Brevet FR2943774A1 — publié le 20101001

RFR0491, Condenseur à deux blocs d'échange de chaleur pour circuit 5 de climatisation L'invention se rapporte au domaine des circuits de climatisation. 10 Elle concerne plus particulièrement un condenseur, notamment pour un circuit de climatisation de véhicule automobile, comprenant un premier bloc d'échange de chaleur pour assurer le refroidissement d'un fluide réfrigérant jusqu'à sa condensation au moyen d'un fluide de 15 refroidissement, un deuxième bloc d'échange de chaleur pour assurer le sous-refroidissement du fluide réfrigérant au moyen d'un fluide de refroidissement, ainsi qu'une bouteille interposée entre le premier bloc et le deuxième bloc et propre à être traversée par le fluide réfrigérant. 20 Le terme � bouteille � désigne ici. un réservoir intermédiaire qui permet d'assurer la filtration et la déshydratation du fluide réfrigérant et aussi de compenser les variations de volume du fluide réfrigérant et d'assurer 25 la séparation des phases liquide et gazeuse. On connaît déjà, d'après FR 2 846 733, un condenseur de ce type qui intègre une bouteille indémontable brasée entre le premier bloc et le deuxième bloc d'échange de chaleur, 30 lesquels sont formés chacun par des séries de plaques empilées. Toutefois cette solution connue nécessite deux circuits différents de fluide de refroidissement pour alimenter 35 respectivement le premier bloc, ou bloc principal, et le deuxième bloc, ou bloc additionnel. 1 En effet, le fluide de refroidissement qui alimente le deuxième bloc est à une température plus froide que celui qui alimente le premier bloc. Cette double alimentation implique l'utilisation de quatre tubulures de raccordement. Elle nécessite également, pour refroidir le fluide de refroidissement à une température suffisamment faible, un radiateur de refroidissement dudit fluide présentant une capacité d'échange augmenté, grâce à une passe supplémentaire dans ledit radiateur. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. Elle propose à cet effet un condenseur du type défini en introduction, dans lequel un seul et même fluide de refroidissement circule dans le premier bloc et dans le deuxième bloc grâce à une tubulure d'entrée et une tubulure de sortie disposées sur l'un et/ou l'autre du premier bloc et du deuxième bloc et à au moins une tubulure de communication interposée entre le premier bloc et le deuxième bloc. 1l en résulte une simplification de structure du fait que les deux blocs ont une alimentation commune avec une seule 25 température de fluide de refroidissement. Le nombre des connexions du fluide de refroidissement est ainsi réduit à deux, puisqu'il suffit d'une seule tubulure d'entrée et d'une seule tubulure de sortie. 30 La tubulure d'entrée et la tubulure de sortie pour le fluide de refroidissement peuvent être disposées toutes les deux sur l'un du premier bloc et du deuxième bloc, donc sur le même bloc, par exemple sur le premier bloc. 35 En variante, la tubulure d'entrée et la tubulure de sortie pour le fluide de refroidissement peuvent être disposées l'une sur l'un du premier bloc et du deuxième bloc et l'autre sur l'autre du premier bloc et du deuxième bloc, donc sur des blocs différents. Par exemple la tubulure d'entrée peut être disposée sur le deuxième bloc et la tubulure de sortie sur le premier bloc. Le condenseur peut comprendre deux tubulures de communication pour assurer le passage du fluide de refroidissement entre le premier bloc et le deuxième bloc. En ce cas, des moyens de calibrage sont avantageusement prévus pour ajuster le débit du fluide de refroidissement entre le premier bloc et le deuxième bloc. 15 En variante, le condenseur peut comprendre une seule tubulure de communication pour assurer le passage du fluide de refroidissement entre le premier bloc et le deuxième bloc. Des moyens de séparation sont alors prévus dans celui du premier bloc et du deuxième bloc qui est traversé en 20 premier lieu par le fluide de refroidissement pour y répartir le fluide de refroidissement. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un condenseur selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus du condenseur de la 30 figure 1 ; - la figure 3 est une vue d'extrémité du condenseur de la figure 1, du côté du premier bloc d'échange de chaleur ; 35 - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3; 25 - la figure 5 est une vue en coupe analogue à la figure 4 dans une première variante de réalisation ; et - la figure 6 est une vue en coupe analogue à la figure 4 5 dans une deuxième variante de réalisation. On se réfère conjointement aux figures 1 à 4 qui montrent un condenseur 10 destiné à faire partie d'un circuit de climatisation (non représenté), notamment de véhicule 10 automobile. Dans un tel circuit, le fluide réfrigérant traverse en boucle fermée un compresseur, le condenseur précité, un détendeur et un évaporateur avant de regagner le 15 compresseur, et ainsi de suite. Dans l'exemple, le condenseur est destiné avant tout à fonctionner avec un fluide réfrigérant susceptible d'être présent sous une forme liquide et sous une forme gazeuse. 20 Il peut s'agir notamment d'un fluide fluoré tel que celui connu sous l'appellation R 134a. Le condenseur comprend un premier bloc 12 d'échange de chaleur pour assurer le refroidissement du fluide 25 réfrigérant jusqu'à sa condensation au moyen d'un fluide de refroidissement, un deuxième bloc 14 d'échange de chaleur pour assurer le sous-refroidissement du fluide réfrigérant au moyen d'un fluide de refroidissement, ainsi qu'une bouteille 16 interposée entre le premier bloc 12 et le 30 deuxième bloc 14 et qui est propre à être traversée par le fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant en phase gazeuse provenant du compresseur, est d'abord refroidi jusqu'à sa condensation dans le premier bloc 12. Il traverse ensuite la bouteille 16, où il est filtré et déshydraté, puis le 35 deuxième bloc 14 qui assure le sous-refroidissement du fluide réfrigérant préalablement condensé. Le fluide de refroidissement est constitué ici d'eau additionnée d'un antigel, par exemple d'un glycol, comme cela est bien connu. La bouteille 16 est fixée de manière démontable entre le premier bloc 12 et le deuxième bloc 14 par l'intermédiaire respectivement d'une première bride 18 et d'une deuxième bride 20. Ces deux brides 18 et 20 sont fixées sur la bouteille 16 par des vis 22 et 24, comme cela sera décrit plus loin. Les brides 18 et 20 assurent non seulement la fixation mécanique de la bouteille entre les blocs 12 et 14, mais elles forment en outre des interfaces pour la circulation du fluide réfrigérant, c'est-à--dire pour passer du premier bloc 12 au deuxième bloc 14 via la bouteille 16. Le premier bloc 12 et le deuxième bloc 14 comprennent chacun une série de plaques empilées 26, respectivement 28 (figures 1, 2 et 4). Ces plaques empilées forment des lames de circulation pour le fluide réfrigérant qui alternent avec des lames de circulation pour le fluide de refroidissement. Les plaques 26 du bloc 12 sont comprises entre une première plaque d'interface 30 dont est issue la première bride 18 et une première plaque d'extrémité 32 à l'opposé de la première plaque d'interface 30. De même, les plaques 28 du bloc 14 sont comprises entre une deuxième plaque d'interface 34 dont est issue la deuxième bride 20 et une deuxième plaque d'extrémité 36 à l'opposé de la deuxième plaque d'interface 34. Dans l'exemple la plaque d'interface 30 est réalisée d'une seule pièce avec la bride 18 et, de même, la plaque d'interface 34 est réalisée d'une seule pièce avec la bride 20, par exemple par moulage et usinage d'un alliage à base d'aluminium. La plaque d'extrémité 32 porte une bride de raccordement 38 pour l'entrée du fluide réfrigérant à condenser, tandis que la plaque d'extrémité 36 porte une bride de raccordement 40 pour la sortie du fluide réfrigérant condensé et sous refroidi. La circulation du fluide réfrigérant est représentée par des flèches F1 sur les dessins. La condensation du fluide réfrigérant dans le premier bloc 12 et le sous-refroidissement du fluide réfrigérant condensé dans le deuxième bloc 14 sont effectués par échange de chaleur avec un seul et même fluide de refroidissement. Ce fluide de refroidissement pénètre dans le corps 12 par une tubulure d'entrée 42 et en ressort par une tubulure de sortie 44. La circulation du fluide de refroidissement est représentée par des flèches F, sur les dessins Par ailleurs, deux tubulures de communication 46 et 48 sont interposées entre le premier bloc 12 et le deuxième bloc 14 pour assurer la circulation du fluide de refroidissement entre eux. La tubulure de communication 46 est sensiblement dans l'alignement de la tubulure d'entrée 42 et fait passer le fluide de refroidissement du bloc 12 au bloc 14. La tubulure de communication 48 est sensiblement dans l'alignement de la tubulure de sortie 44 et fait passer le fluide de refroidissement du bloc 14 au bloc 12. Ainsi, une partie du fluide de refroidissement circule dans le corps 12 pour y condenser le fluide réfrigérant. Une autre partie du fluide de refroidissement gagne le corps 14 via la tubulure 46 et quitte ensuite le corps 14 pour regagner le corps 12 et la tubulure de sortie 44. Cette autre partie sert à sous-refroidir le fluide réfrigérant préalablement condensé qui est issu de la bouteille 16. Dans l'exemple, la tubulure d'entrée 42 et la tubulure de sortie 44 pour le fluide de refroidissement sont disposées toutes les deux sur le premier bloc 12. Toutefois il est envisageable aussi de disposer les deux tubulures sur le deuxième bloc 14, ou bien encore l'une sur le bloc 12 et l'autre sur le bloc 14. Ici la plaque d'extrémité 32 du bloc 12 porte à la fois la bride d'entrée 38 et les tubulures d'entrée 42 et de sortie 44, tandis que la plaque d'extrémité 36 du bloc 14 porte uniquement la bride de sortie 40. Dans l'exemple de réalisation, la bride d'entrée 38 est réalisée d'une seule pièce avec la plaque d'extrémité 32, tandis que les tubulures 42 et 44 sont rapportées. De même, la bride de sortie 40 est réalisée d'une seule pièce avec la plaque d'extrémité 36. Les blocs 12 et 14 sont réalisés selon la technique bien connue des échangeurs de chaleur à plaques. Il ne paraît donc pas utile de décrire ici en détail la réalisation des plaques 26 et 28. Il s'agit de plaques empilées par paires délimitant des lames de circulation pour le fluide réfrigérant qui alternent avec des lames de circulation pour le fluide de refroidissement. La première bride 18 et la deuxième bride 20 sont fixées de manière démontable sur un couvercle d'extrémité 50 de forme générale circulaire qui vient coiffer un corps 52 de forme générale cylindrique circulaire de la bouteille 16. Ce corps 52 se termine par un fond conique 54. Le couvercle d'extrémité 50 est fixé sur une extrémité ouverte du corps 52 de la bouteille, à l'opposé du fond conique 54 en maintenant un tube axial (non représenté) servant à supporter une cartouche filtrante et déshydratante (non représentée) à l'intérieur de la bouteille. La première bride 18 comprend un alésage intérieur (non représenté) pour faire communiquer le bloc 12 avec la bouteille 16, tandis que la deuxième bride 20 comprend un alésage intérieur (non représenté) pour faire communiquer la bouteille 16 avec le bloc 14. Des alésages (non représentés) sont aménagés au travers du couvercle 50 pour communiquer avec les alésages respectifs des brides. Il en résulte que le fluide réfrigérant issu du premier bloc 12 pénètre dans la bouteille 16 via la bride 18, est ensuite filtré et desséché en traversant la cartouche, puis quitte la bouteille via la bride 20 pour gagner le bloc 14. Les vis 22 et 24 traversent respectivement les brides 18 et 20 et sont vissées dans le couvercle 50 (figures 1, 2 et 4). La bouteille 16 forme ainsi un support pour les blocs 12 et 14. Comme on peut le voir sur les figures 1, 2 et 4, les tubulures de communication 46 et 48 sont rapportées entre les blocs 12 et 14. Les extrémités des tubulures 46 et 48 ont des bourrelets 56 et 58 qui permettent de comprimer un joint d'étanchéité 60, respectivement 62 (figure 4) dans des bagues 64, respectivement 66 brasées sur les plaques d'interface 30 et 34. Il est possible aussi de prévoir qu'une extrémité de chaque tubulure soit brasée sur l'un des blocs, par exemple sur le bloc 14, et que son autre extrémité vienne s'engager dans l'autre bloc, par exemple le bloc 12, avec interposition d'un joint d'étanchéité. D'autres types de montage sont bien évidemment possibles. Il est cependant souhaitable que les tubulures soient fixées de manière démontable sur l'un au moins des blocs 12 et 14. On se réfère maintenant à la figure 5 qui montre un condenseur analogue à celui des figures 1 à 4, sauf que la tubulure d'entrée 42 est ici disposée sur le bloc 14, en l'espèce sur la plaque d'extrémité 36, sensiblement dans le prolongement de la tubulure de communication 46. En revanche, la tubulure de sortie 44 reste placée sur le premier bloc, de la même façon que dans la forme de réalisation précédente. Le fluide de refroidissement parcourt donc d'abord le bloc 14, comme représenté par les flèches F2, puis gagne le bloc 12 en circulant dans le même sens dans les deux tubulures 46 et 48, c'est-à-dire du bloc 12 au bloc 14. Le fluide de refroidissement quitte ensuite le bloc 12 par la tubulure de sortie 44, de la même manière que dans la forme de réalisation des figures 1 à 4. Le condenseur peut comporter des moyens de calibrage pour ajuster le débit du fluide de refroidissement entre le premier bloc 12 et le deuxième bloc 14. Ces moyens (non représentés) peuvent être réalisés sous la forme d'une lumière pratiquée dans la tubulure insérée dans le bloc 14. Ce calibrage peut aussi s'effectuer par d'autres moyens, par exemple en ayant des sections de tubulures différentes entre la tubulure d'entrée et la tubulure de sortie. Par ailleurs, des cloisons peuvent être disposées du côté du fluide de refroidissement afin d'obtenir des passes à contre-courant avec le réfrigérant. On se réfère maintenant à la figure 6 qui montre une variante de réalisation qui diffère de celle de la figure 5 par le fait que la tubulure 48 est supprimée. Des moyens de séparation, formés d'une cloison 74 avec une ouverture calibrée, sont en outre prévus dans celui du premier bloc et du deuxième bloc qui est traversé en premier lieu par le fluide de refroidissement, c'est-à-dire ici dans le bloc 14, pour y répartir le fluide de refroidissement. Ainsi, le fluide de refroidissement qui pénètre dans le bloc 14 par la tubulure d'entrée 42 circule en deux passes de circulation comme montré par les deux flèches en sens inversé disposées sur la figure 6. 1l gagne ensuite le bloc 12 via l'unique tubulure de communication 46 pour y refroidir le fluide réfrigérant puis il quitte le bloc 12 par la tubulure de sortie 44. L'invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites précédemment à titre d'exemple et s'étend à d'autres variantes, notamment en ce qui concerne les possibilités d'emplacement des tubulures d'entrée et de sortie pour le fluide de refroidissement. L'invention s'applique essentiellement aux circuits de climatisation pour les véhicules automobiles. Revendications1. Condenseur, notamment pour un circuit de climatisation de véhicule automobile, comprenant un premier bloc (12) d'échange de chaleur pour assurer le refroidissement d'un fluide réfrigérant jusqu'à sa condensation au moyen d'un fluide de refroidissement, un deuxième bloc (14) d'échange de chaleur pour assurer le sous-refroidissement du fluide réfrigérant au moyen d'un fluide de refroidissement, caractérisé en ce qu'un seul et même fluide de refroidissement circule dans le premier bloc (12) et dans le deuxième bloc (14) grâce à une tubulure d'entrée (42) et une tubulure de sortie (44) disposées sur l'un et/ou l'autre du premier bloc (12) et du deuxième bloc (14) et à au moins une tubulure de communication (4E, 48) interposée entre le premier bloc (12) et le deuxième bloc (14). 2. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tubulure d'entrée (42) et la tubulure de sortie (44) pour le fluide de refroidissement sont disposées toutes les deux sur l'un du premier bloc (12) et du deuxième bloc (14). 3. Condenseur selon la revendication 2, caractérisé en ce 25 que la tubulure d'entrée (42) et la tubulure de sortie (44) pour le fluide de refroidissement sont disposées toutes les deux sur le premier bloc (12). 4. Condenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce 30 que la tubulure d'entrée (42) et la tubulure de sortie (44) pour le fluide de refroidissement sont disposées l'une sur l'un du premier bloc (12) et du deuxième bloc (14) et l'autre sur l'autre du premier bloc (12) et du deuxième bloc (14). 35 5. Condenseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tubulure d'entrée (42) est disposée sur le deuxième 11bloc (14) et la tubulure de sortie (44) est disposée sur le premier bloc (12). 6. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le premier bloc (12) comprend une première plaque d'extrémité (32) qui porte une bride d'entrée (38) pour le fluide réfrigérant, tandis que le deuxième bloc comprend une deuxième plaque d'extrémité (36) qui porte une bride de sortie (40) pour le fluide réfrigérant. 7. Condenseur selon la revendication 6, prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que la première plaque d'extrémité (32) du premier bloc (12) porte en outre la tubulure d'entrée (42) et la tubulure de sortie (44) pour le fluide de refroidissement. 8. Condenseur selon la revendication 6, prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que la deuxième plaque d'extrémité (36) du deuxième bloc (14) porte en outre la tubulure d'entrée (42) pour le fluide de refroidissement, tandis que la première plaque d'extrémité (32) du premier bloc (12) porte en outre la tubulure de sortie (44) pour le fluide de refroidissement. 9. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier bloc (12) et le deuxième bloc (14) comprennent respectivement une première plaque d'interface (30) et une deuxième plaque d'interface (34) disposées de part et d'autre de la bouteille (16) et entre lesquelles est disposée la ou chaque tubulure de communication (46, 48). 10. Condenseur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une bouteille (16) interposée entre le premier bloc (12) et le deuxième bloc (14) et propre à être traversée par le fluide réfrigérant, et en ce que lapremière plaque d'interface (30) et la deuxième plaque d'interface (34) portent respectivement une première bride (18) et une deuxième bride (20) pouvant être fixées sur la bouteille (16) et formant en même temps des interfaces pour la circulation du fluide réfrigérant via la bouteille (16). 11. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend deux tubulures de communication (46, 48) pour assurer le passage du fluide de refroidissement entre le premier bloc (12) et le deuxième bloc (14). 12. Condenseur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de calibrage pour ajuster le débit du fluide de refroidissement entre le premier bloc (12) et le deuxième bloc (14). 13. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une seule tubulure de communication (46) pour assurer le passage du fluide de refroidissement entre le premier bloc (12) et le deuxième bloc (14), des moyens de séparation (68) étant prévus dans celui du premier bloc (12) et du deuxième bloc (14) qui est traversé en premier lieu par le fluide de refroidissement pour y répartir le fluide de refroidissement. 14. Condenseur selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de séparation comprennent une cloison (68) avec une ouverture calibrée. 15. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la ou chaque tubulure de communication (46, 48) est rapportée entre le premier bloc (12) et le deuxième bloc (14) avec interposition d'au moins un joint d'étanchéité (60, 62). 16. Condenseur selon la revendication 15, caractérisé en ce que la ou chaque tubulure de communication (46, 48) est montée sur l'un des premier bloc (12) et deuxième bloc (14) avec interposition d'un joint d'étanchéité (60, 62) et brasée à l'autre de ces blocs. 17. Condenseur selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le premier bloc (12) d'échange de chaleur et le deuxième bloc (14) d'échange de chaleur comprennent chacun une série de plaques empilées (26 ; 28) formant des lames de circulation pour le f__uide réfrigérant alternant avec des lames de circulation pour le fluide de refroidissement.