Brevet FR2826437A1 — publié le 20021227

Dispositif de raccordement pour évaporateur de climatisation de véhicule L'invention concerne un échangeur de chaleur, notamment un évaporateur pour une boucle de climatisation de véhicule, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un premier fluide. Le but de l'invention est de proposer un tel dispositif de raccordement permettant de relier commodément l'échangeur de chaleur, notamment l'évaporateur, au reste du circuit du fluide, notamment au détendeur, de manière démontable et sous un encombrement réduit. L'invention vise notamment un échangeur de chaleur du genre défini en introduction, et prévoit que ledit dispositif comprend un bloc de raccordement traversé par un premier alésage et par un second alésage débouchant tous deux d'une part dans une première face du bloc, selon des axes respectifs parallèles de manière à venir en regard respectivement d'une ouverture d'entrée et d'une ouverture de sortie de l'échangeur mutuellement juxtaposées à une même extrémité de celui-ci, d'autre part dans une seconde face du bloc opposée à la première, selon des axes respectifs parallèles. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après : - Pour l'un au moins des premier et second alésages, les axes de débouché dans les première et seconde faces sont distincts et parallèles. - Lesdites ouvertures d'entrée et de sortie sont définies par des tubulures d'entrée et de sortie faisant saillie à ladite extrémité et dont les axes viennent en coïncidence avec les axes de débouché dans la première face. - Lesdits alésages sont propres à recevoir lesdites tubulures d'entrée et de sortie. - Le dispositif de raccordement comprend en outre deux tubes intermédiaires dont chacun est propre à s'engager par l'une de ses extrémités dans l'une des tubulures d'entrée et de sortie et par son extrémité opposée dans l'alésage correspondant du bloc. - Chaque tube intermédiaire présente un épaulement annulaire propre à s'appuyer sur le bloc de raccordement avec interposition d'un joint d'étanchéité pour assurer l'étanchéité de la communication de fluide entre le tube intermédiaire et l'alésage correspondant. - Ledit épaulement est défini par un bourrelet annulaire. - Le dispositif de raccordement comprend en outre une bride de serrage présentant des ouvertures propres à être traversées par les tubes intermédiaires, et des moyens pour solliciter celle-ci vers le bloc de raccordement de manière à serrer les bourrelets entre le bloc de raccordement et la bride. - Lesdites ouvertures de la bride de serrage sont propres à être traversées par les tubulures d'entrée et de sortie. - L'une au moins des ouvertures d'entrée et de sortie est ménagée dans une plaque extrême d'un empilement de plaques constitutif de l'échangeur de chaleur, ladite ouverture d'entrée ou de sortie communiquant avec une chambre pour le premier fluide délimitée par ladite plaque extrême et reliée à d'autres chambres par l'intermédiaire de trajets permettant au premier fluide d'échanger de la chaleur avec un second fluide. - Ladite ouverture de sortie est ménagée dans la plaque extrême tandis que ladite ouverture d'entrée est définie par l'extrémité amont d'un tube d'injection qui traverse de manière étanche une avant-dernière plaque et qui débouche en aval dans une chambre non adjacente à celle-ci. - Ladite extrémité amont du tube d'injection présente une saillie tournée radialement vers l'extérieur qui est immobilisée axialement entre l'avant-dernière plaque et le bloc de raccordement. - Ladite saillie du tube d'injection est logée dans un lamage ménagé dans la première face du bloc de raccordement. - Lesdits alésages traversent des embouts tubulaires mâles qui font saillie sur la seconde face du bloc. - Lesdits alésages débouchent dans la seconde face du bloc sous la forme de raccords femelles. - Le dispositif de raccordement est fixé de manière étanche par brasage ou par collage au corps de l'échangeur, et notamment aux tubulures d'entrée et de sortie, à ladite plaque extrême et/ou à l'extrémité amont du tube d'injection. - Le bloc de raccordement est muni de moyens permettant sa liaison étanche et démontable avec des composants associés audit échangeur de chaleur dans un circuit de fluide. L'invention a également pour objet un dispositif de raccordement pour un échangeur de chaleur, comprenant un bloc de raccordement, et le cas échéant des tubes intermédiaires, tels que définis ci-dessus. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés, où des éléments identiques ou analogues sont désignés sur toutes les figures par les mêmes numéros de référence. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un évaporateur propre à être équipé d'un dispositif de raccordement selon l'invention. La figure 2 est une vue partielle, en coupe selon la ligne II-II de la figure 1, de l'évaporateur équipé d'un dispositif de raccordement. Les figures 3 à 5 sont des vues analogues à la figure 2, relatives à des variantes. Les figures 6 et 7 sont des vues respectivement en coupe et en perspective du dispositif de raccordement de la figure 2. Les figures 8 et 9 sont des vues respectivement en coupe et en perspective du bloc de raccordement de la figure 3. L'évaporateur 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 dans une direction longitudinale sensiblement horizontale, et formées chacune de deux plaques de tôle embouties 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 des seconde et première extrémités longitudinales 5,4 de l'empilement. Chaque cuvette présente un bord périphérique 6 situé dans un plan vertical, et les bords périphériques 6 des deux cuvettes formant une pochette sont mutuellement assemblés de façon étanche au fluide, par brasage, pour délimiter le volume intérieur de la pochette. Chaque cuvette présente en outre, à sa partie supérieure, deux régions 7 d'une profondeur plus grande que celle de la région restante, cette dernière occupant la majeure partie de la hauteur de la cuvette, audessous des régions 7 et par conséquent en arrière du plan de la figure. Ces deux régions de plus grande profondeur de chaque cuvette, juxtaposées de la gauche vers la droite de la figure, définissent 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 9 entre les deux cuvettes à mi-largeur de la pochette, cette zone de jonction se raccordant au bord 6 à l'extrémité supérieure de la pochette et se prolongeant vers le bas jusqu'au voisinage de l'extrémité inférieure de la pochette de façon à définir dans celle-ci, entre les régions de profondeur réduite des cuvettes, un trajet en U pour le fluide entre la chambre d'entrée et la chambre de sortie. Le fond de chaque cuvette est traversé, dans chacune des régions 7 de plus grande profondeur, par une ouverture 11 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 brasage. L'alignement des chambres d'entrée/sortie situées du côté gauche de la figure forme une boite collectrice 16, et l'alignement des chambres d'entrée/sortie situé sur le côté droit forme une boite collectrice 17. La boîte collectrice 16 est subdivisée par une cloison transversale 18 en une conduite de liaison 12 s'étendant de cette cloison à l'extrémité 4 de l'empilement et une conduite de liaison 14 s'étendant de la cloison à l'extrémité 5. De même, une cloison transversale 19, plus éloignée de l'extrémité 4 que la cloison 18, sépare la boite collectrice 17 en une conduite de liaison 13 adjacente à l'extrémité 4 et une conduite de liaison 15 adjacente à l'extrémité 5. Deux plaques d'extrémités 20 et 21 encadrent l'empilement de pochettes aux extrémités 4,5 de celui-ci respectivement. Les chambres d'entrée/sortie formant une même conduite de liaison communiquent entre elles par les ouvertures 11 des cuvettes 2,3. Une tubulure d'entrée 22 et une tubulure de sortie 23 font saillie à l'extrémité 5, selon des axes respectifs 22a et 23a parallèles à l'axe longitudinal de l'empilement et traversent de manière étanche la plaque d'extrémité 21 et les régions 7 de la cuvette 3 adjacente à celle-ci. Les tubulures 22 et 23 sont ici des entretoises. Un tube d'injection 24 prolonge la tubulure 22 vers l'intérieur de la boite collectrice 16 jus- qu'au-delà de la cloison intermédiaire 18, de manière à mettre en communication la conduite de liaison 12 avec la partie du circuit de fluide réfrigérant située en amont de l'évaporateur. La tubulure 23 débouche quant à elle dans la conduite de liaison 15, de manière à mettre celle-ci en communication avec la partie aval du circuit. Le fluide réfrigérant pénétrant dans la conduite de liaison 12 par le tube d'injection 24 passe ensuite dans la conduite de liaison 13, en empruntant, en parallèle, les trajets en U d'un premier groupe de pochettes. Il est ensuite transféré à la conduite de liaison 14, par l'intermédiaire des trajets en U d'un second groupe de pochettes, puis à la conduite de liaison 15, par l'intermédiaire des trajets en U d'un troisième et dernier groupe de pochettes. Le fluide quitte enfin l'évaporateur par la tubulure 23. Lors de la circulation dans les trajets en U, le fluide reçoit de la chaleur d'un flux d'air qui traverse l'évaporateur horizontalement de la droite vers la gauche de la figure, selon la flèche FI, en passant par les intervalles qui séparent les pochettes en regard des régions de profondeur réduite des cuvettes. Selon l'invention, il est prévu un dispositif de raccordement qui, dans l'exemple illustré sur les figures 2,6 et 7, est formé par un bloc de raccordement 31, c'est-à-dire une pièce unique, traversé par deux alésages 32 et 33 dans lesquels s'engagent respectivement les tubulures 22 et 23. Comme on le voit sur la figure 6, ces deux alésages débouchent dans une première face plane 34, selon des axes respectifs 32a, 33a perpendiculaires à celle-ci, qui viennent en coïncidence avec les axes 22a et 23a. Sur la face 35 du bloc, opposée et parallèle à la face 34, font saillie des embouts tubulaires 36,37 entourant les alésages 32 et 33. Les embouts tubulaires 36 et 37 se raccordent à la face 35 par des bourrelets annulaires 38,39. Ils sont destinés à s'engager de manière étanche et démontable dans des conduites servant à relier l'évaporateur à d'autres composants de la boucle de climatisation, ou dans des alésages d'un tel composant, par exemple un détendeur. Comme on le voit sur la figure 6, l'alésage 32 traverse l'embout 36 selon l'axe 32a, tandis que l'alésage 33 traverse l'embout 37 selon un axe 33b distinct de l'axe 33a et parallèle à celui-ci. Le bloc 31 permet donc, de manière très simple et sous un encombrement réduit, de raccorder l'évaporateur à un détendeur dont les alésages de raccordement présentent un entre-axe différent de l'entre-axe des tubulures d'entrée et de sortie 22,23. Bien entendu, en fonction de la disposition relative souhaitée pour les composants, il est possible de prévoir des axes non confondus pour l'alésage 32 plutôt que pour l'alésage 33, ou à la fois pour ces deux alésages, ou encore de prévoir des axes confondus pour les deux alésages. La figure 7 montre deux trous 40 qui traversent le bloc 31 de la face 34 à la face 35. Ces trous permettent le passage de vis propres à se visser par exemple dans un détendeur de manière à comprimer axialement des joints toriques d'étanchéité entourant les embouts 36 et 37, entre les bourrelets 38 et 39 et des épaulements des alésages du détendeur dans lesquels s'engagent les embouts. Les tubulures 22 et 23 peuvent quant à elles être fixées dans les alésages 32 et 33 de manière étanche et permanente, par exemple par brasage ou par collage. Dans la variante illustrée sur la figure 3, le bloc 31 diffère de celui représenté sur la figure 2 en ce que ses alésages, dont seul l'alésage 32 est partiellement représenté, possèdent, à leur débouché dans la face 34, un diamètre sensiblement égal au diamètre extérieur des tubulures d'entrée 22 et de sortie, et non plus un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur de ces tubulures. Un tube intermédiaire 42 s'engage par ses deux extrémités respectivement dans la tubulure 22, à laquelle il peut être brasé ou collé de manière étanche, et dans l'alésage 32. Un chanfrein 41 est formé au débouché de l'alésage 32 dans la face 34. Le tube 42 présente un bourrelet annulaire 43 en saillie radiale vers l'extérieur. Une bride 44 s'étendant en regard de la face 34 du bloc 31 présente deux ouvertures 45 traversées respectivement par les tubulures d'entrée et de sortie de l'évaporateur respectivement. Cette bride peut être sollicitée par des vis vers la face 34, de manière connue, de manière à s'appuyer sur les bourrelets 43 et à comprimer axialement entre ceux-ci et les chanfreins 41 des joints toriques d'étanchéité 46. Un tube semblable au tube 42 s'engage dans la tubulure de sortie de l'évaporateur et dans l'alésage du bloc 31 associé à celle-ci. Les figures 8 et 9 représentent un bloc de raccordement 31 dont les alésages 32,33 présentent des chanfreins 41 semblables à celui de la figure 3. Ces alésages sont donc propres à coopérer de la manière décrite avec des tubes intermédiaires tels que 42. Toutefois, il est bien entendu que de tels alésages peuvent également coopérer de la manière illustrée par la figure 2 avec des tubulures d'entrée et de sortie d'un diamètre approprié, les chanfreins 41 servant alors simplement à faciliter l'insertion de celles-ci. Contrairement au bloc 31 des figures 2,6 et 7, celui des figures 8 et 9 ne présente aucune saillie sur sa face 35 opposée à la face 34. Les alésages sont propres à recevoir, par leurs extrémités débouchant dans la face 35, les extrémités de conduites de raccordement ou des embouts mâles d'un composant tel qu'un détendeur. Les alésages 32,33 présentent, au voisinage immédiat de la face 35, des épaulements 50 permettant de loger et de comprimer axialement, entre ceux-ci et des surfaces d'appui appropriées, des joints toriques d'étanchéité. Ici encore, des trous 51 traversant le bloc 31 peuvent recevoir des vis servant au serrage des joints. Les figures 4 et 5 illustrent partiellement un évaporateur qui diffère de celui représenté sur la figure 1, et partiellement sur les figures 2 et 3, par la suppression des tubulures d'entrée et de sortie 22,23. Le tube d'injection 24 traverse la paroi de la plaque en forme de cuvette 3-0 située à l'extrémité de l'empilement, au voisinage de la plaque d'extrémité 21. Cette plaque 3-0 constitue ici une avant-dernière plaque. L'extrémité amont du tube 24, située entre les plaques 3-0 et 21, est repliée radialement vers l'extérieur pour former une bride 60 qui est logée dans un lamage 61 formé dans la face 34 du bloc 31, cette dernière étant appliquée contre la plaque 3-0. La plaque 3-0, le bloc 31 et la bride 60 sont assemblés de manière permanente par brasage ou par collage, assurant une communication étanche au fluide entre l'alésage 32 et l'intérieur du tube 24. Le second alésage, non représenté, du bloc de raccordement des figures 4 et 5 communique directement avec la chambre de sortie de la pochette d'extrémité à laquelle appartient la plaque 3-0, à travers une ouverture ménagée dans cette dernière, un lamage tel que 61 n'étant pas nécessaire à ce niveau. Le bloc 31 de la figure 4 présente, comme celui des figures 2,6 et 7, un embout mâle 36 et un bourrelet 38 associés à l'alésage 32, ainsi qu'un embout et bourrelet semblable associés à l'autre alésage. Le bloc traverse une ouverture 62 ménagée dans la plaque 21. De tels embouts et bourrelets sont absents du bloc 31 de la figure 5, dont les alésages présentent des épaulements 50 semblables à ceux du bloc des figures 8 et 9. Dans l'exemple particulier de la figure 5, pour faciliter le maintien en position du bloc 31 pendant les opérations d'assemblage, la plaque 21 est repliée à l'opposé de la plaque 3-0, pour former une région horizontale 63 supportant le bloc 31, et repliée de nouveau vers le haut, en regard de la face 35, pour former une partie verticale 64 percée de deux ouvertures 65 en regard des deux alésages du bloc respectivement. Revendications 1. Échangeur de chaleur, notamment évaporateur pour une boucle de climatisation de véhicule, muni d'un dispositif de raccordement pour l'introduction et l'extraction d'un premier fluide, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un bloc de raccordement (31) traversé par un premier alésage (32) et par un second alésage (33) débouchant tous deux d'une part dans une première face (34) du bloc, selon des axes respectifs parallèles (32a, 33a) de manière à venir en regard respectivement d'une ouverture d'entrée et d'une ouverture de sortie de l'échangeur mutuellement juxtaposées à une même extrémité de celui-ci, d'autre part dans une seconde face (35) du bloc opposée à la première, selon des axes respectifs parallèles (32a, 33b). 2. Échangeur de chaleur selon la revendication 1, dans lequel, pour l'un au moins (33) des premier et second alésages, les axes de débouché (33a, 33b) dans les première et seconde faces sont distincts et parallèles. 3. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel lesdites ouvertures d'entrée et de sortie sont définies par des tubulures d'entrée et de sortie (22,23) faisant saillie à ladite extrémité et dont les axes (22a, 23a) viennent en coïncidence avec les axes de débouché (32a, 33a) dans la première face. 4. Échangeur de chaleur selon la revendication 3, dans lequel lesdits alésages sont propres à recevoir lesdites tubulures d'entrée et de sortie. 5. Échangeur de chaleur selon la revendication 3, dans lequel le dispositif de raccordement comprend en outre deux tubes intermédiaires (42) dont chacun est propre à s'engager par l'une de ses extrémités dans l'une (22) des tubulures d'entrée et de sortie et par son extrémité opposée dans l'alésage correspondant (32) du bloc. 6. Échangeur de chaleur selon la revendication 5, dans lequel chaque tube intermédiaire présente un épaulement annulaire (43) propre à s'appuyer sur le bloc de raccordement avec interposition d'un joint d'étanchéité (46) pour assurer l'étanchéité de la communication de fluide entre le tube intermédiaire et l'alésage correspondant. 7. Échangeur de chaleur selon la revendication 6, dans lequel ledit épaulement est défini par un bourrelet annulaire (43). 8. Échangeur de chaleur selon la revendication 7, dans lequel le dispositif de raccordement comprend en outre une bride de serrage (44) présentant des ouvertures (45) propres à être traversées par les tubes intermédiaires, et des moyens pour solliciter celle-ci vers le bloc de raccordement de manière à serrer les bourrelets entre le bloc de raccordement et la bride. 9. Échangeur de chaleur selon la revendication 8, dans lequel lesdites ouvertures (45) de la bride de serrage sont propres à être traversées par les tubulures d'entrée et de sortie (22,23). 10. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l'une au moins des ouvertures d'entrée et de sortie est ménagée dans une plaque extrême (21) d'un empilement de plaques constitutif de l'échangeur de chaleur, ladite ouverture d'entrée ou de sortie communiquant avec une chambre pour le premier fluide délimitée par ladite plaque extrême (21) et reliée à d'autres chambres par l'intermédiaire de trajets permettant au premier fluide d'échanger de la chaleur avec un second fluide. 11. Échangeur de chaleur selon la revendication 10, dans lequel ladite ouverture de sortie est ménagée dans la plaque extrême (21) tandis que ladite ouverture d'entrée est définie par l'extrémité amont d'un tube d'injection (24) qui traverse de manière étanche une avant-dernière plaque (3-0) et qui débouche en aval dans une chambre non adjacente à celle-ci. 12. Échangeur de chaleur selon la revendication 11, dans lequel ladite extrémité amont du tube d'injection présente une saillie (60) tournée radialement vers l'extérieur qui est immobilisée axialement entre l'avant-dernière plaque (3-0) et le bloc de raccordement (31). 13. Échangeur de chaleur selon la revendication 12, dans lequel ladite saillie du tube d'injection est logée dans un lamage (61) ménagé dans la première face (34) du bloc de raccordement. 14. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits alésages traversent des embouts tubulaires mâles (36,37) qui font saillie sur la seconde face (35) du bloc. 15. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel lesdits alésages débouchent dans la seconde face du bloc sous la forme de raccords femelles. 16. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de raccordement (31, 42) est fixé de manière étanche par brasage ou par collage au corps de l'échangeur, et notamment aux tubulures d'entrée et de sortie (22,23), à ladite plaque extrême (21) et/ou à l'extrémité amont (60) du tube d'injection. 17. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le bloc de raccordement (31) est muni de moyens (36-39 ; 50) permettant sa liaison étanche et démontable avec des composants associés audit échangeur de chaleur dans un circuit de fluide. 18. Dispositif de raccordement pour un échangeur de chaleur, comprenant un bloc de raccordement (31), et le cas échéant des tubes intermédiaires (42), tels que définis dans l'une des revendications précédentes.