Brevet FR2709344A1 — publié le 19950303

Condenseur pour installation de climatisation de véhicule automobile L'invention concerne un condenseur propre à faire partie d'un circuit de réfrigération, par exemple d'une installation de climatisation pour véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un condenseur propre à être parcouru par un fluide frigorigène et comprenant un faisceau de tubes monté entre deux boîtes collectrices, ainsi qu'un réservoir relié au condenseur et propre à être traversé par le fluide frigorigène. Dans un circuit de réfrigération de ce type, le fluide frigorigène mis en mouvement par un compresseur est envoyé, en phase vapeur surchauffée, vers le condenseur o il est successivement refroidi ou "désurchauffé", condensé en une phase liquide chaude, puis "sous-refroidi" en une phase liquide froide. Le fluide frigorigène condensé et refroidi est ensuite envoyé, via un détendeur, vers un évaporateur o il échange de la chaleur avec un flux d'air à envoyer dans l'habitacle du véhicule. Dans l'évaporateur, le fluide frigorigène est transformé en phase vapeur, tandis que le flux d'air est refroidi pour fournir de l'air climatisé. Le fluide frigori- gène en phase vapeur quitte l'évaporateur pour gagner le compresseur, et ainsi de suite. On connaît déjà, d'après EP-A-0480330, un condenseur de ce type dans lequel le réservoir est relié en un point intermé- diaire du faisceau situé entre une première partie du faisceau o le fluide frigorigène est condensé et une seconde partie du faisceau o une partie du fluide frigorigène condensé est sous-refroidie. Dans ce condenseur connu, le réservoir recueille une partie du fluide frigorigène condensé et chaud pour la sous-refroi- dir et assurer la séparation des phases liquide et vapeur du fluide frigorigène. Ce dernier est ensuite sous-refroidi davantage dans la seconde partie du faisceau. Cette solution connue a pour inconvénient principal d'utili- ser le réservoir comme élément sous-refroidisseur contenant le fluide frigorigène présent sous la forme d'un mélange de deux phases à température élevée. L'invention a notamment pour but de surmonter cet inconvé- nient. Elle propose à cet effet un condenseur du type défini en introduction, dans lequel la totalité du fluide frigorigène condensé provenant d'une partie amont du faisceau est introduite dans une partie aval du faisceau, le réservoir étant relié en sortie de la partie aval du faisceau. Il en résulte que le réservoir contient du fluide frigorigène présent uniquement en phase liquide et préalablement sous- refroidi pour se trouver à une température idéale de fonc- tionnement pour être envoyé ensuite vers l'évaporateur. Un tel réservoir a en outre pour avantage d'être beaucoup plus simple à réaliser que le réservoir du document précité, notamment du fait qu'il est destiné à contenir le fluide sous une seule phase, sans avoir à assurer une séparation de phases. De façon avantageuse, la partie aval du faisceau débouche dans une chambre de sortie ménagée dans l'une des boîtes collectrices et communiquant avec le réservoir au travers d'une tubulure de raccordement. Ainsi, le fluide frigorigène condensé et sous- refroidi est envoyé directement dans le réservoir au travers de cette tubulure. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les boîtes collectrices s'étendent dans une direction sensible- ment verticale et la chambre de sortie est prévue en partie inférieure de l'une des chambres collectrices. Selon une autre caractéristique de l'invention, les boîtes collectrices et le réservoir sont de configuration tubulaire d'axes parallèles, le réservoir étant accolé à l'une des boîtes collectrices et fixé à celle- ci par l'intermédiaire de pattes de clipsage. Dans une première variante, le réservoir est accolé à la boîte collectrice comportant la chambre de sortie et il est relié directement à celle-ci par la tubulure de raccordement. Cette dernière possède en conséquence une très faible longueur. Dans une autre variante, le réservoir est accolé à la chambre collectrice opposée à celle qui comporte la chambre de sortie, la tubulure de raccordement reliant la chambre de sortie avec le réservoir comprenant un tronçon qui s'étend parallèlement aux tubes du faisceau. Cette solution nécessite une tubulure de raccordement de plus grande longueur que dans le cas précédent. Selon une autre caractéristique de l'invention, le condenseur comprend une tubulure d'entrée raccordée à une chambre d'entrée ménagée dans l'une des boîtes collectrices et communiquant avec la partie aval du faisceau, ainsi qu'une tubulure de sortie reliée à la chambre de sortie. La tubulure de sortie peut être reliée directement à la chambre de sortie ou indirectement avec celle-ci, au travers du réservoir. De façon avantageuse, la tubulure d'entrée et la tubulure de sortie sont munies respectivement d'embouts de raccordement prévus sur une partie commune, ce qui facilite le montage du condenseur dans une installation de climatisation. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue de face d'un condenseur selon une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus du condenseur de la figure 1; - la figure 3 est une vue de côté du condenseur de la figure 1; - la figure 4 est une vue de face du condenseur selon une seconde forme de réalisation de l'invention; - la figure 5 est une vue de dessus du condenseur de la figure 4; - la figure 6 est une vue de côté du condenseur de la figure 4; - la figure 7 est une vue de face d'un condenseur selon une troisième forme de réalisation de l'invention; - la figure 8 est une vue de dessus du condenseur de la figure 7; et - la figure 9 est une vue de côté du condenseur de la figure 7. Le condenseur représenté aux figures 1 à 3 comprend un faisceau 10 formé d'une multiplicité de tubes plats 12 entre lesquels sont placés des intercalaires 14, de forme générale ondulée, formant ailettes d'échange de chaleur. Le faisceau 10 est monté entre deux boîtes collectrices 16 et 18 de forme tubulaire à section circulaire et d'axes parallè- les, selon une technologie bien connue. La boîte collectrice 16 est munie de deux cloisons internes et 22 (figure 1) qui définissent à l'intérieur de la boîte une chambre d'entrée 24, une chambre intermédiaire 26 et une chambre de sortie 28. La boîte collectrice 16 est fermée à ses deux extrémités. La boîte collectrice 18 comprend une cloison intermédiaire 30 pour la diviser en une chambre supérieure 32 et une chambre inférieure 34. On réalise ainsi un faisceau multipasse pour la circulation d'un fluide frigorigène à l'intérieur des tubes, comme indiqué par les flèches. Le faisceau comprend une première partie P1 parcourue par le fluide depuis la chambre d'entrée 24 jusqu'à la chambre 32, une deuxième partie P2 parcourue par le fluide de la chambre 32 à la chambre 26, une troisième partie P3 parcourue par le fluide de la chambre 26 à la chambre 34, et enfin une dernière partie P4 parcourue par le fluide de la chambre 34 à la chambre de sortie 28. Dans les parties P1, P2 et P3 qui constituent une partie amont AM du faisceau, le fluide frigorigène arrivant en phase vapeur sur- chauffée est successivement refroidi ou "désurchauffé" et condensé. Dans la dernière partie P4 du faisceau qui consti- tue une partie aval AV, le fluide frigorigène condensé est sous-refroidi. Le condenseur comprend en outre un réservoir 36 de forme générale tubulaire à section circulaire accolé parallèlement à la boîte collectrice 16. Le réservoir 36 possède un diamètre supérieur à celui de la boîte collectrice et il s'étend sur une hauteur inférieure à celle- ci. Le réservoir 36 est espacé de quelques millimètres par rapport à la boîte collectrice 16 et est fixé à cette dernière par l'intermé- diaire de pattes de fixation 38. Par ailleurs, une tubulure de raccordement 40, de faible longueur, fait communiquer la chambre de sortie 28 avec la partie inférieure du réservoir (figure 1). Les pattes 38 sont des pattes de clipsage formant agrafes comportant une partie 42 s'appliquant autour de la boîte collectrice 16, une partie 44 s'appliquant autour du réser- voir et une patte repliée 46 formant intercalaire entre la boîte collectrice et le réservoir (figure 1). Le condenseur comprend en outre une tubulure d'entrée 48 munie d'un embout de raccordement 50 et une tubulure de sortie 52, de diamètre inférieur à la tubulure 48, et munie d'un embout de raccordement 54. Les deux embouts 50 et 54 sont portés par une platine commune 56. Comme on le voit le mieux sur la figure 1, le condenseur comporte en outre quatre équerres 58 permettant la fixation du condenseur sur deux traverses d'extrémité 60 d'un radia- teur de refroidissement 62 (figures 2 et 3) représenté en traits interrompus. Ce dernier comporte un faisceau 64 interposé entre une boîte à eau 66 munie de deux embouts de raccordement 68 et 70 et d'une autre boîte à eau 72. Ceci permet d'accoler, de manière en soi connue, le condenseur au radiateur de refroidissement pour qu'un même flux d'air assure le refroidissement du fluide de refroidissement du moteur du véhicule et le refroidissement du fluide réfrigé- rant traversant le condenseur. Le fluide frigorigène parvient en phase vapeur surchauffée dans la chambre 24. De là, il circule en sens alternés dans la partie amont AM du faisceau, pour assurer successivement le refroidissement ou la désurchauffe du fluide frigorigène en phase vapeur puis la condensation du fluide frigorigène pour la transformer de la phase vapeur à la phase liquide. Le fluide frigorigène condensé et chaud parvient ainsi dans la partie aval AV du faisceau, dans laquelle il est "sous- refroidi". Le fluide frigorigène ainsi sous-refroidi parvient dans la boîte de sortie 28 et gagne ensuite le réservoir 36 via la tubulure de raccordement 40. Le réservoir 36 ne contient donc que du fluide frigorigène condensé à basse Température et permet de compenser les variations de volume du fluide frigorigène dans le circuit. Le fluide frigorigène quitte ensuite le réservoir 36 par la tubulure de sortie 52 pour aller ensuite dans les autres parties du circuit de climatisation. Dans la forme de réalisation des figures 1 à 3, la platine 56 est située à proximité immédiate du réservoir 36 et dans le plan du condenseur. On se réfère maintenant aux figures 4 à 6 qui montrent une forme de réalisation très proche de celles des figures 1 à 3. Dans cette forme de réalisation, la platine 56, au lieu d'être accolée au réservoir 36, est située à proximité immédiate de la boîte à eau 72 du radiateur 62. La platine se trouve ainsi déportée par rapport au plan général du conden- seur. La tubulure de raccordement 48 présente ici une forme en U avec deux branches dont l'une se raccorde dans le prolongement de la boîte collectrice 16 et l'autre dans le prolongement de la platine 56. Dans la forme de réalisation des figures 7 à 8, le réservoir 36 est accolé à la boîte collectrice 18 et fixé à celle-ci par l'intermédiaire de pattes de clipsage 38 analogues à celles décrites précédemment. La boîte collectrice 16, de même que le réservoir 36, ont des extrémités inférieures respectives qui dépassent du faisceau pour pouvoir être reliées par une tubulure de raccordement 74 qui présente un tronçon s'étendant parallèlement aux tubes du faisceau. Une extrémité de la tubulure communique avec la chambre de sortie 28 de la boîte collectrice 16, tandis que son autre extrémité communique en partie inférieure du réservoir 36. Il est à noter que les équerres de fixation inférieures 58 sont prolongées pour permettre la fixation sur le radiateur de refroidissement 62. La platine 56 est située à proximité de l'extrémité supé- rieure de la boîte collectrice 16 et est reliée à cette dernière par la tubulure d'entrée 48. La tubulure de sortie 52 possède une configuration générale analogue à celle des figures précédentes, à la différence toutefois qu'elle est reliée non pas au réservoir 36, mais à la chambre de sortie 24. Le fonctionnement du condenseur selon la forme de réalisation des figures 7 à 9 est analogue à celui des autres formes de réalisation décrites précédemment. Dans les différentes formes de réalisation décrites, le condenseur est avantageusement réalisé par brasage à partir de composants en aluminium plaqués d'un revêtement de brasage. Le réservoir et les pattes de clipsage 38 sont avantageuse- ment réalisés dans le même matériau, ce qui permet de réaliser un ensemble monobloc obtenu par brasage et propore à être installé directement dans un circuit de climatisation de véhicule automobile. Il est à noter que, pour certaines applications, il n'est pas nécessaire de réunir les embouts 50 et 54 sur une même platine. Revendications 1.- Condenseur pour un circuit de réfrigération parcouru par un fluide frigorigène, comprenant un faisceau (10) de tubes (12) monté entre deux boîtes collectrices (16,18) et un réservoir (36) relié au condenseur et propre à être traversé par le fluide frigorigène, caractérisé en ce que la totalité du fluide frigorigène condensé provenant d'une partie amont (AM) du faisceau (10) est introduite dans une partie aval (AV) du faisceau (10) et en ce que le réservoir (36) est relié en sortie de la partie aval (AV) du faisceau (10). 2.- Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie aval (AV) du faisceau (10) débouche dans une chambre de sortie (28) ménagée dans l'une (16) des boîtes collectrices et communiquant avec le réservoir (36) au travers d'une tubulure de raccordement (40;74). 3.- Condenseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les boîtes collectrices (16,18) s'étendent dans une direction sensiblement verticale et en ce que la chambre de sortie (28) est prévue en partie inférieure de l'une (16) des chambres collectrices. 4.- Condenseur selon l'une des revendications 1 à 3, caracté- risé en ce que les boîtes collectrices (16,18) et le réser- voir (36) sont de configuration tubulaire d'axes parallèles et en ce que le réservoir (36) est accolé à l'une des boîtes collectrices (16,18) et fixé à celle-ci par l'intermédiaire de pattes de clipsage (38). 5.- Condenseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réservoir (36) est accolé à la boîte collectrice (16) comportant la chambre de sortie (28) et est relié directement celle-ci par la tubulure de raccordement (40). 6.- Condenseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réservoir (36) est accolé à la chambre collectrice C18) opposée à celle (16) qui comporte la chambre de sortie (28), et en ce que la tubulure de raccordement (74) reliant la chambre de sortie (28) avec le réservoir (36) s'étend parallèlement aux tubes (12) du faisceau (10). 7.- Condenseur selon l'une des revendications i à 6, caracté- risé en ce qu'il comprend une tubulure d'entrée (48) raccor- dée à une chambre d'entrée (24) ménagée dans l'une (16) des boîtes collectrices et communiquant avec la partie amont du faisceau et une tubulure de sortie (52) reliée à la chambre de sortie (28). 8.- Condenseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tubulure de sortie (52) est reliée à la chambre de sortie (28) au travers du réservoir (36). 9.- Condenseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tubulure de sortie (52) est reliée directement à la chambre de sortie (28). 10.- Condenseur selon l'une des revendications 7 et 9, caractérisé en ce que la tubulure d'entrée (48) et la tubulure de sortie (52) sont munies d'embouts de raccordement respectifs (50,54) prévus sur une platine commune (56).