tuyau du côté opposé à l’encliquetage dans le bouchon, pour que le réfrigérant puisse remonter du bas vers le haut de la bouteille, la passe de sous-refroidissement étant en haut pour cette application.
Comme illustré sur la figure 5, le filtre 300 comporte une lèvre d’étanchéité 302 agencée pour s’appliquer sur une paroi de la bouteille 2. Comme le filtre ne tourne pas par rapport à la bouteille, notamment lors de son montage, la lèvre 302 est préservée, à savoir n’est pas usée par des frottements contre la bouteille.
L’obturateur 100 peur recevoir indifféremment le séparateur 200 ou le filtre 300, au choix.

Claims (10)

1. Dispositif d’obturation (90) pour bouteille d’un condenseur, ce dispositif d’obturation comportant :
- un obturateur (100) agencé pour obturer, de préférence de manière amovible, une ouverture de la bouteille,
- un composant fonctionnel (200 ; 300) agencé pour interagir avec un fluide réfrigérant dans la bouteille, ce composant fonctionnel étant agencé pour être monté, de manière démontable ou indémontable, sur l’obturateur avec une possibilité de rotation par rapport à cet obturateur.
2. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le composant fonctionnel (200 ; 300) est choisi parmi un filtre agencé pour filtrer des impuretés dans le fluide réfrigérant, et un séparateur agencé pour imposer un chemin de circulation de fluide.
3. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le composant fonctionnel (200 ; 300) est agencé pour être monté sur l’obturateur par encliquetage.
4. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel l’obturateur comporte une partie d’encliquetage complémentaire (101).
5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel tes parties d’encliquetage respectives de l’obturateur et du composant fonctionnel sont agencées pour pouvoir être libres en rotation l’une par rapport à l’autre, une fois assemblées.
6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’obturateur est agencé pour être vissé sur la bouteille et comporte un filetage.
7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel te composant fonctionnel est un filtre comportant une lèvre d’étanchéité (302) agencée pour s’appliquer sur une paroi de la bouteille.
8. Ensemble pour échangeur thermique de véhicule automobile, cet ensemble comportant :
- Un obturateur (100) agencé pour obturer une bouteille associée (2) à cet échangeur thermique,
- Un composant fonctionnel d’un premier type, agencé pour pouvoir être monté sur l’obturateur,
- Un composant fonctionnel d’un second type, agencé pour pouvoir être monté sur l’obturateur à la place du premier composant fonctionnel.
9. Bouteille comportant un dispositif d’obturation selon l’une des revendications 1 à 7 avec un composant fonctionnel monté sur l’obturateur (100).
10. Procédé d’assemblage d’une bouteille, comportant l’étape de monter un composant fonctionnel sur un obturateur d’un dispositif d’obturation selon l’une des revendications 1 à 7.
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