Brevet FR2746490A1 — publié le 19970926

A Condenseur à réservoir intégré cour circuit de réfrigération L'invention concerne un condenseur à réservoir intégré, propre à faire partie d'un circuit de réfrigération, par exemple d'une installation de climatisation de véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un condenseur pour un circuit de réfrigération parcouru par un fluide frigorigène, comprenant un faisceau de tubes à ailettes monté entre deux boites collectrices, et dans lequel l'une des boîtes collec- trices communique avec un réservoir. Dans un tel circuit de réfrigération, le fluide frigorigène en phase vapeur surchauffée est envoyé, par l'intermédiaire d'un compresseur, vers un condenseur dans lequel il est successivement refroidi ou "désurchauffé", condensé en une phase liquide chaude, puis "sousrefroidi" en une phase liquide froide. Ensuite, le fluide frigorigène, condensé et refroidi, est envoyé, par l'intermédiaire d'un détendeur, vers un évapora- teur o il échange de la chaleur avec un flux d'air à envoyer dans l'habitacle du véhicule. Dans cet 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 frigorigène en phase vapeur quitte l'évaporateur pour gagner le compresseur, et ainsi de suite. Dans les condenseurs connus de ce type, le réservoir, qui est habituellement relié en sortie du condenseur, est réalisé sous la forme d'un récipient séparé. On connaît, d'après le Brevet français 93 10 325 de la Demanderesse, un condenseur de ce type dans lequel le réservoir est de configuration tubulaire et est accolé à l'une des boîtes collectrices, également de configuration tubulaire, par l'intermédiaire de pattes d'encliquetage. Il est connu également de réaliser un réservoir tubulaire par extrusion et de sertir le réservoir extrudé extérieurement sur une boîte collectrice tubulaire. Ces solutions connues contribuent à augmenter l'encombrement du condenseur et nécessitent par ailleurs des opérations complexes pour réaliser un assemblage mécanique et étanche entre le réservoir et la boîte collectrice avec laquelle il communique. Par ailleurs, ces solutions connues ne permettent pas de simplifier le montage de cloisons transversales à l'intérieur de la boîte collectrice. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvé- nients précités. Elle propose à cet effet un condenseur du type défini en introduction, dans lequel la boîte collectrice et le réser- voir sont délimités par un même boîtier tubulaire à paroi tubulaire, qui est divisé par une cloison longitudinale de séparation en un compartiment collecteur (formant la boîte collectrice) dans lequel débouchent les tubes du faisceau et un compartiment réservoir (formant réservoir) qui communique avec le compartiment collecteur par des orifices ménagés dans la cloison longitudinale de séparation, et dans lequel la cloison longitudinale de séparation comporte un premier bord longitudinal engagé dans une fente longitudinale de la paroi tubulaire du boîtier et un second bord longitudinal appuyé contre la paroi tubulaire du boîtier, ce qui permet une liaison par brasage entre le boîtier et la cloison longitudi- nale de séparation. Ainsi, la boîte collectrice et le réservoir constituent les deux compartiments adjacents d'un même boîtier tubulaire, ce qui permet notamment de diminuer l'encombrement global de l'ensemble boite collectrice-réservoir et de simplifier les opérations de montage. La division du boîtier tubulaire est réalisée simplement par une cloison longitudinale de séparation (encore appelée "séparateur"), qui est liée par brasage à la paroi tubulaire du boîtier. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la paroi tubulaire du boîtier est de forme générale cylindrique. Cette configuration s'avère optimale pour diminuer l'encom- brement du boîtier tout en assurant une résistance maximale à la pression du fluide frigorigène. Il peut s'agir d'une forme cylindrique à section circulaire ou à section non- circulaire, par exemple ovale. Avantageusement, les tubes du faisceau s'étendent dans une direction non radiale par rapport au centre de la section cylindrique de la paroi tubulaire du boîtier. Le terme "centre" désigne le centre géométrique ou mathématique au sens large de la section du boîtier, qu'elle soit circulaire ou non-circulaire. Ceci permet de réaliser une communication plus aisée entre les tubes et le compartiment collecteur qui doit présenter de préférence un volume inférieur à celui du compartiment réservoir. Selon une autre caractéristique de l'invention, la cloison longitudinale de séparation comprend deux parois planes formant un angle entre elles et comportant respectivement le premier bord longitudinal et le second bord longitudinal. Ainsi, cette cloison longitudinale peut être obtenue facile- ment par pliage longitudinal d'une bande métallique pour former une sorte de cornière. Avantageusement, l'angle formé entre les deux parois planes de la cloison longitudinale est approximativement égal à 90 . Cette forme de réalisation préférée de la cloison longitudi- nale convient tout particulièrement au cas o la paroi tubulaire du boîtier est de forme cylindrique circulaire. Il est alors avantageux que le sommet de l'angle formé entre les deux parois planes de la cloison longitudinale de séparation se situe pratiquement au centre de la section circulaire de la paroi tubulaire. Il en résulte que les sections transver- sales respectives du compartiment collecteur et du comparti- ment réservoir correspondent sensiblement à un quart et à trois-quarts de la section transversale totale de la paroi tubulaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, le condenseur comprend des cloisons transversales qui s'étendent dans le compartiment collecteur. De façon avantageuse, chaque cloison transversale comporte une première partie qui constitue la cloison proprement dite et qui correspond à la section transversale du compartiment collecteur et une seconde partie qui correspond partiellement à la section transversale du compartiment réservoir, ces deux parties ménageant entre elles une encoche propre à s'engager dans une encoche correspondante ménagée à partir du bord longitudinal de la cloison longitudinale de séparation. Seule la première partie de la cloison transversale constitue la cloison proprement dite, c'est-à-dire la partie utile. La deuxième partie contribue, d'une part à délimiter l'encoche précitée et, d'autre part, à maintenir la cloison longitu- dinale à l'intérieur du boîtier. Ainsi, les cloisons transversales sont d'abord emboîtées sur la cloison longitudinale, par coopération de leurs encoches respectives, puis l'ensemble est enfilé axialement à l'inté- rieur du boîtier. Cette introduction s'effectue de telle sorte que le premier bord longitudinal de la cloison longitu- dinale s'engage dans la fente longitudinale de la paroi du boîtier. Par cette conception, on est assuré que, l'ensemble une fois enfilé dans la boite, la cloison longitudinale se trouve correctement mise en place et que les cloisons transversales viennent en appui contre la paroi tubulaire du boîtier pour former une pluralité de chambres dans le compartiment collecteur et permettre ultérieurement une circulation du fluide frigorigène en plusieurs passes. Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi tubulaire du boîtier est obtenue par enroulement d'une bande métallique de manière à présenter deux bords longitudinaux qui délimitent entre eux la fente longitudinale du boîtier. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la cloison longitudinale, ainsi que les cloisons transversales, sont des éléments métalliques revêtus d'un placage de brasure. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une vue en élévation d'un condenseur selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe partielle, à échelle agrandie, du condenseur de la figure 1, faisant apparaître la structure du boîtier; - la figure 3 est une vue d'extrémité de la cloison longitu- dinale destinée à équiper le boîtier de la figure 2; - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2 après mise en place de la cloison longitudinale de la figure 3; - la figure 5 est une vue en élévation d'une cloison trans- versale destinée à être emboîtée latéralement dans la cloison longitudinale de la figure 3 et à être placée dans le boîtier des figures 2 et 4; - la figure 6 est une vue de côté, à échelle agrandie, de la cloison longitudinale de la figure 3; - la figure 7 est une vue d'extrémité de la cloison longitu- dinale prééquipée de cloisons transversales; - la figure 8 est une vue en élévation d'un condenseur analogue à celui de la figure 1; et - la figure 9 est une vue en coupe selon la ligne IX-IX de la figure 8. Le condenseur représenté à la figure 1 comprend un faisceau 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 une boîte collectrice tubu- laire 16 et un boîtier tubulaire 18. La boite collectrice 16 et le boîtier tubulaire 18 sont à section circulaire et présentent des axes parallèles entre eux. La boîte collec- trice 16 comprend une tubulaire d'entrée 20 et une tubulure de sortie 22 pour un fluide frigorigène. Le fluide frigori- gène sous forme de phase vapeur surchauffée est envoyé, par l'intermédiaire d'un compresseur (non représenté), à la tubulure 20. Ce fluide est successivement refroidi ou "désurchauffé", condensé en une phase liquide chaude, puis "sous-refroidi" en une phase liquide froide, avant de quitter le condenseur par la tubulure de sortie 22. On se réfère maintenant plus particulièrement aux figures 2 à 4 pour décrire la structure du boîtier tubulaire 18. Le boîtier 18 comporte une paroi tubulaire 24 qui présente une forme cylindrique de révolution autour d'un axe X-X et donc une section transversale circulaire dont le centre passe par l'axe X-X. La paroi 24 est obtenue par roulage d'une bande métallique, par exemple en aluminium ou alliage d'aluminium, de manière à ménager deux bords longitudinaux 26 et 28 qui délimitent entre eux une fente longitudinale 30 qui s'étend parallèle- ment aux génératrices de la paroi 24 et qui possède une largeur L (figure 2). Le boîtier 18 est destiné à recevoir intérieurement une cloison longitudinale de séparation 32 qui est représentée seule sur la figure 3. Cette cloison longitudinale est obtenue par pliage d'une bande métallique de manière à former deux parois planes 34 et 36 formant entre elles un angle A qui, dans l'exemple, est sensiblement égal à 90 . Les parois 34 et 36 sont reliées entre elles par un arrondi 38. Il en résulte que l'angle A présente un sommet virtuel S. Par ailleurs, les parois 34 et 36 comportent respectivement un premier bord longitudinal 40 et un second bord longitudinal 42. La paroi 34 comporte au moins deux trous de communication 44 dont un seul est visible sur la figure 3. La cloison 32 possède une épaisseur E légèrement inférieure à la largeur L de la fente 30. La cloison 32 est destinée à être enfilée à l'intérieur de la paroi tubulaire 24, de sorte que le bord longitudinal 40 vienne s'engager dans la fente 30 et que le bord longitudinal 42 vienne s'appuyer contre l'intérieur de la paroi tubulaire 24, comme on le voit sur la figure 4. La cloison de sépara- tion 32 délimite alors dans le boîtier 18 un compartiment collecteur 46 et un compartiment réservoir 48. Dans la configuration représentée, le sommet S de la cloison trans- versale se trouve proche de l'axe X-X. Il en résulte que la section transversale du compartiment collecteur 46 et celle du compartiment réservoir 48 corres- pondent respectivement au quart et aux trois-quarts de la section transversale totale de la paroi tubulaire 24. Il est en effet avantageux que le compartiment réservoir occupe plus de la moitié du volume total du boîtier. Comme montré aux figures 2 et 4, les tubes 12 ont des extrémités 50 qui sont introduites dans des trous allongés 52 ménagés dans l'épaisseur de la paroi tubulaire 24 et dans la région correspondant au compartiment collecteur 46. Les tubes 12 ont des axes respectifs Y-Y qui s'étendent dans une direction non radiale par rapport au centre de la section circulaire de la paroi 24, et cela pour faciliter une meilleure implantation des tubes compte tenu de la configura- tion du compartiment collecteur 46. Les compartiments 46 et 48 communiquent entre eux par les trous 44 précités. Le boîtier 18 comprend en outre plusieurs cloisons transver- sales 54 comme montré à la figure 5. Ces cloisons ont ici approximativement la forme d'un secteur circulaire limité par un bord circulaire 56 de rayon adapté au rayon intérieur de la paroi tubulaire 24 et s'étendant sur trois-quarts d'une circonférence. Cette cloison est en outre délimitée par deux bords radiaux 58 et 60 qui font entre eux un angle droit. La cloison 54 comporte une première partie 62 qui s'étend sur un quart de circonférence jusqu'à une encoche 64 et une seconde partie 66 qui s'étend sur une demi-circonférence entre l'encoche 64 et le bord 58. La partie 62 possède une forme adaptée à celle de la section transversale du compartiment collecteur 46 et constitue donc la cloison proprement dite, ou partie utile. Par contre, la partie 66 est destinée à venir en appui contre la paroi tubulaire 24, sans faire office de cloison. Comme on peut le voir sur la figure 6, la cloison longitudi- nale 32 comporte une multiplicité d'encoches 68 qui sont destinées à coopérer chacune avec une encoche 64 d'une cloison transversale 54. Ainsi, les cloisons 54 peuvent être emboîtées latéralement sur la cloison longitudinale 32, en sorte que les encoches 64 correspondent respectivement avec les encoches 68. Lorsque l'emboîtement a été réalisé, on forme un ensemble tel que représenté à la figure 7. Cet ensemble peut être ensuite enfilé à l'intérieur de la paroi tubulaire 24, de sorte que le bord longitudinal 40 de la cloison longitudinale 32 vienne glisser dans la fente 30 et que le bord longitudinal 42 de la cloison longitudinale 32 vienne automatiquement en appui contre l'intérieur de la paroi tubulaire 24. On est ainsi assuré que la cloison longitudinale 32 et que les cloisons transversales 54 se trouvent parfaitement en position. Cette opération étant réalisée, il suffit ensuite d'intro- duire les extrémités respectives 50 des tubes 12 dans les trous 52 de la paroi 24. Les extrémités opposées des tubes 12 peuvent être à leur tour introduites dans des trous appropriés que comporte la paroi de la boîte collectrice 16. Le condenseur des figures 8 et 9 est analogue à celui de la figure 1. Le boîtier 18 loge une cloison longitudinale 32 munie de deux trous de communication 44 et deux cloisons transversales 54 et il est fermé par deux plaques d'extrémité et 72. La boîte collectrice 16 loge deux cloisons trans- versales 74 et 76 et elle est fermée par deux plaques d'extrémité 78 et 80. Il en résulte que le fluide frigorigène peut circuler dans le condenseur en plusieurs passes succes- sives. Les différentes pièces composant le condenseur, notamment le boîtier 18, la cloison longitudinale 32 et les cloisons transversales 54, sont revêtues d'un placage de brasure. Il en résulte que, après assemblages des différents éléments composant le condenseur, celui-ci peut être placé dans un four approprié pour réaliser le brasage. L'invention permet ainsi de réaliser un condenseur dans lequel le réservoir et l'une des boites collectrices sont délimités par un même boîtier de structure compacte et dont l'assemblage peut être facilement obtenu par brasage. Il est à noter que l'invention permet de résoudre également le problème de la mise en place des cloisons transversales qui nécessite habituellement des opérations délicates de sertissage. Le condenseur de l'invention permet différents types de circulation du fluide frigorigène. Il permet notamment au fluide frigorigène d'entrer et de sortir du réservoir avant d'être sous-refroidi dans le condenseur, ou encore de sortir du condenseur avant d'entrer et de sortie du réservoir. L'invention est destinée tout particulièrement aux conden- seurs des installations de climatisation de véhicules automobiles. Revendications 1. Condenseur pour un circuit de réfrigération parcouru par un fluide frigorigène, comprenant un faisceau de tubes à ailettes monté entre deux boîtes collectrices, et dans lequel l'une des boîtes collectrices communique avec un réservoir, caractérisé en ce que la boite collectrice (46) et le réservoir (48) sont délimités par un même boîtier (18) à paroi tubulaire (24), qui est divisé par une cloison longitu- dinale de séparation (32) en un compartiment collecteur (46) dans lequel débouchent les tubes (12) du faisceau et un compartiment réservoir (48) qui communique avec le comparti- ment collecteur par des orifices (44) ménagés dans la cloison longitudinale de séparation (32), et en ce que la cloison longitudinale de séparation (32) comporte un premier bord longitudinal (40) engagé dans une fente longitudinale (30) de la paroi tubulaire (24) du boîtier (18) et un second bord longitudinal (42) appuyé contre la paroi tubulaire (24) du boîtier (18), pour permettre une liaison par brasage entre le boîtier (18) et la cloison longitudinale de séparation (32). 2. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi tubulaire (24) du boîtier (18) est de forme générale cylindrique. 3. Condenseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tubes (12) du faisceau (10) s'étendent dans une direction (Y-Y) non radiale par rapport au centre (X-X) de la section cylindrique de la paroi tubulaire (24). 4. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cloison longitudinale de séparation (32) comprend deux parois planes (34, 36) formant un angle (A) entre elles et comportant respectivement le premier bord longitudinal (40) et le second bord longitudinal (42). 5. Condenseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle (A) formé entre les deux parois planes (34 et 36) de la cloison longitudinale de séparation (32) est approxima- tivement égal à 90 . 6. Condenseur selon les revendications 2 et 5, prises en combinaison, caractérisé er. ce que le sommet (S) de l'angle (A) formé entre les deux parois planes (34, 36) de la cloison longitudinale de séparation (32) est situé pratiquement au centre (X-X) de la section circulaire de la paroi tubulaire (24), en sorte que les sections transversales respectives du compartiment collecteur (46) et du compartiment réservoir (48) correspondent sensiblement à un quart et à trois-quarts de la section transversale totale de la paroi tubulaire (24). 7. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des cloisons transversales (54) qui s'étendent dans le compartiment collecteur (46). 8. Condenseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque cloison transversale (54) comporte une première partie (62) qui constitue la cloison proprement dite et qui correspond à la section transversale du compartiment collec- teur (46) et une seconde partie (66) qui correspond partiel- lement à la section transversale du compartiment réservoir (48), ces deux parties ménageant entre elles une encoche (64) propre à s'engager dans une encoche correspondante (68) ménagée à partir du second bord longitudinal (42) de la cloison longitudinale de séparation (32). 9. Condenseur selon l'une des revendications i à 8, caractérisé en ce que la paroi tubulaire (24) du boîtier (18) est obtenue par enroulement d'ur.e bande métallique de manière à présenter deux bords longitudinaux parallèles (26, 28) qui délimitent entre eux la fente longitudinale (30) du boîtier (18). 10. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est obtenu par brasage.