Brevet FR2746908A1 — publié le 19971003

Réservoir de fluide réfrigérant associé à un condenseur L'invention concerne un ensemble comprenant une boîte collectrice de condenseur et un réservoir destinés à faire partie d'un circuit de fluide réfrigérant, s'étendant côte à côte dans une même direction longitudinale entre une extrémité supérieure et une extrémité inférieure, le réservoir présentant une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie pour communiquer respectivement avec la boîte collectrice et avec la partie dudit circuit située en aval du réservoir, et contenant des moyens de traitement pour la filtration et/ou la dessiccation du fluide. Le circuit de fluide réfrigérant d'une installation de climatisation pour l'habitacle d'un véhicule comprend généralement, en aval du condenseur, un réservoir ou "bouteille" dans lequel le fluide est desséché et filtré, et dans lequel le fluide à l'état gazeux pouvant subsister à la sortie du condenseur est séparé du liquide. Pour cette dernière fonction, le réservoir est avantageusement allongé entre une extrémité supérieure, où se rassemble la phase gazeuse, et une extrémité inférieure, et plus particulièrement orienté verticalement. Le réservoir peut également servir à emmagasiner un excédent de fluide par rapport à la quantité dont la circulation est nécessaire à un moment donné. Pour gagner de la place et simplifier les raccordements, il est connu d'accoler le réservoir à la boîte collectrice par laquelle le fluide sort du condenseur, cette boîte collectrice étant allongée dans la même direction que le réservoir, de préférence verticalement. Pour un fonctionnement optimal du condenseur, il est généralement souhaitable que le fluide le parcoure de haut en bas, la sortie se trouvant donc au voisinage de l'extrémité inférieure de la boîte collectrice de sortie. Par ailleurs, il est également souhaitable que le fluide sorte du réservoir à la partie inférieure de celui-ci, où est rassemblée la phase liquide. Le but de l'invention est de proposer une configuration du réservoir permettant notamment au fluide de circuler entre une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie situées toutes deux à la partie basse, en étant desséché et/ou filtré. L'invention vise notamment un ensemble du genre défini en introduction, et prévoit que les moyens de traitement sont logés dans le réservoir sous forme d'une cartouche remplaçable disposée plus haut que les ouvertures d'entrée et de sortie, qui délimite de façon étanche au fluide une région supérieure et une région inférieure du réservoir, cette dernière étant elle-même subdivisée par une cloison en une chambre d'entrée communiquant avec l'ouverture d'entrée et une chambre de sortie communiquant avec l'ouverture de sortie et la cartouche étant traversée dans la direction longitudinale par un tube de transfert de fluide, qui débouche par ses deux extrémités dans la chambre d'entrée et dans la région supérieure respectivement, et communiquant par des ouvertures respectives avec la région supérieure et avec la chambre de sortie, de façon que le fluide arrivant par l'ouverture d'entrée dans la chambre d'entrée soit transféré par le tube de transfert dans la région supérieure et traverse ensuite la cartouche de haut en bas pour atteindre la chambre de sortie et sortir par l'ouverture de sortie. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou alternatives, sont énoncées ci-après: - La cartouche présente une forme générale cylindrique de révolution et porte un joint d'étanchéité qui s'appuie radialement contre la paroi latérale du réservoir, également cylindrique de révolution. - Le tube de transfert est solidaire de la cartouche et vient en contact étanche à son extrémité inférieure avec ladite cloison. - Le tube de transfert est solidaire de ladite cloison et vient en contact coulissant et étanche avec la cartouche. - Ladite cloison et la chambre d'entrée s'étendent sur toute la section transversale du réservoir, la chambre d'entrée étant adjacente à l'extrémité inférieure de celui-ci. - Ladite cloison et la chambre d'entrée s'étendent sur une partie seulement de la section transversale du réservoir, les chambres d'entrée et de sortie étant partiellement juxtaposées dans une direction transversale. - Le réservoir présente à son extrémité supérieure un bouchon qui peut être retiré pour permettre l'introduction et l'extraction de la cartouche et le cas échéant du tube de transfert. L'invention a également pour objet un réservoir de fluide réfrigérant allongé entre une extrémité supérieure et une extrémité inférieure, propre à faire partie d'un ensemble tel que défini ci-dessus, présentant une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie pour communiquer respectivement avec une boîte collectrice de condenseur et avec une partie de circuit de fluide située en aval du réservoir, et contenant des moyens de traitement pour la filtration et/ou la dessiccation du fluide, logés dans le réservoir sous forme d'une cartouche remplaçable disposée plus haut que les ouvertures d'entrée et de sortie, qui délimite de façon étanche au fluide une région supérieure et une région inférieure du réservoir, cette dernière étant elle-même subdivisée par une cloison en une chambre d'entrée communiquant avec l'ouverture d'entrée et une chambre de sortie communiquant avec l'ouver- ture de sortie et la cartouche étant traversée dans la direction longitudinale par un tube de transfert de fluide, qui débouche par ses deux extrémités dans la chambre d'entrée et dans la région supérieure respectivement, et communiquant par des ouvertures respectives avec la région supérieure et avec la chambre de sortie, de façon que le fluide arrivant par l'ouverture d'entrée dans la chambre d'entrée soit transféré par le tube de transfert dans la région supérieure et traverse ensuite la cartouche de haut en bas pour atteindre la chambre de sortie et sortir par l'ouverture de sortie. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un condenseur et d'un réservoir pour un circuit de fluide réfrigérant, l'une des boîtes collectrices du condenseur formant avec le réservoir un ensemble selon l'invention; - les figures 2 et 3 sont des vues partielles en coupe axiale de deux réservoirs modifiés par rapport à celui de la figure 1; et - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'une cartouche filtrante et desséchante utilisable dans l'invention. Le condenseur 1 partiellement illustré à la figure 1 comprend de façon classique une boîte collectrice 2 allongée verticalement et présentant une paroi latérale tubulaire 3 fermée à ses deux extrémités par des cloisons transversales 4. Dans l'exemple représenté, au moins une cloison transversale intermédiaire 5 partage le volume intérieur de la boîte collectrice 2 en différentes chambres 6. Une multiplicité de tubes de circulation de fluide 7, allongés horizontalement et mutuellement alignés verticalement, traversent des ouvertures 8 ménagées dans la paroi tubulaire 3 pour déboucher dans les chambres 6. Ces tubes relient par exemple ces chambres à des chambres d'une autre boîte collectrice non représentée disposée à l'extrémité opposée du condenseur dans la direction longitudinale des tubes. De façon connue également, la paroi tubulaire 3 est accolée, sur toute sa longueur, à la paroi tubulaire 10, de forme cylindrique de révolution, d'un réservoir de fluide réfrigérant ou "bouteille", dans lequel s'accumule le fluide sortant du condenseur par la boîte collectrice 2, et duquel le fluide à l'état liquide peut sortir à un débit déterminé par les conditions de circulation du fluide dans le circuit. A cet effet, la paroi tubulaire 10 présente une ouverture d'entrée 12 et une ouverture de sortie 13. L'ouverture d'entrée 12, située au voisinage de l'extrémité inférieure du réservoir, coïncide avec une ouverture 14 ménagée dans la paroi tubulaire 3 et communiquant avec celle des chambres 6 de la boîte collectrice 2 qui est adjacente à l'extrémité inférieure de celle-ci. L'ouverture 13 communique avec une tubulure de sortie 15 destinée à être reliée à la partie du circuit située en aval du réservoir. L'ouverture 13 est disposée un peu plus haut que l'ouverture 12, mais reste voisine de l'extrémité inférieure du réservoir. Ainsi, le fluide pénètre dans le réservoir après avoir parcouru le condenseur de haut en bas, et en ressort uniquement à l'état liquide par l'ouverture 13, la phase gazeuse se rassemblant à la partie supérieure. Une cloison transversale horizontale 16, disposée en hauteur entre les ouvertures 12 et 13, assure la séparation entre une chambre d'entrée 17 et une chambre de sortie 18, superposées à l'intérieur du réservoir, et communiquant respectivement avec les ouvertures 12 et 13. La cloison 16 présente une ouverture centrale 19 dans laquelle s'engage l'extrémité inférieure d'un tube de transfert 20, s'étendant selon l'axe du réservoir et dont l'extrémité supérieure 21 se trouve au voisinage d'un bouchon amovible 22 qui obture de façon étanche au fluide l'extrémité supérieure de la paroi tubulaire 10. Un joint torique 23 assure également une liaison étanche entre la partie inférieure du tube 20 et l'ouvertu- re 19. Le tube 20 traverse axialement une cartouche cylindrique 24 dont il est solidaire et qui s'ajuste à l'intérieur de la paroi 10. Comme on le voit plus en détail sur la figure 4, sur laquelle les extrémités supérieure et inférieure de la cartouche sont représentées tournées vers la gauche et vers la droite respectivement, la cartouche présente des parois supérieure 25 et inférieure 26 planes, horizontales et perforées, et une paroi latérale cylindrique 27 dont la partie inférieure seulement est perforée, sur environ un quart à un tiers de sa hauteur. Dans la moitié supérieure de la figure 4 sont représentées des particules 28 dont est garnie la cartouche sur toute sa hauteur et qui jouent de façon connue le rôle de filtre et de dessiccant. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, les régions centrales des parois 25 et 26 sont éliminées pour laisser passer le tube 20, et la garniture de particules 28 occupe un volume annulaire autour de celui-ci. Un joint torique 29 partiellement logé dans une gorge annulaire ménagée dans un épaississement de la paroi 27, à l'extrémité supérieure de celle-ci, s'appuie de façon étanche sur la paroi 10. Le fluide pénétrant dans le réservoir 11 par l'ouverture 12 et arrivant dans la chambre d'entrée 17 est obligé de parcourir le tube 20 pour aboutir dans la région 30 du réservoir située au-dessus de la cartouche 24 et isolée de façon étanche par le joint 29. Dans cet espace a lieu la séparation des phases liquide et gazeuse et seul le fluide à l'état liquide traverse la cartouche 24, où il pénètre par les trous de la paroi supérieure 25 et dont il sort par ceux de la partie inférieure de la paroi latérale 27 et de la paroi inférieure 26. Le liquide filtré et desséché par les particules 28 arrive ainsi dans la chambre 18 et sort du réservoir par l'ouverture 13. Le réservoir 11 illustré à la figure 2 diffère de celui de la figure 1 en ce que la cloison séparant les chambres d'entrée et de sortie 17, 18 s'étend sur une fraction seulement de la section transversale du réservoir, au voisinage de l'ouverture d'entrée 12, et présente une portion de paroi 40 orientée dans la direction axiale. La chambre d'entrée 17 s'étend donc elle aussi sur une partie seulement de la section transversale, et la chambre de sortie 18 s'étend jusqu'à l'extrémité inférieure du réservoir, sur la partie restante de la section transversale, les deux chambres étant alors partiellement juxtaposées horizontalement. I1 est ainsi possible, si on le désire, de disposer les ouvertures d'entrée et de sortie 12, 13 à la même hauteur. Le tube 20 n'est plus coaxial à la paroi latérale 10 et à la cartouche 24. Les trous de passage du tube dans les parois supérieure 25 et inférieure 26 de la cartouche sont donc eux aussi décentrés. Le réservoir de la figure 3 diffère de celui de la figure 1 en ce que le tube de transfert 20 n'est plus solidaire de la cartouche mais de la cloison 16 séparant les chambres d'entrée et de sortie 17, 18. Lors de l'introduction et de l'extraction de la cartouche 24, celle-ci coulisse le long du tube, l'étanchéité entre ces deux éléments étant assurée par deux joints toriques 41 montés respectivement sur les parois d'extrémités 25, 26 de la cartouche et qui entourent étroitement le tube. Bien entendu, il est également possible de modifier le réservoir de la figure 3 pour obtenir une disposition relative des chambres d'entrée et de sortie conforme à la figure 2. Revendications 1. Ensemble comprenant une boîte collectrice (2) de condenseur (1) et un réservoir (11) destinés à faire partie d'un circuit de fluide réfrigérant, s'étendant côte à côte dans une même direction longitudinale entre une extrémité supérieure et une extrémité inférieure, le réservoir présentant une ouverture d'entrée (12) et une ouverture de sortie (13) pour communiquer respectivement avec la boîte collectrice et avec la partie dudit circuit située en aval du réservoir, et contenant des moyens de traitement (24) pour la filtration et/ou la dessiccation du fluide, caractérisé en ce que les moyens de traitement sont logés dans le réservoir sous forme d'une cartouche remplaçable (24) disposée plus haut que les ouvertures d'entrée et de sortie, qui délimite de façon étanche au fluide une région supérieure (30) et une région inférieure (17, 18) du réservoir, cette dernière étant ellemême subdivisée par une cloison (16) en une chambre d'entrée (17) communiquant avec l'ouverture d'entrée (12) et une chambre de sortie (18) communiquant avec l'ouverture de sortie (13) et la cartouche étant traversée dans la direction longitudinale par un tube (20) de transfert de fluide, qui débouche par ses deux extrémités dans la chambre d'entrée et dans la région supérieure respectivement, et communiquant par des ouvertures respectives avec la région supérieure et avec la chambre de sortie, de façon que le fluide arrivant par l'ouverture d'entrée dans la chambre d'entrée soit transféré par le tube de transfert dans la région supérieure et traverse ensuite la cartouche de haut en bas pour atteindre la chambre de sortie et sortir par l'ouverture de sortie. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cartouche présente une forme générale cylindrique de révolution et porte un joint d'étanchéité (29) qui s'appuie radialement contre la paroi latérale (10) du réservoir, également cylindrique de révolution. 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tube de transfert est solidaire de la cartouche et vient en contact étanche à son extrémité inférieure avec ladite cloison (16). 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tube de transfert est solidaire de ladite cloison et vient en contact coulissant et étanche avec la cartouche. 5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite cloison (16) et la chambre d'entrée (17) s'étendent sur toute la section transversale du réservoir, la chambre d'entrée étant adjacente à l'extrémité inférieure de celui-ci. 6. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite cloison (40) et la chambre d'entrée (17) s'étendent sur une partie seulement de la section transversale du réservoir, les chambres d'entrée (17) et de sortie (18) étant partiellement juxtaposées dans une direction transversale. 7. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir présente à son extrémité supérieure un bouchon (22) qui peut être retiré pour permettre l'introduction et l'extraction de la cartouche (24) et le cas échéant du tube de transfert (20). 8. Réservoir (11) de fluide réfrigérant allongé entre une extrémité supérieure et une extrémité inférieure, propre à faire partie d'un ensemble selon l'une des revendications précédentes, présentant une ouverture d'entrée (12) et une ouverture de sortie (13) pour communiquer respectivement avec une boîte collectrice (2) de condenseur (1) et avec une partie de circuit de fluide située en aval du réservoir, et contenant des moyens de traitement (24) pour la filtration et/ou la dessiccation du fluide, logés dans le réservoir sous forme d'une cartouche remplaçable (24) disposée plus haut que les ouvertures d'entrée et de sortie, qui délimite de façon étanche au fluide une région supérieure (30) et une région inférieure (17,18) du réservoir, cette dernière étant ellemême subdivisée par une cloison (16) en une chambre d'entrée communiquant avec l'ouverture d'entrée (17) et une chambre de sortie (18) communiquant avec l'ouverture de sortie (13) et la cartouche étant traversée dans la direction longitudinale par un tube (20) de transfert de fluide, qui débouche par ses deux extrémités dans la chambre d'entrée et dans la région supérieure respectivement, et communiquant par des ouvertures respectives avec la région supérieure et avec la chambre de sortie, de façon que le fluide arrivant par l'ouverture d'entrée dans la chambre d'entrée soit transféré par le tube de transfert dans la région supérieure et traverse ensuite la cartouche de haut en bas pour atteindre la chambre de sortie et sortir par l'ouverture de sortie.