Brevet FR2900465A1 — publié le 20071102

Réservoir pour échangeur de chaleur avec connectique intégrée et échangeur de chaleur correspondant L'invention concerne un réservoir pour un échangeur de chaleur, par exemple un condenseur, parcouru par un fluide réfrigérant, et plus particulièrement pour un condenseur d'une installation de climatisation pour véhicules automobiles. L'invention s'intéresse plus particulièrement à un réservoir 10 comprenant une paroi délimitant un espace intérieur généralement cylindrique et fermé à une extrémité par une embase. Une installation de climatisation pour véhicule automobile comprend un circuit de réfrigération fermé, dans lequel circule 15 le fluide réfrigérant. Dans un circuit de réfrigération de ce type, le fluide réfrigérant est mis en mouvement par un compresseur et envoyé, en phase vapeur surchauffée, vers le condenseur. Le fluide réfrigérant y est alors successivement refroidi ou "désurchauffé", condensé en une phase liquide 20 chaude, puis "sous-refroidi" en une phase liquide froide. Le fluide réfrigérant condensé est refroidi et est alors envoyé, via un détendeur, vers un évaporateur dans lequel il échange de la chaleur avec un flux d'air. Dans l'évaporateur, le fluide 25 réfrigérant est transformé en phase vapeur, tandis que le flux d'air est refroidi pour fournir de l'air climatisé. Le fluide réfrigérant en phase vapeur quitte alors l'évaporateur pour gagner le compresseur, et commencer un nouveau cycle. 30 Un condenseur utilisé dans ce type d'installation comprend classiquement un faisceau de tubes montré entre deux boîtes collectrices, de sorte que la condensation puis le refroidissement du fluide réfrigérant condensé s'effectue au fur et à mesure de la progression de ce dernier dans les tubes du faisceau. On connaît des réservoirs adjoints au condenseur et est propre à être traversé par le fluide réfrigérant afin d'éliminer du fluide réfrigérant condensé de la vapeur d'eau formée lors du passage dans le condenseur. Parmi les solutions connues pour réaliser des réservoirs, la 10 connexion au condenseur et l'agencement du réservoir dans le véhicule posent problème. L'invention vise à améliorer la situation. 15 A cet effet, l'invention propose un réservoir pour un échangeur de chaleur traversé par un fluide réfrigérant d'un circuit de refroidissement, comprenant une paroi délimitant un espace intérieur généralement cylindrique et fermé à une extrémité par une embase. Cette embase comprend des moyens de connexion à la 20 sortie de fluide de l'échangeur de chaleur d'une part et à un autre élément de circuit de refroidissement d'autre part. Un tel réservoir est particulièrement pratique en ce que l'intégration des moyens de connexion aux divers éléments du 25 circuit de refroidissement permet de raccorder directement le réservoir de manière simple à l'aide de tubes, d'où des possibilités intéressantes d'agencement du réservoir. En outre, un tel réservoir permet d'économiser les pièces utilisées pour le raccordement du réservoir au condenseur, ce qui est économi- 30 que et permet un montage simplifié. Dans un mode de réalisation, les moyens de connexion de l'embase comportent une ouverture traversante axiale, qui débouche d'un côté dans l'espace intérieur, et qui débouche de l'autre côté à l'extérieur du réservoir de manière sensiblement parallèle à l'axe de la paroi cylindrique. Les moyens de connexion de l'embase peuvent également comporter une ouverture traversante radiale, qui débouche d'un côté dans l'espace intérieur, et qui débouche de l'autre côté à l'extérieur du réservoir de manière sensiblement radiale par rapport à l'axe de la paroi cylindrique. De telles ouvertures permettent de réaliser des moyens de connexion selon des directions variées, ce qui simplifie l'agencement du réservoir au sein du circuit de refroidissement. Le réservoir peut comprendre en outre un tube disposé dans l'espace intérieur, qui peut être relié à une extrémité soit à l'ouverture traversante axiale, soit à l'ouverture traversante radiale. Ce tube débouche alors à l'autre extrémité dans l'espace intérieur. Lorsque le tube est relié à une ouverture traversante axiale, l'embase peut être située en partie haute du réservoir, et l'ouverture traversante axiale peut être reliée à l'autre élément du circuit de refroidissement. Inversement, l'embase peut être située en partie basse du réservoir, et l'ouverture traversante axiale peut alors être reliée à la sortie de l'échangeur de chaleur. Lorsque tube est relié à une ouverture traversante radiale, l'embase peut être située en partie haute du réservoir, et l'ouverture traversante radiale peut être reliée à l'autre élément du circuit de refroidissement. Inversement, l'embase peut être située en partie basse du réservoir, et l'ouverture traversante radiale peut être reliée à la sortie de l'échangeur de chaleur. Ces modes de réalisation montrent la souplesse d'agencement 5 offerte par l'invention et l'ensemble des possibilités qu'elle offre. L'embase peut avoir une hauteur supérieure à 10 mm et l'embase peut loger un élément fonctionnel dont une partie débouche dans 10 l'espace intérieur. Cet élément fonctionnel peut être choisi parmi le groupe qui comprend les capteurs de pression, les voyants de niveau, les vannes de remplissage et les bouchons. Le réservoir peut être réalisé en aluminium ou en alliage d'aluminium et l'embase peut être soudée ou brasée à l'extrémité 15 de la paroi cylindrique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'exemples, donnés à titre illustratif et non limitatif, tirés 20 des dessins sur lesquels : - la figure 1 montre une vue schématique d'un circuit de refroidissement comportant un réservoir selon l'invention ; 25 - la figure 2 montre une vue schématique en coupe selon le plan de la figure 1 du réservoir de la figure 1; - la figure 3 montre une vue schématique en coupe selon l'axe III-III de la figure 2 ; - la figure 4 montre une vue en perspective d'un condenseur relié à un réservoir selon un autre mode de réalisation ; et 30 - la figure 5 montre une vue en perspective partiellement arrachée d'une partie du réservoir de la figure 4. Comme on peut le voir sur la figure 1, un circuit de refroi- dissement comporte un condenseur 2, un réservoir 4, un détendeur 6, un évaporateur 8 et un compresseur 10. Ce circuit de refroidissement peut notamment être utilisé dans une installation de climatisation d'un véhicule automobile. Comme mentionné plus haut, le condenseur 2 reçoit à une entrée 12 un fluide réfrigérant mis en mouvement par le compresseur 8, en phase vapeur surchauffée. Dans le condenseur 2, le fluide réfrigérant est successivement refroidi, condensé en une phase liquide chaude, puis sous-refroidi en une phase liquide froide. Il est alors conduit d'une sortie 14 du condenseur 12 à une entrée 16 du réservoir 4 dans lequel il est déshydraté par une connectique 17 sous la forme d'un tube. Le fluide réfrigérant en phase liquide froide déshydraté est alors transporté d'une sortie 18 du réservoir 4 au détendeur 6 par une connectique 19 sous la forme d'un tube. Le détendeur 6 diminue la pression du fluide réfrigérant, avant l'échange de chaleur avec l'air à refroidir dans l'évaporateur 8. En sortie de l'évaporateur 8, le fluide réfrigérant réchauffé est alors renvoyé au compresseur 10 afin de commencer un nouveau cycle de refroidissement. Le réservoir 4 peut être réalisé en aluminium ou en alliage d'aluminium. Le réservoir 4 est monté de manière sensiblement verticale, parallèlement aux boîtes collectrices du condenseur 2. Le réservoir 4 sera maintenant décrit à l'aide des figures 2 et 3. Le réservoir 4 comporte une paroi 20 formant un cylindre creux définissant un espace intérieur 21. La paroi 20 est fermée à une extrémité haute par un couvercle non représenté. A une extrémité basse, la paroi 20 est fermée à une embase 22 qui présente une hauteur h, par exemple de 30 mm. La paroi 20 a une épaisseur non figurée de l'ordre, par exemple, de 3 mm et présente un axe de révolution X-X. Comme mentionné plus haut, l'axe X-X est sensiblement vertical, ce qui permet l'utilisation de la gravité pour faire circuler le fluide dans le réservoir 4, comme il sera expliqué plus bas. Dans l'exemple ici décrit, l'embase 22 est soudée, brasé ou liée de manière étanche à la paroi 20 le long d'une zone de soudage 23. Cette hauteur est de manière générale supérieure à 10 mm. L'embase 22 présente le même axe de révolution X-X que la paroi 20. L'embase pourrait cependant présenter une forme générale distincte de celle de la paroi 20. L'embase 22 est traversée par au moins deux ouvertures traversantes 24 et 26. Les ouvertures traversantes 24 et 26 sont toutes deux axiales, c'est-à-dire qu'elles s'expriment selon une direction sensiblement parallèle à celle de l'axe X-X. Les ouvertures 24 et 26 traversent la totalité de l'embase 22 et débouchent toutes deux hors du réservoir 4 à une extrémité, et dans l'espace intérieur 21 à l'autre extrémité, au niveau de la zone de soudage 23. L'ouverture 24 présente deux zones taraudées 28 et 30. La zone taraudée 28 constitue des moyens de connexion permettant la réception avant soudage de la connectique 17 issue de la sortie du condenseur 2 dans l'entrée 16 du réservoir 4. La zone taraudée 30 permet pour sa part la réception d'un tube 32. Le tube 32 s'étend sensiblement axialement dans l'espace intérieur, et débouche dans une partie haute du réservoir 4, qui comporte un filtre désicant non représenté. Le filtre désicant permet la déshydratation du fluide réfrigérant issu du condenseur 2. Le tube 32 est inséré dans le taraudage 30, puis soudé à l'embase 22 pour assurer l'étanchéité. Ainsi, le fluide réfrigérant introduit par l'entrée 16 du réservoir 4 traverse l'ouverture 24, rejoint une partie haute du réservoir 4 par le tube 32, et retombe par gravité en partie basse (partie de la bouteille proche de l'embase) du réservoir en traversant le filtre désicant. Le fluide réfrigérant traverse alors l'ouverture 26 et rejoint la connectique 19 qui est reçue dans un taraudage 34 de l'ouverture 26 formant moyens de connexion avant d'être soudée à l'embase 22. Un mode de réalisation d'un réservoir en variante sera maintenant décrit à l'aide des figures 4 et 5. La figure 4 montre un condenseur 40 muni d'une bride 120 pour l'entrée du fluide réfrigérant, et d'une bride 140 pour la sortie du fluide réfrigérant. La bride 120 comprend des moyens 42 de maintien d'un réservoir 44 en variante. Dans le réservoir 44, comme il apparaît mieux sur la figure 5, la sortie de fluide n'est plus réalisée par une ouverture axiale, mais par une ouverture radiale 46. En effet, le fluide issu de la bride 140 traverse la connectique 17, le tube 32, puis retombe par gravité dans l'ouverture 46 qui débouche dans l'espace intérieur 21 d'une part, et hors du réservoir 44 de manière radiale par rapport à l'axe X-X d'autre part. En outre, l'embase du réservoir 44 comporte un logement 48. Le logement 48 débouche dans l'espace intérieur 21 et est propre à loger un élément fonctionnel 50 sous la forme d'un capteur de pression ou d'un voyant de niveau. D'autres modes de réalisations sont envisageables, dans lesquels l'embase est disposée en partie haute du réservoir, directement au-dessus du filtre désicant. Les liaisons aux connectiques d'entrée et de sortie sont alors inversées. Il devient par ailleurs alors possible d'incorporer des éléments fonctionnels divers, comme les vannes de remplissage pour le filtre désicant, ou un bouchon de remplissage ou tout autre élément. L'embase peut également être brasée. La portée de l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, et elle englobe l'ensemble des variantes que l'homme du métier saura envisager, notamment à la lecture des revendications qui suivent. Revendications 1. Réservoir pour un échangeur de chaleur, comprenant une paroi (20) délimitant un espace intérieur (21) généralement cylindrique et fermé à une extrémité par une embase (22), caractérisé en ce que l'embase (22) comprend des moyens de connexion (28, 34) à la sortie de fluide de l'échangeur de chaleur d'une part et à un autre élément d'un circuit de refroidissement d'autre part. 2. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de connexion de l'embase comportent une ouverture traversante axiale (24). 3. Réservoir selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de connexion de l'embase comportent une ouverture traversante radiale, qui débouche d'un côté dans l'espace intérieur (21). 20 4. Réservoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réservoir comprend en outre un tube (32) disposé dans l'espace intérieur (21), relié à l'ouverture traversante axiale (24) à une extrémité, et débouchant dans l'espace 25 intérieur (21) à l'autre extrémité. 5. Réservoir selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réservoir comprend en outre un tube disposé dans l'espace intérieur, relié à l'ouverture traversante radiale à une 30 extrémité, et débouchant dans l'espace intérieur à l'autre extrémité. 915 6. Réservoir selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'embase (22) est située en partie basse du réservoir, et en ce que l'ouverture traversante axiale (24) est reliée à la sortie de l'échangeur de chaleur. 7. Réservoir selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'embase est située en partie basse du réservoir, et en ce que l'ouverture traversante radiale est reliée à la sortie de l'échangeur de chaleur. 10 8. Réservoir selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'embase (22) est située en partie basse du réservoir, et en ce que l'ouverture traversante axiale (26) est reliée à l'autre élément du circuit de refroidissement. 9. Réservoir selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'embase (22) est située en partie basse du réservoir, et en ce que l'ouverture traversante radiale (46) est reliée à l'autre élément du circuit de refroidissement. 20 10. Réservoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embase a une hauteur supérieure à 10 mm. 25 11. Réservoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un élément fonctionnel (50) logé dans l'embase (22) et débouchant dans l'espace intérieur (21). 30 12. Réservoir selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément fonctionnel (50) est choisi parmi le groupe qui comprend les capteurs de pression, les voyants de niveau, les vannes de remplissage et les bouchons. 15 13. Réservoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé en aluminium ou en alliage d'aluminium. 14. Réservoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embase est soudée ou brasée à l'extrémité de la paroi (20). 10 15. Echangeur de chaleur pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir selon l'une des revendications précédentes. 16. Echangeur de chaleur selon la revendication 15, caractérisé en ce que le réservoir est relié à la sortie d'un 15 faisceau d'échange de chaleur de l'échangeur de chaleur par une première connectique (17) à une extrémité, et à l'entrée d'un autre élément du circuit de refroidissement par une deuxième connectique (19).5