Brevet FR2897784A1 — publié le 20070831

Filtre pour réservoir tubulaire, en particulier pour un échangeur de chaleur L'invention concerne un filtre propre à être installé à l'intérieur d'un réservoir à paroi tubulaire, et comprenant un corps de filtre et des moyens de maintien agencés pour maintenir le filtre dans une position axiale choisie dans le réservoir. Il est connu des corps de filtre comportant au moins un joint ou une lèvre d'étanchéité propre à venir en appui étanche contre la paroi tubulaire du réservoir. Ainsi, lorsque le filtre est installé dans le réservoir, il définit dans ce dernier une zone amont pour un fluide à filtrer et une zone aval pour le fluide filtré. On prévoit alors dans la paroi tubulaire du réservoir deux orifices d'accès de fluide situés à des hauteurs ou positions axiales différentes, à savoir un orifice d'entrée débouchant dans la zone amont et un orifice de sortie débouchant dans la zone aval. Dans une application de l'invention, le réservoir est associé à un échangeur de chaleur, en particulier un 25 condenseur de climatisation, pour véhicules automobiles. Dans cette application particulière à un condenseur de climatisation, l'orifice d'entrée reçoit un fluide réfrigérant condensé qui débouche dans la zone amont du 30 réservoir, est alors filtré, gagne ensuite la zone aval, et quitte enfin le réservoir par l'orifice de sortie pour parvenir dans une partie du condenseur où le fluide réfrigérant est sous-refroidi. Pour cela, l'orifice d'entrée du réservoir communique avec une dernière passe de condensation du faisceau de tubes du condenseur, tandis que l'orifice de sortie communique avec une passe de sous-refroidissement du faisceau de tubes. Il est donc essentiel que le filtre puisse être maintenu dans une position axiale choisie dans le réservoir pour pouvoir assurer correctement sa fonction de filtration. Lorsque le réservoir est fermé par un bouchon amovible, le filtre peut être intégré à ce bouchon, ce qui garantit un positionnement axial correct du filtre lorsque le bouchon est en place. Cependant cette solution n'est possible que dans le cas d'un réservoir dont le bouchon est prévu pour fermer le réservoir en une extrémité définie, par exemple une extrémité inférieure pour un réservoir vertical. Ceci impose aussi que le filtre puisse être placé à proximité du bouchon. Dans les autres cas, c'est-à-dire lorsque le filtre n'est pas solidaire d'un bouchon amovible ou bien lorsque le réservoir n'est fermé par aucun bouchon, il faut tenir le filtre en position. Cela s'effectue le plus souvent par l'intermédiaire d'un organe de liaison, par exemple d'une tige en matière plastique. Il en résulte pour inconvénients le besoin de recourir à une pièce supplémentaire dont la longueur doit être adaptée à celle du réservoir considéré, d'où un grand nombre de références de pièces. Une autre solution envisageable est de maintenir le filtre par déformation localisée de la paroi tubulaire, mais ceci au prix d'une opération supplémentaire de fabrication. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. L'invention propose à cet effet un filtre du type défini en introduction, dans lequel les moyens de maintien comprennent au moins une lame ressort solidaire du corps du filtre et propre à être disposée dans une configuration fléchie de précontrainte, en laquelle la lame ressort est propre à venir s'appuyer contre l'intérieur de la paroi tubulaire. Du fait que la lame ressort est fléchie, elle vient s'appuyer par arc-boutement contre l'intérieur de la paroi tubulaire en maintenant le filtre dans une position choisie. Il n'est donc plus nécessaire de faire appel à une pièce supplémentaire, comme par exemple une tige de liaison, pour assurer le maintien du filtre dans sa position d'utilisation. 25 Une seule référence de filtre suffit alors, et cela quelle que soit la longueur du réservoir. Le filtre peut être mis en position à l'aide d'un outillage 30 simple, par exemple du type pince. Il n'est plus nécessaire de faire appel à une déformation ou à un usinage du réservoir pour le maintien du filtre.20 Cela simplifie notablement les opérations de fabrication et de montage du filtre dans le réservoir. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la lame ressort est propre à être disposée transversalement dans la configuration fléchie de précontrainte, en laquelle deux extrémités opposées de la lame ressort viennent s'appuyer contre l'intérieur de la paroi tubulaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, la lame ressort présente, dans une configuration plane au repos, une longueur, comprise entre ses deux extrémités opposées, qui est supérieure à la dimension intérieure transversale de la paroi tubulaire du réservoir. Par cette mesure, on garantit un maintien du filtre par arc-boutement de la lame ressort contre la paroi tubulaire du réservoir. La lame ressort pourra être constituée faite d'un acier ressort. Bien entendu, ce matériau devra être compatible avec le fluide que contient le réservoir. 25 Dans une forme de réalisation de l'invention, les moyens de maintien comprennent un organe de liaison issu du corps du filtre et propre à être solidarisé à une région d'attache de la lame ressort située sensiblement à mi-distance de deux extrémités opposées de la lame ressort. 30 Dans un mode de réalisation, cet organe de liaison est réalisé sous la forme d'un prolongement axial contre lequel viennent s'arc-bouter une pluralité de dents découpées dans20 la lame ressort et dirigées radialement vers l'intérieur en ménageant une ouverture pour l'introduction en force de l'organe de liaison. Ces dents sont de préférence formées dans une région centrale élargie, en forme de cuvette, de la lame ressort. Dans une variante de réalisation, l'organe de liaison est venu de moulage avec le corps de filtre. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les moyens de maintien comprennent deux trous aménagés de manière diamétralement opposée dans une paroi cylindrique du corps de filtre, ces trous étant propres à être 15 traversés librement par la lame ressort au voisinage de deux extrémités opposées de la lame ressort. Sous un autre aspect, l'invention concerne un réservoir de filtre à paroi tubulaire propre à recevoir un filtre en une 20 position axiale choisie, le filtre étant tel que défini précédemment. Dans une application de l'invention, ce réservoir est agencé pour être relié à un condenseur de climatisation et 25 contenir un fluide réfrigérant. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : 30 la figure 1 est une vue partielle en coupe d'une paroi tubulaire de réservoir contenant un filtre selon l'invention dont les moyens de maintien sont conformes à une première forme de réalisation de l'invention ;10 - la figure 2 est une vue partiellement en coupe et en perspective correspondant à la figure 1 montrant également la boîte collectrice d'un échangeur de chaleur associé au réservoir ; - la figure 3 est une vue en plan de la lame ressort du filtre des figures 1 et 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe à échelle agrandie de la lame ressort selon la ligne IV-IV de la figure 3 ; et - la figure 5 est une vue partielle en coupe d'un filtre équipé d'une lame ressort dans une deuxième forme de réalisation de l'invention. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un filtre 10 logé à l'intérieur d'une paroi tubulaire 12 d'un réservoir 14. Dans l'exemple, la paroi tubulaire 12 est une paroi cylindrique en forme de révolution autour d'un axe XX. La paroi tubulaire 12 présente une extrémité ouverte 16 par laquelle est introduit le filtre 10 dans la direction axiale. La paroi tubulaire 12 est avantageusement réalisée en une matière métallique, par exemple en alliage d'aluminium, et elle comporte extérieurement deux bossages 18 et 20 qui délimitent respectivement un orifice 22 d'entrée de fluide et un orifice 24 de sortie de fluide. Les orifices 22 et 24 sont décalés dans la direction axiale définie par l'axe XX et ils communiquent respectivement avec une zone amont et une zone aval du réservoir. Le fluide à filtrer pénètre (flèche Fi) dans le réservoir par l'orifice 22, est ensuite filtré par le filtre 10 et quitte le réservoir par l'orifice de sortie 24 (flèche F2). Le filtre 10 doit donc être placé dans une position axiale bien définie pour accomplir sa fonction de filtration. Le filtre 10 comporte un corps de filtre 26 réalisé d'une seule pièce par moulage d'une matière plastique et comprenant une bague annulaire 28 et un flasque circulaire 30 espacés axialement et reliés entre eux par quatre bras de liaison 32. La bague annulaire 28 forme une lèvre annulaire d'étanchéité venant coopérer avec l'intérieur de la paroi tubulaire 12. Chacun des bras de liaison 32 comporte un guide de centrage 34 pour assurer le guidage du filtre dans le réservoir. Avec le flasque 30 est venu de moulage un organe de liaison 36 constitué ici d'un prolongement axial qui s'étend dans la direction de l'axe XX et qui vient prolonger le corps de filtre du côté de l'ouverture 16 du réservoir. Ce prolongement axial est centré par rapport au corps de filtre 26 et il présente la forme d'une tige cylindrique circulaire d'un diamètre extérieur défini et terminée par une extrémité arrondie. L'organe de liaison 36 est prévu pour coopérer avec des moyens de maintien comportant une lame ressort 38 disposée transversalement dans une configuration fléchie de précontrainte en laquelle deux extrémités opposées 40 de la lame de ressort viennent s'appuyer contre l'intérieur de la paroi tubulaire. On voit sur la figure 1 que cette lame est fléchie pour permettre à ses deux extrémités 40 de s'appuyer par arc-boutement contre l'intérieur de la paroi tubulaire. La lame ressort 38 est disposée entre l'extrémité ouverte 16 de la paroi tubulaire 12 et le corps de filtre 26 et elle se situe également entre l'extrémité ouverte 16 et l'orifice de sortie 24. Autrement dit, la lame ressort se situe en dessous de l'orifice de sortie 24 lorsque la paroi tubulaire 12 est verticale avec l'extrémité ouverte 16 orientée vers le bas. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, la lame ressort 38 est fléchie de telle sorte qu'elle tourne sa concavité vers le haut, donc vers le corps de filtre 26. Il est cependant envisageable de faire en sorte que sa concavité soit tournée vers le bas, donc à l'opposé du corps de filtre 26. La lame ressort est, par exemple, réalisée dans un acier ressort compatible avec le fluide à filtrer. Elle est solidarisée au corps de filtre par coopération avec l'organe de liaison 36, comme on le verra plus loin. La lame ressort possède au repos une configuration plane représentée à la figure 3, à savoir une forme générale rectangulaire ayant une longueur L, définie entre ses deux extrémités 40, qui est supérieure à la dimension intérieure transversale (diamètre intérieur) de la paroi tubulaire. La lame ressort comporte une région centrale élargie 42, située à mi-distance des extrémités 40, dans laquelle sont découpées une pluralité de dents 44, dont les extrémités situées radialement vers l'intérieur délimitent une ouverture centrale 46. Les extrémités des dents circonscrivent un cercle dont le diamètre doit être inférieur au diamètre de l'organe de liaison 36. Dans l'exemple les dents 44 sont au nombre de quatre et décalées mutuellement d'un angle de 90 . Comme on le voit sur la vue en coupe de la figure 4, la région centrale élargie 42 a une forme de cuvette de sorte que les dents 44 sont légèrement inclinées par rapport au plan général que définit la lame ressort. Pour solidariser la lame ressort au corps de filtre, on engage l'organe de liaison 36 dans l'ouverture centrale 46 définie à l'extrémité des dents 44. Cette introduction s'effectue en force, les extrémités des dents venant s'arc- bouter dans la matière de l'organe de liaison. Le corps de filtre est réalisé dans une matière plastique relativement rigide, par exemple du type polyamide, chargé. Les extrémités des dents viennent s'arc-bouter en pénétrant éventuellement dans la matière de l'organe de liaison, réalisant ainsi une liaison permanente entre le corps de filtre et la lame ressort. Il suffit alors d'introduire le filtre, préalablement équipé de la lame ressort, par l'orifice 16 du réservoir jusqu'à la position choisie. Cette introduction s'effectue par exemple avec un outil approprié, en particulier une pince, qui maintient la lame de ressort fléchie. Une fois le filtre arrivé en position, les extrémités 40 de la lame ressort viennent s'arc-bouter contre la paroi tubulaire 12 pour immobiliser le filtre dans une position axiale définie. La bague annulaire 28 et le flasque 30 viennent appuyer contre la paroi intérieure, la bague annulaire formant joint étanchéité. Bien entendu, le corps de filtre comporte aussi une toile de filtre (non représentée). On se réfère maintenant à la figure 2 qui montre le réservoir de la figure 1 associé à une boîte collectrice 48 formée de deux demi-coquilles 50 et 52. La demi-coquille 50 comporte des fentes 54 pour l'insertion de tubes d'échange de chaleur (non représentés). La demi-coquille 52 comporte deux ouvertures 56 et 58 communiquant respectivement avec les orifices 22 et 24 des bossages 18 et 20. La boîte collectrice 48 constitue l'une des deux boîtes collectrices d'un échangeur de chaleur, en particulier d'un condenseur de climatisation. L'orifice d'entrée 22 est alors relié à la dernière passe de condensation du faisceau de tube du condenseur, tandis que l'orifice de sortie 24 est relié à une passe de sous-refroidissement de ce faisceau. Le fluide condensé, donc essentiellement à l'état liquide, pénètre dans la zone amont du réservoir, est ensuite filtré par le filtre, gagne la zone aval, puis est envoyé dans la passe de sur-refroidissement où le fluide surchauffé est refroidi. Dans cette application particulière, le réservoir peut contenir en outre une cartouche desséchante (non représentée) qui permet de déshydrater le fluide réfrigérant. Comme on le voit sur la figure 2, l'extrémité 16 du réservoir est fermée de manière définitive au moyen d'un bouchon 60 qui peut être lié par brasage ou par collage avec la paroi tubulaire du réservoir. Dans la forme de réalisation de la figure 5, à laquelle on se réfère maintenant, le corps 26 du filtre 10 est prolongé par une paroi ou jupe cylindrique 62 comportant deux trous 64 diamétralement opposés, lesquels sont traversés librement par une lame ressort 66 au voisinage de deux extrémités opposées 68 de celle-ci. La lame ressort est réalisée ici sous la forme d'une simple lame allongée de largeur constante et ayant dans sa configuration plane au repos une longueur L, comme défini précédemment. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment à titre d'exemples et s'étend à d'autres variantes. Notamment, d'autres formes de la lame de ressort et d'autres modes de liaison entre la lame de ressort et le corps de filtre sont envisageables, du moment que ces moyens de liaison offrent des possibilités suffisantes de flexion à la lame ressort pour qu'elles puissent coopérer par arc-boutement avec l'intérieur de la paroi tubulaire du réservoir. Egalement, bien que l'invention ait été décrite en référence particulière à un réservoir agencé pour être relié à un condenseur de climatisation et contenir un fluide réfrigérant, elle peut s'appliquer à d'autres types de réservoirs. Revendications 1. Filtre propre à être installé à l'intérieur d'un réservoir (14) à paroi tubulaire (12) et comprenant un corps de filtre (26) et des moyens de maintien agencés pour maintenir le filtre dans une position axiale choisie dans le réservoir, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent au moins une lame ressort (38 ; 66) solidaire du corps de filtre {26) et propre à être disposée dans une configuration fléchie de précontrainte, en laquelle la lame ressort est propre à venir s'appuyer contre l'intérieur de la paroi tubulaire {12). 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lame ressort (38 ; 66) est propre à être disposée transversalement dans la configuration fléchie de précontrainte, en laquelle deux extrémités opposées (40 ; 68) de la lame ressort viennent s'appuyer contre l'intérieur de la paroi tubulaire (12). 3. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que la lame ressort (38 ; 66) présente dans une configuration plane au repos une longueur (L), comprise entre ses deux extrémités opposées (40 ; 68), qui est supérieure à la dimension intérieure de la paroi tubulaire (12) du réservoir (14). 4. Filtre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la lame ressort (38, 66) est faite d'un acier ressort. 12 5. Filtre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent un organe de liaison (36) issu du corps de filtre (26) et propre à être solidarisé à une région d'attache (42) de la lame ressort (38) située sensiblement à mi-distance de deux extrémités opposées (40) de la lame ressort. 6. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de liaison (36) est réalisé sous la forme d'une prolongement axial contre lequel viennent s'arc-bouter une pluralité de dents (44) découpées dans la lame ressort et dirigés radialement vers l'intérieur en ménageant une ouverture centrale (46) pour l'introduction en force de l'organe de liaison. 7. Filtre selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dents (44) sont formées dans une région centrale élargie (42) de la lame ressort (38) qui présente une forme en cuvette. 8. Filtre selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'organe de liaison (36) est venu de moulage avec le corps de filtre (26). 9. Filtre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent deux trous (64) aménagés de manière diamétralement opposée dans une paroi cylindrique (62) du corps de filtre, ces trous étant propres à être traversés librement par la lame ressort (66) au voisinage de deux extrémités opposées (68) de la lame ressort. 10. Réservoir de fluide à paroi tubulaire, caractérisé en ce qu'il comporte un filtre (10) selon l'une des revendications 1 à 9 et en ce que ledit filtre est en une position axiale choisie. 11. Réservoir de fluide selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est agencé pour être relié à un condenseur de climatisation et contenir un fluide réfrigérant. 12. Echangeur de chaleur caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir de fluide selon l'une des 15 revendications 10 ou 11.