Brevet FR2766559A1 — publié le 19990129

Condenseur à double réservoir intégré, notamment pour un circuit de climatisation de véhicule automobile L'invention concerne le domaine des circuits de climatisation, du type de ceux utilisés, notamment, dans les installations de climatisation de véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement les condenseurs utilisés dans de telles installations, parcourus par un fluide frigorigène, et comprenant un faisceau de tubes monté entre deux boîtes collectrices sensiblement verticales, l'une des boîtes étant divisée par une cloison sensiblement verticale en deux parties, dont une formant réservoir. Plus précisément, la première boîte collectrice et la première partie de la seconde boîte comportent, généralement, chacune au moins une cloison sensiblement horizontale séparant de façon étanche des première et seconde chambres superposées, la seconde chambre de la première partie et la seconde partie de la seconde boite communiquant par un premier orifice. Le fluide circule de la première chambre de la première boite vers la seconde partie de la seconde boîte via la première chambre de la seconde boîte, la seconde chambre de la première boîte, et la seconde chambre de la seconde boîte. De tels condenseurs, dits "à réservoir intégré, sont destinés à refroidir le fluide frigorigène, issu d'une partie amont du circuit de climatisation, de sorte qu'il parvienne au moins à une température de condensation TC avant d'être évacué dans une partie aval du circuit de climatisation. Le réservoir de ces condenseurs ont un volume limité à la fois par l'espace disponible (problème d'encombrement) et par les contraintes techniques liées au mode de solidarisation des éléments constituants les boîtes (problème de brasabilité). Cette limitation est par ailleurs renforcée du fait des contraintes de sécurité en vigueur. Il en résulte que le volume du réservoir peut s'avérer insuffisant pour certains types de véhicules. Un but de l'invention est donc de procurer un condenseur à réservoir intégré qui ne présente pas l'inconvénient précité. L'invention propose à cet effet un condenseur du type défini en introduction, dans lequel la première boîte et la première partie de la seconde boîte comprennent chacune une troisième 4! chambre, ces troisièmes chambres communiquant entre elles par au moins un conduit, et les seconde partie (formant réservoir intégré principal) et troisième chambre de la première partie de la seconde boîte (formant avec l'autre troisième chambre et le conduit un réservoir intégré additionnel) communiquant par un second orifice. De la sorte, il est possible d'augmenter sensiblement, et selon les besoins, le volume total du réservoir intégré, sans qu'il soit nécessaire d'augmenter les dimensions (et notam ment le diamètre) du réservoir intégré principal (seconde partie de la seconde boîte). Les troisièmes chambres peuvent communiquer entre elles par plusieurs conduits, lesquels seront alors de préférence des tubes du type de ceux formant le faisceau. Selon les configurations choisies, les troisièmes chambres sont placées soit au dessus des premières chambres, soit au dessous de celles-ci. Afin de permettre un "sous-refroidissement" du fluide frigorigène par le condenseur, celui-ci peut comprendre dans ses première boîte et première partie de seconde boîte une quatrième chambre, ces quatrièmes chambres communiquant entre elles par des tubes, et les seconde partie et quatrième chambre de la première partie de la seconde boîte communi quant par un troisième orifice, de sorte que le fluide soit évacué de la seconde partie de la seconde boite vers la quatrième chambre de la première boîte via la quatrième chambre de la seconde boîte, afin de gagner la partie aval du circuit de réfrigération. Ces quatrièmes chambres peuvent être placées soit directement au dessous des secondes chambres et séparées de celles-ci par une cloison sensiblement horizontale, lorsque les troisièmes chambres sont au dessus des premières chambres, soit au dessous des troisièmes chambres et séparées de celles-ci par une cloison sensiblement horizontale, lorsque les troisièmes chambres sont au dessus des secondes chambres, soit encore au dessous des secondes chambres et au dessus des troisièmes chambres, et respectivement séparées de celles-ci par des cloisons sensiblement horizontales. 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 un condenseur selon l'invention, dans un premier mode de réalisation; et - la figure 2 est un schéma illustrant un condenseur selon l'invention, dans un second mode de réalisation. On se réfère tout d'abord à la figure 1 pour décrire un premier mode de réalisation d'un condenseur à réservoir intégré selon l'invention. Dans cet exemple de réalisation on considérera que le condenseur fait partie d'un circuit de climatisation d'une installation de climatisation, par exemple de véhicule automobile. Ce condenseur comprend une première boîte collectrice 1 longitudinale (ou verticale) subdivisée en trois chambres indépendantes et séparées les unes des autres par une cloison transversale 2 (ou horizontale). Une première chambre 3 est placée dans une position intermédiaire et comprend une tubulure d'entrée 4 connectée à une partie amont du circuit de climatisation (non représenté). Une seconde chambre 5 se trouve placée en dessous de la première chambre 3. Une troisième chambre 6 se trouve placée au dessus de la première chambre 3. Le condenseur comprend également une seconde boîte collectrice 7 longitudinale (ou verticale), subdivisée grâce à une cloison longitudinale (ou verticale) 8 en une première partie longitudinale 9 et une seconde partie longitudinale 10, cette dernière formant un réservoir intégré et comportant une tubulure de sortie 11 raccordée à la partie aval du circuit de climatisation (non représentée). La première partie 9 de cette seconde boîte collectrice 7 est également subdivisée en trois chambres indépendantes par l'intermédiaire de cloisons transversales (ou horizontales) 2. Une première chambre 12 est placée dans une position sensiblement intermédiaire et communique par l'intermédiaire de tubes 13 avec les première 3 et seconde 5 chambres de la première boîte collectrice 1. Une seconde chambre 14 est placée au dessous de la première chambre 12 et communique, d'une part, avec la seconde chambre 5 de la première boîte collectrice par l'intermédiaire de tubes 13, et d'autre part, avec la partie inférieure 15 de la seconde partie 10 de la seconde boite collectrice 7 par l'intermédiaire d'une ouverture 16 formée dans la cloison longitudinale 8. Une troisième chambre 17 est placée au dessus de la première chambre 12 et communique, dans cet exemple, d'une part, avec la troisième chambre 6 de la première boite collectrice 1 par l'intermédiaire d'un conduit 18, et d'autre part avec la seconde partie 10 de la seconde boite collectrice 7 par l'intermédiaire d'une autre ouverture 19 formée dans la partie supérieure 20 de la cloison longitudinale 8. Les tubes 13 qui relient les première et seconde chambres des première et seconde boîte collectrice forment un faisceau dans lequel peut circuler un fluide frigorigène en provenance de la partie amont du circuit de climatisation et destiné à être refroidi à une température de condensation TC. De préférence, la section du conduit 18 est au moins deux fois plus grande que celle des tubes 13. Les tubes du faisceau sont séparés les uns des autres par des intercalaires 21. Le fluide frigorigène à condenser et refroidir qui arrive par la tubulure 4 dans la première chambre 3 de la première boîte collectrice 1 circule dans les tubes 13, débouche dans la première chambre 12 de la seconde boîte collectrice 7, emprunte d'autres tubes du faisceau pour déboucher dans la seconde chambre 5 de la bolte collectrice 1, puis emprunte encore d'autres tubes afin de déboucher dans la seconde chambre 14 de la seconde boîte collectrice 7. Il peut alors déboucher sous une température de sous-refroidissement TC dans le réservoir intégré principal formé par la seconde partie 10 de la seconde boîte collectrice 7, en traversant l'ouverture 16. Il peut ensuite être évacué par la tubulure de sortie 11 formé dans la seconde partie 10 de la seconde boite collectrice 7 afin de rejoindre la partie avale du circuit de climatisation. Du fait que la troisième chambre 17 de la seconde boîte collectrice 7 communique avec la seconde partie 10 de cette même seconde boîte collectrice 7 par l'ouverture 19, et que d'autre part cette troisième chambre 17 communique avec la troisième chambre 6 de la première boîte collectrice 1 grâce au conduit 18, ces deux troisièmes chambres 17 et 6 ainsi que le conduit 18 forment un réservoir intégré additionnel qui vient compléter la capacité de stockage de fluide frigorigène de la seconde partie 10 de la seconde boîte collectrice 7, laquelle forme le réservoir principal du condenseur. Il est ainsi possible d'augmenter très notablement le volume total du réservoir du condenseur, et par conséquent d'augmen ter le volume de fluide frigorigène qui circule dans le circuit de climatisation. Les dimensions du conduit 18 peuvent être adaptées selon le volume requis pour le réservoir intégré. On se réfère maintenant à la figure 2 pour décrire un second mode de réalisation d'un condenseur à réservoir intégré selon l'invention. Ce second mode de réalisation est en fait une variante du premier mode de réalisation dans laquelle se trouve ajoutée une partie de sous-refroidissement du fluide frigorigène. En fait, cette partie de sous-refroidissement à pour but d'abaisser d'environ 10 C la température de condensation TC du fluide frigorigène qui parvient dans la seconde chambre 14 de la seconde boîte collectrice 7. I Pour ce faire, on prévoit, dans cet exemple, d'une part dans la première boîte collectrice 1 une quatrième chambre 22 placée en dessous de la seconde chambre 5, et d'autre part, dans la première partie 9 de la seconde boîte collectrice 7, une quatrième chambre 23 placée au dessous de la seconde chambre 16. Ces deux chambres 22 et 23 des première 1 et seconde 7 boîtes collectrices communiquent par l'intermédiaire de tubes 13 identiques à ceux formant le faisceau et également séparés par des intercalaires 21. La quatrième chambre 23 de la seconde boîte collectrice 7 communique avec la seconde partie 10 de cette seconde boîte collectrice 7 par l'intermédiaire d'une ouverture 24 formée également dans la cloison longitudinale 8. Afin de permettre la circulation du fluide frigorigène de la quatrième chambre 23 de la seconde boite collectrice 7 vers la quatrième chambre 22 de la première boîte collectrice 1, la tubulure de sortie 11 est désormais placée dans la quatrième chambre 22 de la première boîte collectrice 1, et non plus dans la seconde partie 10 de la seconde boîte collectrice 7. Ainsi, le fluide frigorigène qui parvient dans la seconde chambre 16 de la seconde boîte collectrice 7 sous une température de condensation TC, pénètre par l'ouverture 16 dans la seconde partie 10 de la seconde boîte collectrice 7, puis pénètre dans la quatrième chambre 23 de la seconde boite collectrice 7 par l'ouverture 24, circule alors dans les tubes 13 du faisceau et débouche dans la quatrième chambre 22 de la première boîte collectrice 1. Arrivé dans cette quatrième chambre 22 de la première boîte collectrice 1, le fluide frigorigene est alors sous une température TS inférieure d'environ 10 C à la température de condensation TC et peut être évacué dans la partie aval du circuit de climatisation par l'intermédiaire de la tubulure de sortie Par ailleurs, dans ce second mode de réalisation, le conduit référencé 18 dans le premier mode de réalisation a été remplacé par plusieurs conduits de plus petites dimensions. En fait, dans cet exemple, ces conduits sont des tubes identiques aux tubes du faisceau. Ils peuvent être éventuellement, également, séparés les uns des autres par des intercalaires 21. I1 est clair, que dans le premier mode de réalisation, on pourrait également utiliser en remplacement du conduit 18 une multiplicité de tubes identiques à ceux du faisceau, tout comme dans le second mode de réalisation. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits précédemment, seulement à titre d'exemple, mais elle s'étend aux autres variantes que pourra développer l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. Ainsi, selon la configuration du condenseur (ou en d'autres termes selon le sens de circulation du fluide, ascendant ou descendant) les positions des troisièmes chambres 6 et 17 et du ou des conduits 18 (ou 13) qui assure(nt) leur communication, lesquels forment le réservoir intégré additionnel, pourront être placés dans la partie inférieure du condenseur, soit au dessous des secondes chambres 9 et 5 lorsque le condenseur ne comprend pas de partie de sous-refroidissement, soit au dessous des quatrièmes chambres 23 et 22 lorsque le condenseur comprend une partie de sous-refroidissement dans sa partie inférieure. De même, la partie de sous-refroidissement pourra être placée dans la partie supérieure du condenseur, par exemple au dessus des premières chambres 12 et 3 lorsque la circulation du fluide dans le condenseur est ascendante. Enfin, le condenseur selon l'invention pourrait également comprendre des moyens de filtration comportant des moyens de lll filtration d'impuretés et/ou des moyens de dessiccation. Revendications 1. Condenseur pour un circuit de réfrigération parcouru par un fluide frigorigène, du type comprenant un faisceau de tubes (13) monté entre des première (1) et seconde (7) boîtes collectrices s'étendant dans une direction sensiblement verticale, la seconde boite (7) étant divisée par une cloison sensiblement verticale (8) en des première (9) et seconde (10) parties, la première boîte collectrice (1) et la première partie (9) comportant chacune au moins une cloison (2) sensiblement horizontale séparant de façon étanche des première (3,12) et seconde (5,14) chambres, la seconde chambre (14) de la première partie (9) et la seconde partie (10) de la seconde boîte (7) communiquant par un premier orifice (16), le fluide circulant de la première chambre (3) de la première boîte (7) vers la seconde partie (10) de la seconde boîte (7) via la première chambre (12) de la seconde boîte (7), la seconde chambre (5) de la première boîte (1), et la seconde chambre (14) de la seconde boîte (7), caractérisé en ce que la première boîte (1) et la première partie (9) de la seconde boîte (7) comprennent chacune une troisième chambre (6,17), lesdites troisièmes chambres communiquant entre elles par au moins un conduit (18;13), et lesdites seconde partie (10) et troisième chambre (17) de la première partie (9) de la seconde boîte (7) communiquant par un second orifice (19). 2. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les troisièmes chambres (6,17) communiquent entre elles par plusieurs conduits. 3. Condenseur selon la revendication 2, caractérisé en ce les conduits sont des tubes (13). 4. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les troisièmes chambres (6,17) sont placées au dessus des premières chambres (3,12). 5. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les troisièmes chambres (6,17) sont placées au dessous des secondes chambres (5,12). 6. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première boîte (1) et la première partie (9) de la seconde boite (7) comprennent chacune une quatrième chambre (22,23), lesdites quatrièmes chambres communiquant entre elles par des tubes (13), et lesdites seconde partie (10) et quatrième chambre (23) de la première partie (9) de la seconde boîte (7) communiquant par un troisième orifice (24), de sorte que le fluide soit évacué de ladite seconde partie (10) de la seconde boîte (7) vers la quatrième chambre (22) de la première boîte (1) via la quatrième chambre (23) de la seconde boîte (7). 7. Condenseur selon la revendication 4 combinée à la revendication 6, caractérisé en ce que les quatrièmes chambres (22,23) sont placées au dessous des secondes chambres (5,12) et séparées de celles-ci par une cloison sensiblement horizontale (2). 8. Condenseur selon la revendication 5 combinée à la revendication 6, caractérisé en ce que les quatrièmes chambres sont placées au dessous des troisièmes chambres et séparées de celles-ci par une cloison sensiblement horizontale. 9. Condenseur selon la revendication 5 combinée à la revendication 6, caractérisé en ce que les quatrièmes chambres sont placées au dessous des secondes chambres et au dessus des troisièmes chambres et respectivement séparées de celles-ci par des cloisons sensiblement horizontales.