Brevet FR2770289A1 — publié le 19990430

Intercalaire pour évaporateur favorisant l'écoulement des condensats L'invention concerne un échangeur de chaleur pour le transfert de chaleur d'un premier fluide à l'état gazeux à un second fluide, notamment un évaporateur pour un dispositif de climatisation de l'habitacle d'un véhicule, comprenant un empilement de pochettes mutuellement alignées selon une première direction sensiblement horizontale dans lesquelles circule le second fluide, deux pochettes consécutives de l'empilement étant séparées, sur au moins une fraction de leur surface, par un intervalle prévu pour le passage du premier fluide selon une seconde direction sensiblement horizontale perpendiculaire à la première, intervalle dans lequel est disposé un intercalaire sous forme d'au moins une feuille ondulée dont les crêtes d'ondulation viennent en contact avec lesdites deux pochettes de manière à assurer un bon contact thermique entre celles-ci et le second fluide circulant dans l'intervalle. De tels échangeurs de chaleur sont utilisés en particulier comme évaporateurs dans les dispositifs de climatisation, pour refroidir un flux d'air à envoyer dans l'habitacle d'un véhicule par échange de chaleur avec un fluide réfrigérant qui passe de l'état liquide à l'état gazeux. Le refroidissement de l'air peut entraîner la condensation de l'humidité contenue dans celui-ci, sur les parties froides que sont les parois des pochettes et les intercalaires. Dans les évaporateurs connus, les crêtes d'ondulation des intercalaires s'étendent sensiblement horizontalement de manière à définir des canaux horizontaux pour la circulation de l'air dans les intervalles. Les zones de contact entre les intercalaires et les pochettes, auxquelles ils sont généralement brasés, constituent des zones de rétention et d'accumulation des condensats. Les gouttes d'eau ainsi rassemblées peuvent être entraînées par le courant d'air et projetées dans l'habitacle. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en favorisant l'élimination des condensats hors du flux d'air traversant 1 'évaporateur. L'invention vise notamment un échangeur de chaleur du genre défini en introduction, et prévoit que lesdites crêtes d'ondulation s'étendent sensiblement selon une direction verticale et que l'intercalaire présente des ouvertures traversantes permettant le passage du premier fluide. Grâce à l'orientation verticale des crêtes d'ondulation, les condensats s'écoulent immédiatement de haut en bas sur toute la surface des pochettes et des intercalaires, y compris le long des zones de contact entre ces pièces, sans rencontrer de zones de rétention. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou alternatives, sont énoncées ci-après: - L'intercalaire présente un profil crénelé. - L'intercalaire présente un profil en dents de scie. - L'intercalaire est une grille formée de fils entrecroisés. - Les fils s'étendent les uns sensiblement horizontalement, les autres sensiblement verticalement. - Certains au moins des fils s'étendent obliquement. - L'intercalaire est une plaque perforée. - L'intercalaire est sous forme de métal déployé. 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 de côté d'un évaporateur connu - les figures 2 et 3 sont des vues partielles en perspective de deux formes de réalisation d'un évaporateur selon l'invention - les figures 4 à 7 représentent en perspective différentes formes d'intercalaires utilisables dans un évaporateur selon l'invention. L'évaporateur connu illustré sur la figure 1, destiné à un dispositif de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, comprend une multiplicité de pochettes 1 mutuellement empilées de la gauche vers la droite, formées chacune de deux plaques de tôle emboutie en forme de cuvettes 2 et 3. Ces dernières sont identiques entre elles et ont leurs concavités tournées l'une vers l'autre, soit respectivement vers la droite et vers la gauche. Chaque cuvette présente un bord périphérique 4 situé dans un plan vertical, et les bords périphériques 4 des deux cuvettes formant une pochette sont mutuellement assemblés de façon étanche au fluide, par exemple par brasage, pour délimiter le volume intérieur de la pochette. On voit à la partie supérieure de la figure, pour chacune des cuvettes, une région 5 d'une profondeur plus grande que celle de la région 6, cette dernière occupant la majeure partie de la hauteur de la cuvette, au-dessous de la région 5. Deux régions de plus grande profondeur de chaque cuvette sont ainsi juxtaposées de l'avant vers l'arrière de la figure 2, définissant dans chaque pochette une chambre d'entrée et une chambre de sortie pour le fluide réfrigérant. La chambre d'entrée et la chambre de sortie de chaque pochette sont séparées l'une de l'autre par une zone de jonction étanche non représentée entre les deux cuvettes à mi-largeur de la pochette, cette zone de jonction se prolongeant vers le bas jusqu'au voisinage de l'extrémité inférieure de la pochette de façon à définir dans celle-ci un trajet en U pour le fluide entre la chambre d'entrée et la chambre de sortie. Le fond 7 de chaque cuvette est traversé, dans chacune des régions 5 de plus grande profondeur, par une ouverture et les fonds tournés l'un vers l'autre d'une cuvette 2 et d'une cuvette 3 adjacentes sont mutuellement liés de façon étanche autour des ouvertures, par exemple par brasage. Les ouvertures relient ainsi entre elles d'une part l'ensemble des chambres d'entrée, d'autre part l'ensemble des chambres de sortie, pour former respectivement une conduite d'entrée et une conduite de sortie entre lesquelles les trajets en U dans les différentes pochettes sont disposés en parallèle. Les fonds tournés l'un vers l'autre d'une cuvette 2 et d'une cuvette 3 voisines sont par ailleurs espacés l'un de l'autre dans leurs régions 6 de moindre profondeur. Les intervalles 8 ainsi définis entre les pochettes sont destinés à être parcourus horizontalement, d'avant en arrière de la figure ou inversement, par un flux d'air qui cédera de la chaleur au fluide réfrigérant circulant dans les pochettes. Un intercalaire 9 sous forme d'une feuille ondulée est disposé dans chaque intervalle 8, ses crêtes d'ondulation 10 venant alternativement en contact avec les fonds des deux cuvettes limitant cet intervalle. Dans cet évaporateur connu, les crêtes d'ondulation s'éten- dent horizontalement d'arrière en avant de la figure, donc perpendiculairement à la direction d'empilement des pochettes, de sorte que chaque intercalaire définit dans l'intervalle 8 où il est logé une multiplicité de canaux horizontaux pour la circulation du flux d'air à refroidir. Des découpes non représentées peuvent être ménagées dans les intercalaires pour créer une turbulence dans le flux d'air, améliorant ainsi les échanges thermiques entre celui-ci et le fluide circulant dans les pochettes. Les zones de contact allongées horizontalement entre les intercalaires 9 et les cuvettes 2, 3 constituent des zones de rétention et d'accumulation des condensats. La figure 2 représente en perspective la partie inférieure de la région d'extrémité gauche d'un évaporateur selon l'invention, semblable dans sa structure générale à celui de la figure 1. On y voit une pochette 1 composée de deux cuvettes 2 et 3, la cuvette gauche 2a d'une autre pochette située à droite de la précédente, et une pochette d'extrémité gauche lb composée d'une cuvette droite 3b semblable à celle de la première pochette et d'une plaque d'extrémité plane 20 liée de manière étanche à la périphérie de cette dernière cuvette. On y voit également deux intercalaires ondulés 21 disposés dans les intervalles 8 entre les pochettes. La zone de jonction médiane des cuvettes 2 et 3, séparant les deux branches du trajet en U du fluide réfrigérant, est indiquée par la référence 11. Selon l'invention, les crêtes d'ondulation 22 des intercalaires 21, qui s'appuient sur les pochettes et sont brasées à celles-ci, sont orientées verticalement de façon à ne pas retenir les condensats et à faciliter au contraire leur écoulement vers le bas. Dans l'exemple illustré, les intercalaires présentent un profil d'ondulation en dents de scie. Pour permettre le passage de l'air dans la direction horizontale, les intercalaires présentent des ouvertures, ces ouvertures étant délimitées par des fils entrecroisés formant une grille. Les fils s'étendent selon deux directions obliques et les ouvertures ont sensiblement la forme de losanges. Cette multiplicité d'ouvertures provoque en outre des turbulences dans le flux d'air, sans qu'il soit nécessaire de prévoir d'autres moyens à cet effet. La figure 3 diffère de la figure 2 uniquement par la forme de l'intercalaire 23 remplaçant l'intercalaire 21, qui est composé de deux grilles ondulées en dents de scie, qui occupent chacun la moitié de l'épaisseur de l'intervalle 8. Les crêtes d'ondulation 24 de chacune des deux grilles viennent en contact alternativement avec une pochette et avec les crêtes d'ondulation de l'autre grille. Les figures 4 à 7 représentent d'autres formes de grilles utilisables dans l'évaporateur de la figure 2 ou celui de la figure 3. Les grilles des figures 4 et 5, comme celles des figures 2 et 3, sont ondulées en dents de scie. Sur la figure 4, les fils constitutifs de la grille sont orientés horizontalement et verticalement. Sur la figure 5, ils sont orientés obliquement, et moins inclinés par rapport à un plan horizontal que sur la figure 2. Les grilles des figures 6 et 7 ont un profil en créneaux. Sur la figure 6 comme sur la figure 4, les fils constitutifs sont orientés horizontalement et verticalement, et sur la figure 7 comme sur la figure 2, ils sont orientés obliquement pour délimiter des ouvertures en forme de losanges. Les fils des grilles peuvent présenter d'autres orientations que celles décrites et représentées. On peut notamment croiser des fils sensiblement horizontaux ou verticaux et des fils obliques. Les intercalaires peuvent présenter d'autres formes que celle d'une grille à fils croisés, notamment celles d'une plaque perforée et d'un métal déployé. Revendications 1. Échangeur de chaleur pour le transfert de chaleur d'un premier fluide à l'état gazeux à un second fluide, notamment évaporateur pour un dispositif de climatisation de l'habitacle d'un véhicule, comprenant un empilement de pochettes (1) mutuellement alignées selon une première direction sensiblement horizontale dans lesquelles circule le second fluide, deux pochettes consécutives de l'empilement étant séparées, sur au moins une fraction de leur surface, par un intervalle (8) prévu pour le passage du premier fluide selon une seconde direction sensiblement horizontale perpendiculaire à la première, intervalle dans lequel est disposé un intercalaire sous forme d'au moins une feuille ondulée (21) dont les crêtes d'ondulation (22) viennent en contact avec lesdites deux pochettes de manière à assurer un bon contact thermique entre celles-ci et le second fluide circulant dans l'inter valle, caractérisé en ce que lesdites crêtes d'ondulation s'étendent sensiblement selon une direction verticale et que l'intercalaire présente des ouvertures traversantes permettant le passage du premier fluide. 2. Échangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intercalaire présente un profil crénelé. 3. Échangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intercalaire présente un profil en dents de scie. 4. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intercalaire est une grille formée de fils entrecroisés. 5. Échangeur de chaleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les fils s'étendent les uns sensiblement horizontalement, les autres sensiblement verticalement. 6. Échangeur de chaleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que certains au moins des fils s'étendent obliquement. 7. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'intercalaire est une plaque perforée. 8. Échangeur de chaleur selon i'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'intercalaire est sous forme de métal déployé.