WO2018100310A1 - Organe de mixage constitutif d'un dispositif d'homogénéisation de la distribution d'un fluide réfrigérant à l'intérieur de tubes d'un échangeur de chaleur - Google Patents

Organe de mixage constitutif d'un dispositif d'homogénéisation de la distribution d'un fluide réfrigérant à l'intérieur de tubes d'un échangeur de chaleur Download PDF

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WO2018100310A1
WO2018100310A1 PCT/FR2017/053314 FR2017053314W WO2018100310A1 WO 2018100310 A1 WO2018100310 A1 WO 2018100310A1 FR 2017053314 W FR2017053314 W FR 2017053314W WO 2018100310 A1 WO2018100310 A1 WO 2018100310A1
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WO
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mixing
axis
heat exchanger
pattern
conduit
Prior art date
Application number
PCT/FR2017/053314
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English (en)
Inventor
Olivier MAQUIN
Jérôme MOUGNIER
Jérémy BLANDIN
Julien Tissot
Patrick LEBLAY
Kamel Azzouz
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F28F9/0273—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple holes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F25B39/028—Evaporators having distributing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/028—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using inserts for modifying the pattern of flow inside the header box, e.g. by using flow restrictors or permeable bodies or blocks with channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0061—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for phase-change applications
    • F28D2021/0064—Vaporizers, e.g. evaporators

Definitions

  • the field of the present invention is that of the heat exchangers constituting a fluid circuit refrigerant equipping a motor vehicle.
  • the subject of the invention is a mixing member which constitutes a device for homogenizing the distribution of a refrigerant fluid inside tubes of such a heat exchanger.
  • a motor vehicle is commonly equipped with a ventilation, heating and / or air conditioning system for heat treating the air present or sent inside a passenger compartment of the motor vehicle. To do this, such an installation is associated with a closed circuit inside which circulates a refrigerant fluid.
  • the refrigerant circuit comprises successively a compressor, a condenser or gas cooler, an expansion member and a heat exchanger.
  • the heat exchanger is housed inside the ventilation, heating and / or air conditioning system to allow a heat exchange between the refrigerant and a flow of air circulating inside said installation, previously a delivery of the air flow inside the passenger compartment.
  • heat exchanger is used as an evaporator to cool the air flow.
  • the refrigerant is compressed inside the compressor, then the cooling fluid is cooled inside the condenser or gas cooler, then the refrigerant is expanded within the expansion device and finally the refrigerant captures calories to the airflow inside the heat exchanger.
  • the refrigerant fluid, at the outlet of the expansion member and at the inlet of the heat exchanger, is in the two-phase state and is present in a liquid phase and a gaseous phase.
  • the heat exchanger comprises a header and a return box between which a bundle of tubes is interposed.
  • the refrigerant is admitted inside the heat exchanger through a mouth of entry that includes the collector box. Then, the coolant flows between the manifold and the gearbox by borrowing the tubes of the beam.
  • a general problem posed lies in the difficulty of feeding the tubes of the bundle homogeneously with respect to the different phases, liquid and gaseous, of the refrigerant fluid.
  • a heterogeneity of supply of refrigerant fluid tubes of the beam generates a heterogeneity of the temperature of the air flow through the heat exchanger. This heterogeneity is likely to induce untimely and undesired temperature differences between zones of the passenger compartment, which is detrimental.
  • the document US2015 / 0121950 proposes to house, inside the manifold, a device for homogenizing the distribution of the refrigerant fluid inside the tubes of the bundle.
  • This device comprises a conduit provided with a plurality of orifices.
  • the conduit has a first end portion which is in connection with a first inlet mouth of the refrigerant fluid inside the heat exchanger.
  • the conduit is arranged in a cylindrical tube delimiting an internal volume in one piece within which circulates the refrigerant fluid.
  • the coolant in the liquid phase is projected through the orifices formed through the conduit in the form of droplets.
  • Such an organization is not optimal from the point of view of the homogenization of the coolant distribution inside the heat exchanger. More particularly, the tubes of the beam farthest from the first end portion are frequently underfed with refrigerant fluid.
  • An object of the invention is to perfect the homogeneity of the coolant distribution inside the heat exchanger, in order to improve its efficiency and efficiency, in order to deliver inside the passenger compartment. a flow of air at the desired temperature.
  • Another object of the invention is to improve the distribution of refrigerant inside the heat exchanger, including when the latter is present inside the heat exchanger in two distinct phases, liquid. and gas, in respective variable proportion.
  • Another goal is to design a mixing device whose forms are easily demoldable. Another object is to propose a device for distributing a refrigerant fluid inside the tubes of the bundle which provides an equivalent supply of refrigerant fluid to the tubes of the bundle, including those furthest away from the first end portion. duct, which receives the first coolant. Another object is to provide a device for dispensing a refrigerant fluid which is arranged to prevent the refrigerant from accumulating in a zone of the latter.
  • a mixer of the present invention is a mixer for mixing a liquid phase and a gaseous phase of a refrigerant circulating inside a header of a heat exchanger.
  • the mixing member comprises at least one centrifugal wall having a plurality of mixing patterns which are arranged to direct the coolant to a peripheral edge of the mixing member.
  • the mixing patterns are successively repeated along an axis of elongation.
  • a mixing pattern extends between a first flange and a second flange.
  • a first mixing pattern succeeds a second mixing pattern along the axis of elongation.
  • the first flange and the second flange of the same mixing pattern form with each other a flange angle which is between 0 ° and 90 °, preferably between 0 ° and 20 °.
  • Such a mixing member promotes the mixing of the liquid phase and the gas phase of the cooling fluid which runs along it.
  • Such a mixing member also includes shapes with clearance angles that allow simple demolding of the mixing.
  • the rim here is an area that delimits a mixing pattern.
  • a rim takes the form of an inversion of slopes of the wall of the mixing member.
  • the flange of the invention does not necessarily have an edge, but may be formed by a curved area of the wall.
  • a protocol for measuring the flange angle involves passing a first straight transverse to the axis of elongation and along the first flange of the mixing pattern, a second straight transverse to the axis of elongation and along the second rim of the same mixing pattern, then project on a plane perpendicular to the axis of elongation the first straight line and the second right.
  • the mixing member is thus recognizable when an angle between these two projected lines is between 0 ° and 90 °.
  • the mixing member advantageously has at least one of the following features, taken alone or in combination:
  • At least one edge is delimited by a ridge and a bottom which extend in a plane transverse to the axis of elongation between two adjacent mixing patterns.
  • the wall is continuous from one mixing pattern to another.
  • the wall is arranged to centrifuge the coolant flowing along the mixing member.
  • the first edge of a first mixing pattern coincides with the second edge of a second mixing pattern immediately adjacent to the first mixing pattern.
  • the flange angle is between 0 ° and 10 °.
  • the first mixing pattern and the second mixing pattern are identical and arranged head to tail one after the other along the axis of elongation.
  • each mixing pattern is arranged in a helix portion.
  • the first mixing pattern is twisted in a clockwise direction about the axis of elongation while the second mixing pattern is twisted in a counterclockwise direction about the axis of elongation.
  • the first rim of a first mixing pattern and the second rim of a second adjacent mixing pattern together form a pattern angle that is zero.
  • each mixing element extends between a first edge and a second edge which form between them an edge angle which is zero.
  • the first edge of a mixing element forms with a second edge of an adjacent mixing element an element angle which is zero.
  • the first mixing pattern and the second mixing pattern adjacent to the first mixing pattern together form a mixing element repeated, for example identically, along the axis of elongation.
  • the angles chosen above will be measured according to the measurement protocol described above, that is to say by projection of lines on a plane perpendicular to the axis of elongation.
  • the subject of the invention is also a device for homogenizing the distribution of the refrigerant inside tubes of a heat exchanger, the homogenizing device being intended to be housed in a heat exchanger collector box, the homogenization device of the distribution comprising a duct provided with at least one window through which the refrigerant fluid is able to enter the duct and at least one orifice through which the refrigerant fluid is able to exit the duct, the duct housing at least one such mixing member.
  • the homogenization device of the distribution advantageously has at least one of the following characteristics, taken alone or in combination:
  • the duct delimits an internal volume within which at least partially extends the mixing device.
  • the duct delimits an internal section occupied entirely by the mixing member, such an internal section corresponding to a section perpendicular to the longitudinal axis of the duct in a portion thereof having a plurality of orifices.
  • the mixing member occupies the entire internal volume.
  • the mixing member is centered inside the duct.
  • the invention also relates to a manifold defining a first chamber housing at least one such homogenization of the distribution device.
  • the invention also relates to a heat exchanger comprising such a header and a return box between which is interposed a bundle of tubes.
  • the invention also relates to a refrigerant circuit comprising at least one such heat exchanger.
  • the invention also relates to a process for obtaining such a mixing member from a mold comprising a first matrix and a second matrix which together form a conformation reserve identical to the mixing member.
  • the invention also relates to a use of such a heat exchanger as an evaporator housed inside a housing of a ventilation, heating and / or air conditioning equipment equipping a motor vehicle.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a refrigerant circuit comprising a heat exchanger of the present invention
  • FIG. 2 is a diagrammatic perspective illustration of a first embodiment of a heat exchanger illustrated in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a diagrammatic perspective illustration of a second variant embodiment of a heat exchanger illustrated in FIG. 1;
  • FIG. 4 is a cut-away illustration in perspective of a device for homogenizing the distribution of the refrigerant fluid intended to equip the heat exchanger shown in FIGS. 2 or 3,
  • FIG. 5 is a schematic perspective illustration of a mixing device constituting the device for homogenizing the distribution of the refrigerant fluid shown in FIG. 4.
  • the figures and their description set forth the invention in detail and according to particular methods of its implementation. They can be used to better define the invention, if necessary.
  • the refrigerant circuit 1 successively comprises, in a direction SI of circulation of the refrigerant fluid FR inside the refrigerant circuit 1, a compressor 2 for compressing the refrigerant fluid FR, a condenser or a gas cooler 3 for cooling the refrigerant FR, an expansion member 4 within which the cooling fluid FR undergoes expansion and a heat exchanger 5.
  • the heat exchanger 5 is housed inside a housing 6 of a ventilation system 7, heating and / or air conditioning inside which circulates a flow of air.
  • the heat exchanger 5 allows a heat transfer between the refrigerating fluid FR and the airflow FA coming into contact with it and / or passing through it, as illustrated in FIG. 2.
  • the heat exchanger 5 is used as an evaporator to cool the air flow FA, during the passage of the air flow FA to the contact and / or from one side of the heat exchanger 5.
  • the heat exchanger 5 comprises a manifold 8 and a gearbox 9 between which a tube bundle 10, 10a, 10b is interposed.
  • the heat exchanger 5 extends parallel to a first plane PI containing the manifold 8, the bundle of tubes 10, 10a, 10b and the return box 9.
  • the manifold 8 overhangs the bundle of tubes 10, 10a, 10b, which are themselves located above the return box 9, in particular in the position of use of the heat exchanger 5 mounted inside the housing 6.
  • the manifold 8 is an upper box of the heat exchanger 5 while the return box 9 is a lower box of the heat exchanger 5.
  • the airflow FA flows through the heat exchanger 5 in a direction preferably orthogonal to the first plane P 1.
  • the tubes 10, 10a, 10b are for example rectilinear and extend along a first axis of general extension Al between the manifold 8 and the return box 9.
  • the box manifold 8 extends along a second axis of general extension A2 and the gearbox 9 extends along a third axis of general extension A3.
  • the second axis of general extension A2 and the third axis of general extension A3 are mutually parallel, being orthogonal to the first axis of general extension Al.
  • the bundle of tubes 10, 10a, 10b is provided with fins 15 which are interposed between two successive tubes 10, 10a, 10b, to promote a heat exchange between the air flow FA and the tubes 10, 10a, 10b, when a passage of the air flow FA through the heat exchanger 5, the airflow FA flowing in a direction substantially orthogonal to the first plane P 1.
  • the heat exchanger 5 comprises a first mouth 16 through which the refrigerant fluid FR enters the interior of the heat exchanger 5.
  • the first mouth 16 constitutes an intake port of the refrigerant fluid FR in a first chamber 13 , which is delimited inside the manifold 8.
  • the heat exchanger 5 comprises a second mouth 17 through which the coolant FR is discharged out of the heat exchanger 5.
  • the heat exchanger 5 is a heat exchanger inside which the refrigerating fluid FR flows in a path arranged in "I".
  • the tubes 10 are arranged parallel to each other and are aligned inside the first plane Pl.
  • the tubes 10 extend between a first end 101 which is in fluid communication with the deflection box 9 and a second end 102 which is in In other words, the gearbox 9 forms the base of the "I" while the manifold 8 forms the top of the "I".
  • the second mouth 17 equips the return box 9.
  • the refrigerant fluid FR enters the interior of the heat exchanger 5 through the first mouth 16 that includes the manifold 8. Then, the refrigerant fluid FR is distributed along the manifold 8 along the second extension axis A2 by a homogenization device of the distribution 18. Then, the refrigerant fluid FR flows between the manifold 8 and the 9 finally by borrowing the tubes 10. Finally, the refrigerant FR is discharged from the heat exchanger 5 through the second mouth 17 of the return box 9.
  • the heat exchanger 5 is a heat exchanger inside which the refrigerating fluid FR flows along a path arranged in "U".
  • the tubes 10a, 10b are arranged parallel to each other by being distributed in two plies 11, 12, including a first ply 11 of first tubes 10a and a second ply 12 of second tubes 10b.
  • the first ply 11 and the second ply 12 are formed inside respective planes which are parallel to each other and parallel to the first plane Pl.
  • the first tubes 10a of the first ply 11 extend between a first end 101 which is in fluid communication with the return box 9 and a second end 102 which is in fluid communication with the first chamber 13.
  • the second tubes 10b of the second ply 12 extend between a third end 103 which is in fluid communication with the deflection box 9 and a fourth end 104 which is in fluid communication with a second chamber 14, also delimited inside the manifold 8.
  • the first chamber 13 and the second chamber 14 are contiguous and sealed with each other.
  • the first chamber 13 extends along a fourth axis of general extension A4 and the second chamber 14 extends along a fifth axis of general extension A5.
  • the fourth axis of general extension A4 and the fifth axis of general extension A5 are parallel to each other and parallel to the second axis of general extension A2.
  • the fourth axis of general extension A4 and the fifth axis of general extension A5 together define a second plane P2, which is preferably orthogonal to the first plane P1.
  • the reference box 9 forms the base of the "U” whereas that the first ply 11 and the second ply 12 of tubes 10a, 10b form the branches of the "U", the first chamber 13 and the second chamber 14 forming the ends of the "U".
  • the second mouth 17 equips the second chamber 14 of the header box 8.
  • the refrigerant fluid FR enters the inside of the heat exchanger 5 through the first mouth 16 of the first chamber 13, being distributed along the manifold 8 according to the second axis of general extension A2 by the homogenization device of the distribution 18. Then, the refrigerating fluid FR flows between the first chamber 13 of the manifold 8 and the return box 9 by borrowing the first tubes 10a of the first ply 11. Then, the refrigerant FR flows between the return box 9 and the second chamber 14 by taking the second tubes 10b of the second ply 12. Finally, the refrigerant FR is discharged out of the heat exchanger 5 through the second mouth 17, after having passed through the second chamber 14.
  • a first tube 10a of the first ply 11 is aligned with a second tube 10b of the second ply 12 inside a third plane P3 which is perpendicular to the first plane P1 and which is parallel to the first axis of general extension Al.
  • the manifold 8 houses the homogenization device of the distribution 18 of the refrigerant FR inside the tubes 10, 10a, 10b.
  • a homogenization device of the distribution 18 is intended to homogeneously distribute the refrigerant fluid FR, in the two-phase liquid-gas state, along the manifold 8 and ultimately within the set of tubes 10, 10a, 10b.
  • Such a homogenization device of the distribution 18 is more particularly intended to homogeneously distribute the refrigerant fluid FR inside the heat exchanger 5, including when the refrigerant fluid FR is present inside the heat exchanger 5 in two distinct phases, liquid and gas, in respective variable proportion.
  • the homogenization device of the distribution 18 comprises, for example, a duct 19 extending along a sixth axis of general extension A6, parallel to or even coincidental with the second axis of general extension A2. and / or the fourth axis of general extension A4, between a first end portion 20 and a second end portion 21 of the duct 19.
  • A6 which is defined by the largest dimension of the duct 19. It is termed transversal any element which extends inside a transverse plane Pt which is orthogonal to the general extension axis A6.
  • the first end portion 20 is formed of one end of the conduit 19, while the second end portion 21 is formed of the other end of the conduit 19, longitudinally opposite the first end portion 20.
  • the first end portion 20 is intended to be placed in fluid communication with the first mouth 16 of the heat exchanger 5.
  • the first mouth 16 houses the conduit 19
  • the first end portion 20 is placed in fluid communication with a pipe of the refrigerant circuit 1.
  • the second end portion 21 is blind and forms a cul-de-sac with regard to the circulation of the refrigerant fluid FR to the inside the duct 19.
  • the duct 19 is for example formed in a cylinder, or in a parallelepiped or in any other form having an axis of symmetry A7, which is preferably parallel to or even coincidental with the sixth axis of general extension A6.
  • the conduit 19 comprises a peripheral envelope 23 which is of cylindrical cross section when the conduit 19 is shaped in a cylinder, of parallelepipedal cross section when the conduit 19 is a parallelepiped.
  • the peripheral envelope 23 is the one that gives the overall shape of the duct 19.
  • the peripheral envelope 23 is capable of being formed of a plurality of peripheral surfaces, disjointed or not from each other, and which Together, the peripheral casing 23 is formed.
  • the peripheral casing 23 may be formed of a plurality of peripheral surfaces arranged in strips that are disjoint or not one another.
  • the peripheral envelope 23 comprises at least one orifice 22 and preferably holes 22 which are formed through the peripheral envelope 23 of the conduit 19.
  • the orifices 22 are preferably aligned along an alignment axis A8 which is parallel to the sixth axis of general extension A6 and / or the axis of symmetry A7.
  • the orifices 22 are equidistant from one another. According to another variant, the orifices 22 are spaced from each other by a variable distance.
  • the orifices 22 are for example orifices of circular section, but are likely to be of any conformation, rectangular, elliptical, oblong in particular.
  • the conduit 19 constitutes an envelope which delimits an internal space 24 around which the conduit 19 is formed.
  • the duct 19 borders the internal space 24 that the duct 19 surrounds.
  • the internal space 24 is for example cylindrical or parallelepipedic, or of any other shape formed around the axis of symmetry A7.
  • the peripheral envelope 23 of the duct 19 has an inner face 23a which abuts and delimits the internal space 24, the inner face 23a preferably being of circular cross section.
  • the conduit 19 houses a mixing member 25 which extends inside the internal space 24.
  • the mixing member 25 is intended to promote mixing between the liquid and gaseous phases of the refrigerant fluid FR.
  • the mixing member 25 is more particularly arranged to direct the refrigerant fluid FR to the inner face 23a of the conduit 19, so that it comes knocking it and thus increase the mixture of the liquid and gaseous phases of the coolant.
  • the mixing device 25 in particular its mixing patterns 31a, 34b, is arranged so that the deflection of the coolant is alternated, as illustrated by the arrows FR of FIG. 5.
  • a first mixing pattern 34a thus forces the coolant to go to a peripheral edge 31 of the mixing member which is opposite to the peripheral edge 31 which delimits the second mixing pattern 34b, with respect to the axis of extension A9 of the mixing member 25.
  • the refrigerant fluid impinges on a first angular sector of the inner wall 23a of the duct 19 which is opposite a second angular sector of the inner wall 23a, with respect to the axis of elongation A9 of the mixing member 25.
  • At least one of the angular sectors comprises the plurality of orifices 22.
  • the mixing member 25 is a member that generates a turbulent flow, in particular centrifugal circulation, of the refrigerant fluid FR towards the face internal 23a of the conduit 19.
  • the mixing member 25 is also provided to prevent an accumulation of refrigerant fluid FR in the liquid state in a lower zone of the conduit 19, in the position of use of this latest.
  • the mixing member 25 is also provided to disrupt a laminar flow of the refrigerant fluid FR inside the conduit 19, for mixing the liquid and gas phases of the refrigerant fluid FR.
  • the mixing member 25 forms at least one baffle, and preferably a plurality of baffles, against a laminar flow of the coolant, parallel to the sixth axis of general extension A6 and / or to the axis of symmetry A7.
  • the mixing member 25 forms an obstacle to the laminar flow of the refrigerant fluid FR inside the internal space 24.
  • the mixing member 25 is longitudinally extended along an axis of elongation A9 which is for example parallel to the sixth axis of general extension A6 of the conduit 19.
  • the organ mixer 25 is arranged around this axis of elongation A9, preferably parallel to, or even coincident with, the axis of symmetry A7 of the duct 19, when the mixing member 25 is positioned inside the duct 19.
  • the mixing member 25 occupies the entire internal section of the duct 19, advantageously a longitudinal portion of the duct 19 which has orifices. A peripheral edge 31 of the mixing member is thus in contact against the inner face 23a which delimits the conduit 19.
  • the mixing member 25 extends inside the internal space 24, occupying all or part of it. In other words, the mixing member 25 can fill the entire volume defined by the conduit 19. In other words, the mixing member 25 is of a conformity and / or a geometry similar to that of the internal space 24. According to the variants described above, the mixing member 25 is likely to be of cylindrical or parallelepiped shape, or of any other shape formed around the axis of symmetry A7. It will be understood that such a shape is defined by a projection of the peripheral edge 31 of the mixing member 25. The peripheral edge 31 of the mixing member 25 is formed of at least one surface of the mixing member 25 which is disposed opposite the conduit 19. The peripheral edge 31 forms a succession of "V" abutting along the axis of extension A9 of the mixing member 25.
  • the inner face 23a of the peripheral envelope 23 is preferably smooth for allow easy introduction of the mixing member 25 inside the conduit 19, the peripheral edge 31 of the mixing member 25 bearing against the inner face 23a.
  • the conduit 19 is provided with two end walls 27, 28, including a first end wall 27 fitted to the first end portion 20 and a second end wall 28 fitted to the second end portion 21.
  • the first end wall 27 and the second end wall 28 are for example flat and arranged along the transverse plane Pt orthogonal to the sixth axis of general extension A6 and / or the axis of symmetry A7.
  • the first end wall 27 and the second end wall 28 are for example derived from a lid at least partially covering the collecting box 8.
  • the first end wall 27 is equipped with at least one window 29 for the admission of the refrigerant fluid FR into the interior space 24.
  • the first end wall 27 of the duct 19 is equipped with the window 29 which is for example in fluid relation with the first mouth 16 to admit the refrigerant fluid FR inside the heat exchanger 5 via the conduit 19.
  • the refrigerant fluid FR is admitted to the inside the heat exchanger 5 through the conduit 19 provided with the orifices 22 through which the refrigerant fluid FR is able to be discharged from the conduit 19 to circulate inside the manifold of the heat exchanger.
  • the mixing member 25 comprises a first longitudinal end 31a which is alignable with the first end wall 27 of the conduit 19.
  • the mixing member 25 comprises a second longitudinal end 31b which is capable of being aligned with the second end wall 28.
  • the refrigerating fluid FR penetrating inside the heat exchanger 5 penetrates inside the internal space 24 of the duct 19 by taking the window 29 formed through the first end wall 27 Then, the refrigerating fluid FR spreads inside the internal space 24 by being mixed by the mixing member 25. This results in particular a mixing of the liquid and gas phases of the refrigerating fluid FR which is then homogenized longitudinally, along the conduit 19. Then, the refrigerant FR borrows the orifices 22 to flow out of the conduit 19 to the first chamber 13. Then, the refrigerant fluid FR flows through the tube bundle 10, 10a, 10b, as described above, to the return box 9, to be evacuated out of the heat exchanger. heat 5 through the second mouth 17.
  • the refrigerant fluid FR encounters multiple obstacles that promote a mixture between its liquid phases and gas.
  • such a duct 19 promotes homogenization of the distribution of the refrigerant fluid FR inside the tubes 10, 10a, 10b.
  • the refrigerating fluid FR is all the better sprayed, and homogeneously, as it passes through the orifices 22, that the two phases of the refrigerant fluid FR, liquid and gas, are mixed by the mixing member 25 inside the internal space 24 of the duct 19, in order to then supply homogeneously the bundle of tubes 10, 10a, 10b.
  • the mixing member 25 allows a longitudinal distribution of the refrigerant fluid FR which is homogeneous along the axis of symmetry A7, the spraying of the refrigerant fluid FR through the orifices 22 taking place in the a second step, after homogenization of the refrigerant fluid FR in the internal space 24, which ensures a better homogeneous distribution of the refrigerant fluid FR at the outlet of the conduit 19, and consecutively inside the heat exchanger 5.
  • the mixing member 25 comprises a wall 30 which is continuous between the first longitudinal end 31a and the second longitudinal end 31b.
  • a wall 30 hereinafter referred to as a centrifugal wall 30, is designed to direct the cooling fluid which comes into contact with it in a radial direction to the mixing member.
  • the centrifugal wall 30 is twisted in part or in full between the first longitudinal end 31a and the second longitudinal end 31b.
  • the centrifugal wall 30 has a preferentially constant thickness between the first longitudinal end 31a and the second longitudinal end 31b.
  • the centrifugal wall 30 is for example arranged in a sheet which takes the form of a twist.
  • the mixing member 25 preferably extends longitudinally at a center C of the duct 19 along of the axis of elongation A9 of the mixing member 25.
  • the center C of the duct 19 corresponds to a central zone of the latter, for example cylindrical, and in particular homothetic to a shape of the duct 19.
  • the mixing member 25 is constituted by a plurality of mixing elements 32 which are butted to each other.
  • the mixing elements 32 are for example identical to each other and iteratively repeated along the axis of elongation A9.
  • the mixing elements 32 are for example similar to each other and geometrically substitutable for each other without modifying the conformation of the mixing member 25.
  • the mixing elements 32 are for example repeated one another. after the other being identical to each other, manufacturing tolerances close, which gives the mixing member 25 a geometric constancy from the first longitudinal end 31a to the second longitudinal end 31b.
  • Each mixing element 32 extends longitudinally between a first edge 35 and a second edge 36.
  • the first edge 35 and the second edge 36 are each formed of a ridge 50 of the centrifugal wall 30 aligned with a bottom 51, both substantially orthogonal to the axis of extension A9.
  • Ridge 50 forms a slope inversion line at which a convex curvature of the auger reverses.
  • the bottom 51 forms a slope inversion line at which a concave curvature of the auger is reversed.
  • the centrifugal wall 30 changes direction of winding, going from a clockwise direction to a counterclockwise direction or from an anti-clockwise direction. hourly clockwise.
  • Each mixing element 32 is of a first length L1, measured parallel to the axis of elongation A9, between the first edge 35 and the second edge 36.
  • Two successive mixing elements 32 are exactly superimposed with each other from a translation of one towards the other along the axis of elongation A9, along a distance equal to the first length L1.
  • the first edge 35 and the second edge 36 are parallel to each other and orthogonal to the axis of elongation A9.
  • a first edge 35 of a mixing element 32 forms with a second edge 36 of an adjacent mixing element 32 a zero angle, since the first edge 35 of a mixing element 32 forms or is merged with a second edge 36 of an adjacent mixing element 32.
  • Each mixing element 32 is formed of two mixing patterns 34a, 34b, which are identical to each other to manufacturing tolerances and which are abutted head to tail along the axis of elongation A9. It will be understood by a head-to-tail abutment of two mixing patterns 34a, 34b an arrangement such that the two mixing patterns 34a, 34b are superposable in an identical configuration with each other after tilting 180 ° the one towards the other in a fourth plane P4 comprising the axis of elongation A9.
  • a winding direction of a first mixing pattern 34a is opposed to a winding direction of a second adjacent mixing pattern 34b constituting a same mixing element 32.
  • the centrifugal wall 30 of one rotates in a clockwise direction and the centrifugal wall 30 of the other rotates in a counterclockwise direction.
  • a curvature of a first mixing pattern 34a is opposite to the curvature of the second mixing patterns 34b.
  • a mixing pattern, indifferently first pattern 34a or second pattern 34b, of the mixing element 32 illustrated in Figure 5, is shaped as a helical portion rotating about the axis of elongation A9.
  • Each mixing pattern 34a, 34b extends longitudinally along the axis of elongation A9 between a first flange 35 'and a second flange 36'.
  • the first flange 35 'and the second flange 36' are each formed of a ridge 50 and a bottom 51 of the centrifugal wall 30, where the curvature of the latter is reversed.
  • the first flange 35 'and the second flange 36' are joined to each other to ensure the continuity of the centrifugal wall 30.
  • a first flange 35 'of a first mixing pattern 34a forms with a second flange 36' a second adjacent mixing pattern 34b, participating in the same mixing element 32, since the first flange 35 'of a first mixing pattern 34a and the second flange 36' of a second adjacent mixing pattern 34b are butted.
  • the first flange 35 'and the second flange 36' of the same mixing pattern 34 form a flange angle ⁇ between them.
  • the flange angle ⁇ is preferably between 0 ° and 90 °, or even between 0 ° and 20 °.
  • the first edge 35 and / or the second edge 36 which delimits a mixing element 32, and a first flange 35 'and / or a second flange 36' which delimits a mixing pattern 34a, 34b, is formed by a ridge 50 and a bottom 51. Indeed, peak and bottom each extend in a complementary half-section of the mixing member and they are advantageously aligned.
  • the ridge 50 thus extends along a line of radial extension and which originates on the axis of elongation A9, while the bottom 51 extends along a line of radial extension and which originates on the axis of extension A9.
  • the mixing member 25 is in particular made from a process for obtaining a polymer material by molding.
  • the mixing member 25 is arranged to be obtained by molding without undercut.
  • the mixing member 25 is for example obtained by means of a mold comprising a first matrix and a second matrix which together form a reserve of identical conformation to the mixing member 25.
  • the mixing device 25 described above in particular its forms and its organization, is designed not to include a draft angle. The demolding of the mixing member is facilitated.
  • the mixing member 25 is a monoblock element bringing together the mixing elements 32, in one piece, which can be dismounted into several elements only from a destruction of the mixing member 25.

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Abstract

L'invention concerne un organe de mixage (25) destiné à mélanger une phase liquide et une phase gazeuse d'un fluide réfrigérant (FR) circulant à l'intérieur d'une boîte collectrice d'un échangeur de chaleur. L'organe de mixage (25) comprend au moins une paroi (30) comportant une pluralité de motifs de mixage (34a, 34b) qui sont agencés pour diriger le fluide réfrigérant (FR) vers un bord périphérique de l'organe de mixage (25). Les motifs de mixage (34a, 34b) sont successivement répétés le long d'un axe d'allongement (A9). Un motif de mixage (34a, 34b) s'étend entre un premier rebord (35') et un deuxième rebord (36'). Le premier rebord (35') et le deuxième rebord (36') d'un même motif de mixage (34a, 34b) forment l'un avec l'autre un angle de rebord (δ) qui est compris entre 0° et 90°.

Description

Organe de mixage constitutif d'un dispositif d'homogénéisation de la distribution d'un fluide réfrigérant à l'intérieur de tubes d'un échangeur de chaleur Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs de chaleur constitutifs d'un circuit de fluide réfrigérant équipant un véhicule automobile. L'invention a pour objet un organe de mixage qui est constitutif d'un dispositif d'homogénéisation de la distribution d'un fluide réfrigérant à l'intérieur de tubes d'un tel échangeur de chaleur. Un véhicule automobile est couramment équipé d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour traiter thermiquement l'air présent ou envoyé à l'intérieur d'un habitacle du véhicule automobile. Pour ce faire, une telle installation est associée à un circuit fermé à l'intérieur duquel circule un fluide réfrigérant. Le circuit de fluide réfrigérant comprend successivement un compresseur, un condenseur ou refroidisseur de gaz, un organe de détente et un échangeur de chaleur. L' échangeur de chaleur est logé à l'intérieur de l'installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour permettre un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air circulant à l'intérieur de ladite installation, préalablement à une délivrance du flux d'air à l'intérieur de l'habitacle.
Selon un mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant, échangeur de chaleur est utilisé comme évaporateur pour refroidir le flux d'air. Dans ce cas, le fluide réfrigérant est comprimé à l'intérieur du compresseur, puis le fluide réfrigérant est refroidi à l'intérieur du condenseur ou refroidisseur de gaz, puis le fluide réfrigérant subit une détente à l'intérieur de l'organe de détente et enfin le fluide réfrigérant capte des calories au flux d'air à l'intérieur de l'échangeur de chaleur. Le fluide réfrigérant, en sortie de l'organe de détente et en entrée de l'échangeur de chaleur, est à l'état diphasique et est présent sous une phase liquide et une phase gazeuse.
L'échangeur de chaleur comprend une boîte collectrice et une boîte de renvoi entre lesquelles un faisceau de tubes est interposé. Lors du fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant, le fluide réfrigérant est admis à l'intérieur de l'échangeur de chaleur à travers une bouche d'entrée que comprend la boîte collectrice. Puis, le fluide réfrigérant s'écoule entre la boîte collectrice et la boîte de renvoi en empruntant les tubes du faisceau.
Un problème général posé réside en une difficulté à alimenter de manière homogène les tubes du faisceau au regard des différentes phases, liquide et gazeuse, du fluide réfrigérant.
En effet, une hétérogénéité d'alimentation en fluide réfrigérant des tubes du faisceau génère une hétérogénéité de la température du flux d'air qui traverse l'échangeur de chaleur. Cette hétérogénéité est susceptible d'induire des écarts de température intempestifs et non-souhaités entre des zones de l'habitacle, ce qui est préjudiciable.
Le document US2015/0121950 propose de loger, à l'intérieur de la boîte collectrice, un dispositif d'homogénéisation de la distribution du fluide réfrigérant à l'intérieur des tubes du faisceau. Ce dispositif comprend un conduit pourvu d'une pluralité d'orifices. Le conduit comporte une première partie terminale qui est en relation avec une première bouche d'arrivée du fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur de chaleur. Le conduit est agencé en un tube cylindrique délimitant un volume intérieur d'un seul tenant à l'intérieur duquel circule le fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant en phase liquide est projeté à travers les orifices ménagés à travers le conduit sous forme de gouttelettes.
Une telle organisation n'est pas optimale du point de vue de l'homogénéisation de la distribution de fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur de chaleur. Plus particulièrement, les tubes du faisceau les plus éloignés de la première partie terminale sont fréquemment sous-alimentés en fluide réfrigérant.
Il en résulte une hétérogénéité de la température du flux d'air en sortie de l'échangeur de chaleur, ce qui est insatisfaisant. Un but de l'invention est de parfaire l'homogénéité de la distribution de fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur de chaleur, pour finalement améliorer son efficacité et son rendement, en vue de délivrer à l'intérieur de l'habitacle un flux d'air à la température désirée. Un autre but de l'invention est d'améliorer la distribution de fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur de chaleur, y compris lorsque ce dernier est présent à l'intérieur de l'échangeur de chaleur sous deux phases distinctes, liquide et gaz, en proportion respective variable.
Un autre but est de concevoir un organe de mixage dont les formes sont démoulables aisément. Un autre but est de proposer un dispositif de distribution d'un fluide réfrigérant à l'intérieur des tubes du faisceau qui assure une alimentation équivalente en fluide réfrigérant des tubes du faisceau, y compris de ceux qui sont les plus éloignés de la première partie terminale du conduit, qui reçoit en premier lieu le fluide réfrigérant. Un autre but est de proposer un dispositif de distribution d'un fluide réfrigérant qui est agencé pour éviter une accumulation du fluide réfrigérant en une zone de ce dernier.
Un organe de mixage de la présente invention est un organe de mixage destiné à mélanger une phase liquide et une phase gazeuse d'un fluide réfrigérant circulant à l'intérieur d'une boîte collectrice d'un échangeur de chaleur. L'organe de mixage comprend au moins une paroi centrifuge comportant une pluralité de motifs de mixage qui sont agencés pour diriger le fluide réfrigérant vers un bord périphérique de l'organe de mixage. Les motifs de mixage sont successivement répétés le long d'un axe d'allongement. Un motif de mixage s'étend entre un premier rebord et un deuxième rebord. Un premier motif de mixage succède à un deuxième motif de mixage le long de l'axe d'allongement.
Selon la présente invention, le premier rebord et le deuxième rebord d'un même motif de mixage forment l'un avec l'autre un angle de rebord qui est compris entre 0° et 90°, avantageusement entre 0° et 20°.
Un tel organe de mixage favorise le mélange de la phase liquide et de la phase gazeuse du fluide réfrigérant qui le longe. Un tel organe de mixage comprend également des formes avec des angles de dépouille qui autorisent un démoulage simple de l'organe de mixage.
Le rebord est ici une zone qui délimite un motif de mixage. Selon un exemple, un rebord prend la forme d'une inversion de pentes de la paroi de l'organe de mixage. Le rebord selon l'invention ne comporte pas nécessairement une arête, mais peut être formé par une zone incurvée de la paroi.
Un protocole de mesure de l'angle de rebord implique de faire passer une première droite transversale à l'axe d'allongement et le long du premier rebord du motif de mixage, une deuxième droite transversale à l'axe d'allongement et le long du deuxième rebord du même motif de mixage, puis de projeter sur un plan perpendiculaire à l'axe d'allongement la première droite et la deuxième droite. L'organe de mixage est ainsi reconnaissable quand un angle entre ces deux droites projetées est compris entre 0° et 90°. L'organe de mixage présente avantageusement l'une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seule ou en combinaison :
- au moins un des rebords est délimité par une crête et par un fond qui s'étendent dans un plan transversal à l'axe d'allongement entre deux motifs de mixage adjacents.
- la paroi est continue d'un motif de mixage à l'autre.
- la paroi est agencée pour centrifuger le fluide réfrigérant circulant le long de l'organe de mixage.
- le premier rebord d'un premier motif de mixage est confondu avec le deuxième rebord d'un deuxième motif de mixage immédiatement adjacent au premier motif de mixage.
- l'angle de rebord est compris entre 0° et 10°.
- l'angle de rebord est nul.
- le premier motif de mixage et le deuxième motif de mixage sont identiques et agencés tête-bêche l'un après l'autre le long de l'axe d'allongement.
- chaque motif de mixage est agencé en une portion d'hélice.
- le premier motif de mixage est vrillé dans un sens horaire autour de l'axe d'allongement tandis que le deuxième motif de mixage est vrillé dans un sens anti-horaire autour de l'axe d'allongement.
- le premier rebord d'un premier motif de mixage et le deuxième rebord d'un deuxième motif de mixage adjacent forment ensemble un angle de motif qui est nul.
- chaque élément de mixage s'étend entre un premier bord et un deuxième bord qui forment entre eux un angle de bord qui est nul.
- le premier bord d'un élément de mixage forme avec un deuxième bord d'un élément de mixage adjacent un angle d'élément qui est nul.
- le premier motif de mixage et le deuxième motif de mixage adjacent au premier motif de mixage forment conjointement un élément de mixage répétés, par exemple à l'identique, le long de l'axe d'allongement. Les angles choisis ci-dessus seront mesurés selon le protocole de mesure exposé plus haut, c'est-à-dire par projection de droites sur un plan perpendiculaire à l'axe d'allongement.
L'invention a aussi pour objet un dispositif d'homogénéisation de la distribution du fluide réfrigérant à l'intérieur de tubes d'un échangeur de chaleur, le dispositif d'homogénéisation étant destiné à être logé dans une boîte collectrice de échangeur de chaleur, le dispositif d'homogénéisation de la distribution comprenant un conduit pourvu d'au moins une fenêtre par laquelle le fluide réfrigérant est apte à entrer à l'intérieur du conduit et au moins un orifice par lequel le fluide réfrigérant est apte à sortir du conduit, le conduit logeant au moins un tel organe de mixage.
Le dispositif d'homogénéisation de la distribution présente avantageusement l'une quelconque au moins des caractéristiques suivantes, prises seule ou en combinaison :
- le conduit délimite un volume interne à l'intérieur duquel s'étend au moins partiellement organe de mixage.
- le conduit délimite une section interne occupée en totalité par l'organe de mixage, une telle section interne correspondant à une coupe perpendiculaire à l'axe longitudinal du conduit dans une portion de celui-ci comportant une pluralité d'orifices.
- l'organe de mixage occupe la totalité du volume interne.
- l'organe de mixage est centré à l'intérieur du conduit.
L'invention a aussi pour objet une boîte collectrice délimitant une première chambre logeant au moins un tel dispositif d'homogénéisation de la distribution. L'invention a aussi pour objet un échangeur de chaleur comprenant une telle boîte collectrice et une boîte de renvoi entre lesquelles est interposé un faisceau de tubes. L'invention a aussi pour objet un circuit de fluide réfrigérant comprenant au moins un tel échangeur de chaleur.
L'invention a aussi pour objet un procédé d'obtention d'un tel organe de mixage à partir d'un moule comprenant une première matrice et une deuxième matrice qui forment conjointement une réserve de conformation identique à l'organe de mixage.
L'invention a aussi pour objet une utilisation d'un tel échangeur de chaleur en tant qu'évaporateur logé à l'intérieur d'un boîtier d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipant un véhicule automobile.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec les dessins des planches annexées, dans lesquelles :
- la figure 1 est une illustration schématique d'un circuit de fluide réfrigérant comprenant un échangeur de chaleur de la présente invention,
- la figure 2 est une illustration schématique en perspective d'une première variante de réalisation de échangeur de chaleur illustré sur la figure 1,
- la figure 3 est une illustration schématique en perspective d'une deuxième variante de réalisation de échangeur de chaleur illustré sur la figure 1,
- la figure 4 est une illustration écorchée en perspective d'un dispositif d'homogénéisation de la distribution du fluide réfrigérant destiné à équiper échangeur de chaleur représenté sur les figures 2 ou 3,
- la figure 5 est une illustration schématique en perspective d'un organe de mixage constitutif du dispositif d'homogénéisation de la distribution du fluide réfrigérant représenté sur la figure 4. Les figures et leur description exposent l'invention de manière détaillée et selon des modalités particulières de sa mise en œuvre. Elles peuvent servir à mieux définir l'invention, le cas échéant. Sur la figure 1, est représenté un circuit 1 fermé à l'intérieur duquel circule un fluide réfrigérant FR. Sur l'exemple de réalisation illustré, le circuit de fluide réfrigérant 1 comprend successivement, suivant un sens SI de circulation du fluide réfrigérant FR à l'intérieur du circuit de fluide réfrigérant 1, un compresseur 2 pour comprimer le fluide réfrigérant FR, un condenseur ou un refroidis seur de gaz 3 pour refroidir le fluide réfrigérant FR, un organe de détente 4 à l'intérieur duquel le fluide réfrigérant FR subit une détente et un échangeur de chaleur 5. L'échangeur de chaleur 5 est logé à l'intérieur d'un boîtier 6 d'une installation 7 de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation à l'intérieur de laquelle circule un flux d'air. L'échangeur de chaleur 5 permet un transfert thermique entre le fluide réfrigérant FR et le flux d'air FA venant à son contact et/ou le traversant, tel qu'illustré sur la figure 2. Selon le mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant 1 décrit ci-dessus, l'échangeur de chaleur 5 est utilisé comme évaporateur pour refroidir le flux d'air FA, lors du passage du flux d'air FA au contact et/ou de part en part de l'échangeur de chaleur 5. Sur les figures 2 et 3, l'échangeur de chaleur 5 comprend une boîte collectrice 8 et une boîte de renvoi 9 entre lesquelles un faisceau de tubes 10, 10a, 10b est interposé. Dans sa généralité, l'échangeur de chaleur 5 s'étend parallèlement à un premier plan PI contenant la boîte collectrice 8, le faisceau de tubes 10, 10a, 10b et la boîte de renvoi 9. La boîte collectrice 8 surplombe le faisceau de tubes 10, 10a, 10b, qui sont eux-mêmes situés au-dessus de la boîte de renvoi 9, notamment en position d'utilisation de l'échangeur de chaleur 5 monté à l'intérieur du boîtier 6. Autrement dit, selon cette position d'utilisation, la boîte collectrice 8 est une boîte supérieure de l'échangeur de chaleur 5 tandis que la boîte de renvoi 9 est une boîte inférieure de l'échangeur de chaleur 5. Le flux d'air FA s'écoule à travers l'échangeur de chaleur 5 selon une direction préférentiellement orthogonale au premier plan P 1.
Les tubes 10, 10a, 10b sont par exemple rectilignes et s'étendent selon un premier axe d'extension générale Al entre la boîte collectrice 8 et la boîte de renvoi 9. La boîte collectrice 8 s'étend selon un deuxième axe d'extension générale A2 et la boîte de renvoi 9 s'étend selon un troisième axe d'extension générale A3. De préférence, le deuxième axe d'extension générale A2 et le troisième axe d'extension générale A3 sont parallèles entre eux, en étant orthogonaux au premier axe d'extension générale Al.
Le faisceau de tubes 10, 10a, 10b est pourvu d'ailettes 15 qui sont interposées entre deux tubes 10, 10a, 10b successifs, pour favoriser un échange thermique entre le flux d'air FA et les tubes 10, 10a, 10b, lors d'un passage du flux d'air FA à travers l'échangeur de chaleur 5, le flux d'air FA circulant selon une direction sensiblement orthogonale au premier plan P 1.
L'échangeur de chaleur 5 comprend une première bouche 16 à travers laquelle le fluide réfrigérant FR pénètre à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 5. La première bouche 16 constitue une bouche d'admission du fluide réfrigérant FR dans une première chambre 13, qui est délimitée à l'intérieur de la boîte collectrice 8. L'échangeur de chaleur 5 comprend une deuxième bouche 17 à travers laquelle le fluide réfrigérant FR est évacué hors de l'échangeur de chaleur 5.
Sur la figure 2, l'échangeur de chaleur 5 est un échangeur de chaleur à l'intérieur duquel le fluide réfrigérant FR s'écoule selon un chemin agencé en « I ». Les tubes 10 sont disposés parallèlement entre eux et sont alignés à l'intérieur du premier plan Pl. Les tubes 10 s'étendent entre une première extrémité 101 qui est en communication fluidique avec la boîte de renvoi 9 et une deuxième extrémité 102 qui est en communication fluidique avec la boîte collectrice 8. Autrement dit, la boîte de renvoi 9 forme la base du « I » tandis que la boîte collectrice 8 forme le sommet du « I ». Selon cette première variante, la deuxième bouche 17 équipe la boîte de renvoi 9.
Lors d'une mise en œuvre du circuit de fluide réfrigérant 1, le fluide réfrigérant FR pénètre à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 5 à travers la première bouche 16 que comprend la boîte collectrice 8. Puis, le fluide réfrigérant FR est réparti le long de la boîte collectrice 8 selon le deuxième axe d'extension A2 par un dispositif d'homogénéisation de la distribution 18. Ensuite, le fluide réfrigérant FR s'écoule entre la boîte collectrice 8 et la boîte de renvoi 9 en empruntant les tubes 10. Enfin, le fluide réfrigérant FR est évacué hors de l'échangeur de chaleur 5 à travers la deuxième bouche 17 de la boîte de renvoi 9.
Sur la figure 3, l'échangeur de chaleur 5 est un échangeur de chaleur à l'intérieur duquel le fluide réfrigérant FR s'écoule selon un chemin agencé en « U ». Les tubes 10a, 10b sont disposés parallèlement entre eux en étant répartis selon deux nappes 11, 12, dont une première nappe 11 de premiers tubes 10a et une deuxième nappe 12 de deuxièmes tubes 10b. La première nappe 11 et la deuxième nappe 12 sont ménagées à l'intérieur de plans respectifs qui sont parallèles entre eux et parallèles au premier plan Pl.
Les premiers tubes 10a de la première nappe 11 s'étendent entre une première extrémité 101 qui est en communication fluidique avec la boîte de renvoi 9 et une deuxième extrémité 102 qui est en communication fluidique avec la première chambre 13. Les deuxièmes tubes 10b de la deuxième nappe 12 s'étendent entre une troisième extrémité 103 qui est en communication fluidique avec la boîte de renvoi 9 et une quatrième extrémité 104 qui est en communication fluidique avec une deuxième chambre 14, également délimitée à l'intérieur de la boîte collectrice 8. La première chambre 13 et la deuxième chambre 14 sont contigues et étanches l'une avec l'autre. La première chambre 13 s'étend selon un quatrième axe d'extension générale A4 et la deuxième chambre 14 s'étend selon un cinquième axe d'extension générale A5. De préférence, le quatrième axe d'extension générale A4 et le cinquième axe d'extension générale A5 sont parallèles entre eux et parallèles au deuxième axe d'extension générale A2. Le quatrième axe d'extension générale A4 et le cinquième axe d'extension générale A5 définissent ensemble un deuxième plan P2, qui est de préférence orthogonal au premier plan Pl. Autrement dit, la boîte de renvoi 9 forme la base du « U » tandis que la première nappe 11 et la deuxième nappe 12 de tubes 10a, 10b forment les branches du « U », la première chambre 13 et la deuxième chambre 14 formant les extrémités du « U ». Selon cette deuxième variante, la deuxième bouche 17 équipe la deuxième chambre 14 de la boîte collectrice 8. Lors d'une mise en œuvre du circuit de fluide réfrigérant 1, le fluide réfrigérant FR pénètre à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 5 à travers la première bouche 16 de la première chambre 13, en étant réparti le long de la boîte collectrice 8 selon le deuxième axe d'extension générale A2 par le dispositif d'homogénéisation de la distribution 18. Puis, le fluide réfrigérant FR s'écoule entre la première chambre 13 de la boîte collectrice 8 et la boîte de renvoi 9 en empruntant les premiers tubes 10a de la première nappe 11. Puis, le fluide réfrigérant FR s'écoule entre la boîte de renvoi 9 et la deuxième chambre 14 en empruntant les deuxièmes tubes 10b de la deuxième nappe 12. Enfin, le fluide réfrigérant FR est évacué hors de l'échangeur de chaleur 5 à travers la deuxième bouche 17, après avoir circulé à travers la deuxième chambre 14.
De préférence, un premier tube 10a de la première nappe 11 est aligné avec un deuxième tube 10b de la deuxième nappe 12 à l'intérieur d'un troisième plan P3 qui est perpendiculaire au premier plan PI et qui est parallèle au premier axe d'extension générale Al.
Quelle que soit la variante de réalisation de l'échangeur de chaleur 5 présenté ci- dessus, la boîte collectrice 8 loge le dispositif d'homogénéisation de la distribution 18 du fluide réfrigérant FR à l'intérieur des tubes 10, 10a, 10b. Un tel dispositif d'homogénéisation de la distribution 18 vise à répartir de manière homogène le fluide réfrigérant FR, à l'état diphasique liquide-gaz, le long de la boîte collectrice 8 et in fine à l'intérieur de l'ensemble des tubes 10, 10a, 10b. Un tel dispositif d'homogénéisation de la distribution 18 vise plus particulièrement à répartir de manière homogène le fluide réfrigérant FR à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 5, y compris lorsque le fluide réfrigérant FR est présent à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 5 sous deux phases distinctes, liquide et gaz, en proportion respective variable.
Sur la figure 4, le dispositif d'homogénéisation de la distribution 18 comprend par exemple un conduit 19 s'étendant le long d'un sixième axe d'extension générale A6, parallèle, voire confondu, avec le deuxième axe d'extension générale A2 et/ou le quatrième axe d'extension générale A4, entre une première partie terminale 20 et une deuxième partie terminale 21 du conduit 19. On note qu'on qualifie de longitudinal tout élément qui s'étend selon le sixième axe d'extension générale A6 qui est défini par la plus grande dimension du conduit 19. On qualifie de transversal tout élément qui s'étend à l'intérieur d'un plan transversal Pt qui est orthogonal à l'axe d'extension général A6. La première partie terminale 20 est formée d'une extrémité du conduit 19, tandis que la deuxième partie terminale 21 est formée de l'autre extrémité du conduit 19, longitudinalement opposée à la première partie terminale 20.
Selon une variante de réalisation, la première partie terminale 20 est destinée à être mise en communication fluidique avec la première bouche 16 de l'échangeur de chaleur 5. Selon une autre variante de réalisation, la première bouche 16 loge le conduit 19 dont la première partie terminale 20 est mise en communication fluidique avec une canalisation du circuit de fluide réfrigérant 1. Selon ces deux variantes, la deuxième partie terminale 21 est borgne et forme un cul-de-sac au regard de la circulation du fluide réfrigérant FR à l'intérieur du conduit 19.
Le conduit 19 est par exemple conformé en un cylindre, ou bien en un parallélépipède ou bien en toute autre forme comportant un axe de symétrie A7, qui est préférentiellement parallèle, voire confondu, avec le sixième axe d'extension générale A6. Le conduit 19 comprend une enveloppe périphérique 23 qui est de section transversale cylindrique lorsque le conduit 19 est conformé en un cylindre, de section transversale parallélépipédique lorsque le conduit 19 est un parallélépipède. L'enveloppe périphérique 23 est celle qui donne la forme globale du conduit 19. D'une manière générale, l'enveloppe périphérique 23 est susceptible d'être formée d'une pluralité de surfaces périphériques, disjointes ou non les unes des autres et qui forment conjointement l'enveloppe périphérique 23. Notamment, l'enveloppe périphérique 23 est susceptible d'être formée d'une pluralité de surfaces périphériques agencées en rubans disjoints ou non les uns des autres.
L'enveloppe périphérique 23 comprend au moins un orifice 22 et préférentiellement des orifices 22 qui sont ménagés au travers de l'enveloppe périphérique 23 du conduit 19. Les orifices 22 sont préférentiellement alignés selon un axe d'alignement A8 qui est parallèle au sixième axe d'extension générale A6 et/ou à l'axe de symétrie A7.
Selon une variante, les orifices 22 sont équidistants les uns des autres. Selon une autre variante, les orifices 22 sont éloignés les uns des autres d'une distance variable. Les orifices 22 sont par exemple des orifices de section circulaire, mais sont susceptibles d'être d'une conformation quelconque, rectangulaire, elliptique, oblongue notamment.
Le conduit 19 constitue une enveloppe qui délimite un espace interne 24 autour duquel le conduit 19 est ménagé. Autrement dit, le conduit 19 borde l'espace interne 24 que le conduit 19 entoure. Selon la forme du conduit 19, l'espace interne 24 est par exemple cylindrique ou bien parallélépipédique, ou bien de toute autre forme ménagée autour de l'axe de symétrie A7. L'enveloppe périphérique 23 du conduit 19 comporte une face interne 23a qui jouxte et qui délimite l'espace interne 24, la face interne 23a étant préférentiellement de section transversale circulaire.
Le conduit 19 loge un organe de mixage 25 qui s'étend à l'intérieur de l'espace interne 24. L'organe de mixage 25 est destiné à favoriser un mélange entre les phases liquide et gazeuse du fluide réfrigérant FR. L'organe de mixage 25 est plus particulièrement agencé pour diriger le fluide réfrigérant FR vers la face interne 23a du conduit 19, de manière à ce que celui-ci vienne le frapper et ainsi augmenter le mélange des phases liquide et gazeuse du fluide réfrigérant.
On notera que l'organe de mixage 25, notamment ses motifs de mixage 31a, 34b, est agencé pour que la déviation du fluide réfrigérant soit alternée, comme illustrée par les flèches FR de la figure 5. Un premier motif de mixage 34a force ainsi le fluide réfrigérant à aller vers un bord périphérique 31 de l'organe de mixage qui est opposé au bord périphérique 31 qui délimite le deuxième motif de mixage 34b, par rapport à l'axe d'allongement A9 de l'organe de mixage 25. Pris dans un autre référentiel, le fluide réfrigérant vient frapper un premier secteur angulaire de la paroi interne 23a du conduit 19 qui est à l'opposé d'un deuxième secteur angulaire de la paroi interne 23a, par rapport à l'axe d'allongement A9 de l'organe de mixage 25. Au moins l'un des secteurs angulaire comprend la pluralité d'orifices 22. L'organe de mixage 25 est un organe qui génère une circulation turbulente, notamment centrifuge, du fluide réfrigérant FR vers la face interne 23a du conduit 19. L'organe de mixage 25 est aussi prévu pour éviter une accumulation du fluide réfrigérant FR à l'état liquide en une zone inférieure du conduit 19, en position d'utilisation de ce dernier. L'organe de mixage 25 est aussi prévu pour perturber un écoulement laminaire du fluide réfrigérant FR à l'intérieur du conduit 19, en vue de mixer les phases liquide et gaz du fluide réfrigérant FR. Autrement dit, l'organe de mixage 25 forme au moins une chicane, et préférentiellement une pluralité de chicanes, à l'encontre d'un écoulement laminaire du fluide réfrigérant, parallèle au sixième axe d'extension générale A6 et/ou à l'axe de symétrie A7. Dans sa généralité, l'organe de mixage 25 forme un obstacle à l'écoulement laminaire du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de l'espace interne 24.
En se reportant également sur les figures 4 ou 5, l'organe de mixage 25 est longitudinalement étendu le long d'un axe d'allongement A9 qui est par exemple parallèle au sixième axe d'extension générale A6 du conduit 19. L'organe de mixage 25 est ménagé autour de cet axe d'allongement A9, préférentiellement parallèle à, voire confondu avec, l'axe de symétrie A7 du conduit 19, lorsque l'organe de mixage 25 est positionné à l'intérieur du conduit 19.
Vue en coupe, l'organe de mixage 25 occupe toute la section interne du conduit 19, avantageusement que une portion longitudinale du conduit 19 qui comporte des orifices. Un bord périphérique 31 de l'organe de mixage est donc en contact contre la face interne 23a qui délimite le conduit 19.
L'organe de mixage 25 s'étend à l'intérieur de l'espace interne 24, en l'occupant en totalité ou partiellement. Autrement dit, l'organe de mixage 25 peut emplir l'ensemble du volume délimité par le conduit 19. Autrement dit encore, l'organe de mixage 25 est d'une conformité et/ou d'une géométrie semblable à celle de l'espace interne 24. Selon les variantes décrites ci-dessus, l'organe de mixage 25 est susceptible d'être de forme cylindrique ou bien parallélépipédique, ou bien de toute autre forme ménagée autour de l'axe de symétrie A7. On comprendra qu'une telle forme est définie par une projection du bord périphérique 31 de l'organe de mixage 25. Le bord périphérique 31 de l'organe de mixage 25 est formé d'au moins une surface de l'organe de mixage 25 qui est disposée en vis-à-vis du conduit 19. Le bord périphérique 31 forme une succession de « V » aboutés le long de l'axe d'allongement A9 de l'organe de mixage 25.
La face interne 23a de l'enveloppe périphérique 23 est préférentiellement lisse pour permettre une introduction aisée de l'organe de mixage 25 à l'intérieur du conduit 19, le bord périphérique 31 de l'organe de mixage 25 étant en appui contre la face interne 23a.
Le conduit 19 est pourvu de deux parois terminales 27, 28, dont une première paroi terminale 27 équipant la première partie terminale 20 et une deuxième paroi terminale 28 équipant la deuxième partie terminale 21. La première paroi terminale 27 et la deuxième paroi terminale 28 sont par exemple planes et ménagées selon le plan transversal Pt orthogonal au sixième axe d'extension générale A6 et/ou à l'axe de symétrie A7. La première paroi terminale 27 et la deuxième paroi terminale 28 sont par exemple issues d'un couvercle coiffant au moins partiellement la boîte collectrice 8.
La première paroi terminale 27 est équipée d'au moins une fenêtre 29 pour l'admission du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de l'espace interne 24. Autrement dit, la première paroi terminale 27 du conduit 19 est équipé de la fenêtre 29 qui est par exemple en relation fluidique avec la première bouche 16 pour admettre le fluide réfrigérant FR à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 5 par l'intermédiaire du conduit 19. Autrement dit encore, le fluide réfrigérant FR est admis à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 5 par l'intermédiaire du conduit 19 pourvu des orifices 22 à travers lesquels le fluide réfrigérant FR est à même d'être évacué hors du conduit 19 pour circuler à l'intérieur de la boîte collectrice de l'échangeur de chaleur.
Tel qu'illustré à la figure 4, l'organe de mixage 25 comprend une première extrémité longitudinale 31a qui est susceptible d'être alignée sur la première paroi terminale 27 du conduit 19. L'organe de mixage 25 comprend une deuxième extrémité longitudinale 31b qui est susceptible d'être alignée sur la deuxième paroi terminale 28.
Il découle de ces dispositions que le fluide réfrigérant FR pénétrant à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 5, pénètre à l'intérieur de l'espace interne 24 du conduit 19 en empruntant la fenêtre 29 ménagée à travers la première paroi terminale 27. Puis, le fluide réfrigérant FR s'épand à l'intérieur de l'espace interne 24 en étant mélangé par l'organe de mixage 25. Il en résulte notamment un mixage des phases liquide et gaz du fluide réfrigérant FR qui est alors homogénéisé longitudinalement, le long du conduit 19. Puis, le fluide réfrigérant FR emprunte les orifices 22 pour s'écouler hors du conduit 19 vers la première chambre 13. Puis, le fluide réfrigérant FR s'écoule à travers le faisceau de tubes 10, 10a, 10b, tel que décrit ci-dessus, jusqu'à la boîte de renvoi 9, pour être évacué hors de l'échangeur de chaleur 5 par l'intermédiaire de la deuxième bouche 17. Lors du transit du fluide réfrigérant FR à travers le conduit 19 ainsi équipé de l'organe de mixage 25, le fluide réfrigérant FR rencontre de multiples obstacles qui favorisent un mélange entre ses phases liquide et gaz. De plus, un tel conduit 19 favorise une homogénéisation de la distribution du fluide réfrigérant FR à l'intérieur des tubes 10, 10a, 10b.
On notera aussi que le fluide réfrigérant FR est d'autant mieux pulvérisé, et de manière homogène, lors de son passage à travers les orifices 22 que les deux phases du fluide réfrigérant FR, liquide et gaz, sont mélangées par l'organe de mixage 25 à l'intérieur de l'espace interne 24 du conduit 19, en vue d'alimenter ensuite de manière homogène le faisceau de tubes 10, 10a, 10b. Autrement dit, dans un premier temps, l'organe de mixage 25 permet une répartition longitudinale du fluide réfrigérant FR qui est homogène le long de l'axe de symétrie A7, la pulvérisation du fluide réfrigérant FR à travers les orifices 22 s'effectuant dans un deuxième temps, après homogénéisation du fluide réfrigérant FR dans l'espace interne 24, ce qui garantit une meilleure répartition homogène du fluide réfrigérant FR en sortie du conduit 19, et consécutivement à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 5.
Sur la figure 5, l'organe de mixage 25 comprend une paroi 30 qui est continue entre la première extrémité longitudinale 31a et la deuxième extrémité longitudinale 31b. Une telle paroi 30, ci-après qualifiée de paroi centrifuge 30, est conformé pour diriger le fluide réfrigérant qui vient à son contact dans une direction radiale à l'organe de mixage.
La paroi centrifuge 30 est vrillée en partie ou en totalité entre la première extrémité longitudinale 31a et la deuxième extrémité longitudinale 31b. La paroi centrifuge 30 présente une épaisseur préférentiellement constante entre la première extrémité longitudinale 31a et la deuxième extrémité longitudinale 31b. La paroi centrifuge 30 est par exemple agencée en une nappe qui prend la forme d'une torsade. En position d'utilisation de l'organe de mixage 25 à l'intérieur du conduit 19, telle qu'illustrée sur la figure 4, l'organe de mixage 25 s'étend de préférence longitudinalement en un centre C du conduit 19 le long de l'axe d'allongement A9 de l'organe de mixage 25. Le centre C du conduit 19 correspond à une zone centrale de ce dernier, par exemple cylindrique, et notamment homothétique à une forme du conduit 19.
On comprend ici par continuité de la paroi centrifuge 30 entre la première extrémité longitudinale 31a et la deuxième extrémité longitudinale 31b de l'organe de mixage 25 que l'organe de mixage 25 est constitué d'une pluralité d'éléments de mixage 32 qui sont aboutés les uns aux autres. Les éléments de mixage 32 sont par exemple identiques les uns aux autres et itérativement répétés le long de l'axe d'allongement A9. Autrement dit, les éléments de mixage 32 sont par exemple similaires les uns aux autres et substituables géométriquement les uns aux autres sans modifier la conformation de l'organe de mixage 25. De plus, les éléments de mixage 32 sont par exemple répétés l'un après l'autre en étant identiques les uns aux autres, aux tolérances de fabrication près, ce qui confère à l'organe de mixage 25 une constance géométrique depuis la première extrémité longitudinale 31a jusqu'à la deuxième extrémité longitudinale 31b.
Chaque élément de mixage 32 s'étend longitudinalement entre un premier bord 35 et un deuxième bord 36. Le premier bord 35 et le deuxième bord 36 sont chacun formés d'une crête 50 de la paroi centrifuge 30 alignée avec un fond 51, tous deux sensiblement orthogonal à l'axe d'allongement A9. La crête 50 forme une ligne d'inversion de pente au niveau de laquelle une courbure convexe de la vrille s'inverse. Le fond 51 forme une ligne d'inversion de pente au niveau de laquelle une courbure concave de la vrille s'inverse. Autrement dit, de part et d'autre de la crête 50 et du fond 51, la paroi centrifuge 30 change de sens d'enroulement, en passant d'un sens horaire à un sens anti-horaire ou bien d'un sens anti-horaire à un sens horaire.
Chaque élément de mixage 32 est d'une première longueur Ll, mesurée parallèlement à l'axe d'allongement A9, entre le premier bord 35 et le deuxième bord 36.
Deux éléments de mixage successifs 32 sont exactement superposables l'un avec l'autre à partir d'une translation de l'un vers l'autre le long de l'axe d'allongement A9, selon une distance égale à la première longueur Ll. Selon cette variante, le premier bord 35 et le deuxième bord 36 sont parallèles l'un à l'autre et orthogonaux à l'axe d'allongement A9. A titre d'exemple encore, un premier bord 35 d'un élément de mixage 32 forme avec un deuxième bord 36 d'un élément de mixage 32 adjacent un angle nul, puisque le premier bord 35 d'un élément de mixage 32 forme ou est confondu avec un deuxième bord 36 d'un élément de mixage 32 adjacent. Chaque élément de mixage 32 est formé de deux motifs de mixage 34a, 34b, identiques entre eux aux tolérances de fabrication près et qui sont aboutés tête-bêche le long de l'axe d'allongement A9. On comprendra par un aboutement tête-bêche de deux motifs de mixage 34a, 34b un agencement tel que les deux motifs de mixage 34a, 34b sont superposables dans une configuration identique l'un avec l'autre après basculement de 180° l'un vers l'autre dans un quatrième plan P4 comprenant l'axe d'allongement A9.
Par ailleurs, un sens d'enroulement d'un premier motif de mixage 34a est opposé à un sens d'enroulement d'un deuxième motif de mixage adjacent 34b constitutifs d'un même élément de mixage 32. Autrement dit, en considérant deux motifs de mixage 34a, 34b successifs, la paroi centrifuge 30 de l'un tourne dans un sens horaire et la paroi centrifuge 30 de l'autre tourne dans un sens anti-horaire. Autrement dit encore, une courbure d'un premier motif de mixage 34a est inverse de la courbure des deuxièmes motifs de mixage 34b. On comprend donc ici qu'en parcourant l'organe de mixage 25 le long de l'axe d'allongement A9, un premier motif de mixage 34a est vrillé dans un sens horaire tandis que le deuxième motif de mixage suivant 34b, qui le suit immédiatement, est vrillé dans un sens anti-horaire.
Un motif de mixage, indifféremment premier motif 34a ou bien deuxième motif 34b, de l'élément de mixage 32 illustré sur la figure 5, est conformée en une portion d'hélice tournant autour de l'axe d'allongement A9. Chaque motif de mixage 34a, 34b s'étend longitudinalement le long de l'axe d'allongement A9 entre un premier rebord 35' et un deuxième rebord 36'. Le premier rebord 35' et le deuxième rebord 36' sont chacun formés d'une crête 50 et d'un fond 51 de la paroi centrifuge 30, où la courbure de cette dernière s'inverse.
Le premier rebord 35' et le deuxième rebord 36' sont joints l'un à l'autre pour assurer la continuité de la paroi centrifuge 30. Un premier rebord 35' d'un premier motif de mixage 34a forme avec un deuxième rebord 36' d'un deuxième motif de mixage 34b adjacent, participant du même élément de mixage 32, puisque le premier rebord 35' d'un premier motif de mixage 34a et le deuxième rebord 36' d'un deuxième motif de mixage 34b adjacent sont aboutés. Le premier rebord 35' et le deuxième rebord 36' d'un même motif de mixage 34 forment entre eux un angle de rebord δ. L'angle de rebord δ est préférentiellement compris entre 0° et 90°, voire compris entre 0° et 20°.
Le premier bord 35 et/ou le deuxième bord 36 qui délimite un élément de mixage 32, et un premier rebord 35' et/ou un deuxième rebord 36' qui délimite un motif de mixage 34a, 34b, est formé par une crête 50 et un fond 51. En effet, crête et fond s'étendent chacun dans une demi-section complémentaire de l'organe de mixage et ils sont avantageusement alignés. La crête 50 s'étend donc le long d'une droite d'extension radiale et qui prend naissance sur l'axe d'allongement A9, tandis que le fond 51 s'étend le long d'une droite d'extension radiale et qui prend naissance sur l'axe d'allongement A9. Ces deux droites peuvent être confondues.
L'organe de mixage 25 est notamment réalisé à partir d'un procédé d'obtention par moulage d'un matériau polymère. L'organe de mixage 25 est agencé pour être obtenu par moulage sans contre-dépouille. L'organe de mixage 25 est par exemple obtenu par l'intermédiaire d'un moule comprenant une première matrice et une deuxième matrice qui forment conjointement une réserve de conformation identique à l'organe de mixage 25.
L'organe de mixage 25 décrit ci-dessus, en particulier ses formes et son organisation, est conçu pour ne pas comprendre d'angle de dépouille. Le démoulage de l'organe de mixage en est facilité.
L'organe de mixage 25 est un élément monobloc rassemblant les éléments de mixage 32, d'un seul tenant, qui n'est démontable en plusieurs éléments qu'à partir d'une destruction de l'organe de mixage 25.
Ces dispositions sont telles que le fluide réfrigérant FR pénétrant à l'intérieur du dispositif d'homogénéisation de la distribution 18 est distribué de manière homogène à l'ensemble des tubes 10, 10a, 10b, y compris ceux alimentés par les orifices 22 les plus proches de la deuxième partie terminale 21 et y compris pour un fluide réfrigérant FR présent à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 5 sous deux phases, liquide et gaz. De plus, la présence d'un tel organe de mixage 25 évite une accumulation de la phase liquide du fluide réfrigérant FR dans une zone inférieure du conduit 19, en position d'utilisation de ce dernier.

Claims

REVENDICATIONS
1. Organe de mixage (25) destiné à mélanger une phase liquide et une phase gazeuse d'un fluide réfrigérant (FR) circulant à l'intérieur d'une boîte collectrice (8) d'un échangeur de chaleur (5), l'organe de mixage (25) comprenant une pluralité de motifs de mixage (34a, 34b) qui sont agencés pour diriger le fluide réfrigérant (FR) vers un bord périphérique (31) de l'organe de mixage (25), les motifs de mixage (34a, 34b) étant successivement répétés le long d'un axe d'allongement (A9), un motif de mixage (34a, 34b) s'étendant le long de l'axe d'allongement (A9) entre un premier rebord (35') et un deuxième rebord (36'), dans lequel le premier rebord (35') et le deuxième rebord (36') d'un même motif de mixage (34a, 34b) forment l'un avec l'autre un angle de rebord (δ) qui est compris entre 0° et 90°.
2. Organe de mixage (25) selon la revendication 1, dans lequel au moins un des rebords (35', 36') est délimité par une crête (50) et par un fond (51) qui s'étendent dans un plan transversal à l'axe d'allongement (A9) entre deux motifs de mixage (34a, 34b) adjacents.
3. Organe de mixage (25) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel la paroi (30) est continue d'un motif de mixage à l'autre.
4. Organe de mixage (25) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque motif de mixage (34a, 34b) est agencé en une portion d'hélice.
5. Organe de mixage (25) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le premier rebord (35') d'un premier motif de mixage (34a) est confondu avec le deuxième rebord (36') d'un deuxième motif de mixage (34b) immédiatement adjacent au premier motif de mixage (34a).
6. Organe de mixage (25) selon la revendication 5, dans lequel le premier motif de mixage (34a) et le deuxième motif de mixage (34b) sont identiques et agencés tête-bêche l'un après l'autre le long de l'axe d'allongement (A9).
7. Organe de mixage (25) selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel le premier motif de mixage (34a) est vrillé dans un sens horaire autour de l'axe d'allongement (A9) tandis que le deuxième motif de mixage (34b) est vrillé dans un sens anti-horaire autour de l'axe d'allongement (A9).
8. Organe de mixage (25) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel le premier motif de mixage (34a) et le deuxième motif de mixage (34b) adjacent au premier motif de mixage (34a) forment conjointement un élément de mixage (32) répétés le long de l'axe d'allongement (A9).
9. Dispositif d'homogénéisation de la distribution (18) du fluide réfrigérant (FR) à l'intérieur de tubes (10, 10a, 10b) d'un échangeur de chaleur (5), le dispositif d'homogénéisation de la distribution (18) comprenant un conduit (19) pourvu d'au moins une fenêtre (29) par laquelle le fluide réfrigérant (FR) est apte à entrer à l'intérieur du conduit (19) et au moins un orifice (22) par lequel le fluide réfrigérant (FR) est apte à sortir du conduit (19), le conduit (19) logeant au moins un organe de mixage (25) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
10. Dispositif d'homogénéisation de la distribution (18) selon la revendication 9, dans lequel le conduit (19) délimite une section interne (24) occupée en totalité par l'organe de mixage (25).
11. Dispositif d'homogénéisation de la distribution (18) selon l'une quelconque des revendications 9 à 10, dans lequel l'organe de mixage (25) est centré à l'intérieur du conduit (19).
12. Boîte collectrice (8) délimitant une première chambre (13) logeant au moins un dispositif d'homogénéisation de la distribution (18) selon l'une quelconque des revendications 9 à 11.
13. Echangeur de chaleur (5) comprenant une boîte collectrice (8) selon la revendication 12 et une boîte de renvoi (9) entre lesquelles est interposé un faisceau de tubes (10, 10a, 10b).
14. Procédé d'obtention d'un organe de mixage (25) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 à partir d'un moule comprenant une première matrice et une deuxième matrice qui forment conjointement une réserve de conformation identique à l'organe de mixage (25).
15. Utilisation d'un échangeur de chaleur (5) selon la revendication 13 en tant qu'évaporateur logé à l'intérieur d'un boîtier (6) d'une installation (7) de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipant un véhicule automobile.
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