FR3059408A1 - Dispositif de distribution d'un fluide refrigerant a l'interieur d'une boite collectrice d'un echangeur thermique - Google Patents

Dispositif de distribution d'un fluide refrigerant a l'interieur d'une boite collectrice d'un echangeur thermique Download PDF

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duct
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Jeremy Blandin
Julien Tissot
Patrick Leblay
Kamel Azzouz
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Abstract

L'invention concerne un dispositif de distribution (18) d'un fluide réfrigérant (FR) configuré pour être logé à l'intérieur d'une boîte collectrice (7) d'un échangeur thermique (5). Le dispositif de distribution (18) comprend au moins un conduit (14) d'axe longitudinal (A1) pourvu à une première extrémité longitudinale (15) d'une bouche d'entrée (10) pour l'admission du fluide réfrigérant (FR) dans le conduit (14). Le conduit (14) délimite un évidement interne (14c) défini au moins par une section transverse (St1, St2) à l'axe longitudinal (A1). Le conduit (14) est pourvu d'au moins un orifice (17) pour l'évacuation hors du conduit (14) du fluide réfrigérant (FR) admis dans l'évidement interne (14c). Le conduit (14) comprend au moins un dispositif de réduction (19) de la section transverse (St1, St2) de l'évidement interne (14c) le long de l'axe longitudinal (A1) du conduit (14).

Description

© N° de publication : 3 059 408 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 16 61760 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
COURBEVOIE © Int Cl8 : F28 F 9/02 (2017.01), B 60 H 1/00
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 30.11.16. © Demandeur(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES
(30) Priorité : Société par actions simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : BLANDIN JEREMY, TISSOT JULIEN,
LEBLAY PATRICK et AZZOUZ KAMEL.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 01.06.18 Bulletin 18/22.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES
apparentés : Société par actions simplifiée.
©) Demande(s) d’extension : © Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES.
FR 3 059 408 - A1
104) DISPOSITIF DE DISTRIBUTION D'UN FLUIDE REFRIGERANT A L'INTERIEUR D'UNE BOITE COLLECTRICE D'UN ECHANGEUR THERMIQUE.
©) L'invention concerne un dispositif de distribution (18) d'un fluide réfrigérant (FR) configuré pour être logé à l'intérieur d'une boîte collectrice (7) d'un échangeur thermique (5). Le dispositif de distribution (18) comprend au moins un conduit (14) d'axe longitudinal (A1 ) pourvu à une première extrémité longitudinale (15) d'une bouche d'entrée (10) pour l'admission du fluide réfrigérant (FR) dans le conduit (14).
Le conduit (14) délimite un évidement interne (14c) défini au moins par une section transverse (St 1, St2) à l'axe longitudinal (A1). Le conduit (14) est pourvu d'au moins un orifice (17) pour l'évacuation hors du conduit (14) du fluide réfrigérant (FR) admis dans l'évidement interne (14c). Le conduit (14) comprend au moins un dispositif de réduction (19) de la section transverse (St1, St2) de l'évidement interne (14c) le long de l'axe longitudinal (A1) du conduit (14).
D2
ι
Dispositif de distribution d'un fluide réfrigérant à l'intérieur d'une boîte collectrice d'un échangeur thermique
Le domaine de la présente invention est celui des échangeurs thermiques équipant les installations de conditionnement d'air pour un véhicule, notamment automobile. L'invention relève plus spécifiquement des modalités de distribution d'un fluide réfrigérant à l'intérieur d'une boîte collectrice que comporte un tel échangeur thermique.
Un véhicule est couramment équipé d'une installation de conditionnement d'air pour traiter thermiquement l'air présent ou envoyé dans l'habitacle du véhicule. Une telle installation comprend un circuit fermé à l’intérieur duquel circule un fluide réfrigérant. Successivement suivant le sens de circulation du fluide réfrigérant à son travers, le circuit comprend essentiellement un compresseur, un condenseur, un détendeur et au moins un échangeur thermique.
L'échangeur thermique comporte un faisceau de tubes interposés entre une boîte collectrice et une boîte de renvoi du fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant est admis à travers une bouche d'entrée à l'intérieur d'une boîte collectrice, circule suivant des chemins successifs dans les tubes du faisceau entre la boîte collectrice et une boîte de renvoi, puis est évacué hors de l'échangeur thermique à travers une bouche de sortie.
L'échangeur thermique est par exemple un évaporateur procurant un échange thermique entre le fluide réfrigérant et un flux d'air le traversant. Dans ce cas, le fluide réfrigérant circule à l'intérieur des tubes du faisceau et le flux d'air circule le long des tubes du faisceau, pour son refroidissement.
Un problème posé réside dans le fait que le fluide réfrigérant est à l'état diphasique liquide/gazeux lorsqu'il est admis à l'intérieur de l'échangeur thermique. Du fait de la différence entre les propriétés physiques entre le liquide et le gaz, le fluide réfrigérant tend à se séparer entre sa phase liquide et sa phase gazeuse.
H en résulte une hétérogénéité de l'alimentation des tubes du faisceau au regard des différentes phases du fluide réfrigérant, selon leur position par rapport à la bouche d'entrée du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boîte collectrice. Plus particulièrement, les tubes du faisceau situés au plus proche de la bouche d'entrée sont principalement alimentés en liquide et inversement les tubes du faisceau les plus éloignés de la bouche d'entrée sont principalement alimentés en gaz.
Ce phénomène génère une hétérogénéité de la température du flux d’air qui a traversé l'échangeur thermique en fonctionnement. Cette hétérogénéité complique la gestion thermique de l’appareil qui reçoit l’échangeur thermique et in fine implique des écarts de températures entre deux zones de l’habitacle, alors que la même température de flux d’air est demandée.
H est connu de loger un conduit pourvu d’une pluralité d'orifices à l’intérieur d’une boîte collectrice. Le fluide réfrigérant en phase liquide est ainsi projeté à travers les orifices sous forme de gouttelettes sur la totalité de la longueur du conduit, tel qu'il ressort du document EP 2 392 886 A2.
Une telle organisation n’est cependant pas optimale du point de vue de l’homogénéisation de la température du flux d’air en sortie de l’échangeur thermique.
La présente invention a pour objet un dispositif de distribution d'un fluide réfrigérant configuré pour être logé à l'intérieur d'une boîte collectrice d'un échangeur thermique dans laquelle débouchent des tubes d'un faisceau de tubes que comporte l'échangeur thermique. Le dispositif de distribution est notamment destiné à mélanger une phase gazeuse avec une phase liquide du fluide réfrigérant distribué par le dispositif de distribution à l'intérieur de la boîte collectrice.
L'invention a aussi pour objet un échangeur thermique comprenant une boîte collectrice logeant un dispositif de distribution conforme à l'invention. L'échangeur thermique est notamment agencé pour équiper une installation de conditionnement d'air d'un véhicule, notamment automobile.
Un but de l'invention est de parfaire l'homogénéité de la température de l'échangeur thermique en fonctionnement et finalement d'améliorer son rendement. H est plus spécifiquement visé par l'invention de parfaire une distribution dans la boîte collectrice du fluide réfrigérant de manière homogène entre sa phase liquide et sa phase gazeuse.
Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de distribution, une boîte collectrice logeant le dispositif de distribution et un échangeur thermique comprenant une telle boîte collectrice pouvant être obtenus industriellement à moindres coûts.
Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de distribution, une boîte collectrice logeant le dispositif de distribution, dont l'organisation permette son adaptation aisée et à moindres coûts à des échangeurs thermiques de structures diverses, notamment de dimensions diverses.
Une telle diversité de structures des échangeurs thermiques est notamment à apprécier au regard du nombre de tubes du faisceau qu'ils comportent, des modalités de circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur thermique et/ou des positions relatives entre la bouche d'entrée et la bouche de sortie du fluide réfrigérant que comporte l'échangeur thermique.
Le dispositif de distribution de l'invention comprend au moins un conduit d'axe longitudinal pourvu à une première extrémité longitudinale d'une bouche d'entrée pour l'admission du fluide réfrigérant dans le conduit. Le conduit délimite un évidement interne défini au moins par une section transverse à l’axe longitudinal. Le conduit est pourvu d’au moins un orifice pour l'évacuation hors du conduit du fluide réfrigérant admis dans l’évidement interne. Selon l'invention, le conduit comprend au moins un dispositif de réduction de la section transverse de l’évidement interne le long de l'axe longitudinal du conduit.
En d'autres termes, suivant l'extension longitudinale du conduit définie par son axe longitudinal, le conduit comprend au moins un dispositif de réduction configuré pour réduire la section transverse de l'évidement interne du conduit le long de son axe longitudinal. La réduction de la section transverse de l'évidement interne est notamment réalisée par le dispositif de réduction depuis la bouche d'entrée vers une deuxième extrémité longitudinale du conduit située longitudinalement à l'opposée à sa première extrémité longitudinale.
Le dispositif de réduction ménage ainsi suivant l'axe longitudinal du conduit au moins une zone d'étranglement de son évidement interne qui entrave une circulation du fluide réfrigérant, notamment sa phase liquide, à l'intérieur du conduit entre ses extrémités longitudinales ou autrement dit qui s'oppose en partie à la circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur du conduit. Une telle configuration permet également de lutter contre l’inertie de la phase liquide qui tend à suralimenter les tubes de l’échangeur thermique les plus éloignés d’une bouche d’entrée du fluide réfrigérant dans le dispositif de distribution.
L'évidement interne du conduit est notamment délimité par la paroi du conduit qui est de préférence centrée sur son axe longitudinal. L'orifice est plus particulièrement ménagé à travers la paroi du conduit. La zone d'étranglement de l'évidement interne du conduit peut par exemple s'étendre sur au moins une partie de la longueur du conduit comportant le ou les orifices. Par exemple encore, plusieurs zones d'étranglement peuvent être successivement ménagées le long d'au moins une partie de la longueur du conduit comportant le ou les orifices.
La réduction de la section transverse de l'évidement interne du conduit amplifie le passage forcé du fluide réfrigérant à travers au moins un orifice situé en aval d'une zone de réduction de la section transverse de l'évidement interne, ou en d'autres termes, d'une zone d'étranglement de l'évidement interne considérée dans un plan transverse à son axe longitudinal. Les notions amont et aval sont des notions relatives définies suivant le sens de circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur du conduit depuis sa première extrémité longitudinale munie de la bouche d'entrée vers sa deuxième extrémité longitudinale.
L'amplification du passage forcé du fluide réfrigérant à travers les orifices améliore le mélange du fluide réfrigérant entre sa phase gazeuse et sa phase liquide lors de sa pulvérisation à travers le ou les orifices. La réduction de la section transverse de l’évidement interne perturbe aussi l'écoulement laminaire du fluide réfrigérant circulant dans le conduit, ce qui favorise son mélange entre une phase gazeuse et une phase liquide à l'intérieur du conduit préalablement à sa pulvérisation à travers le ou les orifices. Le fluide réfrigérant pulvérisé au niveau du ou de chacun des orifices est ainsi formé d’un mélange liquide/gaz plus homogène, et ce pour chacun des orifices répartis sur la longueur du conduit.
Les modalités procurant un mélange du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse à l'intérieur du conduit sont ainsi avantageusement dissociées des modalités de pulvérisation du fluide réfrigérant hors du conduit provoquant encore un mélange du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse en sortie du dispositif de distribution. Le fluide réfrigérant acheminé par le dispositif de distribution est ainsi mélangé entre sa phase liquide et sa phase par étapes successives. Une première étape de mélange est réalisée à l'intérieur du conduit en étant favorisée par le dispositif de réduction qui perturbe l'écoulement laminaire du fluide réfrigérant à l'intérieur du conduit. Une deuxième étape de mélange est réalisée lors de la pulvérisation du fluide réfrigérant hors du conduit en étant favorisée par le dispositif de réduction qui force son passage à travers le ou les orifices.
La performance d'un échangeur thermique équipé du dispositif de distribution en est accrue. Par exemple, la température de l’air traversant l'échangeur thermique se trouve considérablement équilibrée de long de l'ensemble des tubes du faisceau de tubes, formant une surface d'échange thermique de l'échangeur thermique. Par exemple encore, la température d'un liquide de refroidissement circulant à travers un circuit hydraulique de refroidissement s'étendant au moins en partie le long de l'échangeur thermique, se trouve aussi considérablement équilibrée lors de son passage le long de l'ensemble des tubes du faisceau de tubes. En outre, les contraintes mécaniques auxquelles l'échangeur thermique est susceptible d'être soumis en raison de températures localement différenciées sont limitées, ce qui permet d'accroître sa durée de vie.
Plus particulièrement, le dispositif de réduction est notamment configuré pour que la réduction de la section transverse de l'évidement interne soit réalisée en direction d'une deuxième extrémité longitudinale du conduit. La deuxième extrémité longitudinale du conduit est située longitudinalement à l'opposé de sa première extrémité longitudinale.
En d'autres termes, au moins une partie du volume de l'évidement interne se rétrécit en direction de la deuxième extrémité longitudinale du conduit. Le chemin de passage du fluide réfrigérant à l'intérieur du conduit est ainsi de plus en plus restreint la première extrémité longitudinale du conduit en s'étendant vers sa deuxième extrémité longitudinale.
Plus particulièrement encore, le dispositif de réduction ménage une réduction progressive de la section transverse de l'évidement interne du conduit. La réduction progressive de la section transverse de l'évidement interne réduit progressivement son volume depuis la première extrémité longitudinale du conduit vers sa deuxième extrémité longitudinale, notamment au moins et éventuellement exclusivement le long de la partie du conduit comportant le ou les orifices.
Selon une forme de réalisation, le dispositif de réduction est formé d'un aménagement d’une paroi du conduit, au moins à sa face interne, qui modifie au moins en partie le long du conduit la section transverse de son évidement interne.
La réduction progressive de la section transverse de l'évidement interne peut être réalisée par le dispositif de réduction de manière continue et/ou par palier(s). Autrement dit, la réduction progressive de la section transverse de l'évidement interne peut :
-) être continue ou en d'autres termes constante le long d'au moins une partie ou la totalité du conduit,
-) être discontinue ou en d'autres termes être réalisée par paliers le long d'au moins une partie ou la totalité du conduit,
-) être continue le long d'au moins une partie du conduit et être discontinue le long d'au moins une autre partie du conduit.
Ainsi selon une forme de réalisation, le dispositif de réduction ménage une réduction progressivement continue de la section transverse de l'évidement interne du conduit le long d'au moins une partie du conduit. En d'autres termes, au moins une partie du volume intérieur du conduit diminue progressivement de manière continue suivant l'axe longitudinal du conduit. Dans un plan longitudinal du conduit, la face interne du conduit s'étend au moins en partie suivant une ligne directrice et plus spécifiquement une génératrice qui est inclinée vers l'axe longitudinal du conduit au moins en partie entre sa première extrémité longitudinale et sa deuxième extrémité longitudinale. En d’autre terme, la génératrice de la face interne forme un angle non-nul avec l’axe longitudinal du conduit.
Dans ce cas, le dispositif de réduction est plus spécifiquement formé par une configuration conique d'au moins une partie de l'évidement interne du conduit, le long de son axe longitudinal.
A titre indicatif, l'angle formé par le cône délimitant l'évidement interne du conduit est inférieur ou égal à 5°. L'angle d'un cône est notamment défini entre deux génératrices diamétralement opposées du cône.
La limitation à au plus 5° de l'angle du cône délimitant l'évidement interne permet notamment de limiter la perte de charge consécutive à la présence du dispositif de réduction dans le conduit. En d'autres termes, la limitation de l'angle du cône permet de contrôler la perte de charges générée par la configuration conique de la face interne du conduit, de manière à obtenir une évacuation homogène du fluide réfrigérant le long du dispositif de distribution, notamment dans le cas où le conduit comporte plusieurs orifices répartis suivant son axe longitudinal.
La valeur donnée à titre indicatif de l'angle du cône délimitant l'évidement interne du conduit est particulièrement adaptée à un conduit comportant des orifices répartis sur une partie de sa longueur comprise entre 200 mm et 300 mm pour un nombre d'orifices compris entre 15 et 30. En effet, la valeur de l'angle du cône peut varier en fonction de l'extension longitudinale du conduit comportant le ou les orifices pour procurer le contrôle visé de la perte de charges générée par la configuration conique de la face interne du conduit.
Selon une forme de réalisation, le conduit est agencé en cône conférant à la paroi du conduit une épaisseur qui est constante suivant l'axe longitudinal du conduit. En d'autres termes, la face extérieure du conduit et la face intérieure du conduit s'étendent dans un plan longitudinal du conduit suivant des génératrices qui présentent une même pente d'inclinaison par rapport à l'axe longitudinal du conduit.
Selon une autre forme de réalisation, le dispositif de réduction ménage une réduction de la section transverse de l'évidement interne du conduit par au moins un palier de variation d'au moins une dimension transverse de l'évidement interne du conduit mesurée perpendiculairement à son axe longitudinal.
La face extérieure du conduit peut s'étendre au moins en partie de manière régulière ou en d'autres termes constante suivant une ligne directrice et plus spécifiquement une génératrice orientée parallèlement à l'axe longitudinal du conduit. Alternativement, la face extérieure du conduit peut s'étendre au moins en partie suivant une ligne directrice et plus spécifiquement une génératrice inclinée par rapport à l'axe longitudinal du conduit.
Dans ces cas, la réduction par palier(s) de la section transverse de l'évidement interne induit une variation d'épaisseur de la paroi du conduit entre ses parties s'étendant de part et d'autre d'un palier donné.
Selon une forme avantageuse de réalisation, le palier ménage à la face interne du conduit un relief saillant vers l'intérieur du conduit. Un tel relief saillant forme alors un obstacle apte à s'opposer à un écoulement laminaire du fluide réfrigérant à l'intérieur du conduit.
Le ou les obstacles formés par le ou les reliefs s'étendent notamment au moins perpendiculairement à l'axe longitudinal du conduit, en occupant partiellement son évidement interne depuis sa face interne vers son axe longitudinal. La dimension de l'extension transverse du ou des reliefs permet de contrôler les perturbations qu'ils provoquent sur l'écoulement du fluide réfrigérant à l'intérieur du conduit pour son mélange entre sa phase liquide et sa phase gazeuse, et/ou pour l'amplification du passage forcé du fluide réfrigérant à travers le ou les orifices situés en aval d'un relief donné.
Le ou les reliefs saillants sont par exemple circulaires, autour de l’axe longitudinal du conduit. Cela permet d’obtenir la fonction de mélange de la phase gazeuse avec la phase liquide, tant à bas débit où la phase liquide s’accumule au fond du conduit, qu’à haut débit où la phase liquide peut longer la face interne du conduit sur toute sa circonférence. Dans ce dernier cas, la phase liquide qui circule en partie supérieure de la paroi est également soumise à des obstacles, ce qui favorise le mélange à haut débit.
Selon une forme de réalisation, au moins un le relief saillant est interposé entre au moins deux orifices le long de l'axe longitudinal du conduit.
Selon une forme de réalisation, au moins un relief saillant vers l'intérieur du conduit est interposé entre deux groupes d'au moins un orifice, le long de l'axe longitudinal du conduit. Le nombre d'orifices peut varier entre les deux groupes d'orifices. A titre indicatif, les groupes d'orifices comprennent chacun un nombre d'orifices compris entre un et quatre.
Selon une forme remarquable de réalisation, une réduction de la section transverse de l'évidement interne du conduit par paliers subdivise l'évidement interne du conduit en plusieurs canaux de sections transverses différentes qui sont successivement communiquant entre eux suivant l'axe longitudinal du conduit. Chaque canal est par exemple de section constante entre deux paliers.
Autrement dit, l'évidement interne du conduit est formé de plusieurs canaux, au moins au nombre de deux, qui sont ménagés à l'intérieur du conduit successivement en prolongement les uns des autres le long de son axe longitudinal. Les canaux débouchent successivement les uns sur les autres pour leur mise en communication entre eux. La mise en communication successive des canaux entre eux est une communication fluidique autorisant une circulation du fluide réfrigérant successivement entre les canaux au moins le long de la partie du conduit comportant les orifices. Les canaux présentent des sections transverses qui diminuent le long d'au moins une partie du conduit depuis sa première extrémité longitudinale vers sa deuxième extrémité longitudinale.
Les canaux sont avantageusement formés à moindres coûts par usinage et/ou par moulage de la paroi du conduit.
Selon une forme de réalisation, la deuxième extrémité longitudinale du conduit est fermée. Le ou les orifices sont notamment ménagés à travers la paroi du conduit s'étendant suivant son axe longitudinal.
La deuxième extrémité longitudinale du conduit est par exemple fermée par un bouchon, par un embout coiffant la deuxième extrémité longitudinale du conduit et/ou par un opercule intégré au conduit.
Le bouchon, l'embout et/ou l'opercule peuvent être avantageusement rapportés par brasage sur le conduit, qui sont dans ce cas en matériau métallique notamment à base d'aluminium. Selon une variante, la deuxième extrémité longitudinale du conduit est par ίο exemple fermée par une paroi de la boîte collectrice mise en appui contre une tranche terminale du conduit à sa deuxième extrémité longitudinale.
La bouche d'entrée est notamment ménagée par un débouché de l'évidement interne du conduit vers l'extérieur du conduit à sa première extrémité longitudinale. Dans ce cas, la bouche d'entrée est notamment raccordable à une source de fluide réfrigérant directement via la première extrémité du conduit ou via un organe hydraulique interposé entre le conduit et la source de fluide. La source de fluide est notamment formée d'un circuit de fluide réfrigérant comprenant l'échangeur thermique.
Selon une forme de réalisation, le conduit comporte plusieurs orifices répartis au moins le long du conduit. Ces orifices traversent le conduit.
Le ou les orifices peuvent être orientés perpendiculairement à l'axe longitudinal du conduit ou être inclinés vers l'une et/ou l'autre des extrémités longitudinales du conduit. La section d'au moins un orifice suivant un plan parallèle à l'axe longitudinal du conduit peut être par exemple de conformation circulaire, oblongue et/ou polygonale telle que triangulaire, hexagonale ou en croix par exemple.
A titre indicatif, la section du ou des orifices suivant un plan parallèle à l'axe
2 longitudinal du conduit est d'une surface maximale comprise entre 2 mm et 5 mm .
Diverses configurations de répartitions des orifices le long du conduit peuvent être appliquées. Par exemple, les orifices peuvent être répartis en étant alignés le long de plusieurs droites parallèles à l'axe longitudinal du conduit. Par exemple encore, les orifices peuvent être répartis en quinconce le long du conduit. Par exemple encore, les orifices peuvent être répartis le long d'une ligne configurée en hélice enroulée autour du conduit.
Selon une forme de réalisation, les orifices sont répartis le long d'une droite orientée dans un plan longitudinal traversant l'axe longitudinal du conduit. Dans le cas où le conduit est agencé en un cône dont la paroi est à épaisseur constante, les orifices sont plus spécifiquement répartis le long du conduit le long d'une droite inclinée suivant la pente d'inclinaison du cône. Dans le cas où la paroi du conduit est cylindrique, les orifices sont plus spécifiquement répartis sur le conduit le long d'une droite parallèle à l'axe longitudinal du conduit.
Les orifices peuvent être répartis à équidistance les uns des autres ou être répartis à des distances variables les uns des autres. La variation de la distance de séparation des orifices les uns des autres est de préférence progressive à facteur constant. Plus particulièrement, les orifices sont de plus en plus éloignés les uns des autres en direction de la deuxième extrémité longitudinale du conduit.
Dans le cas où l'épaisseur de la paroi varie le long du conduit, l'extension des orifices transversalement à l'axe longitudinal du conduit varie en correspondance pour traverser la paroi du conduit en débouchant sur l'évidement interne et vers l'extérieur du conduit. On comprend donc qu’une longueur d'extension des orifices, mesurée entre leurs débouchés peut varier le long du conduit. Les débouchés des orifices considérés sont les débouchés des orifices vers l'extérieur du conduit et les débouchés des orifices sur son évidement interne.
La section transverse de l’évidement interne du conduit, observée dans un plan perpendiculaire à son axe longitudinal, est notamment de configuration circulaire, mais peut aussi être parallélépipédique et/ou oblongue. La configuration de la section transverse de la paroi du conduit est considérée globalement au regard de son pourtour et de son évidement interne.
L'invention a aussi pour objet une boîte collectrice pour un échangeur thermique, comportant une paroi ménageant une chambre logeant un dispositif de distribution conforme à l'invention.
Le dispositif de distribution et la paroi de la boîte collectrice sont en contact et sont avantageusement solidaires l'un de l'autre, par exemple par brasage au four. Une telle opération de brasage peut être réalisée lors de l'assemblage entre eux d'au moins une partie des composants de l'échangeur thermique.
Le dispositif de distribution est notamment brasé à l'une au moins de ses extrémités longitudinales sur la paroi de la boîte collectrice. Le dispositif de distribution peut aussi être brasé par l'intermédiaire d'au moins une portion du conduit à la paroi de la boîte collectrice.
L'invention a aussi pour objet un échangeur thermique comprenant une boîte collectrice conforme à l'invention. L'échangeur thermique comprend notamment une pluralité de tubes d'un faisceau de tubes débouchant dans la chambre pour leur alimentation en fluide réfrigérant par le dispositif de distribution.
Selon une forme de réalisation, un espace de circulation du fluide réfrigérant est avantageusement ménagé à l'intérieur de la chambre au moins en partie autour du dispositif de distribution, vers des débouchés des tubes du faisceau sur la chambre. Ainsi, une étape supplémentaire de mélange du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse peut être opérée à l'intérieur de la chambre préalablement à son admission à l'intérieur des tubes du faisceau.
Selon une forme de réalisation, les orifices et les débouchés des tubes du faisceau sur la chambre sont angulairement décalés les uns par rapport aux autres autour de l'axe longitudinal du conduit. Le chemin de circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boîte collectrice peut ainsi être ajusté en fonction du mélange du fluide réfrigérant à obtenir à l'intérieur de la chambre. Un tel ajustement est notamment procuré via un ou plusieurs dispositifs de positionnement angulaire et/ou axial interposés entre le dispositif de mixage et une paroi de la boîte collectrice.
Par exemple, les orifices et les débouchés des tubes du faisceau sur la chambre sont disposés diamétralement à l'opposé les uns des autres par rapport à l'axe longitudinal du conduit, pour optimiser le chemin de circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la chambre et équilibrer l’alimentation en fluide réfrigérant des tubes, dans leur largeur.
Selon une forme de réalisation, les débouchés des tubes du faisceau sur la chambre sont avantageusement ménagés à travers la paroi de la boîte collectrice.
Plus particulièrement selon une forme avantageuse de réalisation, les tubes du faisceau sont ménagés entre des plaques incorporant la boîte collectrice en étant empilées suivant l'axe longitudinal du conduit. Les plaques comportent des œillets qui délimitent la chambre et qui sont prolongés par des extensions des plaques ménageant les tubes du faisceau entre elles. Les œillets sont traversés par le dispositif de mixage. Le dispositif de mixage peut être placé en contact avec les œillets à l'une au moins de ses extrémités longitudinales.
L'échangeur thermique est plus particulièrement configuré pour être utilisé en tant qu’évaporateur. L'échangeur thermique peut être utilisé pour refroidir un flux d'air le traversant ou pour refroidir un liquide dédié au refroidissement d'un organe, tel qu'au moins une batterie d'un véhicule fournissant l'énergie nécessaire au moins en partie à sa propulsion, ou encore le moteur électrique fournissant cette propulsion.
L'invention a aussi pour objet un circuit de fluide réfrigérant comprenant au moins un compresseur, un condenseur, un dispositif de détente et un échangeur thermique conforme à l'invention, parcourus par un fluide réfrigérant.
L'invention a aussi pour objet une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation, ou installation de conditionnement d'air, configurée pour équiper un véhicule. L'installation de conditionnement d'air de l'invention comprend au moins un échangeur thermique conforme à l'invention.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif et pour exemple en relation avec les dessins des planches annexées, dans lesquelles :
- la figure 1 est une illustration schématique d'un circuit de circulation d'un fluide réfrigérant participant d'une installation de conditionnement d'air d'un véhicule.
- la figure 2 est une illustration schématique d'un échangeur thermique que comporte le circuit schématisé sur la figure 1.
- la figure 3 est une illustration en perspective d'un dispositif de mixage conforme à l'invention.
- les figures 4 et 5 sont des illustrations en coupe longitudinale de différents exemples de réalisation d'un dispositif de distribution conforme à l'invention.
- la figure 6 est une illustration partielle en coupe longitudinale d'un exemple de réalisation d'un échangeur thermique équipé d'un dispositif de mixage du type de celui représenté sur la figure 4.
Les figures et leur description exposent l'invention de manière détaillée et selon des modalités particulières de sa mise en œuvre. Elles peuvent bien entendu servir à mieux définir l'invention.
Sur la figure 1, une installation de conditionnement d'air pour un véhicule, notamment automobile, comprend un circuit 1 fermé à l’intérieur duquel circule un fluide réfrigérant FR. Sur l'exemple de réalisation illustré, le circuit 1 comprend essentiellement, successivement suivant le sens SI de circulation du fluide réfrigérant FR, un compresseur 2, un condenseur 3 ou refroidisseur de gaz, un organe de détente 4 et au moins un échangeur thermique 5.
L'exemple donné d'une architecture minimale du circuit 1 est donné à titre indicatif et n'est pas restrictif quant à la portée de l'invention au regard de diverses architectures potentielles du circuit 1.
L'échangeur thermique 5 est par exemple dédié au refroidissement d'un flux d'air FA le traversant, tel qu'illustré sur la figure 2. Un tel flux d'air FA est notamment exploité pour traiter thermiquement l'air de l'habitacle du véhicule ou par exemple encore pour refroidir un organe du véhicule en fonctionnement. Par exemple encore, l'échangeur thermique 5 est dédié au refroidissement d'un liquide exploité pour refroidir un organe du véhicule en fonctionnement, tel qu'une ou plusieurs batteries fournissant l'énergie électrique à une motorisation électrique propulsive du véhicule.
Sur la figure 1 et la figure 2, l'échangeur thermique 5 comprend un faisceau 6 interposés entre une boîte collectrice 7 et une boîte de renvoi 8. La boîte collectrice 7 s'étend suivant une direction longitudinale Dl orientée perpendiculairement à une direction D3 d'extension des tubes 12 du faisceau 6 entre la boîte collectrice 7 et la boîte de renvoi 8. La boîte collectrice 7 délimite une chambre 9 alimentée en fluide réfrigérant FR à travers une bouche d'entrée 10. Le fluide réfrigérant FR circule à l'intérieur de l'échangeur thermique 5 pour refroidir au moins les tubes 12 du faisceau 6, puis est évacué hors de l'échangeur thermique 5 à travers une bouche de sortie 11.
Sur l'exemple illustré, la bouche de sortie 11 est ménagée à travers la boîte collectrice 7, ce qui implique que l’échangeur thermique 5 est un échangeur thermique à circulation en « U ». Selon une variante, la bouche de sortie 11 peut être ménagée à travers la boîte de renvoi 8, ce qui implique alors que l’échangeur thermique 5 est un échangeur thermique à circulation en « I ».
Sur la figure 2, l'échangeur thermique 5 est du type à circulation en U du fluide réfrigérant FR. Sur l'exemple illustré, l'échangeur thermique 5 est destiné au refroidissement d’un flux d'air FA. Les tubes 12 du faisceau 6 comportent des ailettes 13 favorisant l'échange thermique entre le flux d'air FA et les tubes 12 du faisceau 6. Le flux d'air FA traverse le faisceau 6 transversalement au plan général PI de l'échangeur thermique 5, en s'écoulant le long des tubes 12.
Le fluide réfrigérant FR circule depuis la boîte collectrice 7 vers une première nappe 12a de tubes 12 du faisceau 6 dédiés à l'alimentation de la boîte de renvoi 8 en fluide réfrigérant FR. Puis, le fluide réfrigérant FR circule depuis la boîte de renvoi 8 vers la boîte collectrice 7 à travers une deuxième nappe 12b de tubes 12 du faisceau 6. La première nappe 12a et la deuxième nappe 12b sont superposées suivant le sens de circulation du flux d'air FA à travers l'échangeur thermique 5.
Une telle configuration de l'échangeur thermique 5 rend particulièrement utile l'obtention d'une distribution homogène du fluide réfrigérant FR entre sa phase liquide et sa phase gazeuse et une distribution homogène du fluide réfrigérant FR le long de la boîte collectrice 7 vers chacun des tubes 12 de la première nappe 12a du faisceau 6.
L'exemple décrit de l'architecture de l'échangeur thermique 5 et des modalités de circulation du fluide réfrigérant FR entre la boîte collectrice 7 et la boîte de renvoi 8, sont données à titre indicatif et ne sont pas restrictifs quant à la portée de l'invention.
Sur la figure 1 et la figure 2, la chambre 9 loge un dispositif de distribution 18 s'étendant suivant une direction longitudinale D2 parallèle à la direction longitudinale Dl d'extension de la boîte collectrice 7. Le dispositif de distribution 18 comprend un conduit 14 s'étendant suivant un axe longitudinal Al entre une première extrémité longitudinale 15 et une deuxième extrémité longitudinale 16 du dispositif de distribution 18. Le conduit 14 est notamment destiné à procurer une homogénéisation du fluide réfrigérant FR entre sa phase liquide et sa phase gazeuse lors de son évacuation hors du conduit 14.
L'axe longitudinal Al du conduit 14 est orienté parallèlement à la direction Dl d'extension de la boîte collectrice 7 et définit la direction longitudinale D2 d'extension du dispositif de distribution 18. Le dispositif de distribution 18 est potentiellement centré à l'intérieur de la boîte collectrice 7 tel qu'illustré sur la figure 1. Alternativement, le dispositif de de distribution 18 pourra être excentré à l'intérieur de la boîte collectrice 7 par rapport à un axe longitudinal médian A2 d'extension de la boîte collectrice 7.
Le dispositif de distribution 18 comporte une bouche d'entrée 10 pour son alimentation en fluide réfrigérant FR. Sur l'exemple illustré sur la figure 1 et la figure 2, la bouche d'entrée 10 est ménagée à une première extrémité longitudinale 15 du conduit 14. La bouche d'entrée 10 est susceptible de recevoir le fluide réfrigérant FR depuis l'extérieur du dispositif de distribution 18 soit directement soit via un organe de jonction de l'échangeur thermique 5 avec le circuit fluidique 1 illustré sur la figure 1. La deuxième extrémité longitudinale 16 du conduit 14 est fermée.
Au moins un orifice 17 est ménagé à travers le conduit 14 pour l'évacuation du fluide réfrigérant FR depuis le conduit 14 vers la chambre 9. Le conduit 14 comporte de préférence une pluralité d'orifices 17 ménagés sur au moins une partie de sa longueur pour favoriser l'homogénéisation du fluide réfrigérant FR évacué le long du conduit 14 entre sa phase liquide et sa phase gazeuse.
En se référant aussi à la figure 1 et à la figure 2, les dispositifs de distribution 18 illustrés pour exemple sur les figures 4 et 5 sont agencés pour être logés à l'intérieur d'une chambre 9 d'une boîte collectrice 7 que comprend un échangeur thermique 5, tel qu'illustré pour exemple sur la figure 6. Les dispositifs de distribution 18 comprennent le conduit 14 pourvu des orifices 17 qui sont ménagés à travers la paroi 14a du conduit 14 en étant alignés suivant une droite L1 orientée dans un plan longitudinal traversant l'axe longitudinal Al du conduit 14.
Tel qu'illustré sur la figure 3, le conduit 14 comporte la bouche d'entrée 10 à sa première extrémité longitudinale 15 et est fermé à sa deuxième extrémité longitudinale 16.
Le conduit 14 est par exemple fermé par un embout 16a qui est brasé sur le conduit 14 à sa deuxième extrémité longitudinale 16. Le conduit 14 peut éventuellement être aussi équipé d'un dispositif de positionnement angulaire et/ou axial 15a du conduit à l'intérieur de la boîte collectrice 7. Sur les figures 4 et 5, le conduit 14 est par exemple encore fermé par un opercule 16b qui est formé et/ou brasé sur le conduit 14 à sa deuxième extrémité longitudinale 16.
Le fluide réfrigérant LR est admis à l'intérieur du conduit 14 à l'état diphasique entre une phase liquide et une phase gazeuse. Un tel état diphasique du fluide réfrigérant LR rend délicate l'obtention d'une évacuation homogène le long du conduit 14 du fluide réfrigérant LR distribué à travers chacun des orifices 17. La phase gazeuse tend à être évacuée hors du conduit 14 à travers les orifices 17 situés les plus proches de la première extrémité longitudinale 15 du conduit 14 tandis que sa phase liquide tend à être entraînée vers sa deuxième extrémité longitudinale 16, au fond du conduit 14.
Sur les figures 4 et 5, le conduit 14 est pourvu d'un dispositif de réduction 19 du volume d’un canal principal 20, ou en d'autres termes du chemin de circulation du fluide réfrigérant LR à l'intérieur du conduit 14 au moins dans sa partie comportant les orifices
17. Le canal principal 20 est notamment formé par l'évidement interne 14c du conduit 14 délimité par la face interne 14b formée par la paroi 14a du conduit 14. La réduction du canal principal 20 est réalisée depuis la première extrémité longitudinale 15 du conduit 14 pourvue de la bouche d'entrée 10 vers sa deuxième extrémité longitudinale 16 qui est fermée.
Selon les exemples illustrés, le dispositif de réduction 19 est avantageusement ménagé par un agencement de la face interne 14b du conduit 14 délimitant son évidement interne 14c. Plus particulièrement, la face interne 14b du conduit 14 est agencée de manière à définir une section transverse Stl, St2 de l'évidement interne 14c du conduit 14 qui diminue vers la deuxième extrémité longitudinale 16 du conduit 14. Une telle variation de la section transverse Stl, St2 de l'évidement interne 14c du conduit 14 forme à sa face interne 14b au moins obstacle 19a, 19b qui s'oppose à l'écoulement du fluide réfrigérant LR à l'intérieur du conduit 14.
L'écoulement du fluide réfrigérant LR le long du conduit 14 est ainsi perturbé par un tel obstacle 19a, 19b, ce qui favorise le mélange du fluide réfrigérant FR entre sa phase liquide et sa phase gazeuse à l'intérieur du conduit 14. Le fluide réfrigérant FR est ainsi homogénéisé à l'intérieur du conduit 14 préalablement à son évacuation hors du conduit 14 à travers au moins un orifice 17 situé en aval de l'obstacle 19a, 19b suivant le sens SI de circulation du fluide réfrigérant FR à l'intérieur du conduit.
En outre, un tel obstacle 19a, 19b favorise le passage forcé du fluide réfrigérant FR à travers au moins un orifice 17 situé en aval de l'obstacle 19a, 19b, ce qui améliore encore le mélange du fluide réfrigérant FR entre sa phase liquide et sa phase gazeuse sous l'effet de sa pulvérisation hors du conduit 14 à travers les orifices 17.
Plus particulièrement, le dispositif de réduction 19 ménage le long du conduit 14 une réduction progressive de la section transverse Stl, St2 de l'évidement interne 14c du conduit 14, au moins dans sa partie comportant les orifices 17. La réduction de la section transverse Stl, St2 de l'évidement interne 14c du conduit 14 est réalisée suivant le sens SI d'écoulement du fluide réfrigérant FR à l'intérieur du conduit 14, ou en d'autres termes suivant un sens d'extension longitudinale du conduit 14 défini depuis sa première extrémité longitudinale 15, c’est-à-dire depuis la bouche d'entrée 10, vers sa deuxième extrémité longitudinale 16.
Le ou les obstacles 19a, 19b sont ainsi formés à la face interne 14b du conduit 14 à partir d'une variation progressive de la section transverse Stl, St2 de l'évidement interne 14c du conduit 14 définie entre une plus grande section transverse Stl et une plus petite section transverse St2. La plus grande section transverse Stl de l'évidement interne 14c du conduit 14 est notamment celle située la plus proche de la première extrémité longitudinale 15 du conduit 14 et la plus petite section transverse St2 de l'évidement interne 14c du conduit 14 est notamment celle située la plus proche de la deuxième extrémité longitudinale 16 du conduit 14.
La variation progressive de la section transverse Stl, St2 de l'évidement interne 14c du conduit 14 s'opposent progressivement à la circulation du fluide réfrigérant FR le long du conduit 14, notamment à l’égard de la phase liquide de ce fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant FR circule dans l'évidement interne 14c du conduit 14 en étant dirigé vers les orifices 17 par le ou les obstacles 19a, 19b formé à la face interne 14b du conduit 14. Les obstacles 19a, 19b dirigent le fluide réfrigérant depuis une zone centrale Za du conduit 14 au moins définie par la plus petite section transverse St2 de l'évidement interne du conduit vers la face interne 14b du conduit 14 sur laquelle débouchent les orifices 17.
La réduction de la section transverse Stl, St2 de l'évidement interne 14c est réalisée de manière continue tel qu'illustré pour exemple sur la figure 4, soit de manière discontinue par paliers 21 tel qu'illustré pour exemple sur la figure 5.
Plus particulièrement sur la figure 4, la face interne 14b du conduit 14 est configurée selon un cône Cl centré sur l'axe longitudinal Al du conduit 14 et réduisant le volume intérieur du conduit 14 vers sa deuxième extrémité longitudinale 16. A titre indicatif, l'angle Bl du cône Cl est compris entre 3° et 10° en variant selon l'extension de la partie du conduit 14 comportant les orifices 17.
Dans un plan longitudinal, la face interne 14b du conduit 14 est ainsi inclinée par rapport à l'axe longitudinal Al du conduit 14 au moins dans la partie du conduit 14 comportant les orifices 17. L'inclinaison de la face interne 14b du conduit 14 ménage un obstacle 19a qui s'étend en continu le long du conduit 14 en s'opposant progressivement et en continu à l'écoulement du fluide réfrigérant LR à l'intérieur du conduit 14.
Selon l'exemple particulier de réalisation illustré sur la figure 4, la paroi 14a du conduit 14 présente une épaisseur Epi qui est constante au moins le long de la partie du conduit 14 comportant les orifices 17. Le conduit 14 est globalement agencé en cône C2, sa face externe 14d étant inclinée suivant une pente similaire à la pente de la face interne 14b du conduit 14.
La face externe 14d et la face interne 14b du conduit 14 sont concentriques en étant centrés sur l'axe longitudinal Al du conduit 14. Dans ce cas, la longueur Lgl d'extension des orifices 14 définie entre leurs débouchés vers l'extérieur du conduit 14 et vers l'évidement interne 14c du conduit 14 est constante.
Sur la figure 5, la face interne 14b du conduit 14 délimite plusieurs canaux 20a de sections transverses Stl, St2 différentes qui s'étendent le long de l'axe longitudinal Al du conduit 14. De tels canaux 20a sont des canaux élémentaires composant le canal principal globalement formé par l'évidement interne 14c du conduit 14. Sur l'exemple particulier de réalisation illustré, les canaux 20a sont configurés en cylindres. Selon une variante, l'un au moins des canaux 20a peut être de configuration conique en étant incliné vers la deuxième extrémité longitudinale 16 du conduit 14.
Les canaux 20a sont concentriques et centrés sur l'axe longitudinal Al du conduit 14, en étant disposés successivement le long de l'axe longitudinal Al du conduit 14. Les canaux 20a sont aboutés les uns aux autres et sont communicant deux à deux suivant l'axe longitudinal Al du conduit 14. Le fluide réfrigérant LR peut ainsi circuler le long du conduit 14 successivement à travers les canaux 20a depuis la première extrémité longitudinale 15 vers la deuxième extrémité longitudinale 16 du conduit 14.
La face interne 14b du conduit 14 est configurée selon différentes lignes directrices Drl s'étendant successivement le long du conduit 14 pour délimiter chacun des canaux 20a. De telles lignes directrices Drl sont notamment des génératrices dans le cas où l'évidement interne 14b du conduit 14 est à surface(s) de révolution. Des paliers 21 de variation de la section transverse Stl, St2 de l'évidement interne 14c du conduit 14 sont ainsi formés dans les zones d'aboutement successives des canaux 20a le long de l'axe longitudinal Al du conduit 14.
Chacun des paliers 21 s'étend partiellement à l'intérieur de l'évidement interne 14c du conduit 14, transversalement à son l'axe longitudinal Al, depuis la face interne 14b du conduit 14 vers son axe longitudinal Al. Ainsi, chacun des paliers 21 ménage un relief 21a saillant transversalement à l'axe longitudinal Al du conduit 14. Les paliers 21, ou en d'autres termes les reliefs 21a, forment chacun un obstacle 19a transversalement étendu qui s'oppose à l'écoulement du fluide réfrigérant LR à l'intérieur du conduit 14. Un tel obstacle 19a d'extension transversale permet d'optimiser les perturbations dans l'écoulement du fluide réfrigérant LR à l'intérieur du conduit 14, ce qui accroît son mélange entre sa phase liquide et sa phase gazeuse. Un ou plusieurs paliers 21a peut être formé de manière ininterrompue sur la face interne 14c, de manière à être actif à bas débit comme à haut débit de fluide réfrigérant.
Selon l'exemple particulier de réalisation illustré sur la figure 5, les paliers 21 formant les reliefs 21a sont interposés entre au moins deux orifices 17 qui débouchent chacun sur un canal 20a. Selon une variante, les paliers 21 peuvent être chacun interposés entre deux groupes d'au moins un orifice 17, chacun des groupe d'orifices pouvant comprendre notamment de un à quatre orifices 17. Les orifices 17 sont répartis le long du conduit 14 en étant alignés le long d'une droite L1 parallèle à l'axe longitudinal Al du conduit 14.
L'épaisseur Ep2, Ep3 de la paroi 14a du conduit 14 varie au moins le long de la partie du conduit 14 comportant les orifices 17. La longueur Lg2, Lg3 d'extension d'un ou de plusieurs orifices 17 débouchant sur un canal 20a donné est constante. La longueur Lg2, Lg3 d'au moins un orifice débouchant sur un canal donné varie de la longueur Lg2, Lg3 d'au moins un orifice 17 débouchant sur un autre canal 20a. Plus particulièrement, la longueur Lg2, Lg3 des orifices 17 augmentent depuis la première extrémité longitudinale 15 du conduit 14 vers sa deuxième extrémité longitudinale 16.
Sur la figure 6, un échangeur thermique 5 est équipé d'un dispositif de distribution 18 conforme à sa forme de réalisation illustrée sur la figure 4. Le dispositif de distribution 18 est logé à l'intérieur d'une boîte collectrice 7 que comprend l'échangeur thermique 5. Le dispositif de distribution 18 est installé à l'intérieur d'une chambre 9 délimitée par une paroi 7a de la boîte collectrice 7 pour alimenter en fluide réfrigérant LR des tubes 12 d'un faisceau 6 de tubes 12 qui débouchent sur la chambre 9 en étant alignés suivant la direction longitudinale D2 d'extension du dispositif de distribution 18.
Selon l'exemple de réalisation illustré, la chambre 9 est délimitée par des œillets 23 successivement aboutés et fixés les uns autres, notamment par brasage, suivant la direction la direction longitudinale D2 d'extension du dispositif de distribution 18. Les œillets forment ainsi la paroi 7a de la boîte collectrice 7 délimitant la chambre 9. Les œillets 23 comportent des collerettes 25 qui sont traversées par le dispositif de distribution 18 à distance transverse par rapport à l'axe longitudinal Al du conduit 14.
Les œillets 23 sont formés à l'extrémité de plaques 26 ménageant entre elles les tubes 12 du faisceau 6. Les débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 sont ainsi formés par des ouvertures ménagées à travers la paroi 7a de la boîte collectrice 7 délimitant la chambre 9, les débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 étant plus spécifiquement ménagés à travers les œillets 23. Les débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 sont configurés en entonnoir pour accroître la vitesse du fluide réfrigérant FR évacué hors de la chambre 9 vers les tubes 12 du faisceau 6.
Un espace El de circulation du fluide réfrigérant FR autour du conduit 14 est ainsi ménagé à l'intérieur de la chambre 9 entre la paroi 7a de la boîte collectrice et le dispositif de distribution 18. Les orifices 17 sont orientés diamétralement à l'opposé des débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 par rapport au premier axe longitudinal Al du conduit 14. Le fluide réfrigérant FR pulvérisé par le dispositif de distribution 18 est admis à l'intérieur de la chambre 9, puis circule à l'intérieur de l'espace El autour du conduit 14 vers les débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 pour leur alimentation en fluide réfrigérant FR.
La description qui précède explique clairement comment l’invention permet d’atteindre les objectifs qu’elle s’est fixés et notamment de proposer un dispositif de distribution qui homogénéise la répartition du fluide réfrigérant le long de la boîte collectrice pour garantir une admission quasi-identique de fluide réfrigérant dans chaque tube du faisceau que comporte l'échangeur thermique. En outre, l'organisation structurelle du dispositif de distribution lui confère une adaptabilité aisée pouvant être réalisée à moindres coûts selon l'agencement d'un échangeur thermique spécifique, notamment au regard du nombre de tubes du faisceau qu'il comporte.
Une telle adaptation du dispositif de distribution est notamment réalisée à moindres coûts par variation de sa longueur et/ou au moins de la longueur de sa partie comportant les orifices et/ou par variation du nombre d'orifices et/ou de leur répartition le long du conduit, tout en conservant une même organisation générale de la réduction de la section transverse du conduit qui peut être aisément adaptée en conséquence.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier au dispositif de de distribution selon l’invention, notamment en ce qui concerne les modalités d'intégration du dispositif de distribution dans la boîte collectrice. Le dispositif de distribution qui vient d’être décrit à titre d’exemple non limitatif et son usage seront constitués dès lors que le dispositif de distribution comportera un conduit muni d'un dispositif de réduction de la section transverse de son évidement interne le long au moins de la partie du conduit comportant le ou les orifices.
En tout état de cause, l’invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement décrits dans ce document, et s’étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens.

Claims (18)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de distribution (18) d'un fluide réfrigérant (FR) configuré pour être logé à l'intérieur d'une boîte collectrice (7) d'un échangeur thermique (5), le dispositif de distribution (18) comprenant au moins un conduit (14) d'axe longitudinal (Al) pourvu à une première extrémité longitudinale (15) d'une bouche d'entrée (10) pour l'admission du fluide réfrigérant (FR) dans le conduit (14), le conduit (14) délimitant un évidement interne (14c) défini au moins par une section transverse (Stl, St2) à l’axe longitudinal (Al), le conduit (14) étant pourvu d’au moins un orifice (17) pour l'évacuation hors du conduit (14) du fluide réfrigérant (FR) admis dans l’évidement interne (14c), caractérisé en ce que le conduit (14) comprend au moins un dispositif de réduction (19) de la section transverse (Stl, St2) de l’évidement interne (14c) le long de l'axe longitudinal (Al) du conduit (14).
  2. 2. Dispositif de distribution (18) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de réduction (19) est configuré pour que la réduction de la section transverse (Stl, St2) de l'évidement interne (14c) du conduit (14) soit réalisée en direction d'une deuxième extrémité longitudinale (16) du conduit (14) située longitudinalement à l'opposé de sa première extrémité longitudinale (15).
  3. 3. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de réduction (19) ménage une réduction progressive de la section transverse (Stl, St2) de l'évidement interne (14c) du conduit (14).
  4. 4. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de réduction (19) est formé d'un aménagement d’une paroi (14a) du conduit (14), au moins à sa face interne (14b), qui modifie au moins en partie le long du conduit (14) la section transverse (Stl, St2) de son évidement interne (14c).
  5. 5. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de réduction (19) ménage une réduction progressivement continue de la section transverse (Stl, St2) de l'évidement interne (14c) du conduit (14) le long d'au moins une partie du conduit (14).
  6. 6. Dispositif de distribution (18) selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de réduction (19) est formé par une configuration conique (Cl) d'au moins une partie de l'évidement interne (14c) du conduit (14) le long de son axe longitudinal (Al).
  7. 7. Dispositif de distribution (18) selon la revendication 6, dans lequel un angle (Bl) formé par le cône (Cl) délimitant l'évidement interne (14c) du conduit (14) est inférieur ou égal à 5°.
  8. 8. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, dans lequel le conduit (14) est agencé en cône (C2) conférant à la paroi (14a) du conduit (14) une épaisseur (Epi) qui est constante suivant l'axe longitudinal (Al) du conduit (14).
  9. 9. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de réduction (19) ménage une réduction de la section trans verse (Stl, St2) de l'évidement interne (14c) du conduit (14) par au moins un palier (21) de variation d'au moins une dimension transverse de l'évidement interne (14c) du conduit (14), mesurée perpendiculairement à son axe longitudinal (Al).
  10. 10. Dispositif de distribution (18) selon la revendication 9, dans lequel le palier (21) ménage à la face interne (14b) du conduit (14) un relief (21a) saillant vers l'intérieur du conduit (14).
  11. 11. Dispositif de distribution (18) selon la revendication 10, dans lequel au moins un relief (21a) est interposé entre au moins deux orifices (17) le long de l'axe longitudinal (Al) du conduit (14).
  12. 12. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, dans lequel au moins un relief (21a) est interposé suivant l'axe longitudinal (Al) du conduit (14) entre deux groupes d'au moins un orifice (17).
  13. 13. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel l'évidement interne (14c) du conduit (14) est subdivisé en plusieurs canaux (20a) de sections transverses (Stl, St2) différentes qui sont successivement communiquant entre eux suivant l'axe longitudinal (Al) du conduit (14).
  14. 14. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, dans lequel le conduit (14) comporte plusieurs orifices (17) qui traversent le conduit (14) et qui sont répartis au moins en partie le long dudit conduit (14).
  15. 15. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la section transverse (Stl, St2) de l’évidement interne (14c) du
    10 conduit (14), observée dans un plan perpendiculaire à son axe longitudinal (Al), est de configuration circulaire, parallélépipédique et/ou oblongue.
  16. 16. Boîte collectrice (7) pour un échangeur thermique (5), comportant une paroi (7a) ménageant une chambre (9) logeant un dispositif de distribution (18) conforme à l'une
    15 quelconque des revendications précédentes.
  17. 17. Echangeur thermique (5) comprenant une boîte collectrice (7) conforme à la revendication 16 et comprenant une pluralité de tubes (12) d'un faisceau (6) de tubes (12) débouchant dans la chambre (9) pour leur alimentation en fluide réfrigérant (FR) par le
  18. 2 0 dispositif de distribution (18).
    1/4
    12a figure 2
    3/4
    19a FR
    O
    CM
    4/4
    D1,D2
    Ο
    CM figure 6
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