Brevet FR2756370A1 — publié le 19980529

Condenseur à épingles pour circuit de réfrigération, notamment de véhicule automobile L'invention concerne les condenseurs utilisés dans les circuits de réfrigération, par exemple des installations de climatisation de véhicule automobile. Dans ces circuits de réfrigération, parcourus par un fluide frigorigène, le condenseur est couplé à un réservoir, qui peut faire partie intégrante de l'une des deux boîtes collectrices longitudinales qu'il comporte et qui communiquent par l'intermédiaire d'un faisceau de tubes. Un tel réservoir permet notamment de constituer une réserve de fluide frigorigène pour le circuit de réfrigération. Cette intégration du réservoir dans la boîte collectrice nécessite des tubes classiques indépendants les uns des autres. L'assemblage de chacun des tubes aux boîtes collectrices requiert un temps important qui contribue à augmenter le coût de ce type de condenseur. L'invention a donc pour but de procurer un condenseur qui ne présente pas l'inconvénient précité. Elle propose à cet effet un condenseur comprenant - une paroi cylindrique longitudinale comportant une cloison longitudinale délimitant une première partie, subdivisée en une chambre amont, munie d'une tubulure d'entrée raccordée à une partie amont du circuit de réfrigération, et une chambre aval munie d'une tubulure de sortie raccordée à une partie aval de ce circuit de réfrigération, et une seconde partie s'étendant longitudinalement sensiblement sur la hauteur des chambres amont et aval, et - au moins un tube amont et un tube intermédiaire pliés en épingle de façon à former de premier et second éléments communiquant par une partie coudée et s'étendant sensiblement perpendiculairement à la direction longitudinale, chaque premier élément présentant une partie terminale plus longue que la partie terminale d'un second élément. De plus, la paroi comporte de premiers passages (ou ouvertures) pour permettre l'introduction des parties terminales des premier et second éléments des tubes dans la seconde partie, et la cloison longitudinale comporte de seconds passages pour permettre l'introduction des parties terminales des premiers éléments des tubes dans la première partie. Avantageusement, les parties terminales des premiers éléments de tube amont et de tube intermédiaire communiquent respectivement avec les chambres amont et aval. Le fluide peut ainsi circuler dans les tubes amont et intermédiaire depuis la chambre amont jusqu'à la chambre aval, via la seconde partie. La paroi cylindrique délimite désormais des espaces qui peuvent servir à la fois de réservoir et de boîte collectrice. De plus, en raison de la technologie en épingle des tubes, d'une part, le nombre de tubes à assembler est beaucoup moins important, et d'autre part, il n'est plus nécessaire de prévoir deux boîtes collectrices indépendantes, ce qui permet de réduire notablement le coût de fabrication du condenseur. Dans un mode de réalisation préféré, on prévoit au moins deux tubes amont et au moins trois tubes intermédiaires. De plus, d'une part, la chambre aval est subdivisée en de première et seconde sous-chambres aval, la seconde sous-chambre aval comportant la tubulure de sortie, et d'autre part, la seconde partie est subdivisée en de première et seconde chambres intermédiaires. La première chambre intermédiaire est placée au niveau de la chambre amont et présente une extension longitudinale supérieure à celle-ci et inférieure à l'addition des extensions longitudinales de la chambre amont et de la première sous-chambre aval, et la seconde chambre intermédiaire est placée au niveau de la seconde sous-chambre aval et présente une extension longitudinale supérieure à celle-ci et inférieure à l'addition des extensions longitudinales des première et seconde sous-chambre aval. De la sorte, d'une première part, l'un au moins des tubes intermédiaires communique avec la première chambre intermédiaire et la première sous-chambre aval, d'une seconde part, un autre au moins des tubes intermédiaires communique avec la seconde chambre intermédiaire et la première sous-chambre aval, d'une troisième part, encore un autre au moins des tubes intermédiaires communique avec la seconde chambre intermédiaire et la seconde sous-chambre aval. Avantageusement, les premier et second éléments de chaque tube sont séparés par des intercalaires, ce qui permet de favoriser les échanges thermiques entre le fluide qui circule à l'intérieur des tubes et un flux d'air qui circule entre ces tubes. Afin d'améliorer le rendement thermique du condenseur, les tubes peuvent être de forme générale plate, et subdivisés, dans la direction perpendiculaire à la direction longitudinale, en au moins deux canaux indépendants l'un de l'autre. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est un schéma illustrant, en coupe transversale, un mode de réalisation préférentiel d'un condenseur selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe, selon l'axe II-II, du condenseur de la figure 1; et - la figure 3 est un schéma illustrant une partie d'un premier élément d'un tube multicanaux. On se réfère tout d'abord aux figures 1 et 2 pour décrire un condenseur selon l'invention dans un mode de réalisation préférentiel, mais non limitatif. Un tel condenseur est susceptible de faire partie d'un circuit de réfrigération, d'une installation de climatisation, par exemple de véhicule automobile. Dans une telle installation, le condenseur 1 reçoit d'une partie amont 2 du circuit de réfrigération un fluide frigorigène dans une phase gazeuse surchauffée qu'il doit transformer en fluide frigorigène en phase liquide froide destiné à alimenter une partie aval 3 de ce même circuit de réfrigération qui comprend notamment un détendeur et un évaporateur (non représentés). Pour ce faire, le condenseur selon l'invention comprend une paroi métallique cylindrique 4 qui s'étend "verticalement" selon un axe longitudinal x-X. La paroi 4 loge une cloison longitudinale (verticale) 5 qui s'étend de préférence sur toute sa hauteur et subdivise l'espace interne qu'elle délimite en deux parties longitudinales 6 et 7. De préférence ces deux parties 6 et 7 présentent des volumes sensiblement identiques. La paroi 4 et la cloison longitudinale 5 sont réalisées de préférence dans un matériau métallique. La première partie longitudinale 6 loge au moins une cloison transversale 8, placée sensiblement perpendiculairement à l'axe X-X, et destinée à la subdiviser de façon étanche en une chambre amont 9 et une chambre aval 10. La chambre amont 9, qui est placée dans l'exemple dans la partie supérieure du condenseur, comporte une tubulure d'entrée 11 propre à être raccordée à la partie amont 2 du circuit de réfrigération, pour permettre l'entrée du fluide frigorigène à traiter dans ledit condenseur 1. La chambre aval 10, qui est placée dans l'exemple en dessous de la chambre amont 9, comporte, de préférence dans la partie inférieure du condenseur, une tubulure de sortie 12 propre à être raccordée à la partie aval 3 du circuit de réfrigération, pour permettre l'évacuation du fluide frigorigène traité dans ledit circuit. La seconde partie longitudinale 7 délimite au moins une chambre intermédiaire 16. Dans l'exemple illustré, on prévoit à l'intérieur de la chambre aval 10 une seconde cloison transversale 13 destinée à la subdiviser de façon étanche en deux sous-chambres aval 14 et 15. La première sous-chambre aval 14 est placée entre la chambre amont 9 et la seconde sous-chambre aval 15 laquelle comprend la tubulure de sortie 12. En raison de l'aménagement précité de la chambre aval 10, la seconde partie longitudinale 7 loge au moins une troisième cloison transversale 19, placée sensiblement perpendiculairement à l'axe x-x, et destinée à subdiviser la chambre intermédiaire 10, de façon étanche, en de première 17 et seconde 18 chambres intermédiaires. Chaque cloison transversale est de préférence réalisée dans un matériau métallique. La première chambre intermédiaire 17 est placée dans la partie supérieure du condenseur, et s'étend longitudinalement sur une hauteur supérieure à l'extension longitudinale de la chambre amont 9. Elle présente par conséquent une zone supérieure adjacente à la chambre amont 9 et une zone inférieure adjacente à une partie supérieure de la première sous-chambre aval 14. Son extension longitudinale vers la partie inférieure du condenseur est limitée par la cloison transversale 19 qui est placée dans la seconde partie longitudinale 16 au niveau d'une zone intermédiaire de la première sous-chambre aval 14. La seconde chambre intermédiaire 18 est placée dans la partie inférieure du condenseur, et s'étend longitudinalement sur une hauteur supérieure à l'extension longitudinale de la seconde sous-chambre aval 15 mais inférieure à celle de l'intégralité de la chambre aval 10 (première 14 et seconde 15 sous-chambres aval). Elle présente par conséquent une zone supérieure adjacente à la seconde sous-chambre aval 14 et une zone inférieure adjacente à la seconde sous-chambre aval 15. La communication entre les diverses chambres et/ou souschambres s'effectue par l'intermédiaire de tubes 20 qui sont réalisés, selon l'invention, en épingles placées dans une position transversale. Chaque tube est plié de façon à former de premier 21 et second 22 éléments transversaux communiquant par une partie coudée 31. Chaque premier élément 21 présente une partie terminale 23 plus longue que la partie terminale 24 d'un second élément 22. De la sorte, les parties terminales 23 et 24 respectives des premiers 21 et seconds 22 éléments peuvent être introduites dans les première 6 et seconde 7 parties longitudinales grâce à de premières 25 et secondes 26 ouvertures réalisées à cet effet dans la cloison longitudinale 5 et la paroi cylindrique 4, respectivement. Ainsi, en introduisant les parties terminales de chaque tubeépingle dans les secondes ouvertures 26 de la paroi 4, les premier 21 et second 22 éléments communiquent avec la seconde partie 7, puis, lorsque l'on poursuit l'introduction (par déplacement transversal), on fait pénétrer les seules parties terminales 23 des premiers éléments 21 dans la première partie 6, puisque celles-ci 23 sont plus longues que celles 24 des seconds éléments 22. Dans l'exemple illustré, on prévoit deux tubes dits "amont" 27 destinés à permettre la circulation du fluide de la chambre amont 9 vers la première chambre intermédiaire 17. Le fluide frigorigène qui provient de la partie amont 2 du circuit de réfrigération, et qui se trouve dans la chambre amont 9, pénètre à l'intérieur des parties terminales 23 des premiers éléments 21 de chaque tube-épingle amont 27, circule dans ces deux tubes amont (premier 21 et second 22 éléments et partie coudée 31), puis débouche dans la première chambre intermédiaire 17 par les parties terminales 24 des seconds éléments 22 des tubes 27. Bien entendu, on pourrait n'utiliser qu'un unique tube amont 27, à ce niveau. Puis, pour permettre la circulation du fluide frigorigène de la première chambre intermédiaire 17 vers la première souschambre aval 14, on prévoit, dans l'exemple illustré, trois tubes dits intermédiaires" 28. Le fluide frigorigène qui se trouve dans la première chambre intermédiaire 17, pénètre à l'intérieur des parties terminales 24 des seconds éléments 22 de chaque tube-épingle intermédiaire 28, circule dans ces trois tubes intermédiaires, puis débouche dans la première sous-chambre aval 14 par les parties terminales 23 des premiers éléments 21 des tubes 28. Bien entendu, on pourrait n'utiliser qu'un unique tube intermédiaire 28, à ce niveau. La circulation du fluide frigorigène de la première souschambre aval 14 vers la seconde chambre intermédiaire 18 s'effectue, dans l'exemple illustré, grâce à quatre autres tubes intermédiaires 28. Le fluide frigorigène qui se trouve dans la première sous-chambre aval 14, pénètre à l'intérieur des parties terminales 23 des premiers éléments 21 de chaque tube-épingle intermédiaire 28, circule dans ces quatre tubes intermédiaires, puis débouche dans la seconde chambre intermédiaire 18 par les parties terminales 24 des seconds éléments 22 des tubes 28. Bien entendu, on pourrait n'utiliser qu'un unique tube intermédiaire 28, à ce niveau. Enfin, pour permettre la circulation du fluide frigorigène de la seconde chambre intermédiaire 18 vers la seconde souschambre aval 15, on prévoit, dans l'exemple illustré, six tubes intermédiaires 28. Le fluide frigorigène qui se trouve dans la seconde chambre intermédiaire 18, pénètre à l'intérieur des parties terminales 24 des seconds éléments 22 de chaque tube-épingle intermédiaire 28, circule dans ces six tubes intermédiaires, puis débouche dans la seconde souschambre aval 15 par les parties terminales 23 des premiers éléments 21 des tubes 28. Bien entendu, on pourrait n'utiliser qu'un unique tube intermédiaire 28, à ce niveau. Le fluide frigorigène traité est alors évacué par la tubulure de sortie 12 dans la partie amont 3 du circuit de réfrigération. De préférence, on place entre les premier 21 et second 22 éléments de chaque tube-épingle 27 et 28 des intercalaires métalliques 30 pour favoriser l'échange thermique entre lesdits tubes et un flux d'air qui circule entre ceux-ci. Par ailleurs, comme illustré sur la figure 3, les tubesépingles peuvent être subdivisés, dans la direction transversale (perpendiculaire à la direction longitudinale X- X), en au moins deux canaux 32 indépendants l'un de l'autre. Dans ce cas, la paroi et la cloison longitudinale comportent des ouvertures adaptées à l'introduction des parties terminales de chaque tube. Cela permet d'améliorer le rendement thermique du condenseur. Les différentes pièces constituant un condenseur du type décrit précédemment peuvent être solidarisées les unes des autres, après assemblage, puis brasage ou soudage lors d'un passage dans un four adapté à cet effet. I1 est d'ailleurs préférable que les différentes parties soient réalisées en aluminium, ou dans un alliage d'aluminium, et que les surfaces desdites parties susceptibles de se contacter soient revêtues d'un placage. En raison de sa configuration, un tel condenseur permet d'assurer à laide d'une unique paroi conformée à la fois la collection et la réserve de fluide frigorigène. 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, le nombre de tubes amont et intermédiaires pourra varier d'un condenseur à l'autre, selon leurs caractéristiques. I1 est clair que plus le nombre de tubes intermédiaires sera important, plus le condenseur sera apte à sur-refroidir le fluide frigorigène avant de le ré injecter dans la partie aval du circuit de réfrigération. De même, on pourra réaliser un condenseur dans lequel la première partie longitudinale ne comporte que deux chambres tandis que la seconde partie longitudinale ne délimite qu'une chambre intermédiaire. Enfin, on pourra envisager de subdiviser les première et secondes parties longitudinales respectivement en plus de trois ou deux chambres ou sous-chambres. Revendications 1. Condenseur du type comprenant une tubulure d'entrée (11) et une tubulure de sortie (12) raccordées respectivement à une partie amont (2) et une partie aval (3) d'un circuit de réfrigération parcouru par un fluide frigorigène, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, une paroi cylindrique longitudinale (4) comprenant une cloison longitudinale (5) délimitant une première partie (6), subdivisée en une chambre amont (9) munie de la tubulure d'entrée (11) et une chambre aval (10) munie de la tubulure de sortie (12), et une seconde partie (7) s'étendant longitudinalement sensiblement sur la hauteur des chambres amont (9) et aval (10), et d'autre part, au moins un tube amont (27) et un tube intermédiaire (28) pliés de façon à former de premier (21) et second (22) éléments communiquant par une partie coudée (31) et s'étendant sensiblement perpendiculairement à ladite direction longitudinale, chaque premier élément (21) présentant une partie terminale (23) plus longue que la partie terminale (24) d'un second élément (22), en ce que la paroi (4) comporte de premiers passages (26) pour permettre l'introduction des parties terminales (23,24) des premier (21) et second (22) éléments des tubes dans la seconde partie (7), et en ce que la cloison longitudinale (5) comporte de seconds passages (25) pour permettre l'introduction des parties terminales (23) des premiers éléments (21) des tubes dans la première partie (6), de sorte que le fluide puisse circuler dans les tubes amont (27) et intermédiaire (28) depuis la chambre amont (9) jusqu'à la chambre aval (10), via la seconde partie (7). 2. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties terminales (23) des premiers éléments (21) de tube amont (27) et de tube intermédiaire (28) communiquent respectivement avec les chambres amont (9) et aval (10). 3. Condenseur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux tubes amont (27) et au moins deux tubes intermédiaires (28). 4. Condenseur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux tubes amont (27) et au moins trois tubes intermédiaires (28). 5. Condenseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre aval (10) est subdivisée en de première (14) et seconde (15) sous-chambres aval, la seconde sous-chambre aval (15) comportant la tubulure de sortie (12), et en ce que la seconde partie longitudinale (7) est subdivisée en de première (17) et seconde (18) chambres intermédiaires, la première chambre intermédiaire (17) étant placée au niveau de la chambre amont (9) et présentant une extension longitudinale supérieure à celle-ci et inférieure à l'addition des extensions longitudinales de la chambre amont (9) et de la première sous-chambre aval (14), et la seconde chambre intermédiaire (18) étant placée au niveau de la seconde souschambre aval (15) et présentant une extension longitudinale supérieure à celle-ci et inférieure à l'addition des extensions longitudinales des premières (14) et seconde souschambre aval (15), de sorte que, d'une première part, l'un au moins des tubes intermédiaires (28) communique avec la première chambre intermédiaire (17) et la première souschambre aval (14), d'une seconde part, un autre au moins des tubes intermédiaires (28) communique avec la seconde chambre intermédiaire (18) et la première sous-chambre aval (14), d'une troisième part, encore un autre au moins des tubes intermédiaires (28) communique avec la seconde chambre intermédiaire (18) et la seconde sous-chambre aval (15). 6. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les premier (21) et second (22) éléments de chaque tube (27,28) sont séparés par des intercalaires (30). 7. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque tube (27,28) est de forme générale plate, et est subdivisé, dans la direction perpendiculaire à la direction longitudinale, en au moins deux canaux (32) indépendants l'un de l'autre.