Brevet FR2591729A1 — publié le 19870619

Il est bien connu dans la technique de fabriquer des échangeurs évaporateurs à faisceau tubulaire. Ces appareils sont utilisés dans de nombreuses applications, notamment dans des climatiseurs d'air soit pour des instal- lations fixes, soit pour des véhicules. La surface d'échange de chaleur des échangeurs évaporateurs doit être grande avec l'air ambiant; cette nécessité conduit à prévoir un grand nombre de circuits relativement courts dans un même échangeur afin que celui-ci soit efficace tout en étant compact. La répartition du fluide frigorigène dans l'évapo- rateur nécessite la mise en oeuvre des moyens relativement complexes, par exemple d'un grand nombre de petits tubes devant alimenter indépendamment les différents circuits de l'échangeur. Il faut prendre soin que la quantité de fluide frigorigène soit équivalente pour chaque circuit, c'est-à- dire qu'il faut égaliser les pertes de charge entre l'entrée de chaque circuit refroidisseur et le conduit d'alimentation principal en fluide frigorigène. Pour résoudre ce problème, le FR-A-2 539 857 a décrit un distributeur qui divise le fluide frigorigène en plusieurs flux partiels pour amener ensuite le fluide par des rainures de même longueur qui sont délimitées par deux plaques superposées et qui conduisent le fluide frigorigène aux tubes évaporateurs. Cette disposition nécessite que les deux plaques superposées soient réunies de façon rigoureusement étanche sans qu'il puisse y avoir un trajet de fuite entre les rainures. Cela nécessite une fabrication délicate. De plus, la communication entre les rainures et les tubes évaporateurs est également complexe car les extrémités des tubes ne doivent pas pouvoir obturer les rainures de faible épaisseur. L'invention élimine les inconvénients rappelés ci-dessus en créant une structure extrêmement simple et de réalisation bon marché. Conformément à l'invention, l'échangeur du type évaporateur pour fluide frigorigène comportant un faisceau tubulaire dont les tubes débouchent dans une plaque distri- butrice alvéolée répartissant le fluide frigorigène dans des tubes indépendants ou jeux de tubes indépendants est caractérisé en ce que la plaque distributrice est recou- verte par une plaque répartitrice à laquelle est reliée une tubulure d'amenée du fluide frigorigène, la plaque présentant au moins une série de conduits calibrés pour uniformiser la répartition du fluide frigorigène dans les alvéoles distributeurs des différents tubes ou jeux de tubes. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'inven- tion sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés. La fig. 1 est une élévation partie en coupe d'un évaporateur constitué conformément à l'invention. La fig. 2 est une coupe tournée de 90 correspon- dant à la fig. 1. La fig. 3 est une coupe schématique vue suivant la ligne III-III de la fig. 1. La fig. 4 est une coupe partielle analogue à la fig. 1 illustrant un développement de l'invention. La fig. 5 est une coupe partielle d'une variante. Au dessin, 1 désigne des tubes de préférence des tubes pliés en épingle d'un évaporateur pour fluide frigori- gène d'une installation de refroidissement, notamment de climatisation. Les tubes 1 sont engagés dans une plaque collec- trice 2 en matière synthétique dans laquelle les extrémités des tubes sont par exemple fixées au moyen d'une colle mise en place dans des gorges 3. Les tubes 1 sont avantageusement reliés à des dissipateurs secondaires, par exemple des ailettes dans lesquelles ils peuvent avoir été gonflés avant d'être introduits dans la plaque collectrice 2. Une plaque de renfort 4 est avantageusement prévue près de la partie coudée la des tubes. La plaque collectrice 2 est recouverte et fixée de façon étanche par soudure ou collage à une plaque distributrice 5 qui fait communiquer entre elles les extré- mités des tubes 1 pour créer des circuits de circulation multiples comme cela est illustré à la fig. 3 qui à titre d'exemple montre des circuits I,II,III, etc... Les différents circuits ci-dessus sont tous alimentés à partir d'alvéoles 6 formés par la plaque distri- butrice par exemple sur un de ses côtés latéraux. Les alvéoles 6 cormuniquent avec des alvéoles intermédiaires 7 par l'intermdiaire de tubes en épingle 1 et certains des alvéoles intermédiaires 7, par exemple ceux désignés par 7a communiquent avec un onduit récepteur 8. Les alvéoles 6 cnome le conduit récepteur 8 communiquent respectivement avec des collecteurs d'amenée 9 et de sortie 10 formés ou rapportés au-dessus d'une plaque répartitrice 11, elle- mime fixée par collage ou soudure à la plaque distributrice 5. Le collecteur d'amenée 9 est relié à une tubulure d'amenée 12 et le collecteur de sortie 10 à une tubulure d'éva- cuation 13. La plaque répartitrice 11 présente au-dessus des alvéoles 6 des conduits calibrés 14 dont la section peut être progressive, par exemple le conduit calibré 14 disposé en regard de la tubulure d'amenée 12 peut être de plus petite section que les conduits plus éloignés de la tubulure 12 afin de répartir uniformément le fluide frigorigène dans les différents alvéoles 6 et, par conséquent, dans les différents circuits i,II,III, etc... La plaque répartitrice 11 est par ailleurs percée d'au moins un trou 15 pour faire communiquer le conduit 8 avec la tubulure d'évacuation 13. Les conduits 12-13 peuvent être munis, comme illus- tré à la fig. 1, d'un détendeur thermostatique 16 o il est possible de prévoir un simple injecteur capillaire, bien connu dans la technique et, de ce fait, non représenté qui est disposé dans la tubulure d'amenée 12. La fig. 4 illustre une variante selon laquelle la plaque 11 est réalisée plus épaisse et est désignée alors par la référence 11a. Les conduits calibrés 14 sont alors remplacés par des conduits capillaires 14a de section croissant depuis la position de la tubulure d'amenée 12 jusqu'aux parties les plus éloignées de cette tubulure. De cette façon, la détente du fluide frigorigène est produite directement dans les conduits capillaires 14a qui agissent en tant que détendeurs indépendants. Les conduits capillaires formant détendeurs indépendants peuvent venir directement de moulage. Ces conduits peuvent intéresser seulement les alvéoles 6 mais ils peuvent être prévus pour correspondre à plusieurs rangées d'alvéoles 6. On ne sortirait pas du cadre de l'invention en prévoyant un conduit capillaire formant détendeur indépen- dant pour chaque tube. Les pièces décrites ci-dessus, à savoir la plaque collectrice, la plaque de renfort et la plaque répartitrice, etc. étant fabriquées de préférence en matière synthétique, ces pièces peuvent être facilement assemblées par soudure, par friction ou par collage. Les tubulures de même que les tubes peuvent de leur côté être assemblés par collage, ce qui rend possible une fabrication particulièrement bon marché. Suivant la variante de la fig. 5, la plaque collec- trice 21 présente des évidements de centrage 16 pour les tubes 1, ces évidements délimitant une partie élargie pour l'introduction d'une colle. Comme le montre le dessin, les évidements de centrage s'étendent sur une partie seulement de l'épaisseur de la plaque qui délimite au- dessus desdits évidements des trous calibrés capillaires 14a dont la section est déterminée notamment en fonction de l'élargissement de la tubulure d'amenée 12 décrite dans ce qui précède. La partie de la plaque collectrice 21 qui présente les trous 14a est recouverte par une plaque distributrice 5 analogue à celle déjà décrite et dans laquelle débouchent les tubulures d'amenée 12 et d'évacuation 13. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Echangeur du type évaporateur pour fluide frigo- rigène comportant un faisceau tubulaire dont les tubes débouchent dans une plaque distributrice alvéolée répartis- sant le fluide frigorigène dans des tubes indépendants ou jeux de tubes indépendants, caractérisé en ce que la plaque distributrice (5) est recouverte par une plaque répartitrice (11) à laquelle est branchée une tubulure d'amenée (12) du fluide frigorigène, la plaque répartitrice (11) présentant au moins une série de conduits calibrés (14) pour uniformiser la répartition du fluide frigorigène dans les alvéoles distributeurs (6) des différents tubes ou jeux de tubes (1). 2. Echangeur suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que les conduits calibrés présentent une section croissant en fonction de leur éloignement de la tubulure d'amenée (12). 3. Echangeur suivant la revendication 2, caracté- risé en ce que les trous calibrés sont alimentés à pxarix 4'uu colec- teur d'amenée (9) dans lequel débouche la tubulure d'amenée (12), un second collecteur (10) étant prévu et relié à une tubulure d'évacuation (13), ce second collecteur (10) commu- niquant avec le tube de sortie de chaque circuit I, II, III, etc., par un conduit (8) et au moins un trou (15). 4. Echangeur suivant la revendication 3, caracté- risé en ce que les tubulures d'amenée et de sortie sont reliées à un détendeur thermostatique (16). 5. Echangeur suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que la tubulure d'amenée (12) contient un injec- teur capillaire. 6. Echangeur suivant la revendication 5, caracté- risé en ce que les conduits calibrés sont formés sous la forme de conduits capillaires formant des détendeurs indépen- dants. 7. Echangeur suivant la revendication 6, caracté- risé en ce que la section des conduits capillaires (14a) formant détendeurs indépendants varie en fonction de leur éloignement de la tubulure d'amenée (12). 8. Echangeur suivant la revendication 7, caracté- risé en ce que les conduits calibrés ou capillaires (14,14a) sont formés dans une plaque répartitrice (11) en matière moulée, fixée par soudure ou collage ou venant de moulage avec la plaque collectrice- (5) délimitant les alvéoles (6,7) et conduit (8) en communication avec les tubes (1). 9. Echangeur suivant la revendication 8, caracté- risé en ce que la plaque distributrice (5) est reliée par soudure ou collage à une plaque collectrice (2) dans laquelle débouchent les tubes (1). 10. Echangeur suivant la revendication 9, caracté- risé en ce que les tubes (1) sont reliés par collage à la plaque collectrice (2) qui délimite des gorges (3) pour la mise en place de la colle de liaison. 11. Echangeur suivant l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que la plaque collectrice (21) présente des évidements (16) pour les tubes (1), lesdits évidements coemuniquant avec des trous calibrés (14a) débouchant dans une plaque distributrice (5) reliée, par ailleurs, aux tubu- lures d'amenée (12) et d'évacuation (13).