Brevet FR2954198A1 — publié le 20110624

RFR0543 PROCEDE DE BRASAGE D'UN COMPOSANT DE CIRCUIT DE CLIMATISATION COMPORTANT UNE BOUTEILLE RESERVOIR DE FLUIDE REFRIGERANT ET UNE TELLE BOUTEILLE La présente invention concerne un procédé de brasage d'un composant de circuit de climatisation comportant une bouteille réservoir de fluide réfrigérant et une bouteille réservoir de fluide réfrigérant destinée, notamment, à la mise en oeuvre d'un tel procédé. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la climatisation des véhicules automobiles. D'une manière générale, les circuits de climatisation doivent répondre à un certain nombre de critères stricts concernant la propreté et l'ambiance à io l'intérieur des canalisations dans lesquelles circule le fluide réfrigérant, tel que, par exemple, le fluide connu sous l'appellation R134A. En effet, il faut impérativement éviter la présence dans les canalisations de corps étrangers trop nombreux ou d'une taille trop importante, car ils peuvent générer des problèmes pouvant mener jusqu'à la casse de certains 15 composants des circuits de climatisation, comme le compresseur par exemple. D'autre part, le fluide réfrigérant doit pouvoir circuler dans une ambiance exempte d'humidité, car les molécules d'eau ont tendance à produire des composés acides en présence de R134A et d'huile. Ces 20 composés attaquent alors les joints présents le long des circuits, ce qui peut occasionner des fuites et la perte de fonctionnalités. Par ailleurs, il est connu d'équiper certains composants de circuits de climatisation, notamment le condenseur, de bouteilles contenant au moins partiellement une certaine quantité de fluide réfrigérant en phase liquide. Ces 25 bouteilles servent, d'une part, de réservoirs de fluide destinés à compenser d'éventuelles fuites dans les circuits, et, d'autre part, à garantir qu'en sortie des bouteilles le fluide réfrigérant est totalement en phase liquide avant d'être acheminé, par exemple, vers le détendeur du circuit. Dans des réalisations i particulières, la sortie de la bouteille est ramenée dans une section du condenseur de manière à faire subir au fluide réfrigérant liquide un passage supplémentaire dit de sous-refroidissement. Aussi, il a été proposé de tirer profit de la présence de bouteilles réservoirs sur le trajet suivi par le fluide réfrigérant pour résoudre les problèmes de propreté et d'ambiance évoqués plus haut. A cet effet, un filtre et un dessiccateur sont disposés à l'intérieur des bouteilles afin d'éliminer au maximum la présence de corps étrangers et d'humidité dans les boucles de circulation du fluide réfrigérant. io II existe deux grandes familles de bouteilles, à savoir les bouteilles dites rapportées et les bouteilles dites intégrées. Les bouteilles rapportées sont fournies déjà équipées d'un filtre et d'un dessiccateur. Elles sont assemblées en finition du composant considéré, généralement le condenseur, au moyen de vis et de joints toriques. 15 Cependant, si ce type de bouteilles présente l'avantage d'être démontable, il n'en exige pas moins une opération spécifique d'assemblage coûteuse. Les bouteilles intégrées sont directement fixées au composant et subissent le même processus de brasage. Compte tenu de la difficulté de braser le composant due au dégazage 20 du dessiccateur, on prévoit sur certaines bouteilles intégrées une ouverture à travers laquelle le filtre et le dessiccateur peuvent être introduits dans les bouteilles en finition, l'ouverture étant fermée par un bouchon amovible. Il est ainsi possible de changer à volonté le filtre et le dessiccateur sans changer l'ensemble du composant. 25 Afin de réduire les coûts de fabrication et les risques de fuites inhérents au système d'étanchéité par joints toriques des bouchons amovibles, il y a avantage à utiliser des systèmes de bouteilles intégrées scellées. On connaît de tels systèmes de bouteilles intégrées scellées dans lesquels l'ouverture prévue pour l'introduction du filtre et du dessiccateur est 30 fermée par une capsule scellée par soudure au tungstène sous gaz inerte (soudure dite TIG) ou par soudure laser. Toutefois, cette solution n'est pas très intéressante en termes de coût, car la soudure TIG ou laser en finition est relativement lourde. C'est pourquoi on lui préfère les bouteilles intégrées scellées brasées en une seule opération avec le composant, le filtre et le dessiccateur. Cette solution est très économique car il n'y a pas d'autres opérations supplémentaires à implémenter sur le composant en sortie du four de brasage. Il subsiste cependant une difficulté avec ce type de solution qui réside dans le comportement du dessiccateur au cours du processus de brasage. En effet, à haute température, celui-ci a tendance à diffuser, vers le composant avec lequel il communique, de l'humidité qui pollue l'atmosphère neutre du io four et perturbe l'opération de brasage. II en résulte des fuites dans les composants qui interdisent l'industrialisation de cette solution. Aussi, un but de l'invention est de proposer un procédé de brasage du type brasage en une seule opération, qui permettrait d'éviter que les molécules d'eau dégazées par le dessiccateur ne se propagent jusqu'aux 15 zones du composant qui doivent être brasées, conduisant alors à un brasage de mauvaise qualité. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce à un procédé de brasage d'un composant de circuit de climatisation comportant une bouteille réservoir de fluide réfrigérant, ladite bouteille contenant un dessiccateur dudit 20 fluide réfrigérant, remarquable en ce que ledit procédé comprend les étapes consistant à : - équiper ladite bouteille de moyens de confinement aptes à isoler ledit dessiccateur dudit composant, - assembler et braser ensemble ladite bouteille et ledit composant, 25 - libérer lesdits moyens de confinement. Ainsi, on comprend que, lors du processus de brasage, le dessiccateur reste confiné à l'intérieur de la bouteille, empêchant de cette manière toute pollution de l'atmosphère de brasage par l'humidité susceptible de s'échapper du fait du dégazage du dessiccateur. Par contre, à l'issue de l'opération de 30 brasage, le confinement du dessiccateur est levé afin de permettre l'action dessiccative de ce dernier lors du fonctionnement normal du composant. Selon un premier mode de réalisation, lesdits moyens de confinement sont des moyens d'obturation, notamment fusibles, d'au moins une ouverture de communication de la bouteille avec le composant. Par « au moins une ouverture de communication », il faut entendre, soit l'ouverture unique permettant le passage du fluide réfrigérant du composant à la bouteille, la sortie de la bouteille étant reliée à l'entrée du composant situé en aval dans le circuit de climatisation, soit les ouvertures permettant le passage du fluide réfrigérant du composant à la bouteille et le retour du fluide de la bouteille au composant dans le cadre par exemple d'un condenseur io avec passage de sous-refroidissement. Les moyens d'obturation peuvent être réalisés sous la forme de fins opercules de sorte que, comme le prévoit l'invention, lesdits moyens de confinement sont aptes à être libérés sous l'action d'une variation de pression extérieure. Dans ce contexte, il suffit alors, à la fin de l'opération de brasage, 15 d'appliquer à l'intérieur du composant une surpression ou une dépression suffisante pour faire éclater les opercules et établir la communication entre le composant et la bouteille à travers la ou les ouvertures initialement obturées. Avantageusement, ladite variation de pression extérieure est une surpression exercée lors d'un test d'étanchéité de l'ensemble bouteille- 20 composant. On sait en effet qu'après brasage les composants de climatisation sont testés de manière à garantir leur étanchéité lors de la livraison au client. Ce test est effectué habituellement avec de l'hélium à une pression de 25 bars environ. Cette surpression est suffisante pour percer les opercules de faible épaisseur qui obturent les ouvertures de communication entre le composant et 25 la bouteille. Dans ce premier mode de réalisation, on peut éviter une éventuelle pollution à l'intérieur de la bouteille due au dégazage du dessiccateur lors de l'opération de brasage, si le procédé conforme à l'invention comporte une première étape supplémentaire consistant à réaliser, avant brasage de 30 l'ensemble bouteille-composant, un orifice de communication du dessiccateur avec l'extérieur de la bouteille, et une deuxième étape supplémentaire consistant à boucher ledit orifice après brasage. Selon un deuxième mode de réalisation, lesdits moyens de confinement comprennent une enveloppe contenant le dessiccateur. Ce dernier est donc confiné à l'intérieur de l'enveloppe formant sachet pour le dessiccateur, ce qui empêche toute pollution à l'humidité aussi bien à l'intérieur du composant qu'à l'intérieur de la bouteille. Si, comme le prévoit l'invention, l'enveloppe contient également des moyens de perçage de ladite enveloppe, on comprend qu'à la fin du brasage, l'enveloppe est comprimée contre les moyens de perçage sous l'action par exemple de la pression de test d'étanchéité, ce qui a pour effet de déchirer au io moins partiellement l'enveloppe et dégager ainsi des zones de contact du dessiccateur avec le fluide réfrigérant. L'invention concerne également une bouteille réservoir de fluide réfrigérant, destiné à équiper un composant, par exemple un condenseur, de circuit de climatisation, ladite bouteille contenant un dessiccateur dudit fluide 15 réfrigérant et des moyens de confinement aptes à isoler ledit dessiccateur dudit composant pendant une opération de brasage simultané de ladite bouteille et dudit composant. Ladite bouteille est ainsi destinée, notamment, à être utilisé dans le procédé évoqué plus haut. Comme déjà mentionné, selon différents modes de réalisation : 20 - lesdits moyens de confinement sont aptes à être libérés sous l'action d'une variation de pression extérieure, - lesdits moyens de confinement sont des moyens d'obturation, notamment fusibles, d'au moins une ouverture de communication de la bouteille avec le composant, 25 - lesdits moyens de confinement comprennent une enveloppe contenant le dessiccateur, - l'enveloppe contenant le dessiccateur est enfermée à l'intérieur d'une structure rigide de maintien, - ladite enveloppe contient également des moyens de perçage de ladite 30 enveloppe, - ladite enveloppe est reliée à ladite structure rigide de maintien par un moyen de liaison apte à déchirer ladite enveloppe. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure la est une vue de coupe, selon un plan de coupe longitudinale, d'un premier mode de réalisation d'une bouteille réservoir d'un composant de climatisation comportant des opercules de confinement. La figure 1b est une vue de coupe de la bouteille de la figure la dont les opercules de confinement ont été ouverts. La figure 2 est une vue d'une variante de réalisation de la bouteille des io figures la et 1b. La figure 3 est une vue de coupe, selon un plan de coupe longitudinale, d'un deuxième mode de réalisation d'une bouteille réservoir d'un composant de climatisation comprenant une enveloppe de confinement d'un dessiccateur. La figure 4 est une vue de côté d'une grille de maintien du dessiccateur 15 de la figure 3. La figure 5 est une vue de coupe, selon un plan de coupe longitudinale, du dessiccateur de la figure 3 après brasage. La figure 6 est une vue de coupe, selon un plan de coupe radiale, d'un moyen de perçage de l'enveloppe de confinement montrée sur la figure 3. 20 La figure 7a est une vue coupe, selon un plan de coupe radiale, d'un tube de maintien du dessiccateur de la figure 3. La figure 7b est une vue en perspective du tube de maintien de la figure 7a. Sur les figures la, lb et 2, est représenté un composant 100 d'un 25 circuit de climatisation, un condenseur par exemple, équipé d'une bouteille réservoir 200 d'un fluide réfrigérant. Seuls les éléments du condenseur 100 situés à proximité de la bouteille 200 sont montrés sur ces figures, à savoir la boîte collectrice 110 et l'extrémité du faisceau de tubes, tel que le tube 120, communiquant avec la boîte collectrice 110. 30 La bouteille 200 est constituée d'un corps cylindrique 230 qui pourra être percé de deux ouvertures 201, 202 de communication avec le condenseur 100 et fermé à ses extrémités par des capsules 231, 232. D'une manière générale, la bouteille 200 est destinée à contenir du fluide réfrigérant en phase liquide, lequel constitue une réserve de fluide capable de compenser des fuites pouvant survenir dans le circuit de climatisation. La bouteille 200 permet en outre d'assurer que le fluide réfrigérant en sortie du condenseur 100 soit à l'état liquide avant de parvenir au détendeur du circuit. Dans l'exemple des figures la, 1 b et 2, la bouteille 200 est en configuration de sous-refroidissement, au sens où, en fonctionnement de l'ensemble bouteille-condenseur, le fluide réfrigérant, après avoir pénétré dans la bouteille 200 par l'ouverture 201 d'entrée, retourne au io condenseur 100 par l'ouverture 202 de sortie. Comme cela a été expliqué plus haut, la bouteille 200 contient également un dessiccateur 210 et un filtre 228, ceci de manière à éliminer respectivement l'humidité et les corps étrangers présents dans le fluide réfrigérant et susceptibles de produire des fuites et des pertes de 15 fonctionnalités ou la casse de certains composants du circuit de climatisation. Le dessiccateur 210 représenté sur les figures la, 1 b et 2 est constitué de billes 213 de silice contenues entre deux grilles métalliques 211, 212 en un matériau, comme de l'acier inoxydable par exemple, dont le point de fusion est supérieure à la température de brasage de 600 °C environ. Les grilles 20 métalliques 211, 212 peuvent être serties ou brasées sur la paroi du corps cylindrique 230 de la bouteille 200. La bouteille 200 est ici du type intégré, c'est-à-dire qu'elle est d'abord mécaniquement assemblée au condenseur 100 avant brasage, puis brasée en même temps que le condenseur. 25 Sans précaution particulière, il existe un risque qu'au cours du processus de brasage, le dégazage du dessiccateur 210 libère des molécules d'eau, lesquelles peuvent alors cheminer dans la bouteille 200 et atteindre, à travers les ouvertures 201, 202, la boîte collectrice 110 jusqu'au passage des tubes 120. L'atmosphère dans le composant et dans le four se trouve alors 30 polluée, d'où il résulte un brasage de mauvaise qualité et un défaut d'étanchéité du faisceau de tubes, de la ou des boîte collectrices et/ou de la bouteille. Pour éviter cet inconvénient, l'invention propose d'isoler le dessiccateur 210 du condenseur 100 grâce à des moyens de confinement qui, dans le mode de réalisation des figures la, 1 b et 2, sont des opercules 221, 222 obturant les ouvertures 201, 202 d'entrée et de sortie. Ces opercules sont réalisés avant brasage, par exemple au moment de l'usinage des ouvertures en épargnant une épaisseur de métal, généralement de l'aluminium. Au cours du brasage, et comme le montre la figure la, la présence des opercules 221, 222 empêchent la migration des produits 214 de dégazage du dessiccateur 210 vers la boîte collectrice 110 et les passages de tubes 120, garantissant une qualité de brasage optimale. Bien entendu, à l'issue du brasage, les opercules doivent être éliminés, ce qui peut être fait par perçage lors du test d'étanchéité du condenseur, lequel est effectué au moyen d'hélium sous une pression d'environ 25 bars avant livraison au client. Il faut alors prévoir de donner aux opercules 221, 222 une épaisseur relativement faible, de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre par exemple. La figure 1 b montre l'ensemble bouteille-condenseur après ouverture des opercules 221, 222. II faut préciser ici que la libération des moyens de confinement, les opercules dans le mode de réalisation décrit, peut être obtenue plus généralement au moyen de toute variation de pression extérieure, que ce soit une surpression ou une dépression. De même, l'usinage d'une mince épaisseur d'aluminium pouvant s'avérer délicat, les opercules 221, 222 peuvent être réalisés plus avantageusement en recouvrant les ouvertures 201, 202 de communication d'une fine pellicule d'aluminium de quelques dixièmes de millimètre d'épaisseur. On peut également obturer les ouvertures 201, 202 au moyen d'un matériau apte à se dégrader en cours de brasage. Dans ce cas, la pollution due au dégazage du dessiccateur 210 reste confinée dans la bouteille pendant le brasage et disparaît en fin de brasage. Cette solution a l'avantage d'éliminer les risques de libérer des corps étrangers dans le circuit de climatisation, comme ce peut être le cas avec des opercules en aluminium. De manière à garantir un brasage optimal des capsules 231, 232 de fermeture sur le corps 230 de bouteille, et conformément à la figure 2, un orifice 240 de communication du dessiccateur 210 avec l'extérieur de la bouteille 200 pourra être ménagé à travers le corps 230 de la bouteille avant brasage, afin de permettre, lors du brasage, l'évacuation hors de la bouteille 200 des produits 214 de dégazage du dessiccateur 210. A l'issue du brasage, l'orifice 240 est bouché, par exemple, par un point de soudure TIG. La figure 3 montre une variante de réalisation dans laquelle lesdits moyens de confinement sont constitués par une enveloppe 220 contenant le io dessiccateur 210. L'épaisseur du matériau de l'enveloppe 220 est telle que celle-ci doit être suffisamment souple pour pouvoir se comprimer lors du test d'étanchéité sous hélium à 25 bars. A titre d'exemple, l'enveloppe peut être réalisée avec une feuille d'aluminium d'épaisseur inférieure à 200 pm, fermée par soudage. 15 Le sachet formé par l'enveloppe 220 contient également des moyens 250 de perçage aptes à percer l'enveloppe comprimée sous la pression de 25 bars au cours du test d'étanchéité et ainsi libérer l'action du dessiccateur 210. Dans l'exemple de la figure 3, les moyens 250 de perçage sont des pointes en acier inoxydable, en aluminium ou un autre matériau dont le point de fusion 20 est supérieur à la température de brasage, autour de 600 °C. La figure 5 montre le sachet 220 de dessiccateur 210 comprimé et percé, après que le test d'étanchéité ait été effectué. Compte tenu des températures élevées atteintes lors du processus de brasage, le volume du sachet 220 est multiplié par un facteur qui dépend de la 25 pression à laquelle il aura été initialement rempli. Pour un remplissage à la pression atmosphérique, ce facteur est de 3 environ, contre 1,5 pour une pression de remplissage de 0,5 bar. Aussi, afin d'éviter que l'enveloppe 220 ne se déchire par augmentation de volume lors des phases de température élevée, on pourra prévoir 30 d'enfermer le sachet à l'intérieur d'une structure rigide de maintien qui, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, a la forme d'une grille 260 en acier inoxydable ou en aluminium par exemple. 2954198 io La figure 6 montre une variante des moyens de perçage de l'enveloppe 220. Il s'agit d'une pièce 250' obtenue par emboutissage 2D dont le profil présente cinq bords 251' en forme de lame de couteau permettant de découper l'enveloppe de manière conséquente et offrir au dessiccateur 210 5 un contact suffisant avec le fluide réfrigérant lors du fonctionnement du condenseur. Les figures 7a et 7b montrent un autre exemple de réalisation d'une structure rigide de maintien du sachet 220 pendant le brasage, constituée d'un corps tubulaire 260' fermé par des grilles 261', 262' à chacune de ses extrémités. A l'intérieur de la structure, le sachet 220 est relié au corps tubulaire 260' par une liaison mécanique 270 qui provoque le déchirement de l'enveloppe 220 lors du test d'étanchéité.15 REVENDICATIONS1. Procédé de brasage d'un composant (100) de circuit de climatisation comportant une bouteille réservoir (200) de fluide réfrigérant, ladite bouteille contenant un dessiccateur (210) dudit fluide réfrigérant, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes consistant à : - équiper ladite bouteille (200) de moyens (221, 222 ; 220) de confinement io aptes à isoler ledit dessiccateur (210) dudit composant (100), - assembler et braser ensemble ladite bouteille (200) et ledit composant (100), - libérer lesdits moyens (221, 222 ; 220) de confinement. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens (221, 222 ; 220) de confinement sont aptes à être libérés sous l'action d'une variation de 15 pression extérieure. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel ladite variation de pression extérieure est une surpression exercée lors d'un test d'étanchéité de l'ensemble bouteille (200)-composant (100). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel 20 lesdits moyens de confinement sont des moyens (221, 222) d'obturation d'au moins une ouverture (201, 202) de communication de la bouteille (200) avec le composant (100). 5. Procédé selon la revendication 4, comportant une première étape supplémentaire consistant à réaliser, avant brasage de l'ensemble bouteille 25 (200)-composant (100), un orifice (240) de communication du dessiccateur (210) avec l'extérieur de la bouteille (200), et une deuxième étape supplémentaire consistant à boucher ledit orifice (240) après brasage. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel lesdits moyens de confinement comprennent une enveloppe (220) contenant 30 le dessiccateur (210). 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'enveloppe (220) contenant le dessiccateur (210) est enfermée à l'intérieur d'une structure rigide (260 ; 260') de maintien. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel ladite enveloppe 5 (220) contient également des moyens (250 ; 250') de perçage de ladite enveloppe. 9. Procédé selon les revendications 6 et 7, dans lequel ladite enveloppe (220) est reliée à ladite structure rigide (260') de maintien par un moyen (270) de liaison apte à déchirer ladite enveloppe. 10 10. Bouteille réservoir (200) de fluide réfrigérant, destiné à équiper un composant (100), par exemple un condenseur, de circuit de climatisation, ladite bouteille contenant un dessiccateur (210) dudit fluide réfrigérant, caractérisé en ce que ladite bouteille comprend en outre des moyens (221, 222 ; 220) de confinement aptes à isoler ledit dessiccateur (210) dudit 15 composant (100) pendant une opération de brasage simultané de ladite bouteille et dudit composant. 11. Bouteille selon la revendication 10, dans laquelle lesdits moyens (221, 222 ; 220) de confinement sont aptes à être libérés sous l'action d'une variation de pression extérieure. 20 12. Bouteille selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, dans laquelle lesdits moyens de confinement sont des moyens (221, 222) d'obturation d'au moins une ouverture (201, 202) de communication de la bouteille (200) avec le composant (100). 13. Bouteille selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, dans 25 laquelle lesdits moyens de confinement comprennent une enveloppe (220) contenant le dessiccateur (210). 14. Bouteille selon la revendication 13, dans laquelle l'enveloppe (220) contenant le dessiccateur (210) est enfermée à l'intérieur d'une structure rigide (260 ; 260') de maintien. 30 15. Bouteille selon la revendication 13 ou 14, dans laquelle ladite enveloppe (220) contient également des moyens (250 ; 250') de perçage de ladite enveloppe. 16. Bouteille selon la revendication 13 ou 14, dans laquelle ladite enveloppe (220) est reliée à ladite structure rigide (260') de maintien par un moyen (270) de liaison apte à déchirer ladite enveloppe.5