WO2018002463A1 - Boîte collectrice pour echangeur de chaleur et echangeur de chaleur equipe d'une telle boîte - Google Patents

Boîte collectrice pour echangeur de chaleur et echangeur de chaleur equipe d'une telle boîte Download PDF

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WO2018002463A1
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WO
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box
bypass channel
manifold
header
block
Prior art date
Application number
PCT/FR2017/051413
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English (en)
Inventor
Georges De Pelsemaeker
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Publication date
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    • F28F2265/22—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for draining

Definitions

  • the invention relates to the field of the automobile and more particularly to heat exchangers, including exchangers for air conditioning systems of motor vehicles.
  • Motor vehicles are generally equipped with an air conditioning system whose main purpose is to provide fresh or warm air in the passenger compartment.
  • Motor vehicle air conditioning systems include in their simplified form an air conditioning circuit equipped with a compressor that compresses and circulates a refrigerant in the circuit, a regulator for lowering the pressure of the refrigerant, and two heat exchangers respectively a condenser and an evaporator.
  • the heat exchanger is generally in the form of a bundle of several horizontal tubes superimposed on each other and in which circulates the refrigerant. In order to uniformly distribute the refrigerant in the tubes of the bundle, it comprises one or more collector box (s) in relation to the tubes.
  • the air conditioning system compressor is lubricated with oil. In addition to lubricating the compressor, this oil also removes the heat generated by it.
  • the oil is in intimate contact with the refrigerant, which implies that oil flows with the refrigerant in the air conditioning circuit.
  • the oil can clog the exchangers of the air conditioning circuit which increases the pressure losses in them, and this to the detriment of the efficiency of the air conditioning circuit.
  • the overall efficiency of the air conditioning circuit is then charged.
  • the Applicant has found that, over time, oil can accumulate in the collector boxes. This accumulation of oil in the boxes obstructs the circulation of the refrigerant in all or part of the tubes of the heat exchanger.
  • the object of the invention is to remedy at least one of the aforementioned drawbacks.
  • the invention relates to a manifold for a heat exchanger comprising a bundle of tubes intended to be traversed by a first fluid, said box comprising at least one collection chamber configured to open on communication openings with said tubes.
  • said box further comprises a channel of contouement of said one or more collector chambers, said box being configured in such a way that the contouement channel can evacuate a second fluid, in particular oil, flowing with said first fluid.
  • the invention thus allows the oil to be evacuated before it enters the tubes of the exchanger, this being done by using the collecting box to trap the oil and evacuate it downstream of the exchanger, in the fluid circuit.
  • the contouement channel is fluidly connected to the at least one collecting chamber via one or more connecting channels, in the vicinity of a first end of the header, in particular a low end, said channel of contours extends parallel to the to said rooms, said bypass channel extends in an extension direction of said box over at least a portion of a length of said box,
  • the box comprises a collector plate and / or a block, said collector plate defining said communication openings and / or said block defining said collector chamber or chambers and said bypass channel,
  • bypass channel is derived from the extrasion of said block
  • the header comprises a shutter mounted on a first and a second end of the block, the shutter being configured to close the at least one collecting chamber and / or the bypass channel,
  • said manifold comprises an outlet flange of the first fluid and a communication passage between the at least one chamber and said outlet flange,
  • an outlet of the bypass channel is fluidly connected to said communication passage and / or said output flange
  • said manifold includes an inlet manifold and an outlet manifold
  • said collectors each comprise a portion of said bypass channel
  • collectors are spaced from each other, the part of the bypass channel located in the inlet manifold being connected to the part of the bypass channel in the outlet manifold by a manifold,
  • said tubing is located between two longitudinal ends facing each other of said collectors,
  • bypass channel comprises an outlet opening on a dorsal face of the manifold
  • said manifold further comprises an inlet flange of the first fluid
  • said inlet flange is in the vicinity of the first longitudinal end of said box, said block comprises a plurality of lumens fluidly connected to the collecting chambers,
  • said lights are located opposite said communication openings
  • said communication openings have a larger section than a section of said lights
  • said collector plate comprises a profile having a substantially U-shaped cross section
  • said block is mounted in said collector plate
  • said block comprises two collecting chambers.
  • the invention also relates to a heat exchanger comprising a header as described above.
  • Figure 1 is an elevational view of a heat exchanger according to the invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view of a portion of a manifold according to the invention, provided with a flange;
  • FIG. 3 schematically illustrates, in a sectional view along the III-III plane, a block of the collector box of FIG. 2.
  • the invention relates to an exchanger 2 comprising a bundle of tubes 200 inside which a first fluid circulates.
  • Said exchanger defines, for example, a condenser or a gas cooler, allowing a heat exchange between the first fluid, in particular a refrigerant, in particular CO 2, and a flow of air flowing between the tubes 200.
  • tubes are arranged, for example, parallel to each other. These include, in particular, extruded tubes comprising a plurality of circulation channels of the first fluid.
  • said exchanger advantageously comprises corrugated spacers located between the tubes 200.
  • Said exchanger is here configured to circulate the first fluid in two passes. It comprises for this at least one inlet / outlet manifold 1, disposed on one side of the beam, and an intermediate manifold, disposed at the opposite side.
  • the tubes 200 open at their end into each of the boxes 1, the.
  • the first fluid enters the exchanger along the arrow 100 through the inlet / outlet box 1, circulates in a first part of the tubes 200, here the tubes located in the lower half of the bundle, according to a first pass, make half turn in the intermediate manifold, circulates in a second part of the tubes 200, here the tubes located in the upper half of the beam, in a second pass, then leaves the exchanger along the arrow 102 by the input / output box 1.
  • Said input / output box 1 here comprises an inlet manifold 28, communicating with the tubes 200 of the first pass and a separate outlet manifold 28 ', communicating with the tubes 200 of the second pass.
  • the inlet and outlet manifolds are located in the axial extension of one another. They are advantageously spaced from each other to avoid thermal bridge phenomena between the two passes of the beam.
  • the inlet manifold 28 and the outlet manifold 28 ' are formed of a single box whose inlet volume, communicating with said tubes 200 of the first pass, is separated from an outlet volume , communicating with the tubes 200 of the second pass, by a transverse partition located at mid-height in the box.
  • the manifold 1 comprises, for example:
  • the header plate 3 is in the form of a profile which extends in an extension direction represented by an axis X.
  • the header plate 3 has a substantially U-shaped cross-section.
  • the header plate 3 is thus provided with a lower wall 5 and two side walls 6 jointly forming the U.
  • An upper end 7 of each side wall 6 is provided with a tongue 8.
  • Each tab 8 extending towards one another.
  • the term "wall” refers to an entity whose thickness is non-zero, while the expression “face” refers to a surface.
  • the collector plate 3 comprises a series of slots 10 for receiving the tubes 200, in particular the end of the tubes 200.
  • the slots 10 are arranged along the collector plate 3 along the axis X.
  • Block 4 is substantially in the form of a rectangular parallelepiped with rounded edges 11. Block 4 extends along the X axis in a manner similar to the header plate 3.
  • the block 4 comprises two collecting chambers 12.
  • the collecting chambers 12 extend in the direction of extension of the block 4 from a first end 13 to a second end 14 thereof. this.
  • the block is obtained, for example, by extrusion and the collector chambers 12 are derived from the extrusion of the block.
  • the collector chambers 12 are here hermetically separated from one another by a partition 15.
  • the partition 15 has the particularity of offering a better structural rigidity to the block 4, particularly given the pressure prevailing in the collector chambers 12 when the refrigerant passes through them.
  • Block 4 defines a dorsal surface 16, a front face 17 and two lateral faces 18 connecting them.
  • the block 4 comprises a plurality of slots 19 opening on the end face 17. Each slot 19 is fluidly connected to the two collecting chambers 12.
  • the block 4 also comprises a first communication passage forming an inlet opening 20 opening on the dorsal face 16. Said first communication passage connects the collector chambers 12 with an inlet flange 22 of the refrigerant.
  • Block 4 further comprises a second communication passage, not shown in the figures, forming an outlet opening opening on the back face 16. Said second communication passage connects the collector chambers 12 with an outlet flange 22 '( Figure 1) of the refrigerant.
  • the inlet flange 22 is associated with the inlet manifold and the outlet flange 22 'is associated with the outlet manifold.
  • the slots 19 of the block 4 are positioned facing the slits 10 of the collector plate 12, which thus form communication openings connecting the collector chamber or chambers 12 and the collectors 12. tubes.
  • the slots 10 have dimensions greater than the lights 19.
  • the tabs 8 allow a pre-assembly of the block 4 and the collector plate 3, for example, by crimping, before brazing. Said tabs are configured to bear on longitudinal edges of the dorsal face 16 of said block 4.
  • Said inlet and / or outlet flanges 22, 22 ' are configured to be pre-assembled on said block 4 and then brazed to the latter in a space between the tongues 8.
  • the refrigerant arrives through the inlet flange 22 which it passes through to enter the manifold 1 by the first communication passage 20.
  • the refrigerant is distributed in the heat exchanger 2 through the manifold 1.
  • the refrigerant is collected through the communication openings 19 of the outlet manifold in the collector chambers 12 of the latter then passes into the output flange 22 'through the second communication passage.
  • the manifold also includes a pair of shutters 23.
  • Each shutter 23 has a cross-sectional shape similar to that of the block 4.
  • Each shutter 23 is attached and then fixed on each end of the block 4.
  • the shutters 23 make it possible to plug the collecting chambers 12.
  • the shutters 23 are assembled on the block 4 by soldering in order to establish a metallic continuity.
  • the refrigerant is mixed with a second fluid, especially when the refrigerant is compressed in the compressor of the air conditioning circuit. It is recalled that the compressor needs to be both lubricated and cooled. Thus the elements of the compressor are bathed in oil to the point where this oil mixes with the refrigerant.
  • the second fluid is therefore oil.
  • the oil is housed in a lower zone 24 of the collecting chambers 12.
  • the accumulation of this oil obstructs the openings 19 of the block 4 preventing the refrigerant from entering the corresponding tubes of the heat exchanger 2.
  • the block 4 is provided with a bypass channel 25 of the collecting chambers 12.
  • the bypass channel 25 makes it possible to evacuate the oil carried by the refrigerant and accumulated in the lower zone 24 of the collector chambers 12.
  • the bypass channel 25 communicates with the collector chambers 12 at the zone 24 where the accumulated oil is located. This communication is performed by two connection channels 27.
  • the output of the bypass channel 25 is fluidly connected to the second communication passage and / or the output flange 22 '.
  • the evacuation of the accumulated oil in the collector chambers 12 of the collector box is made via the bypass channel 25 by exploiting a physical phenomenon of which the heat exchanger 2 and the box 1 are the instigators.
  • the refrigerant arrives in the inlet flange 22 at a pressure Pi and leaves the outlet flange at a pressure P 2 less than Pi.
  • This pressure difference corresponds to the pressure drop ⁇ generated by the geometry of the exchanger of heat 2 and manifolds 1,.
  • the refrigerant encounters numerous obstacles during its passage through the inlet / outlet manifold 1, it also encounters them in the heat exchanger bundle 2 as well as through the intermediate box and the loss of load increases especially as its journey is long.
  • the pressure P 2 in the outlet flange 22 ' is lower than the pressure P1 in the inlet flange 22.
  • the pressure in the collecting chambers 12 of the inlet manifold 28 is also greater than the pressure P 2 . Therefore, the accumulated oil in the lower zone 24 of the inlet manifold 28 migrates, via the bypass channel 25 fluidly connected to the corresponding manifold chambers 12, to the outlet flange. In fact, the oil moves from the strongest pressure to the lowest pressure.
  • the pressure drop generated is exploited by the invention to evacuate the oil accumulated in the inlet manifold 28. The oil is then reinjected into the refrigerant in the outlet flange of the outlet manifold 28 'and returns in the air conditioning circuit.
  • An advantage of the invention is that it increases the energy efficiency of the heat exchanger 1 since all its tubes are used when the oil does not have time to accumulate in the collector chambers 12 of the inlet manifold 28.
  • the bypass channel 25 extends from the first end 13 of the block, here the lower end, this parallel to the collector chambers 12, that is to say along the axis X, on at least a part of a length of these. That being so, said bypass channel 25 and said first and / or second communication passages are advantageously positioned so as not to intersect. To avoid crossing a centrally located communication passage, the preferred zone for positioning the bypass channel is then, for example, an area in the vicinity of one of the rounded edges of the block 4.
  • part of the bypass channel is located in the inlet manifold and another part in the outlet manifold.
  • the bypass channel is derived from the extrusion of block 4 of each of the inlet and outlet manifolds.
  • the shutters 23 close the channel at each end of the box.
  • Each part of said bypass channel is connected to the other by a nonvisible pipe located between said inlet manifold 28 and said outlet manifold 28 '. Said pipe is housed, for example between the two longitudinal ends facing said collectors 28, 28 '.
  • bypass channel extends, for example, from one end to the other of the block 4, then only planned.
  • the bypass channel comes from the extrusion of the block 4 of the box, the shutters 23 closing the channel at each end of the box.
  • the bypass channel comprises an outlet 26 opening on the dorsal face 16 of the block 4, below the first communication passage 20. Its other end is plugged, at the bottom, by the shutter 23. Said bypass channel 25 is here located at an axis of symmetry of said block 4.
  • the communication between the output 26 of the bypass channel and the output flange 22 ' is effected, for example, not an external pipe, not shown.
  • the oil migrates through the block of the collector (s) to the outlet flange, via a possible pipe or pipe, before being injected into the refrigerant.
  • a direct connection of the bypass channel outlet to any point at low pressure of the refrigerant circuit is also possible.
  • said longitudinal ends of the collectors 28, 28 'located opposite one another are advantageously provided with partitions closing the collector chamber or chambers of each of said collectors 28, 28'.

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Abstract

Boîte collectrice (1) pour un échangeur de chaleur comprenant un faisceau de tubes destinés à être parcouru par un premier fluide, ladite boîte (1) comprenant au moins une chambre collectrice configurée pour déboucher sur des ouvertures de communication (19) avec lesdits tubes : dans laquelle ladite boîte comprend en outre un canal de contournement (25) de la ou desdites chambres collectrices, ladite boîte (1) étant configurée de telle sorte que le canal de contournement (25) puisse évacuer un second fluide circulant avec ledit premier fluide.

Description

BOÎTE COLLECTRICE POUR ECHANGEUR DE CHALEUR ET ECHANGEUR DE CHALEUR EQUIPE D'UNE TELLE BOÎTE
L'invention a trait au domaine de l'automobile et plus particulièrement aux échangeurs de chaleur, notamment aux échangeurs pour systèmes de climatisation des véhicules automobiles.
Les véhicules automobiles sont, en général, pourvus d'un système de climatisation dont l'objectif principal est de fournir de l'air frais ou chaud dans l'habitacle.
Les systèmes de climatisation des véhicules automobiles comprennent dans leur forme simplifiée un circuit de climatisation muni d'un compresseur qui permet de comprimer et faire circuler un fluide frigorigène dans le circuit, d'un détendeur pour abaisser la pression du fluide frigorigène, et de deux échangeurs de chaleurs respectivement un condenseur et un évaporateur.
L'échangeur de chaleur se présente généralement sous la forme d'un faisceau de plusieurs tubes horizontaux superposés les uns sur les autres et dans lesquels circule le fluide frigorigène. Afin de distribuer uniformément le fluide frigorigène dans les tubes du faisceau, il comprend une ou plusieurs boîte(s) collectrice(s) en relation avec les tubes.
Le compresseur du circuit de climatisation est lubrifié par de l'huile. En plus de lubrifier le compresseur, cette huile permet également d'évacuer la chaleur générée par celui-ci. L'huile est en contact intime avec le fluide frigorigène, ce qui implique que de l'huile circule avec le fluide frigorigène dans le circuit de climatisation. En plus de détériorer les propriétés chimiques du fluide frigorigène, l'huile peut obstruer les échangeurs du circuit de climatisation ce qui augmente les pertes de charges dans ceux- ci, et ceci au détriment de l'efficacité du circuit de climatisation. Le rendement global du circuit de climatisation est alors grevé. La demanderesse s'est aperçue, qu'au cours du temps, de l'huile pouvait en particulier s'accumuler dans les boîtes collectrices. Cette accumulation d'huile dans les boîtes obstrue la circulation du fluide frigorigène dans tout ou partie des tubes de l'échangeur de chaleur.
Ainsi, il s'avère que plusieurs tubes de l'échangeur de chaleur ne sont plus utilisés ou partiellement utilisés. Le terme « partiellement » désigne ici, le fait que le débit de fluide frigorigène dans ces tubes est inférieur par rapport au débit dans les tubes qui ne sont pas obstrués par l'huile.
L'objectif de l'invention est de remédier à l'un au moins des inconvénients précités.
L'invention concerne à cette fin une boîte collectrice pour un échangeur de chaleur comprenant un faisceau de tubes destinés à être parcouru par un premier fluide, ladite boîte comprenant au moins une chambre collectrice configurée pour déboucher sur des ouvertures de communication avec lesdits tubes. Selon l'invention, ladite boîte comprend en outre un canal de contoumement de la ou desdites chambres collectrices, ladite boîte étant configurée de telle sorte que le canal de contoumement puisse évacuer un second fluide, en particulier de l'huile, circulant avec ledit premier fluide.
L'invention permet de la sorte d'évacuer l'huile avant qu'elle n'entre dans les tubes de l'échangeur, ceci en se servant de la boîte collectrice pour piéger l'huile et l'évacuer en aval de l'échangeur, dans le circuit de fluide.
Selon différents caractéristiques supplémentaires de l'invention qui pourront être prise ensemble ou de façon séparée :
le canal de contoumement est relié fluidiquement à la ou aux chambres collectrices via un ou des canaux de connexion, au voisinage d'une première extrémité de la boîte collectrice, en particulier une extrémité basse, ledit canal de contoumement s'étend parallèlement à la ou auxdites chambres, ledit canal de contournement s'étend selon une direction d'extension de ladite boîte, sur au moins une partie d'une longueur de ladite boîte,
la boîte comprend une plaque collectrice et/ou un bloc, ladite plaque collectrice définissant lesdites ouvertures de communication et/ou ledit bloc définissant la ou lesdites chambres collectrices et ledit canal de contournement,
ledit bloc est extradé,
ledit canal de contournement est issu de l'extrasion dudit bloc,
la boîte collectrice comprend un obturateur monté sur une première et une deuxième extrémité du bloc, l'obturateur étant configurée pour obturer la ou les chambres collectrices et/ou le canal de contournement,
ladite boîte collectrice comprend une bride de sortie du premier fluide et un passage de communication entre la ou lesdites chambres et ladite bride de sortie,
une sortie du canal de contournement est reliée fluidiquement audit passage de communication et/ou à ladite bride de sortie,
ladite boîte collectrice comprend un collecteur d'entrée et un collecteur de sortie,
lesdits collecteurs comprennent chacun une partie dudit canal de contournement,
lesdits collecteurs sont distants l'un de l'autre, la partie du canal de contournement située dans le collecteur d'entrée étant reliée à la partie du canal de contournement se trouvant dans le collecteur de sortie par une tubulure,
ladite tubulure est située entre deux extrémités longitudinales se faisant face desdits collecteurs,
le canal de contournement comprend une sortie débouchant sur une face dorsale de la boîte collectrice,
ladite boîte collectrice comprend en outre une bride d'entrée du premier fluide,
ladite bride d'entrée se situe au voisinage de la première extrémité longitudinale de ladite boîte, ledit bloc comprend une pluralité de lumières reliées fluidiquement aux chambres collectrices,
lesdites lumières sont situées en regard desdites ouvertures de communication,
- lesdites ouvertures de communication présentent une section plus importantes qu'une section desdites lumières,
ladite plaque collectrice comprend un profilé présentant en section une forme sensiblement en U,
ledit bloc est monté dans ladite plaque collectrice,
- ledit bloc comprend deux chambres collectrices.
L'invention concerne également un échangeur de chaleur comprenant une boîte collectrice telle que décrite plus haut. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après en relation avec les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
la figure 1 est une vue en élévation d'un échangeur de chaleur selon l'invention ; la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'une partie d'une boîte collectrice selon l'invention, munie d'une bride ;
la figure 3 illustre de façon schématique, selon une vue en section suivant le plan III- III, un bloc de la boîte collectrice de la figure 2.
Comme illustré à la figure 1, l'invention concerne un échangeur 2 comprenant un faisceau de tubes 200 à l'intérieur duquel circule un premier fluide. Ledit échangeur définit, par exemple, un condenseur ou un refroidis seur de gaz, permettant un échange de chaleur entre le premier fluide, en particulier un fluide frigorigène, notamment du C02, et un flux d'air, circulant entre les tubes 200. Lesdits tubes sont disposés, par exemple, parallèlement les uns aux autres. Il s'agit, notamment, de tubes extradés comprenant une pluralité de canaux de circulation du premier fluide. Afin d'augmenter la surface d'échange, ledit échangeur comprend avantageusement des intercalaires ondulées situées entre les tubes 200.
Ledit échangeur est ici configuré pour faire circuler le premier fluide en deux passes. Il comprend pour cela au moins une boîte collectrice d'entrée/sortie 1, disposée d'un côté du faisceau, et une boîte collectrice intermédiaire , disposée au niveau du côté opposé. Les tubes 200 débouchent par leur extrémité dans chacune des boîtes 1, l'. Le premier fluide entre dans l'échangeur selon la flèche 100 par la boîte d'entrée/sortie 1, circule dans une première partie des tubes 200, ici les tubes situés dans la moitié basse du faisceau, selon une première passe, fait demi-tour dans la boîte collectrice intermédiaire , circule dans une seconde partie des tubes 200, ici les tubes situés dans la moitié haute du faisceau, selon une seconde passe, puis sort de l'échangeur selon la flèche 102 par la boîte d'entrée/sortie 1. Ladite boîte d'entrée/sortie 1 comprend ici une collecteur d'entrée 28, communiquant avec les tubes 200 de la première passe et un collecteur de sortie 28', distincte, communiquant avec les tubes 200 de la seconde passe. Les collecteurs d'entrée et de sortie sont situées dans le prolongement axial l'un de l'autre. Ils sont avantageusement distants l'un de l'autre pour éviter les phénomènes de pont thermique entre les deux passes du faisceau. En variante, le collecteur d'entrée 28 et le collecteur de sortie 28' sont formés d'une seule et même boîte dont un volume d'entrée, communiquant avec lesdits tubes 200 de la première passe, est séparée d'un volume de sortie, communiquant avec les tubes 200 de la second passe, par une cloison transversale situé à mi hauteur dans la boîte.
Comme illustré à la figure 2, la boîte collectrice 1 comprend, par exemple :
une plaque collectrice 3, et
un bloc 4. La plaque collectrice 3 se présente sous la forme d'un profilé qui s'étend selon une direction d'extension représentée par un axe X. La plaque collectrice 3 présente en section une forme sensiblement en U. La plaque collectrice 3 est ainsi pourvue d'une paroi inférieure 5 et de deux parois latérales 6 formant conjointement le U. Une extrémité supérieure 7 de chaque paroi latérale 6 est munie d'une languette 8. Chaque languette 8 s 'étendant l'une vers l'autre. L'expression « paroi » désigne une entité dont l'épaisseur est non nulle, tandis que l'expression « face » désigne une surface.
La plaque collectrice 3 comprend une série de fentes 10 de réception des tubes 200, en particulier de l'extrémité des tubes 200. Les fentes 10 sont agencées le long de la plaque collectrice 3 selon l'axe X.
Le bloc 4 se présente sensiblement sous la forme d'un parallélépipède rectangle à arêtes arrondies 11. Le bloc 4 s'étend selon l'axe X d'une manière similaire à la plaque collectrice 3.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le bloc 4 comprend deux chambres collectrices 12. Les chambres collectrices 12 s'étendent selon la direction d'extension du bloc 4 depuis une première extrémité 13 jusqu'à une seconde extrémité 14 de celui-ci. Le bloc est obtenu, par exemple, par extrusion et les chambres collectrices 12 sont issues de l'extrusion du bloc. Les chambres collectrices 12 sont ici séparées hermétiquement l'une de l'autre par une cloison 15. La cloison 15 présente la particularité d'offrir une meilleure rigidité structurelle au bloc 4, tout particulièrement compte tenu de la pression régnant dans les chambres collectrices 12 lorsque le fluide frigorigène les traverse.
Le bloc 4 définit une face dorsale 16 , une face frontale 17 et deux faces latérales 18 les reliant. Le bloc 4 comprend une pluralité de lumières 19 débouchant sur la face frontale 17. Chaque lumières 19 est fluidiquement reliée aux deux chambres collectrices 12. Le bloc 4 comprend également un premier passage de communication formant un orifice d'entrée 20 débouchant sur la face dorsale 16. Ledit premier passage de communication met en relation les chambres collectrices 12 avec une bride d'entrée 22 du fluide frigorigène. Le bloc 4 comprend encore un second passage de communication, non-représenté sur les figures, formant un orifice de sortie débouchant sur la face dorsale 16. Ledit second passage de communication met en relation les chambres collectrices 12 avec une bride de sortie 22' (figure 1) du fluide frigorigène. La bride d'entrée 22 est associé au collecteur d'entrée et la bride de sortie 22' est associée au collecteur de sortie.
Lorsque le bloc 4 est monté dans la plaque collectrice 12, les lumières 19 du bloc 4 sont positionnées en face des fentes 10 de la plaque collectrice 12 qui forment de la sorte des ouvertures de communication mettant en relation la ou les chambres collectrices 12 et les tubes. Avantageusement les fentes 10 présentent des dimensions supérieures aux lumières 19.
Les languettes 8 permettent un préassemblage du bloc 4 et de la plaque collectrice 3, par exemple, par sertissage, avant brasage. Lesdites languettes sont configurées pour venir en appui sur des bords longitudinaux de la face dorsale 16 dudit bloc 4.
Lesdites brides d'entrée et/ou de sortie 22, 22' sont configurées pour être préassemblée sur ledit bloc 4 puis brasée à ce dernier, dans un espace situé entre les languettes 8.
Le fluide frigorigène arrive par la bride d'entrée 22 qu'il traverse pour entrer dans la boîte collectrice 1 par le premier passage de communication 20. Le fluide frigorigène se répand dans les chambres collectrices 12, sur la hauteur du collecteur d'entrée, d'où les tubes 200 de la première passe sont alimentés via les ouvertures de communication 19 dudit collecteur d'entrée. C'est ainsi que le fluide frigorigène est distribué dans l'échangeur de chaleur 2 par la boîte collectrice 1. En sortie, le fluide frigorigène est collecté à travers les ouvertures de communication 19 du collecteur de sortie dans les chambres collectrices 12 de ce dernier puis passe dans la bride de sortie 22' à travers le second passage de communication. La boîte collectrice comprend également une paire d'obturateurs 23. Chaque obturateur 23 présente en section une forme similaire à celle du bloc 4. Chaque obturateur 23 est rapporté puis fixé sur chaque extrémité du bloc 4. Les obturateurs 23 permettent de boucher les chambres collectrices 12. Diverses techniques peuvent être utilisées. Avantageusement les obturateurs 23 sont assemblés sur le bloc 4 par brasage afin d'établir une continuité métallique.
Ainsi que précédemment évoqué, le fluide frigorigène se mélange à un second fluide notamment lorsque le fluide frigorigène est comprimé dans le compresseur du circuit de climatisation. On rappelle que le compresseur a besoin d'être à la fois lubrifié et refroidi. Ainsi les éléments du compresseur baignent dans de l'huile au point où cette huile se mélange avec le fluide frigorigène.
Le second fluide est par conséquent de l'huile. Des études réalisées par la demanderesse lui ont permis de s'apercevoir que l'huile se loge dans une zone inférieure 24 des chambres collectrices 12. L'accumulation de cette huile obstrue les ouvertures 19 du bloc 4 empêchant le fluide frigorigène d'entrer dans les tubes correspondants de l'échangeur de chaleur 2. Comme illustré à la figure 3, selon l'invention, le bloc 4 est muni d'un canal de contournement 25 des chambres collectrices 12. Le canal de contournement 25 permet d'évacuer l'huile charriée par le fluide frigorigène et accumulée dans la zone inférieure 24 des chambres collectrices 12. Le canal de contournement 25 communique avec les chambres collectrices 12 au niveau de la zone 24 où se trouve l'huile accumulée. Cette communication est réalisée par deux canaux de connexion 27.
Préférentiellement, la sortie du canal de contournement 25 est reliée fluidiquement au second passage de communication et/ou à la bride de sortie 22'. L'évacuation de l'huile accumulée dans les chambres collectrices 12 de la boîte collectrice se fait via le canal de contournement 25 en exploitant un phénomène physique dont l'échangeur de chaleur 2 et la boîte 1 sont les instigateurs. Le fluide frigorigène arrive dans la bride d'entrée 22 à une pression Pi et sort par la bride de sortie à une pression P2 inférieure à Pi. Cette différence de pression correspond à la perte de charge ΔΡ générée par la géométrie de l'échangeur de chaleur 2 et des boîtes collectrices 1, . En effet le fluide frigorigène rencontre de nombreux obstacles lors de son passage dans la boîte collectrice d'entrée/sortie 1, il en rencontre également dans le faisceau de l'échangeur de chaleur 2 ainsi qu'en traversant la boîte intermédiaire et la perte de charge augmente d'autant plus que son trajet est long.
Ainsi que précédemment expliqué, la pression P2 dans la bride de sortie 22' est inférieure à la pression PI dans la bride d'entrée 22. La pression régnant dans les chambres collectrices 12 du collecteur d'entrée 28 est également supérieure à la pression P2. Par conséquent, l'huile accumulée dans la zone inférieure 24 du collecteur d'entrée 28 migre, via le canal de contournement 25 relié fluidiquement aux chambres collectrices 12 correspondantes, vers la bride de sortie. En effet, l'huile se déplace de la pression la plus forte vers la pression la plus faible. Ainsi la perte de charge générée est exploitée par l'invention pour évacuer l'huile accumulée dans la boîte collectrice d'entrée 28. L'huile est alors réinjectée dans le fluide frigorigène dans la bride de sortie du collecteur de sortie 28' et retourne dans le circuit de climatisation.
Un avantage de l'invention est qu'elle permet d'augmenter le rendement énergétique de l'échangeur de chaleur 1 puisque tous ses tubes sont utilisés dès lors que l'huile n'a pas le temps de s'accumuler dans les chambres collectrices 12 du collecteur d'entrée 28.
Le canal de contournement 25 s'étend depuis la première extrémité 13 du bloc, ici l'extrémité inférieure, ceci parallèlement aux chambres collectrices 12, c'est-à-dire selon l'axe X, sur au moins une partie d'une longueur de celles-ci. Cela étant, ledit canal de contournement 25 et lesdits premier 20 et/ou second passages de communication sont avantageusement positionnés de manière à ne pas se croiser. Pour éviter de croiser un passage de communication localisé de façon centré, la zone préférée pour positionner le canal de contournement est alors, par exemple, une zone située au voisinage d'une des arêtes arrondies du bloc 4.
Selon un premier mode de réalisation, une partie du canal de contournement est située dans le collecteur d'entrée et une autre dans le collecteur de sortie. Le canal de contournement est issu de l'extrusion du bloc 4 de chacun des collecteurs d'entrée et de sortie. Les obturateurs 23 ferment le canal à chaque extrémité de la boîte. Chaque partie dudit canal de contournement est reliée à l'autre par une tubulure, non visible, située entre ledit collecteur d'entrée 28 et ledit collecteur de sortie 28'. Ladite tubulure est logée, par exemple entre les deux extrémités longitudinales se faisant face desdits collecteurs 28, 28'.
Dans le cas d'un collecteur d'entrée 28 et d'un collecteur de sortie 28' réunis dans une seule boîte collectrice suffisamment longue, le canal de contournement s'étend, par exemple, d'une extrémité à l'autre du bloc 4, alors prévu unique. Le canal de contournement est issu de l'extrusion du bloc 4 de la boîte, les obturateurs 23 fermant le canal à chaque extrémité de la boîte.
Alternativement et comme illustré à la figure 2, le canal de contournement comprend une sortie 26 débouchant sur la face dorsale 16 du bloc 4, en dessous du premier passage de communication 20. Son autre extrémité est bouchée, en partie basse, par l'obturateur 23. Ledit canal de contournement 25 est ici situé au niveau d'un axe de symétrie dudit bloc 4.
Dans un tel mode, la communication entre la sortie 26 du canal de contournement et la bride de sortie 22' s'effectue, par exemple, pas une canalisation externe, non représentée. Dans chacun des modes, l'huile migre au travers du bloc du ou des collecteurs jusqu'à la bride de sortie, via une éventuelle tubulure ou canalisation, avant d'être injecté dans le fluide frigorigène. Un raccord direct de la sortie du canal de contournement en n'importe quel point, à basse pression, du circuit de fluide frigorigène est également possible.
Dans les configurations à collecteur d'entrée et de sortie distants, lesdites extrémités longitudinales des collecteurs 28, 28' situées en face à face sont avantageusement munies de cloisons fermant la ou les chambres collectrices de chacun desdits collecteurs 28, 28'.

Claims

REVENDICATIONS
Boîte collectrice pour un échangeur de chaleur comprenant un faisceau de tubes (200) destinés à être parcouru par un premier fluide, ladite boîte (1) comprenant au moins une chambre collectrice (12) configurée pour déboucher sur des ouvertures de communication (10) avec lesdits tubes (200), caractérisé en ce que ladite boîte (1) comprend en outre un canal de contournement (25) de la ou desdites chambres collectrices (12), ladite boîte étant configurée de telle sorte que le canal de contournement puisse évacuer un second fluide circulant avec ledit premier fluide.
Boîte collectrice selon la revendication précédente dans laquelle le canal de contournement (25) est relié fluidiquement à la ou aux chambres collectrices (12) via un ou des canaux de connexion (27), au voisinage d'une première extrémité de la boîte collectrice (1).
3. Boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle ledit canal de contournement (25) s'étend parallèlement à la ou auxdites chambres (12).
4. Boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle ledit canal de contournement (25) s'étend selon une direction d'extension de ladite boîte (1), sur au moins une partie d'une longueur de ladite boîte (1).
5. Boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant une plaque collectrice (3) et/ou un bloc (4), ladite plaque collectrice (3) définissant lesdites ouvertures de communication (10) et/ou ledit bloc (4) définissant la ou lesdites chambres collectrices (12) et ledit canal de contournement (25).
6. Boîte collectrice selon la revendication 5 dans lequel dans laquelle ledit bloc (4) est extradé et ledit canal de contournement (25) est issu de l'extrusion dudit bloc (4).
Boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6 dans laquelle la boîte collectrice (1) comprend un obturateur (23) monté sur une première et une deuxième extrémité du bloc, l'obturateur (23) étant configurée pour obturer la ou les chambres collectrices (12) et/ou le canal de contournement (25).
Boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant une bride de sortie (22') du premier fluide et un passage de communication entre la ou lesdites chambres (12) et ladite bride de sortie (22'), une sortie du canal de contournement (25) étant reliée fluidiquement audit passage de communication et/ou à ladite bride de sortie (22').
9. Boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un collecteur d'entrée (28) et un collecteur de sortie (28').
10. Boîte collectrice selon la revendication précédente dans laquelle lesdits collecteurs (28, 28') comprennent chacun une partie dudit canal de contournement (25).
11. Boîte collectrice selon la revendication précédente dans laquelle lesdits collecteurs (28, 28') sont distants l'un de l'autre, la partie du canal de contournement (25) située dans le collecteur d'entrée (28) étant reliée à la partie du canal de contournement (25) se trouvant dans le collecteur de sortie (28') par une tubulure.
12. Boîte collectrice selon la revendication précédente dans laquelle ladite tubulure est située entre deux extrémités longitudinales se faisant face desdits collecteurs (28, 28').
13. Boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans laquelle le canal de contoumement (25) débouche sur une face dorsale (16) de la boîte collectrice (1).
14. Echangeur de chaleur comprenant une boîte collectrice (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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