FR3111966A1 - Bouteille séparatrice pour circuit de fluide réfrigérant. - Google Patents

Bouteille séparatrice pour circuit de fluide réfrigérant. Download PDF

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Julien Tissot
Gael Durbecq
Jeremy Blandin
Kamel Azzouz
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Abstract

Bouteille séparatrice pour circuit de fluide réfrigérant L'invention concerne une bouteille séparatrice (5) pour un circuit de fluide réfrigérant d’un véhicule automobile, qui comprend : une paroi interne (51) qui délimite un volume d'accumulation (50) de fluide réfrigérant, une paroi externe (52) qui délimite un espace (53) autour de la paroi interne (51), au moins un canal (55) de circulation de liquide caloporteur du véhicule, agencé dans l’espace (53) délimité entre la paroi interne (51) et la paroi externe (52), au moins un conduit (54) de circulation de fluide réfrigérant, agencé dans l’espace (53) délimité entre la paroi interne (51) et la paroi externe (52), et relié fluidiquement au volume d’accumulation (50).

Description

Bouteille séparatrice pour circuit de fluide réfrigérant.
La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs d'échange de chaleur pour véhicules automobiles. Elle trouve une application privilégiée, mais non exclusive, aux circuits de climatisation de tels véhicules.
La présente invention se rapporte plus particulièrement aux dispositifs d'échange de chaleur qui comprennent un premier circuit configuré pour acheminer un liquide caloporteur et un deuxième circuit configuré pour acheminer un fluide réfrigérant, le premier circuit et le deuxième circuit étant agencés au contact l'un de l'autre de telle manière qu'un échange de chaleur puisse avoir lieu entre le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant. Dans de tels dispositifs, également connus sous la dénomination anglo-saxonne de water-cooled condenser, le fluide réfrigérant est admis dans le deuxième circuit sous forme essentiellement gazeuse, puis, circulant au contact du premier circuit dans lequel circule le liquide caloporteur, il est progressivement condensé, jusqu'à sortir de l'échangeur sous forme essentiellement liquide. Avantageusement, le fluide réfrigérant, sous forme essentiellement liquide à sa sortie du deuxième circuit, est reçu et stocké dans une bouteille séparatrice agencée au voisinage du faisceau d'échange de chaleur comprenant le premier circuit et le deuxième circuit. La présence de cette bouteille séparatrice contribue à augmenter le volume occupé par le dispositif d'échange de chaleur, ce qui peut compliquer l'intégration d'un tel dispositif d'échange thermique dans un encombrement restreint tel que celui d'un compartiment moteur d'un véhicule automobile.
Un problème technique auquel la présente invention se propose d'apporter une solution est celui de l'espace occupé par une bouteille séparatrice telle que précitée. Plus généralement, la présente invention a pour but de proposer un agencement optimal d'un dispositif d'échange de chaleur tel que précédemment décrit, afin d'en optimiser à la fois l'encombrement et les performances.
Dans ce but, la présente invention a pour objet, selon un premier aspect, une bouteille séparatrice pour un circuit de fluide réfrigérant d’un véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend :
  • une paroi interne qui délimite un volume d'accumulation de fluide réfrigérant,
  • une paroi externe qui délimite un espace autour de la paroi interne,
  • au moins un canal de circulation de liquide caloporteur du véhicule, agencé dans l’espace délimité entre la paroi interne et la paroi externe,
  • au moins un conduit de circulation de fluide réfrigérant, agencé dans l’espace délimité entre la paroi interne et la paroi externe, et relié fluidiquement au volume d’accumulation.
La bouteille séparatrice selon l'invention comporte donc, outre le volume d'accumulation de fluide réfrigérant précité, un espace situé autour de ce volume et dans lequel circulent conjointement le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur, respectivement dans au moins un conduit de circulation et dans au moins un canal de circulation. Selon différents modes de mise en œuvre de l'invention, l'au moins un conduit de circulation du fluide réfrigérant présente une section circulaire ou une section sensiblement rectangulaire, la section étant ici à entendre selon un plan perpendiculaire à une direction principale d'allongement dudit conduit de circulation. En variante, l'au moins un conduit de circulation de fluide réfrigérant peut présenter une section de forme complexe quelconque.
Il est à noter que d'une part, l'au moins un conduit de circulation précédemment défini étant, selon l'invention, fluidiquement relié au volume d'accumulation, et, d'autre part, le fluide réfrigérant étant reçu sous forme essentiellement liquide dans le volume d'accumulation, le fluide réfrigérant se trouve donc également sous forme essentiellement liquide dans l'au moins un conduit de circulation précité.
Avantageusement, l'invention prévoit que la paroi interne comprend une face interne tournée vers le volume d’accumulation du fluide réfrigérant et une face externe tournée vers l’espace délimité entre la paroi interne et la paroi externe de la bouteille séparatrice, l'au moins un canal de circulation étant au moins délimité par la face externe de la paroi interne.
En d'autres termes, la paroi interne précitée forme une séparation entre le volume d'accumulation du fluide réfrigérant dans la bouteille séparatrice et l'espace qu'elle délimite avec la paroi externe précitée. En d'autres termes encore, la paroi interne délimite le volume d'accumulation précité et forme une enveloppe de ce dernier. L'invention prévoit, en outre, que l'au moins un canal de circulation du liquide caloporteur est délimité au moins en partie par la paroi interne de la bouteille séparatrice. En d'autres termes, le liquide caloporteur circulant dans l'au moins un canal de circulation précité n'est, pour une partie au moins de son trajet au sein de l'au moins un canal de circulation, séparé du fluide réfrigérant reçu dans le volume d'accumulation que par la paroi interne précédemment définie.
Il résulte de ce qui précède que l'espace compris entre la paroi interne et la paroi externe de la bouteille séparatrice selon l'invention forme un espace d'échange thermique entre le liquide caloporteur circulant dans l'au moins un canal de circulation et le fluide réfrigérant reçu dans le volume d'accumulation de la bouteille réfrigérante.
Selon une caractéristique de l'invention, le volume d’accumulation s’étend sur une dimension du volume d’accumulation, mesurée selon une direction principale d’allongement de la bouteille séparatrice, et l'au moins un canal de circulation s’étend sur une dimension de canal, mesurée selon une direction principale d’allongement de la bouteille séparatrice, la dimension de canal étant au moins égale à la dimension du volume d’accumulation. On entend ici par direction principale d'allongement de la bouteille séparatrice la direction selon laquelle cette dernière présente sa plus grande dimension. Selon un exemple avantageux, la direction principale d'allongement de la bouteille séparatrice est représentée par une direction d'accumulation du fluide réfrigérant dans le volume d'accumulation précédemment évoqué. Selon un tel exemple, si le fluide réfrigérant est accumulé par gravité au sein du volume d'accumulation, la direction principale d'allongement de la bouteille séparatrice selon l'invention est la direction verticale.
En référence à ce qui précède, l'espace d'échange thermique précédemment décrit s'étend donc sensiblement sur la totalité d'une dimension, mesurée selon une direction principale d'allongement de la bouteille séparatrice, du volume d'accumulation du fluide réfrigérant dans la bouteille séparatrice.
Selon un exemple de réalisation, une section de la paroi interne est circulaire, la section étant ici à comprendre comme mesurée dans un plan sensiblement perpendiculaire à une direction principale d'allongement de la paroi interne précitée. Il résulte de ce qui précède et, notamment, du fait que la paroi interne précédemment définie forme une enveloppe du volume d'accumulation, que selon un tel exemple, le volume d'accumulation précédemment défini présente une forme générale sensiblement cylindrique. Il résulte, de plus, de ce qui précède que selon un tel exemple, l'au moins un canal de circulation du liquide caloporteur s'étend principalement selon une direction sensiblement parallèle à l'axe d'un tel cylindre.
Selon un mode particulier de mise en œuvre de l'invention, l’au moins un conduit de circulation de fluide réfrigérant s’étend suivant une direction principale d’allongement de la bouteille séparatrice et autour de la face externe de la paroi interne précédemment évoquée.
En référence à ce qui précède, l'au moins un conduit de circulation de fluide réfrigérant s'étend donc à la fois sensiblement parallèlement à l'au moins un canal de circulation du liquide caloporteur et autour du volume d'accumulation de fluide réfrigérant dans la bouteille séparatrice. Selon un premier exemple de réalisation d'un tel mode de mise en œuvre de l’invention, l'au moins un conduit de fluide réfrigérant s'étend le long du volume d'accumulation, sensiblement sur la totalité de la dimension de celui-ci selon la direction principale d'extension de la bouteille séparatrice.
Selon un autre exemple de réalisation, la bouteille séparatrice comprend une pluralité de conduits de circulation de fluide réfrigérant répartis autour de la paroi interne et une pluralité de canaux de circulation de liquide caloporteur répartis autour de ladite paroi interne. Plus précisément, selon un tel exemple, les conduits de circulation de fluide réfrigérant sont répartis, par exemple régulièrement, autour de la face externe de la paroi interne précédemment décrite.
Selon un exemple de réalisation, un bord de l'au moins un conduit de circulation de fluide réfrigérant est tangent à la paroi interne de la bouteille séparatrice.
Selon le mode de mise en œuvre, précédemment décrit, dans lequel l'au moins un conduit de circulation de fluide réfrigérant forme un enroulement autour du volume d'accumulation, l'au moins un conduit de circulation est donc enroulé au contact de la face externe de la paroi interne précédemment définie.
Selon le mode de mise en œuvre, précédemment décrit, dans lequel la bouteille séparatrice comprend une pluralité de conduits de circulation de fluide réfrigérant répartis autour de la face externe de la paroi interne, ces conduits de circulation, tangents au moins partiellement à la face externe précitée, s'étendent, par exemple, perpendiculairement à ladite face externe. Plus précisément, dans une configuration dans laquelle le volume d'accumulation et, donc, la paroi interne qui forme son enveloppe, présente une forme sensiblement cylindrique, les conduits de circulation précédemment évoqués, répartis autour de la face externe de la paroi interne, s'étendent, par exemple, selon des directions radiales de la forme cylindrique précitée.
Selon un autre exemple de mise en œuvre de l'invention, le volume d’accumulation présente une forme sensiblement parallélépipédique. Concomitamment, selon un tel exemple, l'invention prévoit que l'au moins un conduit de circulation de fluide réfrigérant est sensiblement parallèle à au moins un des côtés de la paroi interne.
Selon un mode de mise en œuvre de l'invention, la bouteille séparatrice comprend la pluralité de canaux de circulation de liquide caloporteur répartis autour de la paroi interne.
Selon un exemple de réalisation d'un tel mode de mise en œuvre, dans lequel la bouteille séparatrice comprend également une pluralité de conduits de circulation de fluide réfrigérant répartis autour de la paroi interne précédemment définie, l'invention prévoit que chacun des canaux de circulation de liquide caloporteur est disposé, dans l’espace délimité entre la paroi interne et la paroi externe, de manière alternative avec chacun des conduits de circulation de fluide réfrigérant. Ceci permet d'augmenter la surface d'échange entre le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant dans l'espace d'échange délimité entre la paroi interne et la paroi externe.
Selon différentes caractéristiques complémentaires de l'invention, prises séparément ou en combinaison :
- chacun des conduits de circulation du liquide réfrigérant comprend une surface interne en contact avec le fluide réfrigérant et une surface externe au moins en partie au contact avec le liquide caloporteur, la surface externe d’au moins un conduit de fluide réfrigérant participant à délimiter l’au moins un canal de circulation de liquide caloporteur. Ceci permet de simplifier la réalisation mécanique de la bouteille séparatrice et, notamment, de l'alternance, précédemment évoquée, entre canaux de circulation de liquide caloporteur et conduits de circulation de fluide réfrigérant.
- les surfaces externes de deux conduits de circulation de fluide réfrigérant adjacents participent à délimiter l’au moins un canal de circulation de liquide caloporteur. On définit ici comme adjacents deux conduits dans lesquels le fluide réfrigérant circule simultanément dans l'espace d'échange délimité entre la paroi interne et la paroi externe. En d'autres termes, l'espace délimité entre la paroi interne et la paroi externe est, selon cet exemple, entièrement occupé, autour de la paroi interne de la bouteille séparatrice, par l'alternance, précédemment évoquée, de conduits de circulation de fluide réfrigérant et de canaux de circulation de liquide caloporteur. Autrement dit, selon un tel exemple, l'espace délimité entre la paroi interne et la paroi externe de la bouteille séparatrice est en totalité dédié à l'échange thermique entre, d'une part, le fluide réfrigérant présent dans le volume d'accumulation et en circulation dans les conduits de circulation, et, d'autre part, le liquide caloporteur circulant dans les canaux de circulation précédemment définis. L'invention permet ainsi une utilisation optimale de cet espace.
- la bouteille séparatrice comporte un premier organe d'admission par lequel le liquide caloporteur est admis dans la bouteille séparatrice et un premier organe de sortie par lequel le liquide caloporteur sort de la bouteille séparatrice, le premier organe d’admission et le premier organe de sortie étant fluidiquement reliés aux canaux de circulation de liquide caloporteur.
- la bouteille séparatrice comprend un deuxième organe d'admission par lequel le fluide réfrigérant est admis dans la bouteille séparatrice et un deuxième organe de sortie par lequel le fluide réfrigérant sort de la bouteille séparatrice, le deuxième organe d’admission étant relié fluidiquement au volume d’accumulation de la bouteille séparatrice et le deuxième organe de sortie étant relié fluidiquement aux conduits de circulation de fluide réfrigérant.
- l'au moins un conduit de circulation de fluide réfrigérant est de section rectangulaire.
- l'au moins un conduit de circulation de fluide réfrigérant est de section circulaire.
La bouteille séparatrice selon l'invention présente donc à la fois une fonction d'accumulation de fluide réfrigérant et une fonction d'échange thermique entre ce fluide réfrigérant et un liquide caloporteur. Cette fonction d'échange thermique est assurée au sein d'un espace délimité entre le volume d'accumulation précité et une paroi externe de la bouteille séparatrice entourant une enveloppe du volume d'accumulation précité. L'invention atteint ainsi un des buts qu'elle s'était fixés, en réalisant une optimisation de l'espace situé autour du volume d'accumulation de la bouteille séparatrice.
Selon un autre aspect, l'invention s'étend à un échangeur thermique pour véhicule automobile, comprenant :
  • un premier circuit destiné à être parcouru par un liquide caloporteur et comprenant un premier bloc d’alimentation par lequel le liquide caloporteur est admis dans l’échangeur thermique et un premier bloc de sortie par lequel le liquide caloporteur sort de l’échangeur thermique, le premier circuit comprenant une pluralité de chambres fluidiquement reliées au premier bloc d’alimentation et au premier bloc de sortie et réparties en au moins un premier groupe de chambres et un deuxième groupe de chambres,
  • un deuxième circuit destiné à être parcouru par un fluide réfrigérant et comprenant un deuxième bloc d’alimentation par lequel le fluide réfrigérant est admis dans l'échangeur thermique et un deuxième bloc de sortie par lequel le fluide réfrigérant sort de l'échangeur thermique, le deuxième circuit comprenant au moins une première passe et une deuxième passe successives,
l’échangeur thermique étant configuré pour mettre en œuvre un échange de chaleur entre le liquide caloporteur circulant dans au moins un des groupes de chambres et le fluide réfrigérant circulant dans au moins une des passes du deuxième circuit, caractérisé en ce qu'il comprend une bouteille séparatrice telle que précédemment décrite.
On entend ici par "passes" des régions distinctes du deuxième circuit de l'échangeur de chaleur configurées pour que le fluide réfrigérant circule successivement en leur sein. Selon un agencement particulier, les passes du deuxième circuit peuvent être agencées de telle manière que le fluide réfrigérant circule en parallèle entre elles.
Selon un exemple, le deuxième organe d'admission de fluide réfrigérant dans la bouteille séparatrice est relié fluidiquement à la deuxième passe du deuxième circuit de l’échangeur thermique. C'est-à-dire que le deuxième circuit précédemment défini s'étend à la bouteille séparatrice précédemment décrite.
Plus précisément, l'invention prévoit que le deuxième organe d’admission de fluide réfrigérant dans la bouteille séparatrice est relié fluidiquement à l'au moins un conduit de circulation de fluide réfrigérant, précédemment défini. Le fluide réfrigérant est donc, au sein de l'échangeur thermique selon l'invention, acheminé de la deuxième passe du deuxième circuit vers l'espace d'échange thermique délimité, dans la bouteille séparatrice, entre la paroi interne et la paroi externe précédemment décrites. En d'autres termes, selon cet exemple, le ou les conduits de circulation de fluide réfrigérant de la bouteille séparatrice font partie intégrante du deuxième circuit de l'échangeur thermique selon l'invention.
Selon un exemple, le premier organe de sortie de liquide caloporteur de la bouteille séparatrice est relié fluidiquement au deuxième groupe de chambres du premier circuit de l'échangeur thermique. Il résulte de ce qui précède que les canaux de circulation du liquide caloporteur dans la bouteille séparatrice font partie intégrante du premier circuit de l'échangeur thermique selon l'invention.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la bouteille séparatrice est configurée pour effectuer un sous refroidissement du fluide réfrigérant, c'est-à-dire un refroidissement du fluide réfrigérant en-dessous de la température atteinte par ce dernier lors de sa condensation. Ceci permet notamment, d'augmenter l'efficacité de l'échange thermique entre liquide caloporteur et fluide réfrigérant au sein de l'échangeur thermique selon l'invention.
Selon une alternative de réalisation de l'invention, la deuxième passe du deuxième circuit de l'échangeur thermique selon l'invention est configurée pour effectuer le sous-refroidissement du fluide réfrigérant. Également, la première passe du deuxième circuit de l'échangeur thermique selon l'invention est en contact avec le premier groupe de chambres du premier circuit, et la deuxième passe du deuxième circuit est en contact avec le deuxième groupe de chambres.
L'invention atteint ainsi un autre but qu'elle s'était fixé, en augmentant les performances de l'échangeur thermique mettant en œuvre une bouteille séparatrice telle que précédemment décrite.
Selon un autre aspect, l'invention s'étend également à un système de traitement thermique pour un véhicule automobile comprenant au moins un échangeur thermique tel qu'il vient d'être décrit, dans lequel le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant circulent à contre-courant l'un par rapport à l'autre respectivement dans les canaux de circulation et dans les conduits de circulation de la bouteille séparatrice de l'échangeur thermique.
Selon une variante, l'invention s'étend aussi à un système de traitement thermique pour un véhicule automobile comprenant au moins un échangeur thermique tel que précédemment décrit, dans lequel le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant circulent de manière co-courante l'un par rapport à l'autre respectivement dans les canaux de circulation et dans les conduits de circulation de la bouteille séparatrice de l'échangeur thermique.
Ces deux modes de réalisation d'un système de traitement thermique selon l'invention permettent d'exploiter au mieux les possibilités conférées par l'agencement particulier des canaux et conduits de circulation précédemment décrits, ainsi que par l'agencement particulier de ces derniers respectivement au sein du premier circuit et du deuxième circuit d'un échangeur thermique tel que précédemment décrit.
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 :
est une vue générale en perspective d'un échangeur thermique selon l'invention ;
est une vue en coupe d'un premier exemple de réalisation d'une bouteille séparatrice d'un échangeur thermique selon l'invention ;
est une vue en coupe d'un deuxième exemple de réalisation d'une bouteille séparatrice d'un échangeur thermique selon l'invention ;
est une vue en coupe d'un troisième exemple de réalisation d'une bouteille séparatrice d'un échangeur thermique selon l'invention ;
est une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'un système thermique selon l'invention ;
est une vue en coupe d'un autre exemple de réalisation d'un système thermique selon l'invention.
Il faut tout d’abord noter que si les figures exposent l’invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, ces figures peuvent bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Il est également à noter que ces figures n’exposent que quelques exemples de réalisation de l’invention, et que les mêmes repères désignent les mêmes éléments dans l'ensemble des figures.
La figure 1 illustre un échangeur thermique 100 selon un premier exemple de réalisation de l'invention. Un tel échangeur thermique 100 est configuré pour réaliser un échange de chaleur entre un liquide caloporteur et un fluide réfrigérant circulant respectivement en son sein, le fluide réfrigérant étant, par exemple, admis dans l'échangeur thermique 100 sous forme essentiellement gazeuse et étant progressivement condensé par échange thermique avec le liquide caloporteur jusqu'à sortir de l'échangeur thermique 100 sous forme essentiellement liquide. Selon un exemple, le liquide caloporteur peut être une eau glycolée.
Avantageusement, l'échangeur thermique 100 comprend un premier circuit 110 dans lequel est acheminé le liquide caloporteur et un deuxième circuit 120 dans lequel est acheminé le fluide réfrigérant, le premier circuit 110 et le deuxième circuit 120 étant, au sein de l'échangeur thermique 100, au contact l'un de l'autre de telle manière qu'un échange thermique entre liquide caloporteur et fluide réfrigérant peut se produire. Le premier circuit 110 et le deuxième circuit 120 sont schématiquement évoqués sur la figure 1.
En référence à la figure 1, le premier circuit 110 comprend un premier bloc d'alimentation 1, par lequel le liquide caloporteur entre dans l'échangeur thermique 100, et un premier bloc de sortie 2 par lequel le liquide caloporteur sort de l'échangeur thermique 100. Le premier circuit 110 comprend également une pluralité de chambres 110 qui sont fluidiquement reliées au premier bloc d’alimentation 1 et au premier bloc de sortie 2, la pluralité de chambres 110 étant schématiquement représentées aux figures 5 et 6. La pluralité de chambres 110 est alors répartie au moins en un premier groupe de chambres 111 et un deuxième groupe de chambres 112, dont les caractéristiques seront évoquées plus loin dans la suite de la description détaillée.
Le deuxième circuit 120 de l'échangeur thermique 100 comprend avantageusement un deuxième bloc d'alimentation 3 par lequel le fluide réfrigérant est admis dans l'échangeur thermique 100 et un deuxième bloc de sortie 4 par lequel le fluide réfrigérant sort de l'échangeur thermique 100. Le deuxième circuit 120 comprend également au moins une première passe 121 et une deuxième passe 122 successives, dans lesquelles circule le fluide réfrigérant, les passes 121, 122 étant schématiquement représentées aux figures 5 et 6. L’échangeur thermique 100 est alors configuré pour mettre en œuvre un échange de chaleur au moins entre le liquide réfrigérant circulant dans la première passe 121 et dans la deuxième passe 122 et le liquide caloporteur circulant dans le premier groupe de chambres 111 et le deuxième groupe de chambres 112. Les caractéristiques techniques des échanges thermiques au sein de l’échangeur thermique 100 seront évoquées plus loin dans la suite de la description détaillée.
Ainsi, la pluralité de chambres 111, 112 du premier circuit 110 et les passes 121, 122 du deuxième circuit 120 forment ensemble un faisceau d’échange de chaleur 150 de l’échangeur thermique 100.
Comme le montre la figure 1, l'échangeur thermique 100 comprend également une bouteille séparatrice 5, comprenant notamment un volume d'accumulation 50 fluidiquement relié au deuxième circuit 120 de l'échangeur thermique 100 afin de permettre l'accumulation de fluide réfrigérant au sein du volume d'accumulation 50 précité.
Selon l'exemple plus particulièrement illustré par la figure 1, la bouteille séparatrice 5 présente une direction principale d'allongement Z, arbitrairement désignée comme un axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5 et de l'échangeur thermique 100 et parallèle à un axe vertical V de l’échangeur thermique 100. Comme le montre la figure 1, l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5 est également axe d’allongement principal du volume d'accumulation 50. Il est à noter que, dans un véhicule automobile équipé d'un échangeur thermique 100 selon l'invention, l'orientation de l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5 est quelconque par rapport à l'orientation de l'axe vertical du véhicule.
La figure 2 est une vue en coupe selon un plan A, sensiblement perpendiculaire à l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5 précédemment défini, de l’échangeur thermique 100 du type de celui illustré par la figure 1 et de la bouteille séparatrice 5 de celui-ci. La figure 2 illustre un premier exemple de réalisation d'un tel échangeur thermique 100 et, notamment, de la bouteille séparatrice 5, selon l'invention.
On retrouve sur la figure 2 l'échangeur thermique 100 ainsi que, schématiquement évoqué, le faisceau d'échange de chaleur 150 précédemment décrit. On retrouve également sur la figure 2 le volume d'accumulation 50, précédemment défini, de la bouteille séparatrice 5. Dans un premier exemple de l’invention, le volume d'accumulation 50 de la bouteille séparatrice 5 présente une forme sensiblement cylindrique, dont l'axe vertical Z, précédemment défini, est perpendiculaire au plan de coupe de la figure 2.
Comme le montre la figure 2, la bouteille séparatrice 5 comporte une paroi interne 51 et une paroi externe 52, disposée autour de la paroi interne 51. Comme le montre la figure 2, la paroi externe 52 est située à distance de la paroi interne 51 par rapport à l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5, précédemment défini, c'est-à-dire que la paroi interne 51 et la paroi externe 52 délimitent entre elles, radialement par rapport à l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5, un espace 53.
Selon l'exemple plus particulièrement illustré par la figure 2, la paroi interne 51 présente, en section dans le plan de coupe de la figure 2, une forme sensiblement circulaire, et la paroi externe 52 présente, en section dans le plan de coupe de la figure 2, une forme sensiblement rectangulaire. Plus généralement, selon un exemple de réalisation tel que celui illustré par la figure 2, l'invention prévoit que la paroi interne 51 présente une forme sensiblement cylindrique d'axe Z, et que la paroi externe 52 présente une forme sensiblement parallélépipédique. L'espace 53, délimité entre la paroi interne 51 et la paroi externe 52, forme donc un volume complexe autour de la paroi interne 51.
Comme le montre la figure 2, la paroi interne 51 forme une enveloppe du volume d'accumulation 50 précédemment défini et sépare ce dernier de l'espace 53 précédemment défini. Plus précisément, la paroi interne 51 comporte, d'une part, une face interne 510 située, selon une direction radiale du volume d'accumulation 50 prise à partir de l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5, du côté du volume d'accumulation 50 par rapport à la paroi interne 51, et, d'autre part, une face externe 511 située, selon une direction radiale du volume d'accumulation 50 prise à partir de l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5, à l'opposé du volume d'accumulation 50 par rapport à la paroi interne 51. En d'autres termes, la face interne 510 de la paroi interne 51 est située dans le volume d'accumulation 50, et la face externe 511 de la paroi interne 51 est située dans l'espace 53 précédemment défini, délimité entre la paroi interne 51 et la paroi externe 52 de la bouteille séparatrice 5.
Selon l'exemple de réalisation de l'invention plus particulièrement illustré par la figure 2, la bouteille séparatrice 5 comprend une pluralité de conduits 54 disposés au sein de l'espace 53 précédemment défini. Plus précisément, les conduits 54 s'étendent, au sein de l'espace 53 précité, entre la face externe 511 de la paroi interne 51 et une face interne 520 de la paroi externe 52 située dans l'espace 53 précédemment décrit. Plus précisément encore, selon l'exemple de réalisation plus particulièrement illustré par la figure 2, chaque conduit 54 est sensiblement tangent à la fois à la face externe 511 de la paroi interne 51 et à la face interne 520 de la paroi externe 52. Chaque conduit 54 présente ainsi un volume complexe délimité au moins par deux bords 541 sensiblement parallèles entre eux et par deux bords 542 dont l'un est tangent à la face externe 511 de la paroi interne 51 et dont l'autre est tangent à la face interne 520 de la paroi externe 52.
Selon l'invention, et en référence à ce qui précède, les conduits 54 précités sont configurés pour acheminer du fluide réfrigérant au sein de l'espace 53 de la bouteille séparatrice 5. Plus précisément, l'invention prévoit que les conduits 54 précités sont fluidiquement reliés, au moins au volume d'accumulation 50 de la bouteille de séparation 5. Il faut comprendre ici que chaque conduit 54 tel que précité s'étend sur une dimension 540 de conduit 54, mesurée selon la direction de l'axe vertical Z du volume d'accumulation 50 et visible aux figures 5 et 6, au moins égale à une dimension 500 du volume d'accumulation 50, mesurée selon la direction de l'axe vertical Z précitée et visible aux figures 5 et 6. Avantageusement, tous les conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant présentent, selon la direction de l'axe Z précédemment défini, sensiblement la même dimension 540 de conduit 54.
En référence à ce qui précède, les conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant définissent entre eux, au sein de l'espace 53 délimité entre la paroi interne 51 et la paroi externe 52, des canaux 55. C'est-à-dire que des surfaces externes 5410 des bords 541 de deux conduits 54 adjacents délimitent entre elles un canal 55, ou que, dit autrement, chaque bord 541 d'un conduit 54 de circulation de fluide réfrigérant comporte une surface interne 5410 en contact avec le fluide réfrigérant et une surface externe 5411 en contact avec le liquide caloporteur.
Selon l'invention, les canaux 55 sont destinés à acheminer du liquide caloporteur au sein de l'espace 53 précité. Il faut également comprendre ici que les canaux 55 de circulation de liquide caloporteur s'étendent, de manière analogue aux conduits 54 de circulation de fluide caloporteur, selon une dimension 550 de canaux 55, mesurée selon la direction de l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5, au moins égale à la dimension 500, mesurée selon l'axe vertical Z précité, du volume d'accumulation 50. La dimension 550 de canaux 55 est visible sur les figures 5 et 6. Avantageusement, tous les canaux 55 de circulation de liquide caloporteur présentent, mesurée selon la direction de l'axe vertical Z précédemment défini, sensiblement la même dimension 550 de canaux 55.
Il résulte de ce qui précède que l'espace 53 délimité entre la paroi interne 51 et la paroi externe 52 de la bouteille séparatrice 5 forme un espace d'échange thermique entre, d'une part, le liquide caloporteur circulant dans les canaux 55 précités, et, d'autre part, le fluide réfrigérant accumulé dans le volume d'accumulation 50 et circulant dans les conduits 54 précédemment décrits. De plus, dans l'espace d'échange thermique 53, chaque canal 55 de circulation de liquide caloporteur est délimité, d'une part, par une partie de la face externe 511 de la paroi interne 51, et, d'autre part, par les surfaces externes 5411 des bords 541, précédemment définis, de deux conduits 54 consécutivement agencés autour de la paroi interne 51 précitée, ainsi que par la face interne 520 de la paroi externe 52. Ceci permet d'augmenter l'efficacité de l'échange thermique se produisant, dans la bouteille séparatrice 5, entre le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant.
La figure 3 illustre un autre exemple de réalisation d'une bouteille séparatrice 5 selon l'invention. La figure 3 est une vue schématique en coupe selon un plan de coupe parallèle au plan de coupe de la figure 2.
On retrouve sur cette figure l'échangeur thermique 100, le faisceau d'échange 150, ainsi que la bouteille séparatrice 5, le volume d'accumulation 50, la paroi interne 51, la paroi externe 52, l'espace 53 délimité entre la paroi interne 51 et la paroi externe 52, les conduits 54 destinés à la circulation de fluide réfrigérant au sein de l'espace 53 précité, et les canaux 55 destinés à la circulation de liquide caloporteur au sein de l'espace 53 précité.
Selon l'exemple plus particulièrement illustré par la figure 3, la paroi interne 51 de la bouteille séparatrice 5 présente, en section dans le plan de coupe, une forme sensiblement rectangulaire. Il faut donc comprendre que, selon l'exemple illustré par la figure 3, le volume d'accumulation 50 de la bouteille séparatrice 5 et son enveloppe constituée par la paroi interne 51 présentent une forme sensiblement parallélépipédique, l'axe vertical Z précédemment décrit représentant ici une direction principale d'allongement du parallélépipède formé par le volume d'accumulation 50 et par la paroi interne 51.
Dit autrement, au moins un des conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant est sensiblement parallèle à au moins un conduit de circulation 54 adjacent et à au moins un des côtés de la paroi interne 51. On comprend alors qu'au moins un des conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant est perpendiculaire à au moins un des côtés de la paroi interne 51. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'ensemble des conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant qui sont tangents à un des côtés de la paroi interne 51 et perpendiculaires à celui-ci sont parallèles les uns aux autres.
Selon l'exemple plus particulièrement illustré par la figure 3, les conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant sont sensiblement régulièrement répartis autour de la paroi interne 51 à la face externe 511 de laquelle ils sont tangents. Selon cet exemple, chaque conduit 54 de circulation de fluide réfrigérant présente une forme sensiblement parallélépipédique, et les conduits 54 sont agencés sensiblement parallèlement entre eux le long des faces de l'enveloppe parallélépipédique du volume d'accumulation 50 formée par la paroi interne 51.
La figure 4 illustre un autre exemple de réalisation de la bouteille séparatrice selon l'invention. La figure 4 est une vue en coupe selon un plan de coupe parallèle au plan de coupe de la figure 3.
On retrouve sur cette figure l'échangeur thermique 100, le faisceau d'échange 150, ainsi que la bouteille séparatrice 5, le volume d'accumulation 50, la paroi interne 51, la paroi externe 52, l'espace 53 délimité entre la paroi interne 51 et la paroi externe 52, les conduits 54 destinés à la circulation de fluide réfrigérant au sein de l'espace 53 précité, et les canaux 55 destinés à la circulation de liquide caloporteur au sein de l'espace 53 précité.
De manière analogue à l'exemple illustré par la figure 3, selon l'exemple illustré par la figure 4, le volume d'accumulation 50 de la bouteille séparatrice 5 et son enveloppe constituée par la paroi interne 51 présentent une forme sensiblement parallélépipédique, l'axe vertical Z précédemment décrit représentant ici une direction principale d'allongement du parallélépipède formé par le volume d'accumulation 50 et par la paroi interne 51. Selon cet exemple, l'espace 53 délimité entre la paroi interne 51 et la paroi externe 52 de la bouteille séparatrice 5 est occupé par une alternance de conduits 54 destinés à la circulation de fluide réfrigérant et de canaux 55 destinés à la circulation de liquide caloporteur agencés sensiblement tangentiellement, aux tolérances de fabrication près, les uns aux autres.
En d'autres termes, selon l'exemple illustré par la figure 4, conduits 54 et canaux 55 sont alternativement disposés autour de la paroi interne 51 de la bouteille séparatrice 5, chaque conduit 54 de circulation de fluide réfrigérant étant tangent, respectivement, à la face externe 511 de la paroi interne 51, à la face interne 520 de la paroi externe 52, et à deux canaux 55 de circulation de liquide caloporteur entre lesquels le conduit 54 de circulation de fluide réfrigérant considéré est disposé. De manière analogue, chaque canal 55 de circulation de liquide caloporteur est tangent, respectivement, à la face externe 511 de la paroi interne 51, à la face interne 520 de la paroi externe 52, et à deux conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant entre lesquels le canal 55 de circulation de liquide caloporteur considéré est disposé.
Tel que cela est visible sur l'exemple illustré par la figure 4, au moins un des conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant est de section droite circulaire, prise selon un plan perpendiculaire à l'axe vertical Z précédemment défini. Avantageusement, l'ensemble des conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant dans la bouteille séparatrice 5 est de section circulaire. De manière équivalente, au moins un des canaux 55 de circulation de liquide caloporteur est de section droite circulaire, prise selon un plan perpendiculaire à l’axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5. Avantageusement, l’ensemble des canaux 55 de circulation du liquide caloporteur dans la bouteille séparatrice 5 est de section circulaire.
Un tel agencement est notamment avantageux dans un cas dans lequel la paroi interne 51 et la paroi externe 52, ainsi que les conduits 54 et les canaux 55, précédemment décrits, sont réalisés par extrusion d'un matériau thermiquement conducteur.
La figure 5 illustre un premier exemple de réalisation d'un système de traitement thermique 200 mettant en œuvre un échangeur thermique 100 équipé d'une bouteille séparatrice 5 selon l'invention.
La figure 5 est une vue schématique en coupe d'un tel système de traitement thermique 200, selon un plan B de coupe contenant l'axe vertical Z, précédemment défini et visible sur la figure 1, de la bouteille séparatrice 5. Ce plan B de coupe traverse, selon l'exemple illustré par la figure 5, deux conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant situés, selon une direction perpendiculaire à l'axe vertical Z précédemment défini, à l'opposé l'un de l'autre par rapport à ce dernier.
On retrouve sur cette figure le faisceau d'échange 150, précédemment décrit, de l'échangeur thermique 100, ainsi que la bouteille séparatrice 5, le volume d'accumulation 50, la paroi interne 51 et la paroi externe 52 précédemment définis.
Comme le montre la figure 5, et comme indiqué précédemment, les conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant s'étendent, selon la direction de l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5, selon la dimension 540 de conduit 54 supérieure à la dimension 500 du volume d'accumulation 50, mesurée selon la même direction. De même, les canaux de circulation de liquide caloporteur s'étendent, selon la direction de l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5, selon une dimension 550 de canaux, supérieure à la dimension 500 du volume d'accumulation 50, mesurée selon la même direction. Plus précisément, selon l'exemple plus particulièrement illustré par la figure 5, la dimension 550 de canaux, selon la direction verticale Z, des canaux de circulation de liquide caloporteur, est également supérieure à la dimension 540 des conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant, mesurée selon la même direction.
Selon l'exemple illustré par la figure 5, le deuxième circuit 120, précédemment défini, du faisceau d'échange 150, dans lequel circule le fluide réfrigérant, comprend la première passe 121, dans laquelle le fluide réfrigérant, admis dans le faisceau d'échange 150 par le bloc d'alimentation 3, circule selon une direction sensiblement parallèle à la direction de l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5 et selon un premier sens représenté par la flèche F1. Selon cet exemple, le deuxième circuit 120 comporte également la deuxième passe 122 dans laquelle le fluide réfrigérant circule selon une direction sensiblement parallèle à la direction de l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5 et selon un deuxième sens représenté par la flèche F2. Le sens de circulation du fluide réfrigérant dans la première passe 121, représenté par la flèche F1, est ici opposé au sens de circulation du fluide réfrigérant dans la deuxième passe 122, représenté par la flèche F2.
Selon un exemple, les deux passes 121, 122, du deuxième circuit 120, correspondent à des étapes successives de l'opération de condensation du fluide réfrigérant. De plus, selon l'exemple plus particulièrement illustré par la figure 5, le premier circuit 110 du faisceau d'échange 150 comprend le premier groupe de chambres 111 et le deuxième groupe de chambres 112, respectivement en contact avec la première passe 121 et la deuxième passe 122 du deuxième circuit 120, précédemment évoquées.
Selon l'invention, les canaux de circulation de liquide caloporteur dans l'espace 53 délimité entre la paroi interne 51 et la paroi externe 52 de la bouteille séparatrice 5 sont fluidiquement reliés au deuxième groupe de chambres 112 du premier circuit 110, en contact avec la deuxième passe 122 du deuxième circuit 120. Plus précisément, le liquide caloporteur, issu des canaux de circulation précédemment décrits, est acheminé vers le deuxième groupe de chambres 112 du premier circuit 110 par un premier organe de sortie 7 positionné à une extrémité verticale des canaux suivant l’axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5. Il est à noter, en outre, que les canaux précités sont également fluidiquement liés au premier circuit 110 du faisceau d'échange 150 par un premier organe d'admission 9, fluidiquement relié au premier bloc d'alimentation 1, par lequel le liquide caloporteur est admis dans les canaux 55 de la bouteille séparatrice 5. Le premier organe d’admission 9 est alors positionné à une extrémité verticale des canaux suivant l’axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5, et à l’opposé du premier organe de sortie 7 suivant ce même axe vertical Z.
Selon l'invention, lorsque le fluide réfrigérant sort de la deuxième passe 122 du deuxième circuit 120, il est acheminé dans un deuxième organe d'admission 6 fluidiquement relié au volume d'accumulation 50 de la bouteille séparatrice 5. Entre la deuxième passe 122 du deuxième circuit 120 et le volume d'accumulation 50 de la bouteille séparatrice, le fluide réfrigérant circule selon une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5, selon un sens représenté par la flèche F3 sur la figure 5. La partie liquide du fluide réfrigérant s'accumule alors dans le volume d'accumulation 50 précédemment défini. Avantageusement, le fluide réfrigérant est essentiellement sous forme liquide à sa sortie de la deuxième passe 122 du deuxième circuit 120, et il est donc stocké sous forme essentiellement liquide dans le volume d'accumulation 50 précité.
Comme il a été indiqué précédemment, les conduits 54 de circulation de fluide réfrigérant dans l'espace 53 délimité entre la paroi interne 51 et la paroi externe 52 de la bouteille séparatrice 5 sont fluidiquement reliés au volume d'accumulation 50. Avantageusement, comme le montre la figure 5, la liaison fluidique entre les conduits 54 précités et le volume d'accumulation 50 est notamment réalisée au voisinage du deuxième organe d'admission 6 du fluide réfrigérant dans la bouteille séparatrice 5, de telle manière que les conduits 54 sont alimentés en fluide réfrigérant sous forme liquide dès lors que le volume d'accumulation 50 l'est.
Selon l'invention, le fluide réfrigérant issu du volume d'accumulation 50 est acheminé dans les conduits 54 précédemment décrits, jusqu'à un deuxième organe de sortie 8 par lequel il sort, sous forme liquide, de la bouteille séparatrice 5. Le deuxième organe de sortie 8 est alors fluidiquement relié au deuxième bloc de sortie 4 de telle sorte que ce dernier permet l’évacuation du fluide réfrigérant en dehors du système de traitement thermique 200. Au sein des conduits 54, le fluide réfrigérant circule selon une direction sensiblement parallèle à l'axe Z de la bouteille séparatrice 5, selon un sens de circulation représenté par la flèche F4 sur la figure 5.
En référence à la figure 5, le liquide caloporteur est tout d'abord admis dans les canaux de circulation agencés dans la bouteille séparatrice 5, au moyen du premier organe d’admission 9, puis il est acheminé vers le deuxième groupe 112 de chambres du premier circuit 110. Il en résulte, au sein du faisceau d'échange 150, une différence de température plus importante entre le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant, favorable à un meilleur échange thermique entre ces deux fluides.
Selon l’exemple de réalisation de la figure 5, le premier organe d’admission 9 du liquide caloporteur dans les canaux est positionné au niveau du deuxième organe d’admission 6 du fluide réfrigérant dans le volume d’accumulation 50. De même, le premier organe de sortie 7 du liquide caloporteur est positionné au niveau du deuxième organe de sortie 8 du fluide réfrigérant. Le positionnement particulier des organes d’admission 6, 9 et des organes de sortie 7, 8, joue notamment un rôle dans le sens de circulation du fluide réfrigérant et du liquide caloporteur au sein du faisceau d’échange 150 et de la bouteille séparatrice 5.
Il résulte également du positionnement particulier des organes d’admission 6, 9 et des organes de sortie 7, 8, que le premier bloc d'alimentation 1, le premier bloc de sortie 2 et le deuxième bloc d'alimentation 3 sont agencés au voisinage de la même extrémité, selon la direction verticale Z précédemment définie, de l'échangeur thermique 100, le deuxième bloc de sortie 4 étant agencé au voisinage de l'extrémité opposée de l'échangeur thermique 100, prise selon la direction verticale Z de celui-ci.
Selon l'exemple illustré par la figure 5, le liquide caloporteur circule dans les canaux précités entre le premier organe d’admission 9 et le premier organe de sortie 7, selon le sens représenté par la flèche G1, parallèle à l’axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5, et à co-courant avec le fluide réfrigérant circulant dans les conduits de circulation 54 précédemment décrits, dont le sens de circulation est représenté par la flèche F4. En sortie des canaux précités, le liquide caloporteur est acheminé, via le premier organe de sortie 7, vers le deuxième groupe de chambres 112 et le premier groupe de chambres 111 du premier circuit 110, en contact avec la deuxième passe 122 et la première passe 121 du deuxième circuit 120. Selon l'exemple illustré par la figure 5, le liquide caloporteur circule, au sein du deuxième groupe de chambres 112 et du premier groupe de chambres 111, selon le sens représenté par la flèche G2, parallèle à l’axe vertical Z et à co-courant avec le fluide réfrigérant circulant dans la deuxième passe 122 du deuxième circuit 120 et à contre-courant avec le fluide réfrigérant circulant dans la première passe 121 du deuxième circuit 120. Avantageusement, le liquide caloporteur est ensuite acheminé vers le premier bloc de sortie 2, précédemment décrit, par lequel il sort du faisceau d'échange 150 et du système de traitement thermique 200.
Dans une telle configuration, le fluide réfrigérant circulant dans la deuxième passe 122 du deuxième circuit 120 est mis en contact avec le liquide caloporteur après que ce dernier a traversé l'espace d'échange thermique délimité entre la paroi interne 51 et la paroi externe 52 de la bouteille séparatrice 5, dans lequel le liquide caloporteur est mis en contact avec le fluide réfrigérant refroidi par condensation. Il en résulte, au sein de la deuxième passe 122 du deuxième circuit 120, une différence de température plus importante entre le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant, favorable à un meilleur échange thermique entre ces deux fluides.
La figure 6 illustre un exemple alternatif de réalisation d'un système de traitement thermique 200 tel que celui illustré par la figure 5.
On retrouve sur cette figure 6 les différents éléments représentés sur la figure 5, ainsi que, schématiquement évoqués, le bloc d'alimentation 1 et le bloc de sortie 2 par lesquels le liquide caloporteur, respectivement, entre dans le système de traitement thermique 200 et sort de ce dernier.
La différence entre les exemples respectivement illustrés par la figure 5 et par la figure 6 réside principalement dans les sens relatifs de circulation du liquide caloporteur dans la bouteille séparatrice 5 et dans le deuxième groupe de chambres 112 au contact de la deuxième passe 122 du faisceau d'échange 150.
Les sens de circulation du fluide réfrigérant au sein du système de traitement thermique 200 sont, selon l'exemple illustré par la figure 6, identiques aux sens de circulation de ce fluide réfrigérant selon l'exemple illustré par la figure 5.
Selon l'exemple illustré par la figure 6, le liquide caloporteur, admis dans le système de traitement thermique 200 par le premier bloc d'alimentation 1, est acheminé dans les canaux de circulation de liquide caloporteur au moyen du premier organe d'admission 9, jusqu'au premier organe de sortie 7, par lequel il sort desdits canaux. Il est ensuite admis dans le deuxième groupe 112 de chambres du premier circuit 110, en contact avec la deuxième passe 122 du deuxième circuit 120 du faisceau d'échange 150.
Le liquide caloporteur est ensuite acheminé vers le premier groupe 111 de chambres du premier circuit 110, dans lequel il est mis en contact avec la première passe 121 du deuxième circuit, avant d'être acheminé hors du faisceau d'échange 150 par le bloc de sortie 2.
Dans l’exemple de réalisation de la figure 6, le premier organe d’admission 9 du liquide caloporteur dans les canaux est positionné au voisinage du deuxième organe de sortie 8 du fluide réfrigérant en dehors de la bouteille séparatrice 5. Également, le premier organe de sortie 7 du liquide caloporteur est positionné au voisinage du deuxième organe d’admission 6 du fluide réfrigérant dans la bouteille séparatrice 5. Le positionnement particulier des organes d’admission 6, 9 et des organes de sortie 7, 8, joue notamment un rôle dans le sens de circulation du liquide caloporteur au sein du faisceau d’échange 150 et de la bouteille séparatrice 5.
Les directions et sens de circulation du liquide caloporteur respectivement au sein des canaux de la bouteille séparatrice 5 et du deuxième groupe de chambres 112 et du premier groupe de chambres 111 sont respectivement illustrés par les flèches H1, H2 et H3 sur la figure 6, sensiblement parallèles à l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice 5. Il ressort de ce qui précède que, selon l'exemple illustré par la figure 6, le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant circulent, dans l'espace d'échange thermique, précédemment défini, délimité entre la paroi interne 51 et la paroi externe 52 de la bouteille séparatrice 5, à contre-courant l'un de l'autre. De même, selon cet exemple, le liquide caloporteur circule, dans le deuxième groupe de chambres 112 et dans le premier groupe de chambres 111, à contre-courant du sens de circulation du fluide réfrigérant dans la deuxième passe 122 et la première passe du deuxième circuit 120.
Il est à noter que, selon l'exemple illustré par la figure 6, le premier bloc d'alimentation 1 et le premier bloc de sortie 2 du premier circuit 110 dans lequel circule le liquide caloporteur sont situés chacun au voisinage d'une extrémité de l'échangeur thermique 100 selon la direction de l'axe vertical Z de la bouteille séparatrice, et qu'il en est de même pour le deuxième bloc d'alimentation 3 et le deuxième bloc de sortie 4 du deuxième circuit 120 dans lequel circule le fluide réfrigérant. Plus précisément, selon cet exemple, le premier bloc d'alimentation 1 et le deuxième bloc de sortie 4 sont situés au voisinage de la même extrémité de l'échangeur thermique 100 selon la direction de l'axe vertical Z de celui-ci, le deuxième bloc d'alimentation 3 et le premier bloc de sortie 2 étant tous deux agencés au voisinage de l'extrémité opposée de l'échangeur thermique 100 selon la direction verticale Z précitée.
L'invention permet donc, par des moyens simples, d'augmenter les performances d'un système de traitement thermique 200 tel que précédemment décrit, tout en conférant une fonction d'échange thermique à l'espace situé autour du volume d'accumulation 50 dans la bouteille séparatrice 5.
L’invention, telle qu’elle vient d’être décrite, ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations exclusivement décrits et illustrés, et s’applique également à tous moyens ou configurations, équivalents et à toute combinaison de tels moyens ou configurations.

Claims (10)

  1. Bouteille séparatrice (5) pour un circuit de fluide réfrigérant d’un véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend :
    • une paroi interne (51) qui délimite un volume d'accumulation (50) de fluide réfrigérant,
    • une paroi externe (52) qui délimite un espace (53) autour de la paroi interne (51),
    • au moins un canal (55) de circulation de liquide caloporteur du véhicule, agencé dans l’espace (53) délimité entre la paroi interne (51) et la paroi externe (52),
    • au moins un conduit (54) de circulation de fluide réfrigérant, agencé dans l’espace (53) délimité entre la paroi interne (51) et la paroi externe (52), et relié fluidiquement au volume d’accumulation (50).
  2. Bouteille séparatrice (5) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi interne (51) comprend une face interne (510) tournée vers le volume d’accumulation (50) du fluide réfrigérant et une face externe (511) tournée vers l’espace (53) délimité entre la paroi interne (51) et la paroi externe (52) de la bouteille séparatrice (5), l'au moins un canal (55) de circulation étant au moins délimité par la face externe (511) de la paroi interne (51).
  3. Bouteille séparatrice (5) selon la revendication 2, caractérisée en ce que l’au moins un conduit (54) de circulation de fluide réfrigérant s’étend suivant une direction principale d’allongement (Z) de la bouteille séparatrice (5) et autour de la face externe (511) de la paroi interne (51).
  4. Bouteille séparatrice (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de conduits (54) de circulation de fluide réfrigérant répartis autour de la paroi interne (51) et une pluralité de canaux (55) de circulation de liquide caloporteur répartis autour de ladite paroi interne (51).
  5. Bouteille séparatrice (5) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chacun des canaux (55) de circulation de liquide caloporteur est disposé, dans l’espace (53) délimité entre la paroi interne (51) et la paroi externe (52), de manière alternative avec chacun des conduits (54) de circulation de fluide réfrigérant.
  6. Bouteille séparatrice (5) selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que chacun des conduits (54) de circulation du liquide réfrigérant comprend une surface interne (5410) en contact avec le fluide réfrigérant et une surface externe (5411) au moins en partie au contact avec le liquide caloporteur, la surface externe (5411) d’au moins un conduit (54) de fluide réfrigérant participant à délimiter l’au moins un canal (55) de circulation de liquide caloporteur.
  7. Bouteille séparatrice (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un premier organe d'admission (9) par lequel le liquide caloporteur est admis dans la bouteille séparatrice (5) et un premier organe de sortie (7) par lequel le liquide caloporteur sort de la bouteille séparatrice (5), le premier organe d’admission (9) et le premier organe de sortie (7) étant fluidiquement reliés aux canaux (55) de circulation de liquide caloporteur.
  8. Bouteille séparatrice (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un deuxième organe d'admission (6) par lequel le fluide réfrigérant est admis dans la bouteille séparatrice (5) et un deuxième organe de sortie (8) par lequel le fluide réfrigérant sort de la bouteille séparatrice (5), le deuxième organe d’admission (6) étant relié fluidiquement au volume d’accumulation (50) de la bouteille séparatrice (5) et le deuxième organe de sortie (8) étant relié fluidiquement aux conduits (54) de circulation de fluide réfrigérant.
  9. Echangeur thermique (100) pour véhicule automobile, comprenant :
    • un premier circuit (110) destiné à être parcouru par un liquide caloporteur et comprenant un premier bloc d’alimentation (1) par lequel le liquide caloporteur est admis dans l’échangeur thermique (100) et un premier bloc de sortie (2) par lequel le liquide caloporteur sort de l’échangeur thermique (100), le premier circuit (110) comprenant une pluralité de chambres (111, 112) fluidiquement reliées au premier bloc d’alimentation (1) et au premier bloc de sortie (2) et réparties en au moins un premier groupe de chambres (111) et un deuxième groupe de chambres (112),
    • un deuxième circuit (120) destiné à être parcouru par un fluide réfrigérant et comprenant un deuxième bloc d’alimentation (3) par lequel le fluide réfrigérant est admis dans l'échangeur thermique (100) et un deuxième bloc de sortie (4) par lequel le fluide réfrigérant sort de l'échangeur thermique (100), le deuxième circuit (120) comprenant au moins une première passe (121) et une deuxième passe (122) successives,
    l’échangeur thermique (100) étant configuré pour mettre en œuvre un échange de chaleur entre le liquide caloporteur circulant dans au moins un des groupes de chambres (111, 112) et le fluide réfrigérant circulant dans au moins une des passes (121, 122) du deuxième circuit (120), caractérisé en ce qu'il comprend une bouteille séparatrice (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. Système de traitement thermique (200) pour un véhicule automobile comprenant au moins un échangeur thermique (100) selon la revendication 9, dans lequel le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant circulent à contre-courant l'un par rapport à l'autre respectivement dans les canaux (55) de circulation et dans les conduits (54) de circulation de la bouteille séparatrice (5) de l'échangeur thermique (100).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19903833A1 (de) * 1999-02-01 2000-08-03 Behr Gmbh & Co Integrierte Sammler-Wärmeübertrager-Baueinheit
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