Brevet FR2757611A1 — publié le 19980626

Condenseur à réservoir séparé Dour installation de climatisation, notamment de véhicule automobile L'invention concerne les condenseurs ae circuit de réfrigération, par exemple d'installation de climatisation de véhicule automobile. Cette invention concerne plus précisément les condenseurs parcourus par un fluide frigorigène et comprenant une multiplicité de tubes rormant un faisceau monté entre des première et seconde boites collectrices délimitées chacune par une paroi qui s'étend dans une direction sensiblement verticale, ainsi qu'un réservoir séparé délimité par une paroi s'étendant sensiblement verticalement et installé au voisinage de la seconde boîte collectrice. Généralement, dans les condenseurs à réservoir séparé, la seconde boîte collectrice est réalisée par emboutissage d'une plaque métallique, tandis que le réservoir est formé par un tube profilé obtenu par extrusion. Le réservoir et la seconde boîte collectrice comportent chacun un orifice dans lequel est introduite l'une des extrémités d'un conduit de raccordement. La réalisation d'un tel orifice dans le tube profilé extrudé nécessite une attention particulière si l'on souhaite ou'elle ne génère pas de déformation de ce tube, et notamment dans la région qui délimite l'orifice. Une telle attention entraîne une augmentation des coûts de fabrication. De plus, l'opération d'étanchéification entre les extrémités du conduit de raccordement et les parois dans lesquelles elles sont introduites nécessite des opérations particulières qui augmentent encore le coût de fabrication de tels condenseurs. Enfin, une telle réalisation ne permet pas une réelle adaptabilité, ce qui limite son intérêt. Un but de l'invention est donc de procurer un condenseur à réservoir séparé qui ne présente pas les inconvénients précités. L'invention propose à cet effet un condenseur du type défini en introduction, dans lequel les parois qui délimitent le réservoir et la seconde boîte collectrice comprennent respectivement des premier et second passages s'étendant verticalement sur au moins leurs étendues verticales (ou hauteurs) respectives, et dans lequel le condenseur comprend en outre, d'une part, une plaque de liaison comportant des premier et second bords longitudinaux s'étendant respectivement sur au moins les hauteurs du réservoir et de la seconde bote collectrice et propres à être respectivement introduits dans les premier et second passages de façon à solidariser la seconde boîte collectrice au réservoir, la plaque de liaison comprenant en outre en au moins un endroit choisi au moins une lumière de forme choisie pour autoriser la circulation du fluide frigorigène entre la seconde boîte collectrice et le réservoir, lesdits premier et second bords longitudinaux de la plaque de liaison obturant respectivement les premier et second passages en dehors de la (ou des) lumière(s) de la plaque de liaison, et, d'autre part, au moins un élément comprenant une entretoise d'épaisseur choisie et traversée par au moins une lumière, ladite entretoise obturant partiellement la lumière de la plaque de liaison et séparant les parois du réservoir et de la seconde boîte collectrice d'une distance correspondant à l'épaisseur de l'entretoise tandis que la lumière de l'entretoise est propre à autoriser la circulation du fluide frigorigène entre la seconde boîte collectrice et le réservoir. Ainsi, lors de l'assemblage du condenseur, et avant qu'il ne soit rendu étanche par introduction, par exemple, dans un four de brasage, le réservoir et la seconde boîte collectrice sont solidarisés l'un de l'autre grâce à la plaque de liaison et sont séparés l'un de l'autre d'une distance correspondant à l'épaisseur de l'entretoise. Dans la mesure où la lumière de l'entretoise permet la communication directe entre les passages respectifs de la seconde boîte collectrice et du réservoir, il n'est donc plus nécessaire d'utiliser un conduit de raccordement pour permettre la circulation du fluide frigorigène entre ledit réservoir et ladite seconde boîte collectrice. Enfin, la distance entre l'axe vertical de la seconde boîte collectrice et l'axe vertical du réservoir est ajustable au moyen de l'épaisseur de l'entretoise ainsi choisie. En pratique, la plaque de liaison comprend deux lumières dont la forme est choisie parallélépipédique avec chacune deux appendices ménagés l'un sur la partie supérieure de la lumière et l'autre sur la partie inférieure de la lunière, lesdits appendices étant destinés à permettre ltenchâssement d'entretoises dans les lumières. De préférence, l'entretoise comprend deux éléments paiallé- lépipédiques reliés l'un à l'autre par un pont et destinés à être enchâssés dans les appendices des lumières de la Elaque de liaison, la largeur des éléments parallélépipéciques correspondant à la largeur des appendices. Avantageusement, la plaque de liaison comprend à tn autre endroit choisi au moins une autre lumière en forme é fente de largeur choisie et il est prévu une autre entretoise ayant une épaisseur correspondant à celle de la fente et égale à celle de l'entretoise et destinée à être enchâssée dans la lumière pour l'obturer. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 illustre un condenseur selon l'inventlc > r dans une vue de côté; - la figure 2 est une vue en coupe transversale, selon l'axe III-III, du condenseur représenté sur la figure 1 selon l'invention; - la figure 3 est une vue de face partielle de la plaque de liaison comprenant deux lumières de forme générale pazallé- lépipédique et une lumière en forme de fente selon l'invention; et - la figure 4 est une vue en perspective partielle de la plaque de liaison décrite en référence à la figure 3 et comprenant une première entretoise obturant les deux lumières parallélépipédiques et une seconde entretoise obturant la lumière en forme de fente selon l'invention. On se réfère tout d'abord à la figure 1 pour décrire la circulation du fluide frigorigène à l'intérieur d'un condenseur à réservoir séparé. Dans toute la description, on considérera que le condenseur est du type dit "multipasses", et qu'il fait partie d'un circuit de réfrigération d'une installation de climatisation de véhicule automobile. Bien entendu, un tel condenseur pourrait servir dans d'autres applications, et présenter des configurations différentes. Le condenseur comprend une multiplicité de tubes parallèles 1 (partiellement représentés) et formant un faisceau subdivisable, dans cet exemple, en quatre sous-faisceaux, un sousfaisceau 2 dit amont, un sous-faisceau 3 dit intermédiaire supérieur, un sous-faisceau 4 dit intermédiaire inférieur, et un sous-faisceau 5 dit aval. Les tubes du faisceau sont généralement horizontaux, plats et séparés les uns des autres par des intercalaires ondulés 6 (partiellement représentés) dont la fonction est de favoriser les échanges thermiques entre le fluide frigorigène qui circule à l'intérieur des tubes et l'air qui circule entre ces tubes. Les tubes 1 comprennent des extrémités respectives 7 montées entre deux boites collectrices 8 et 9 de forme générale tubulaire, parallèles entre elles et sensiblement perpendiculaires (verticales) au faisceau. Chaque boîte collectrice est subdivisée en sous-chambres par l'intermédiaire de cloisons 10 sur lesquelles on reviendra plus loin. Ainsi, une première boîte collectrice 8 (qui pourra être réalisée par un procédé approprié, connu de l'homme de lare) comprend, dans sa partie supérieure, une première sous-chambre 11 qui communique avec le sous-faisceau amont 2, dans une partie intermédiaire, une seconde souschambre 12 qui communique avec les sous-faisceaux intermédiaires 3 et 4, et dans une partie inférieure, une troisième sous-chambre 13 qui communique avec le sous-faisceau aval 5. La seconde boîte collectrice 9 comprend, dans une partie supérieure, une première sous-chambre 14 qui communique avec le sous-faisceau amont 2 et le sous-faisceau intermédiaire supérieur 3, dans une partie intermédiaire, une seconde souschambre 15 qui communique avec le sous-faisceau intermédiaire inférieur 4, et dans une partie inférieure, une troisième sous-chambre 16 qui communique avec le sous-faisceau aval 5. La seconde boîte collectrice 9 communique également avec un réservoir 17, d'une part par sa seconde sous-chambre 15, et d'autre part par sa troisième sous-chambre 16. Sur la figure 1, les flèches indiquent le sens de circulation du fluide frigorigène à l'intérieur du condenseur. Celui-ci pénètre dans le condenseur, en une phase vapeur surchauffée, par une tubulure d'entrée 18 qui communique avec la première sous-chambre 11 de la première boîte collectrice 8. Afin de se refroidir progressivement tout en se condensant, il circule dans les sous-faisceaux 2, 3 et 4 qui communiquent entre eux par l'intermédiaire de la première sous-chambre 14 de la seconde boîte collectrice 9 et de la seconde souschambre 12 de la première boîte collectrice 8. Le fluide frigorigène débouche alors dans la seconde sous-chambre 15 de la seconde boîte collectrice 9, pénètre dans une partie supérieure du réservoir 17, où il est éventuellement traité, puis descend dans la partie inférieure de ce réservoir pour regagner la troisième sous-chambre 16 de la seconde boîte collectrice 9. De là, il retourne dans le sous-faisceau aval 5, pénètre dans la troisième sous-chambre 13 de la première boîte collectrice 8, puis retourne dans le circuit de réfrigération grâce à une tubulure de sortie 19. Il est clair que cette configuration de condenseur de type multipasses n'est en aucune façon limitative, de nombreuses autres configurations peuvent être envisagées. La figure 2 illustre, dans une vue de dessus, le condenseur de la figure 1. Dans cet exemple, l'axe vertical XlX1 du réservoir 17 et l'axe vertical X2X2 de la seconde boîte collectrice 9 sont parallèles entre eux et perpendiculaires par rapport à l'axe d'alignement YY de la seconde boîte collectrice 9 et des tubes du faisceau. Le réservoir 17 et la seconde boîte collectrice 9 sont solidaires l'un de l'autre grâce à un moyen de liaison 20 qui va être décrit ci-après en référence aux figures 3, et 4. Le réservoir 17 et la seconde boîte collectrice 9 sont formés respectivement par des parois 21 et 22 qui s'étendent verticalement. Chacune de ces parois 21 et 22 est une tôle métallique découpée puis roulée. Comme cela est illustré, les hauteurs respectives du réservoir 17 et de la seconde boîte collectrice 9 ne sont pas nécessairement identiques. Les bords longitudinaux opposés de chaque paroi sont sensiblement parallèles et en regard l'un de l'autre, sans se toucher, de sorte qu'un passage vertical 23 ou 24, respectivement, subsiste sur toute la hauteur de chaque paroi 21 ou 22. Les extrémités libres, supérieure et inférieure de chaque paroi, sont destinées à être obturées par des cloisons terminales métalliques 27 ou 28. Les cloisons terminales 27 du réservoir 17 sont réalisées dans une plaque métallique conformée sous forme de capuchon bombé convexe, la face interne convexe étant destinée à être orientée vers l'intérieur du réservoir. Les cloisons terminales 28 de la seconde boîte collectrice 9 sont, sensiblement identiques aux cloisons intermédiaires 10, et réalisées dans des plaques métalliques de dimensions sensiblement identiques à la section transverse de la boîte collectrice 9. En référence à la figure 2, la liaison entre le réservoir 17 et la seconde boîte collectrice 9 est effectuée par le moyen de liaison 20. Ce dernier est obtenu par découpe d'une plaque métallique de hauteur au moins égale à la hauteur du plus haut des deux éléments parmi le réservoir et la boîte collectrice. En référence à la figure 3, le moyen de liaison 20 comprend deux bords longitudinaux (verticaux) 29 et 30 destinés à être introduits respectivement dans les passages 23 et 24 des parois 21 et 22 qui délimitent le réservoir 17 et la seconde boîte collectrice 9. En conséquence, l'épaisseur du moyen de liaison (ou de la plaque) est sensiblement identique à la largeur des passages 21 et 22. Ce moyen de liaison 20 comprend aux extrémités supérieure et inférieure de son premier bord longitudinal 29 deux ouvertures 31 de forme choisie pour permettre l'enchâssement et le support des cloisons terminales bombées 27. Le second bord longitudinal 30 du moyen de liaison 20 comporte, d'une part, de premières ouvertures 32 dans lesquelles sont enchâssées les cloisons intermédiaires 10 et d'autre part, de secondes ouvertures 33 dans lesquelles sont enchâssées les cloisons terminales supérieure et inférieure 28 destinées à obturer les extrémités libres supérieure et inférieure de la paroi 22 qui délimite la seconde boîte collectrice 9. De la sorte, les cloisons terminales 28 et intermédiaire 10 sont supportées par les ouvertures 33 et 32 réalisées dans le second bord longitudinal 30. Ainsi, le réservoir 17 et la seconde boîte collectrice 9 ne comportent pas d'autre pièce que leur paroi 21 ou 22. Afin de permettre la circulation du fluide frigorigène entre la seconde boîte collectrice 9 et le réservoir 17, on prévoit, dans le moyen de liaison 20, deux lumières 34 et 35. La première lumière 34 est réalisée en un premier endroit choisi, entre les deux cloisons intermédiaires 10 qui délimitent la seconde sous-chambre 15 de la seconde boîte collectrice 9, lesquelles sont placées en des zones prédéterminées qui dépendent de la configuration du condenseur. La seconde lumière 35 est réalisée en un second endroit choisi, entre la cloison intermédiaire 10 qui sépare les seconde 15 et troisième 16 sous-chambres de la seconde boîte collectrice 9, et la cloison terminale 28 inférieure de cette boîte collectrice. Le réservoir 17 et la seconde boîte collectrice 9 sont de forme tubulaire, cylindrique à section transverse circulaire, le diamètre du réservoir 17 étant notablement supérieur à celui de la seconde boîte collectrice 9 afin de permettre au fluide frigorigène qui pénètre dans le réservoir 17 de réduire sa vitesse, et d'assurer audit réservoir sa fonction de réserve de fluide frigorigène. Selon l'invention les diamètres respectifs du réservoir 17 et de la seconde boîte collectrice 9 peuvent être adaptés selon les besoins en faisant varier la distance entre l'axe vertical XlX1 du réservoir et l'axe vertical X2X2 de la seconde boîte collectrice. Selon l'invention, la variation de la distance entre l'axe vertical XlX1 du réservoir et l'axe vertical X2X2 de la seconde boîte collectrice est obtenue par le choix de l'épaisseur d'entretoises traversées ou non par des lumières et obturant les lumières de la plaque de liaison. Les entretoises d'épaisseur ainsi choisie permettent de séparer les parois du réservoir et de la seconde boîte collectrice d'une distance correspondant à l'épaisseur desdites entretoises. En référence à la figure 3, la forme des lumières 34 et 35 est choisie parallélépipédique avec chacune deux appendices ménagés l'un 60 sur la partie supérieure (selon l'axe vertical de la plaque de liaison) de la lumière et l'autre 61 sur la partie inférieure de la lumière. Ces appendices 60 et 61 sont destinés à permettre l'enchâssement d'entretoises dans les lumières 34 et 35 comme on le verra plus en détail ci-après. La plaque de liaison 20 comprend également une lumière 70 en forme de fente et disposée au voisinage de l'extrémité supérieure de la plaque de liaison. En référence à la figure 4, une entretoise 50 obture partiellement les lumières 34 et 35 de la plaque de liaison. Elle sépare les parois 23 et 22 du réservoir 17 et de la seconde boîte collectrice 9 d'une distance correspondant à l'épais- seur de l'entretoise 50. L'entretoise 50 comprend deux éléments parallélépipédiques 52 et 54 reliés l'un à l'autre par un pont 53. Les éléments parallélépipédiques sont destinés à être enchâssés dans les appendices 60 et 61 des lumières 34 et 35. la largeur des éléments parallélépipédiques 52 et 54 correspond à la largeur des appendices 60 et 61. Des lumières 55 et 57 traversent respectivement les éléments 52 et 54. Ces lumières 55 et 57 sont destinés à autoriser la circulation du fluide frigorigène entre la seconde boîte collectrice et le réservoir. Une autre entretoise 60 est prévue pour être enchâssée dans la fente 70 de la plaque de liaison 20. L'entretoise 60 est dépourvue de lumière. Elle sert à assurer une distance uniforme entre le réservoir et la seconde boîte collectrice. Les entretoises 50 et 60 ont la même épaisseur. La largeur de la fente 70 correspond à la largeur de l'entretoise 60. Le premier bord longitudinal 29 du moyen de liaison 20 comprend également en un endroit choisi, par exemple dans une partie inférieure, une ouverture (non représentée), du type de celles 32 et 33 réalisées dans le second bord longitudinal 30, destinée à supporter par enchâssement une cloison intermédiaire 38 de dimensions sensiblement identiques à la section transverse du réservoir 17. Ainsi, le réservoir 17 est subdivisé en deux sous-chambres, une sous-chambre supérieure 39 dans laquelle peuvent être logés des moyens de dessiccation, et éventuellement un filtre pour supprimer les impuretés contenues dans le fluide frigorigène, et une souschambre inférieure 40 destinée à recueillir le fluide frigorigène après traitement dans la sous-chambre supérieure 39. Pour ce faire, la cloison intermédiaire 38 comprend, de préférence dans une position centrale, un trou (non représenté) permettant l'écoulement du fluide frigorigène de la souschambre 39 vers la sous-chambre 40. L'assemblage d'un condenseur selon l'invention s'effectue comme suit - dans une première étape, on enchâsse dans les ouvertures du premier bord longitudinal 29 du moyen de liaison 20 respectivement les cloisons terminales 27 et la cloison intermédiaire 38, puis on enchâsse dans les ouvertures 33 et 32 du second bord longitudinal 30 du moyen de liaison 20 respectivement les cloisons terminales 33 et les cloisons intermédiaires 10 et enfin on enchâsse dans les lumières 35, 34 et 70 de la plaque de liaison respectivement les éléments 54 et 56 de l'entretoise 50 et l'entretoise 60; - dans une seconde étape, on introduit, par coulissement vertical, le premier bord longitudinal 29 du moyen de liaison 20 dans le passage 23 de la paroi 21 du réservoir 17, jusqu'à ce que les cloisons terminales 27 obturent totalement, respectivement, les extrémités supérieure et inférieure de cette paroi 21, le frottement entre les bords longitudinaux des cloisons terminales 27 et la face interne de la paroi 21 assurant alors la solidarisation entre le moyen de liaison 20 et le réservoir 17; - dans une troisième étape, on introduit, par coulissement vertical, le second bord longitudinal 30 du moyen de liaison 20 dans le passage 24 de la paroi 22 qui délimite la seconde boîte collectrice 9, jusqu'à ce que les cloisons terminales 28 obturent totalement, respectivement, les extrémités supérieure et inférieure de cette paroi 22, les parois du réservoir 21 et de la seconde boîte collectrice 22 sont alors immobilisées l'une contre l'autre au niveau de leurs passages respectifs 23 et 24; et - dans une quatrième étape, on introduit les extrémités 7 des tubes dans la seconde boîte collectrice 9. Une fois le condenseur assemblé, son étanchéité complète est obtenue au cours d'un passage dans un four, par exemple de brasage. Pour ce faire, les faces des éléments métalliques sont recouvertes, de façon connue, d'un placage approprié. Une telle invention permet une grande flexibilité dans le choix des dimensions relatives de la boîte collectrice et du réservoir voisin, de notables réductions des coûts de fabrication, et une simplification de l'assemblaçe du condensateur. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit ci-avant, mais elle embrasse toutes les variantes que pourra développer l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. Ainsi, les formes et hauteurs respectives du réservoir et de la seconde boîte collectrice ainsi que des lumières et entretoises pourront différer des formes illustrées sur les figures. De même, la configuration du condenseur pourra varier sensiblement de celle décrite, et par conséquert les positions et le nombre de cloisons intermédiaires, et éventuellement de lumières pourront être notablement diffé- rents de ceux décrits précédemment, en référence aux figures. Revendications 1. Condenseur, notamment pour un circuit de réfrigération parcouru par un fluide frigorigène, du type comprenant une multiplicité de tubes (1) formant un faisceau monté entre de première (8) et seconde (9) boîtes collectrices délimitées chacune par une paroi (22) s'étendant dans une direction sensiblement verticale, et un réservoir séparé (17) délimité par une paroi (21) s'étendant sensiblement verticalement, et installé au voisinage de la seconde boîte collectrice (9), caractérisé en ce que lesdites parois (21, 22) délimitant le réservoir (17) et la seconde boîte collectrice (9) comprend nent respectivement de premier (23) et second (24) passages s'étendant verticalement sur leurs étendues verticales (ou hauteurs) respectives, et en ce que le condenseur comprend en outre, d'une part, une plaque de liaison (20) comportant des premier (29) et second (30) bords longitudinaux s'étendant respectivement sur au moins les hauteurs du réservoir (77) et de la seconde boîte collectrice (9) et propres à être respectivement introduits dans les premier (23) et second (24) passages de façon à solidariser la seconde boîte collectrice (9) au réservoir (17), la plaque de liaison (20) comprenant en outre en au moins un endroit choisi au moins une lumière (34, 35) de forme choisie pour autoriser la circulation du fluide frigorigène entre la seconde boîte collectrice et le réservoir, lesdits premier (29) et second (30) bords longitudinaux de la plaque de liaison (20) obturant respectivement les premier (23) et second (24) passages en dehors de la (ou des) lumière(s) (34, 35) de la plaque de liaison (20), et, d'autre part au moins une entretoise (50) d'épaisseur choisie traversée par au moins une lumière (55, 57), ladite entretoise (50) obturant partiellement la lumière (34, 35) de la plaque de liaison (20) et séparant les parois (21, 22) du réservoir et de la seconde boîte collectrice dune distance correspondant à l'épaisseur de l'entretoise (50) tandis que la lumière (55, 57) de l'entretoise (50) est propre à autoriser la circulation du fluide frigorigène entre la seconde boîte collectrice et le réservoir. 2. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de liaison comprend deux lumières (34 et 35) dont la forme est choisie parallélépipédique avec chacune deux appendices ménagés l'un (60) sur la partie supériev;re de la lumière (34 ou 35) et l'autre (61) sur la partie inférieure de la lumière (34 ou 35), lesdits appendices (60 et 61) étant destinés à permettre l'enchâssement d'entretoises (50) dans les lumières (34 et 35) 3. Condenseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'entretoise (50) comprend deux éléments parallélepipédiques (52 et 54) reliés l'un à l'autre par un pont (k3) et destinés à être enchâssés dans les appendices (60 et 61) des lumières (34 et 35), la largeur des éléments parallélépipédiques (52 et 54) correspondant à la largeur des appendices (60 et 61). 4. Condenseur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la plaque de liaison (20) comprend à un autre endroit choisi au moins une autre lumière (70) en forme de fer te de largeur choisie et en ce qu'il est prévu une autre entretoise (60) ayant une épaisseur correspondant à la largeur de la lumière (70) et égale à celle de l'entretoise (50) et destinée à être enchâssée dans la lumière (70) pour l'obturer.