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EP3548827B1 - Dispositif de distribution d'un fluide réfrigérant à l'intérieur d'une boîte collectrice d'un échangeur thermique pour une installation de conditionnement d'air d'un véhicule - Google Patents

Dispositif de distribution d'un fluide réfrigérant à l'intérieur d'une boîte collectrice d'un échangeur thermique pour une installation de conditionnement d'air d'un véhicule Download PDF

Info

Publication number
EP3548827B1
EP3548827B1 EP17817792.9A EP17817792A EP3548827B1 EP 3548827 B1 EP3548827 B1 EP 3548827B1 EP 17817792 A EP17817792 A EP 17817792A EP 3548827 B1 EP3548827 B1 EP 3548827B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pipe
orifices
duct
tubes
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP17817792.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3548827A1 (fr
Inventor
Julien Tissot
Jérémy BLANDIN
Kamel Azzouz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP3548827A1 publication Critical patent/EP3548827A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3548827B1 publication Critical patent/EP3548827B1/fr
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F28F9/0273—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple holes

Definitions

  • the field of the present invention is that of heat exchangers equipping air conditioning installations for a vehicle, in particular an automobile.
  • the invention relates more specifically to methods of distributing a refrigerant fluid inside a manifold box that such a heat exchanger comprises.
  • the present invention relates to a device for dispensing a refrigerant fluid according to the preamble of claim 1, and as disclosed by document US 2013/192808 .
  • a vehicle is currently equipped with an air conditioning installation for thermally treating the air present or sent into the passenger compartment of the vehicle.
  • an air conditioning installation for thermally treating the air present or sent into the passenger compartment of the vehicle.
  • Such an installation comprises a closed circuit inside which circulates a refrigerant fluid.
  • the circuit essentially comprises a compressor, a condenser, an expansion valve and at least one heat exchanger.
  • the heat exchanger commonly comprises a bundle of tubes interposed between a manifold box and a coolant return box.
  • the refrigerant fluid is admitted through an inlet port inside a manifold, circulates in successive paths in the tubes of the bundle between the manifold and a return box, then is discharged out of the exchanger thermal through an outlet.
  • the outlet mouth is likely to be formed through the collector box or through the return box.
  • the heat exchanger is for example an evaporator providing heat exchange between the refrigerant fluid and an air flow passing therethrough.
  • the refrigerant fluid circulates inside the tubes of the bundle and the air flow circulates along the tubes of the bundle for its cooling.
  • a problem posed resides in the fact that the refrigerant fluid is in the liquid / gaseous two-phase state when it is admitted inside the heat exchanger. Due to the difference between the physical properties between liquid and gas, the refrigerant tends to separate between its liquid phase and its gas phase.
  • This phenomenon generates a heterogeneity in the temperature of the air flow which has passed through the heat exchanger in operation. This heterogeneity complicates the thermal management of the device which receives the heat exchanger and ultimately involves temperature differences between two areas of the passenger compartment, while the same air flow temperature is required.
  • the present invention relates to a device for distributing a refrigerant fluid inside a manifold box of a heat exchanger.
  • the subject of the invention is also a heat exchanger equipped with a device for distributing a refrigerant fluid in accordance with the invention.
  • the heat exchanger is in particular designed to equip an air conditioning installation of a vehicle, in particular an automobile.
  • An object of the invention is to improve the temperature uniformity of the heat exchanger in operation and finally to improve its efficiency.
  • Another object of the invention is to provide a device for distributing the refrigerant fluid which can be obtained industrially at lower costs.
  • Another aim of the invention is to provide a device for distributing the refrigerant fluid, the organization of which allows it to be easily and inexpensively adapted to heat exchangers of various structures.
  • the dispensing device of the invention is defined in claim 1.
  • the refrigerant fluid is provided to be admitted inside the first duct at its first end comprising the inlet mouth, the first duct being closed at its second end to force the passage of the refrigerant fluid through the orifices.
  • the dispensing device is mainly recognizable in that at least two orifices immediately adjacent along the longitudinal axis of the first duct are inclined towards the second end of the first duct, their outlet towards the inside of the first duct being closer to its first end than their outlet to the outside of the first duct.
  • all of the orifices of the first duct are inclined orifices.
  • various variants can be implemented depending on the configuration of the heat exchanger and its performance obtained.
  • the first duct may include at least one group of inclined orifices in a number greater than two.
  • At least two groups of inclined orifices can be separated from one another by at least one intermediate orifice oriented differently with respect to the inclination of the inclined orifices.
  • the intermediate orifice can for example be oriented perpendicular to the longitudinal axis of the first duct.
  • the intermediate orifice may be inclined towards the first end of the first duct, its opening towards the inside of the first duct being further from its first end than its opening towards the outside of the first duct.
  • the velocity of the refrigerant fluid circulating inside the first conduit and discharged successively through the inclined orifices drives the refrigerant fluid, in particular the liquid phase thereof, towards the second end of the first conduit.
  • the inclination of the inclined orifices thus promotes homogeneous evacuation of the refrigerant fluid through them between its liquid phase and its gas phase along the entire first conduit.
  • the tubes of a bundle of tubes fitted to a heat exchanger are typically successively arranged along the longitudinal axis of the first duct so as to lead to a manifold box.
  • the driving of the refrigerant fluid towards the second end of the first duct thus makes it possible to homogenize the supply of refrigerant fluid to all the tubes of the tube bundle.
  • the performance of the heat exchanger is increased.
  • the temperature of the air passing through the heat exchanger is found to be considerably balanced along all the tubes of the tube bundle.
  • the temperature of a cooling liquid circulating through a hydraulic cooling circuit extending at least in part along the heat exchanger is also considerably balanced during its passage along the assembly. tubes of the tube bundle.
  • angles of inclination of the inclined orifices are less than 90 ° with respect to the longitudinal axis of the first duct, in order to cause the refrigerant fluid, in particular its liquid phase, to be driven towards the second end of the first duct.
  • the angle of inclination of the inclined orifices is measured between the longitudinal axis of the first duct and the direction of inclination of the inclined orifices towards the second end of the first duct.
  • the inclination of the inclined orifices is liable to vary within this angular range of less than 90 °, for example according to the individual position of the inclined orifices relative to the ends of the first duct, as a function of their number and / or of their position on along the first duct, and / or as a function of the longitudinal extension of the first duct or also of its transverse extension.
  • the number and position of the inclined orifices are also liable to vary along and / or around the first duct as a function of the quantity of the coolant liquid entrained as far as the second end of the first duct.
  • the number and position of the inclined orifices along and / or around the first duct are adapted according to a specific configuration of a heat exchanger receiving the distribution device, to evacuate the refrigerant fluid. homogeneously between its liquid phase and its gas phase along the first conduit.
  • angles of inclination of the inclined orifices are between 30 ° and 60 ° relative to the longitudinal axis of the first duct.
  • An angle of inclination of the inclined orifices of less than 30 ° tends to affect a projection of the coolant through the orifices inclined in a direction providing an optimized supply of coolant to all the tubes of the bundle of tubes of the exchanger.
  • An inclination angle of the inclined orifices greater than 60 ° can make a homogeneous supply of refrigerant fluid to the tubes of the bundle random.
  • angles of inclination of at least two inclined orifices are different.
  • angles of inclination of at least two inclined orifices vary progressively from the first end towards the second end of the first duct.
  • angles of inclination of at least two inclined orifices increase from the first end towards the second end of the first duct.
  • the variation of the angles of inclination of the inclined orifices is preferably carried out successively for each of the inclined orifices.
  • the successive variation of the angles of inclination of the inclined orifices is preferably carried out regularly, in particular in the case where the inclined orifices are equidistant along the first duct.
  • the variation of the angles of inclination of the inclined orifices is carried out successively by group of at least two inclined orifices.
  • angles of inclination of the inclined orifices are identical.
  • each of the inclined orifices is preferably 45 ° to promote uniform delivery of the refrigerant fluid to the second end of the first duct.
  • the inclined orifices are aligned along a straight line parallel to the longitudinal axis of the first duct.
  • the orifices can be distributed on either side of a straight line parallel to the longitudinal axis of the first duct.
  • the inclined orifices are nevertheless preferably formed along a half-volume of the first duct considered along its longitudinal axis.
  • the inclined orifices are preferably arranged equidistant from each other along the first duct.
  • two adjacent groups of at least two inclined orifices can be placed along the first duct at a distance of separation from each other different from that separating at least two other groups from one another. adjacent to at least two inclined orifices.
  • the angles of inclination of at least two inclined holes of a first group of inclined holes may vary from the angles of inclination of the inclined holes of a second group of at least two inclined holes adjacent to the first group of. 'inclined orifices.
  • the variation in the angle of the inclined orifices between the inclined orifices of the first group and those of the second group is in particular dependent on the separation distance between the first group of inclined orifices and the second group of inclined orifices.
  • the distribution device comprises at least one second longitudinally extended duct, advantageously closed at each of its longitudinal ends.
  • the second duct accommodates the first duct along its longitudinal extension, leaving between them a channel surrounding the first duct.
  • the second duct is provided with passages for discharging the refrigerant fluid out of the channel to the outside of the distribution device.
  • the second duct forms an enclosure inside which the first duct extends longitudinally, a transverse gap being formed between the first duct and the second duct to form the channel.
  • the refrigerant fluid evacuated through the orifices of the first duct is able to circulate inside the channel at least in part around the first duct prior to its evacuation outside the distribution device through the passages.
  • a first step of homogenization of the refrigerant between its liquid phase and its gas phase is carried out during the evacuation of the refrigerant fluid through the orifices towards the channel.
  • a second step of homogenization of the refrigerant between its liquid phase and its gas phase is then carried out during its circulation inside the channel.
  • the channel is able to house at least one permeable body structured as a mixer to increase the mixing of the refrigerant fluid between its liquid phase and its gaseous phase prior to its evacuation out of the distribution device through the passages.
  • a mixer is a device generating a disturbance of a linear flow of the refrigerant fluid flowing through it.
  • the mixer in particular provides obstacles to the linear flow of the refrigerant fluid inside the channel. The homogenization of the refrigerant between its liquid phase and its gas phase during its circulation inside the channel is thus obtained efficient.
  • the configuration of the orifice through which the refrigerant fluid is discharged out of the duct can be advantageously differentiated from the configuration of the passage through which the refrigerant fluid is distributed outside the distribution device to the tubes of the bundle. included in the heat exchanger.
  • the configuration, the number and / or the distribution of orifices along the first duct can be determined independently of the configuration, the number and / or the distribution of passages along the second duct.
  • the orifices can be specifically configured to optimize the mixture obtained between the liquid phase and the gas phase of the refrigerant fluid discharged through the first duct.
  • the passages can be specifically configured to increase the reliability and improve the homogenization of the distribution of the refrigerant fluid individually to each of the tubes of a bundle of tubes of the heat exchanger.
  • a combination between the specific characteristics of the orifices and passages can be chosen to improve obtaining a homogeneous supply of coolant to the tubes of the bundle, depending on the specificity of the structural arrangement of the heat exchanger.
  • the specificity of the structural arrangement of the heat exchanger is to be considered in particular with regard to the number and / or the configuration of the tubes of the bundle of tubes that the heat exchanger comprises and / or the methods of circulation of the fluid between the box. manifold and return box.
  • the characteristics considered for such a combination relate in particular to the cross section, to the number, to the orientation and / or to the positions of the orifices along the first duct and those relating to the cross section, to the number, to the orientation and / or at the positions of the passages along the second duct.
  • the passages can be individually assigned to the tubes of the exchanger bundle, being placed in direct communication with their outlet on the manifold box.
  • the first duct and the second duct are capable of being mounted eccentric with respect to one another or of being mounted coaxial with one inside the other along the longitudinal axis of the first duct.
  • the first duct and the second duct in particular have an annular conformation centered on the longitudinal axis of the first duct.
  • the cross sections of the first duct and of the second duct can be differentiated from one another, for example being individually circular or oblong in shape.
  • the passages are oriented perpendicular to the longitudinal axis of the first duct.
  • the homogenization of the quantities of refrigerant fluid successively evacuated through the orifices along the first duct makes it possible to orient the passages specifically in the direction of the outlets on the manifold box of the tubes of a bundle of tubes that a heat exchanger receiving the distribution device.
  • the orifices are aligned along a first straight line parallel to the longitudinal axis of the first duct and the passages are aligned along a second straight line parallel to the longitudinal axis of the first duct or at d 'other terms parallel to the first line.
  • the subject of the invention is also a heat exchanger comprising at least one manifold box provided with a distribution device in accordance with the invention.
  • the manifold box is extended in a longitudinal direction by providing a chamber housing the distribution device extending longitudinally inside the chamber following the longitudinal extension of the manifold box.
  • the chamber communicates with a plurality of tubes of a bundle of tubes of the heat exchanger arranged successively in the longitudinal direction of the header box and interposed between the header box and a fluid return box. refrigerant to the manifold.
  • the orifices of the first duct are inclined towards the bottom of the collector box located opposite the inlet mouth in the longitudinal direction of the collector box.
  • the interior volume of the header box is at least partly placed in communication with the tubes of the heat exchanger tube bundle via the chamber housing the distribution device.
  • the tubes are for example grouped together in a first layer of successively adjacent tubes along the longitudinal axis of extension of the manifold.
  • the tubes extend between the header box and the return box in a direction perpendicular to the longitudinal direction of extension of the header box.
  • the inclination of the orifices towards the bottom of the manifold box provides a homogeneous distribution of the refrigerant fluid to all the tubes of the tube bundle.
  • the orifices open out out of the first duct opposite the outlet of the tubes of the bundle of tubes onto the chamber, to constrain a circulation of the tube.
  • refrigerant fluid at least partially around the first conduit prior to supplying the tubes of the bundle with refrigerant fluid.
  • a second duct provided with passages opening onto the chamber is interposed between the first duct and a wall of the manifold box delimiting the chamber.
  • a channel is formed between the second duct and the first duct and a space is formed between the second duct and the wall of the manifold delimiting the chamber.
  • the refrigerant fluid is discharged from the first duct through the orifices inclined towards the channel, circulates inside the channel at least in part around the first duct, and then is discharged out of the channel through the passages to said space.
  • the refrigerant fluid circulates inside the space prior to the supply of refrigerant fluid to the tubes of the tube bundle in order to increase the homogeneous mixture of the refrigerant fluid between its liquid phase and its gas phase.
  • the passages are in particular oriented perpendicular to the longitudinal axis of the first duct and parallel to a direction of extension of the tubes of the bundle of tubes between the manifold box and the return box.
  • the passages open into the chamber opposite the outlet of the tubes of the bundle of tubes on the chamber and the orifices open out from the first duct on the side of the outlet of the tubes.
  • beam tubes on the chamber In a transverse direction and with respect to the longitudinal axis of the first duct, the passages open into the chamber opposite the outlet of the tubes of the bundle of tubes on the chamber and the orifices open out from the first duct on the side of the outlet of the tubes. beam tubes on the chamber.
  • the refrigerant fluid is evacuated out of the first duct through the orifices inclined towards the channel in a first zone of the collector box disposed on the side of the tubes of the bundle. Then the refrigerant fluid circulates at least in part around the first duct through the channel, out of which the refrigerant fluid is discharged through the passages to space in a second zone of the header box further away from the tubes of the bundle than the first. zoned. The refrigerant then circulates inside the space at least partly around the second duct towards the outlet of the tubes of the bundle in the manifold box.
  • the circulations of the coolant on the one hand inside the channel at least partly around the first duct and on the other hand inside the space at least partly around the second duct are thus optimized to increase the flow rate. 'obtaining a homogeneous mixture of the refrigerant between its liquid phase and its gas phase.
  • the chamber is longitudinally compartmentalized by partitions into a plurality of cells each communicating with at least one tube of the bundle of tubes, and advantageously with a single tube of the bundle of tubes. It is therefore associated with a cell with a tube. At least one passage opens into each of the cells. Each of the cells is thus individually supplied with refrigerant fluid from its individual communication with at least one passage.
  • the tubes of the tube bundle are individually supplied with refrigerant fluid from a cell which is assigned to them.
  • the distribution of the refrigerant fluid to the tubes of the tube bundle is made more reliable and is obtained efficient.
  • each of the cells communicates with a single tube to promote the homogeneous supply of refrigerant fluid to all the tubes of the tube bundle and to enhance the performance of the homogeneous supply of the tubes of the tube bundle with refrigerant fluid.
  • the partitions are advantageously formed by the walls of the tubes leaving between them eyelets participating in the formation of the wall of the collecting chamber delimiting the chamber.
  • the heat exchanger is used in particular as an evaporator, in particular organized to equip an air conditioning installation of a vehicle.
  • the heat exchanger can be used to cool an air flow passing through it or to cool a liquid dedicated to the cooling of an organ, such as at least one battery of a vehicle supplying the energy necessary at least in part to its propulsion.
  • a further subject of the invention is a refrigerant fluid circuit comprising at least one compressor, a gas condenser or cooler, an expansion device, and a heat exchanger in accordance with the invention, through which a refrigerant fluid flows.
  • the subject of the invention is also a ventilation, heating and / or air conditioning installation, or air conditioning installation, configured to equip a vehicle, in particular a motor vehicle, comprising at least one heat exchanger in accordance with the invention.
  • an air conditioning installation for a vehicle comprises a closed circuit 1 inside which circulates a refrigerant fluid FR.
  • the circuit 1 essentially comprises, successively following the direction SI of circulation of the refrigerant fluid FR, a compressor 2, a condenser 3 or gas cooler, an expansion member 4 and at least one heat exchanger 5 .
  • circuit 1 The illustrated example of a minimum architecture of circuit 1 is given as an indication and is not restrictive as regards the scope of the invention with regard to various potential architectures of circuit 1.
  • the heat exchanger 5 is for example dedicated to cooling an air flow FA passing through it, as illustrated on the figure 2 .
  • Such an air flow FA is used in particular to heat treat the air in the passenger compartment of the vehicle or for example also to cool a component of the vehicle in operation.
  • the heat exchanger 5 can be used for cooling a liquid used to cool a component of the vehicle in operation, such as one or more batteries supplying electrical energy to a propulsive electric motorization of the vehicle.
  • the heat exchanger 5 comprises a bundle 6 of tubes 12 interposed between a collector box 7 and a return box 8.
  • the collector box 7 extends in a longitudinal direction D1 oriented perpendicularly to a direction D3 of extension of the tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12 between the collector box 7 and the return box 8.
  • the manifold 7 delimits a chamber 9 supplied with refrigerant fluid FR through an inlet 10.
  • the refrigerant fluid FR circulates inside the heat exchanger 5 to cool at least the tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12 , then is discharged out of the heat exchanger 5 through an outlet 11.
  • the outlet 11 is provided through the manifold 7, which implies that the heat exchanger 5 is a circulating heat exchanger in “U”.
  • the outlet 11 can be formed through the return box 8, which then implies that the heat exchanger 5 is a heat exchanger with circulation in “I”.
  • the heat exchanger 5 is of the U-type circulation of the refrigerant fluid FR.
  • the heat exchanger 5 is intended for cooling an air flow FA.
  • the tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12 typically comprise fins 13 promoting heat exchange between the air flow FA and the tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12.
  • the air flow FA passes through the bundle 6 of tubes 12 transversely to the general plane P1 of the heat exchanger 5, flowing along the tubes 12.
  • the refrigerant fluid FR circulates from the header box 7 to a first layer 12a of tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12 dedicated to supplying the return box 8 with refrigerant fluid FR. Then the refrigerant FR circulates from the return box 8 to the manifold 7 through a second layer 12b of tubes 12 of the bundle 6. The first layer 12a and the second layer 12b are superimposed in the direction of flow of the flow of air FA through the heat exchanger 5.
  • Such a configuration of the heat exchanger 5 makes it particularly useful obtaining a homogeneous distribution of the refrigerant fluid FR between its liquid phase and its gas phase and a homogeneous distribution of the refrigerant fluid FR along the manifold 7 towards each of the tubes 12 of the first layer 12a of the bundle 6 of tubes 12.
  • the chamber 9 houses a distribution device 18 extending along a longitudinal direction D2 parallel to the longitudinal direction D1 of extension of the manifold 7.
  • the distribution device 18 comprises a first duct 14 extending along a longitudinal axis A1 between a first end 15 and a second end 16 of the first duct 14.
  • the first duct 14 is intended in particular to provide a homogenization of the refrigerant fluid FR between its liquid phase and its gas phase when it is discharged from the first duct 14.
  • the longitudinal axis A1 of the first duct 14 is oriented parallel to the direction D1 of extension of the manifold 7 and defines the longitudinal direction D2 of extension of the distribution device 18.
  • the distribution device 18 is potentially centered at the center. inside the collector box 7 as shown on the figure 1 . Alternatively, it can be eccentric inside the manifold 7 with respect to a median longitudinal axis A2 of extension of the manifold 7, as illustrated in the figure. figure 2 .
  • a first longitudinal end 15 of the first duct 14 comprises the inlet mouth 10 for the supply of refrigerant fluid FR to the distribution device 18 via the first duct 14.
  • the inlet mouth 10 is capable of receiving the refrigerant fluid FR from the outside of the distribution device 18 either directly or via a junction member of the heat exchanger 5 with the fluid circuit 1 illustrated in figure 1 .
  • the second end 16 of the first duct 14 is closed by a shutter formed for example by a bottom wall 16 ′ incorporated into the first duct 14 as illustrated in FIG. figure 3 . Note that the bottom wall can also form part of the manifold 7.
  • At least one orifice 17 is formed through the first duct 14 for the discharge of the refrigerant fluid FR from the first duct 14 to the chamber 9.
  • the first duct preferably comprises a plurality of orifices 17 formed on at least part of the duct. its length to promote the homogenization of the refrigerant fluid discharged along the first conduit 14 between its liquid phase and its gas phase.
  • the distribution devices 18 illustrated on the figures 3 to 6 are arranged to be housed in the collector box 7 from which the tubes 12 of the first sheet 12a that the heat exchanger 5 comprises are supplied with refrigerant fluid FR.
  • the distribution devices 18 comprise at least the first duct 14 provided with a plurality of orifices 17 through which the refrigerant fluid FR admitted inside the first duct 14 is discharged.
  • the first duct 14 comprises orifices 17 which are as a whole inclined towards its second end 16.
  • the inclination of the orifices 17 is such that their outlet 17a towards the inside of the first duct 14 is closer to its first end 15 than their outlet 17b towards the outside of the first duct 14.
  • At least two adjacent orifices 17 are inclined.
  • the adjacency between two inclined orifices 17 is an arrangement immediately side by side of the two inclined orifices 17, in particular along the longitudinal direction D2 of the dispensing device.
  • the velocity of the refrigerant fluid FR flowing through the first duct 14 from its first end 15 to its second end 16 is used to promote entrainment of the refrigerant fluid FR, in particular its liquid phase, towards the second end 16 of the first duct 14 .
  • the inclined orifices 17 as a whole are aligned along a first straight line L1 parallel to the longitudinal axis A1 of the first duct 14.
  • the inclined orifices 17 are arranged equidistant from each other and are inclined in particular by an angle of 45 ° with respect to the longitudinal axis A1 of the first duct 14.
  • the inclined orifices 17 may however be distributed differently along and / or around the first duct 14.
  • the inclined orifices 17 can be distributed while being aligned along at least two straight lines parallel to the longitudinal axis A1 of the first duct 14.
  • the inclined orifices 17 can be arranged staggered along the first duct 14.
  • the inclined orifices 17 may be distributed along at least one portion of the helix extending along the longitudinal axis A1 of the first duct 14.
  • the inclined orifices 17 are formed along the same longitudinal portion of the first duct 14, the transverse profile of which is shaped as a half-section of the first duct 14.
  • the longitudinal portion of the first duct 14 comprising the orifices 17 has a transverse section shaped as a semicircle.
  • a distribution device 18 comprising a first duct 14 is housed inside the chamber 9 formed inside the manifold 7.
  • the chamber 9 is delimited by a wall 7a of the manifold 7 formed by eyelets 25 successively butted in the direction D1 of extension of the manifold 7.
  • the eyelets 25 are formed as an extension of the tubes 12 of the bundle 6 of the heat exchanger 5.
  • the first duct 14 is preferably mounted on the manifold 7 by being centered inside the chamber 9 along the longitudinal axis A2 of the manifold 7. According to a variant, the first duct 14 can be mounted on the manifold 7 eccentrically with respect to the chamber 9 along the axis longitudinal A2 of the manifold 7.
  • the refrigerant fluid FR admitted into the first duct 14 is successively evacuated to the chamber 9 through the inclined orifices 17, in substantially homogeneous fractions between the liquid phase and the vapor phase of the refrigerant fluid FR.
  • the refrigerant fluid FR then circulates inside the chamber 9 at least in part around the first duct 14 towards the tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12 for their individual supply of refrigerant fluid FR.
  • the first duct 14 is surrounded by a second duct 19 interposed between the first duct 14 and the wall 7a of the manifold 7 delimiting the chamber 9.
  • the second duct 19 surrounds the first duct 14 at a transverse distance, leaving a channel between them 22 for circulating the refrigerant fluid FR evacuated from the orifices 17.
  • the second duct 19 comprises passages 20 for evacuating the refrigerant fluid FR from the distribution device 18 from the channel 22 to the tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12.
  • the second duct 19 is centered inside the chamber 9 and / or centered relative to the first duct 4.
  • the second duct is mounted on the manifold 7 by traversing longitudinally the eyelets 25 forming the wall 7a. of the collector box 7 delimiting the chamber 9.
  • the second conduit 19 is placed at a transverse distance from the wall 7a of the collector box 7 delimiting the chamber 9, leaving between them a space E1 onto which the passages 20 open.
  • the space E1 forms a space for circulating the refrigerant fluid FR inside the chamber 9 at least in part around the second duct 19 towards the outlets 24 of the tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12 on the chamber 9.
  • the passages 20 are oriented perpendicular to the longitudinal axis A1 of the first duct 14 while being aligned along a straight line L2 parallel to the first straight line L1.
  • the first straight line L1 and the second straight line L2 extend parallel on either side of the longitudinal axis A1 of the first duct 14.
  • the orifices 17 are formed along a longitudinal portion of the first duct 14 situated on the side of the outlets 24 of the tubes 12 of the bundle 6 of tubes on the chamber 9.
  • the passages 20 are formed through a longitudinal portion of the second duct 19 located opposite the outlet of the tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12 on the chamber 9 relative to the longitudinal axis A1 of the first duct 14.
  • the refrigerant fluid FR is admitted inside the first duct 14 and is evacuated out of the first duct 14 towards the channel 22 through the orifices 17. Then the refrigerant fluid FR is evacuated out of the channel 22 through the passages 20 towards the space El, then circulates in the space E1 at least in part around the second duct 19 towards the outlets 24 of the tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12 for their supply of refrigerant fluid FR.
  • the chamber 9 is compartmentalized by transverse partitions 23 into a plurality of successively adjacent cells E2 along the longitudinal direction D1 of the collector box 7. At least one passage 20 opens onto each of the cells E2.
  • the partitions 23 are formed by the walls of the eyelets 25 extending the tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12. Each of the cells E2 is in communication with one of the tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12. The partitions 23 are in contact against each other. the peripheral wall of the second duct 19.
  • the refrigerant fluid FR is admitted inside the first duct 14 and is evacuated out of the first duct 14 through the orifices 17 towards the channel 22. Then the refrigerant fluid FR is evacuated out of the channel 22 through the passages 20 towards each one.
  • cells E2 making up space E1.
  • the refrigerant fluid FR circulates in each of the cells E2 at least in part around the second conduit 19 towards the outlets 24 of the tubes 12 of the bundle 6 of tubes 12 for their supply of refrigerant fluid FR.
  • Each cell can be associated, that is to say in a fluidic relationship, with a single outlet 24 of tube 12 of the tube bundle.
  • a cell can be associated with a plurality of outlets 24 of tubes 12, provided that this number of outlets is less than the total number of outlets 24 of the bundle of tubes 12.
  • the invention promotes the liquid-gas mixture of the refrigerant while optimizing the supply of refrigerant fluid thus mixed to the tubes furthest from the inlet mouth for the refrigerant fluid inlet. inside the first duct.

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Description

  • 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. En particulier, la présente invention se rapporte à un dispositif de distribution d'un fluide réfrigérant conforme au préambule de la revendication 1, et tel que divulgué par le document US 2013/192808 .
  • 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 couramment 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. La bouche de sortie est susceptible d'être ménagée à travers la boîte collectrice ou à travers la boîte de renvoi.
  • 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.
  • Il 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.
  • Il 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 2 998 137 (DELPHI TECH INC). Selon ce document, il est proposé de croiser les jets de liquide réfrigérant projetés à travers deux orifices adjacents.
  • 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 à l'intérieur d'une boîte collectrice d'un échangeur thermique. L'invention a aussi pour objet un échangeur thermique équipé d'un dispositif de distribution d'un fluide réfrigérant 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.
  • Il est plus spécifiquement visé par l'invention de parfaire la distribution du fluide réfrigérant dans la boîte collectrice de manière homogène entre sa phase liquide et sa phase gazeuse.
  • Il est encore plus spécifiquement visé par l'invention de procurer une alimentation homogène en fluide réfrigérant des tubes du faisceau interposés entre la boîte collectrice et la boîte de renvoi de l'échangeur thermique.
  • Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de distribution du fluide réfrigérant pouvant être obtenu industriellement à moindres coûts.
  • Il est notamment recherché une obtention à moindres coûts et une efficacité du dispositif de distribution, permettant d'obtenir une homogénéisation performante du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse, et une distribution homogène du fluide réfrigérant à l'intérieur de chacun des tubes du faisceau de l'échangeur thermique
  • Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de distribution du fluide réfrigérant dont l'organisation permette son adaptation aisée et à moindres coûts à des échangeurs thermiques de structures 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 est défini en revendication 1.
  • Ainsi, le fluide réfrigérant est prévu d'être admis à l'intérieur du premier conduit à sa première extrémité comportant la bouche d'entrée, le premier conduit étant fermé à sa deuxième extrémité pour forcer le passage du fluide réfrigérant à travers les orifices.
  • Selon l'invention, le dispositif de distribution est principalement reconnaissable en ce qu'au moins deux orifices immédiatement adjacents suivant l'axe longitudinal du premier conduit sont inclinés vers la deuxième extrémité du premier conduit, leur débouché vers l'intérieur du premier conduit étant plus proche de sa première extrémité que leur débouché vers l'extérieur du premier conduit.
  • Idéalement, l'ensemble des orifices du premier conduit sont des orifices inclinés. Cependant, diverses variantes peuvent être mises en œuvre selon la configuration de l'échangeur thermique et sa performance obtenue.
  • Par exemple, le premier conduit peut comporter au moins un groupe d'orifices inclinés en nombre supérieur à deux.
  • Par exemple encore, au moins deux groupes d'orifices inclinés peuvent être séparés l'un de l'autre par au moins un orifice intermédiaire orienté différemment par rapport à l'inclinaison des orifices inclinés. L'orifice intermédiaire peut par exemple être orienté perpendiculairement à l'axe longitudinal du premier conduit. Par exemple encore, l'orifice intermédiaire peut être incliné vers la première extrémité du premier conduit, son débouché vers l'intérieur du premier conduit étant plus éloigné de sa première extrémité que son débouché vers l'extérieur du premier conduit.
  • La vélocité du fluide réfrigérant circulant à l'intérieur du premier conduit et évacué successivement à travers les orifices inclinés entraîne le fluide réfrigérant, en particulier la phase liquide de celui-ci, vers la deuxième extrémité du premier conduit. L'inclinaison des orifices inclinés favorise ainsi une évacuation homogène du fluide réfrigérant à leur travers entre sa phase liquide et sa phase gazeuse le long de la totalité du premier conduit.
  • Les tubes d'un faisceau de tubes équipant un échangeur thermique sont typiquement successivement disposés suivant l'axe longitudinal du premier conduit pour déboucher sur une boîte collectrice. L'entraînement du fluide réfrigérant vers la deuxième extrémité du premier conduit permet ainsi d'homogénéiser l'alimentation en fluide réfrigérant de l'ensemble des tubes du faisceau de tubes.
  • La performance de l'échangeur thermique 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. 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.
  • Il est à relever que les angles d'inclinaison des orifices inclinés sont inférieurs à 90° par rapport à l'axe longitudinal du premier conduit, pour provoquer un entraînement du fluide réfrigérant, notamment sa phase liquide, vers la deuxième extrémité du premier conduit. L'angle d'inclinaison des orifices inclinés est mesuré entre l'axe longitudinal du premier conduit et la direction d'inclinaison des orifices inclinés vers la deuxième extrémité du premier conduit.
  • L'inclinaison des orifices inclinés est susceptible de varier dans cette plage angulaire inférieure à 90°, par exemple en fonction de la position individuelle des orifices inclinés par rapport aux extrémités du premier conduit, en fonction de leur nombre et/ou de leur position le long du premier conduit, et/ou en fonction de l'extension longitudinale du premier conduit voire aussi de son extension transversale.
  • Le nombre et la position des d'orifices inclinés sont aussi susceptibles de varier le long et/ou autour du premier conduit en fonction de la quantité du liquide réfrigérant entraînée jusqu'à la deuxième extrémité du premier conduit.
  • En d'autres termes, le nombre et la position des d'orifices inclinés le long et/ou autour du premier conduit sont adaptés en fonction d'une configuration spécifique d'un échangeur thermique recevant le dispositif de distribution, pour évacuer le fluide réfrigérant de manière homogène entre sa phase liquide et sa phase gazeuse le long du premier conduit.
  • Selon une forme de réalisation procurant un compromis satisfaisant, les angles d'inclinaison des orifices inclinés sont compris entre 30° et 60° par rapport à l'axe longitudinal du premier conduit.
  • Un tel compromis est considéré au regard de la performance obtenue de l'échangeur thermique. Un angle d'inclinaison des orifices inclinés inférieur à 30° tend à affecter une projection du fluide réfrigérant à travers les orifices inclinés suivant une direction procurant une alimentation optimisée en fluide réfrigérant de l'ensemble des tubes du faisceau de tubes de l'échangeur. Un angle d'inclinaison des orifices inclinés supérieur à 60° peut rendre aléatoire une alimentation homogène en fluide réfrigérant des tubes du faisceau.
  • Selon une première forme de réalisation, les angles d'inclinaison d'au moins deux orifices inclinés sont différents.
  • Par exemple, les angles d'inclinaison d'au moins deux orifices inclinés varient progressivement depuis la première extrémité vers la deuxième extrémité du premier conduit.
  • Plus particulièrement, les angles d'inclinaison d'au moins deux orifices inclinés augmentent depuis la première extrémité vers la deuxième extrémité du premier conduit.
  • La variation des angles d'inclinaison des orifices inclinés est de préférence réalisée successivement pour chacun des orifices inclinés. La variation successive des angles d'inclinaison des orifices inclinés est de préférence réalisée de manière régulière, notamment dans le cas où les orifices inclinés sont équidistants le long du premier conduit.
  • Selon une forme de réalisation, la variation des angles d'inclinaison des orifices inclinés est réalisée successivement par groupe d'au moins deux orifices inclinés.
  • Selon une deuxième forme de réalisation, les angles d'inclinaison des orifices inclinés sont identiques.
  • Dans ce cas, l'angle d'inclinaison de chacun des orifices inclinés est de préférence de 45° pour favoriser un acheminement homogène du fluide réfrigérant vers la deuxième extrémité du premier conduit.
  • Il est aussi évité un effet d'aspiration du fluide réfrigérant par les tubes du faisceau de tubes situés au plus proche de la première extrémité du premier conduit. Un tel effet d'aspiration peut être induit en raison d'une éventuelle dépression générée dans cette zone s'étendant proche de la première extrémité du premier conduit, notamment dans le cas où une bouche de sortie du fluide réfrigérant hors de l'échangeur thermique est ménagée à proximité proche de la bouche d'entrée.
  • Selon une forme de réalisation, les orifices inclinés sont alignés le long d'une droite parallèle à l'axe longitudinal du premier conduit. Selon une variante, les orifices peuvent être répartis de part et d'autre d'une droite parallèle à l'axe longitudinal du premier conduit. Les orifices inclinés sont néanmoins de préférence ménagés le long d'un demi-volume du premier conduit considéré suivant son axe longitudinal.
  • Selon une forme de réalisation, les orifices inclinés sont de préférence disposés à équidistance les uns des autres le long du premier conduit.
  • Selon une variante, deux groupes adjacents d'au moins deux orifices inclinés peuvent être placés le long du premier conduit à une distance de séparation l'un de l'autre différente de celle séparant l'un de l'autre au moins deux autres groupes adjacents d'au moins deux orifices inclinés.
  • Les angles d'inclinaison d'au moins deux orifices inclinés d'un premier groupe d'orifices inclinés peuvent varier par rapport aux angles d'inclinaison des orifices inclinés d'un deuxième groupe d'au moins deux orifices inclinés adjacent au premier groupe d'orifices inclinés. La variation d'angle des orifices inclinés entre les orifices inclinés du premier groupe et ceux du deuxième groupe est notamment dépendante de la distance de séparation entre le premier groupe d'orifices inclinés et le deuxième groupe d'orifices inclinés.
  • Selon l'invention, le dispositif de distribution comprend au moins un deuxième conduit longitudinalement étendu, avantageusement fermé à chacune de ses extrémités longitudinales. Le deuxième conduit loge le premier conduit suivant son extension longitudinale en ménageant entre eux un canal entourant le premier conduit. Le deuxième conduit est pourvu de passages d'évacuation du fluide réfrigérant hors du canal vers l'extérieur du dispositif de distribution.
  • En d'autres termes, le deuxième conduit forme une enceinte à l'intérieur de laquelle s'étend longitudinalement le premier conduit, un écart transverse étant ménagé entre le premier conduit et le deuxième conduit pour former le canal. Le fluide réfrigérant évacué à travers les orifices du premier conduit est apte à circuler à l'intérieur du canal au moins en partie autour du premier conduit préalablement à son évacuation hors du dispositif de distribution à travers les passages.
  • Une première étape d'homogénéisation du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse est opérée lors de l'évacuation du fluide réfrigérant à travers les orifices vers le canal. Une deuxième étape d'homogénéisation du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse est ensuite opérée lors de sa circulation à l'intérieur du canal.
  • Le canal est apte à loger au moins un corps perméable structuré en mélangeur pour accroître le mélange du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse préalablement à son évacuation hors du dispositif de distribution à travers les passages. Un tel mélangeur est un organe générateur d'une perturbation d'un écoulement linéaire du fluide réfrigérant circulant à son travers. Le mélangeur ménage notamment des obstacles à l'encontre de l'écoulement linéaire du fluide réfrigérant à l'intérieur du canal. L'homogénéisation du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse lors de sa circulation à l'intérieur du canal est ainsi obtenue performante.
  • Il est aussi à noter que la configuration de l'orifice à travers lequel le fluide réfrigérant est évacué hors du conduit peut être avantageusement différenciée de la configuration du passage à travers lequel le fluide réfrigérant est distribué hors du dispositif de distribution vers les tubes du faisceau que comporte l'échangeur thermique.
  • Ainsi la configuration, le nombre et/ou la répartition d'orifices le long du premier conduit peuvent être déterminés indépendamment de la configuration, du nombre et/ou de la répartition de passages le long du deuxième conduit.
  • Les orifices peuvent être spécifiquement configurés pour optimiser le mélange obtenu entre la phase liquide et la phase gazeuse du fluide réfrigérant évacué à travers le premier conduit. Les passages peuvent être spécifiquement configurés pour fiabiliser et améliorer l'homogénéisation de la distribution du fluide réfrigérant individuellement vers chacun des tubes d'un faisceau de tubes de l'échangeur thermique.
  • Une combinaison entre les caractéristiques propres des orifices et des passages peut être choisie pour améliorer l'obtention d'une alimentation homogène en fluide réfrigérant des tubes du faisceau, selon la spécificité de l'agencement structurel de l'échangeur thermique. La spécificité de l'agencement structurel de l'échangeur thermique est notamment à considérer au regard du nombre et/ou de la configuration des tubes du faisceau de tubes que comporte l'échangeur thermique et/ou des modalités de circulation du fluide entre la boîte collectrice et la boîte de renvoi.
  • Les caractéristiques considérées pour une telle combinaison sont notamment relatives à la section transverse, au nombre, à l'orientation et/ou aux positions des orifices le long du premier conduit et celles relatives à la section transverse, au nombre, à l'orientation et/ou aux positions des passages le long du deuxième conduit.
  • Selon une forme spécifique, les passages peuvent être individuellement affectés aux tubes du faisceau de l'échangeur, en étant placés en communication directe avec leur débouché sur la boîte collectrice.
  • Ainsi selon la configuration d'un échangeur thermique recevant le dispositif de distribution, l'alimentation en fluide réfrigérant des tubes d'un faisceau de tubes que comporte l'échangeur thermique peut être réalisée :
    • -) soit directement à partir des passages dont la configuration épouse au moins en partie la configuration du débouché à l'intérieur de la boîte collectrices des tubes du faisceau de tubes que comporte l'échangeur thermique,
    • -) soit après une circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur de la boîte collectrice au moins en partie autour du deuxième conduit.
  • Le premier conduit et le deuxième conduit sont susceptibles d'être montés excentrés l'un par rapport à l'autre ou d'être montés coaxiaux l'un à l'intérieur de l'autre suivant l'axe longitudinal du premier conduit. Le premier conduit et le deuxième conduit présentent notamment une conformation annulaire centrée sur l'axe longitudinal du premier conduit. Les sections transverses du premier conduit et du deuxième conduit peuvent être différenciées l'une par rapport à l'autre, en étant par exemple individuellement de conformation circulaire ou oblongue.
  • De préférence, les passages sont orientés perpendiculairement à l'axe longitudinal du premier conduit.
  • L'homogénéisation des quantités de fluide réfrigérant successivement évacuées à travers les orifices le long du premier conduit, permet d'orienter les passages spécifiquement en direction des débouchés sur la boîte collectrice des tubes d'un faisceau de tubes que comporte un échangeur thermique recevant le dispositif de distribution.
  • Selon une forme de réalisation, les orifices sont alignés le long d'une première droite parallèle à l'axe longitudinal du premier conduit et les passages sont alignés le long d'une deuxième droite parallèle à l'axe longitudinal du premier conduit ou en d'autres termes parallèle à la première droite.
  • L'invention a aussi pour objet un échangeur thermique comportant au moins une boîte collectrice munie d'un dispositif de distribution conforme à l'invention. La boîte collectrice est étendue suivant une direction longitudinale en ménageant une chambre logeant le dispositif de distribution s'étendant longitudinalement à l'intérieur de la chambre suivant l'extension longitudinale de la boîte collectrice.
  • La chambre communique avec une pluralité de tubes d'un faisceau de tubes de l'échangeur thermique disposés successivement suivant la direction longitudinale de la boîte collectrice et interposés entre la boîte collectrice et une boîte de renvoi du fluide réfrigérant vers la boîte collectrice. Les orifices du premier conduit sont inclinés vers le fond de la boîte collectrice situé à l'opposé de la bouche d'entrée suivant la direction longitudinale de la boîte collectrice.
  • En d'autres termes, le volume intérieur de la boîte collectrice est au moins en partie placé en communication avec les tubes du faisceau de tubes de l'échangeur thermique via la chambre logeant le dispositif de distribution. Les tubes sont par exemple regroupés en une première nappe de tubes successivement adjacents suivant l'axe longitudinal d'extension de la boîte collectrice. Les tubes s'étendent entre la boîte collectrice et la boîte de renvoi suivant une direction perpendiculaire à la direction longitudinale d'extension de la boîte collectrice. L'inclinaison des orifices vers le fond de la boîte collectrice procure une distribution homogène du fluide réfrigérant vers l'ensemble des tubes du faisceau de tubes.
  • Selon une forme de réalisation, suivant une direction transverse et par rapport à l'axe longitudinal du premier conduit, les orifices débouchent hors du premier conduit à l'opposé du débouché des tubes du faisceau de tubes sur la chambre, pour contraindre une circulation du fluide réfrigérant au moins en partie autour du premier conduit préalablement à l'alimentation des tubes du faisceau en fluide réfrigérant.
  • Selon une forme de réalisation, un deuxième conduit muni de passages débouchant sur la chambre est interposé entre le premier conduit et une paroi de la boîte collectrice délimitant la chambre. Un canal est ménagé entre le deuxième conduit et le premier conduit et un espace est ménagé entre le deuxième conduit et la paroi de la boîte collectrice délimitant la chambre.
  • Le fluide réfrigérant est évacué hors du premier conduit à travers les orifices inclinés vers le canal, circule à l'intérieur du canal au moins en partie autour du premier conduit, puis est évacué hors du canal à travers les passages vers ledit espace. Le fluide réfrigérant circule à l'intérieur de l'espace préalablement à l'alimentation en fluide réfrigérant des tubes du faisceau de tubes pour accroître le mélange homogène du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse.
  • Les passages sont notamment orientés perpendiculairement à l'axe longitudinal du premier conduit et parallèlement à une direction d'extension des tubes du faisceau de tubes entre la boîte collectrice et la boîte de renvoi.
  • Suivant une direction transverse et par rapport à l'axe longitudinal du premier conduit, les passages débouchent sur la chambre à l'opposé du débouché des tubes du faisceau de tubes sur la chambre et les orifices débouchent hors du premier conduit du côté du débouché des tubes du faisceau sur la chambre.
  • Ainsi, le fluide réfrigérant est évacué hors du premier conduit à travers les orifices inclinés vers le canal dans une première zone de la boîte collectrice disposée du côté des tubes du faisceau. Puis le fluide réfrigérant circule au moins en partie autour du premier conduit à travers le canal, hors duquel le fluide réfrigérant est évacué à travers les passages vers l'espace dans une deuxième zone de la boîte collectrice plus éloignée des tubes du faisceau que la première zone. Le fluide réfrigérant circule alors à l'intérieur de l'espace au moins en partie autour du deuxième conduit vers le débouché des tubes du faisceau dans la boîte collectrice.
  • Les circulations du fluide réfrigérant d'une part à l'intérieur du canal au moins en partie autour du premier conduit et d'autre part à l'intérieur de l'espace au moins en partie autour du deuxième conduit sont ainsi optimisées pour accroître l'obtention d'un mélange homogène du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse.
  • Selon une forme de réalisation, la chambre est longitudinalement compartimentée par des cloisons en une pluralité de cellules communiquant chacune avec au moins un tube du faisceau de tubes, et avantageusement avec un unique tube du faisceau de tubes. Il est donc associé une cellule à un tube. Au moins un passage débouche sur chacune des cellules. Chacune des cellules est ainsi individuellement alimentée en fluide réfrigérant à partir de sa mise en communication individuelle avec au moins un passage.
  • Ainsi, les tubes du faisceau de tubes sont individuellement alimentés en fluide réfrigérant à partir d'une cellule qui leur est affectée. La distribution du fluide réfrigérant vers les tubes du faisceau de tubes est fiabilisée et est obtenue performante.
  • De préférence, chacune des cellules est communicante avec un seul tube pour favoriser l'alimentation homogène en fluide réfrigérant de l'ensemble des tubes du faisceau de tube et conforter la performance de l'alimentation homogène des tubes du faisceau de tubes en fluide réfrigérant.
  • Les cloisons sont avantageusement formées par des parois des tubes ménageant entre eux des œillets participant de la formation de la paroi de la chambre collectrice délimitant la chambre.
  • L'échangeur thermique est notamment utilisé en tant qu'évaporateur, notamment organisé pour équiper une installation de conditionnement d'air d'un véhicule. 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.
  • L'invention a encore pour objet un circuit de fluide réfrigérant comprenant au moins un compresseur, un condenseur ou refroidisseur de gaz, 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, notamment automobile comprenant 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 partielle d'un premier conduit participant d'un dispositif de distribution conforme à l'invention.
    • la figure 4 est une illustration partielle d'une forme de réalisation d'un échangeur thermique non conforme à l'invention, dans la zone d'une boîte collectrice qu'il comporte.
    • la figure 5 est une illustration partielle d'une forme de réalisation d'un échangeur thermique conforme à l'invention, dans la zone d'une boîte collectrice qu'il comporte.
    • la figure 6 est une illustration partielle d'une forme de réalisation d'un échangeur thermique conforme à l'invention, dans la zone d'une boîte collectrice qu'il comporte.
  • 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 illustré 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 peut être utilisé pour le 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 de tubes 12 interposés entre une boîte collectrice 7 et une boîte de renvoi 8. La boîte collectrice 7 s'étend suivant une direction longitudinale D1 orientée perpendiculairement à une direction D3 d'extension des tubes 12 du faisceau 6 de tubes 12 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 de tubes 12, 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 de tubes 12 comportent typiquement des ailettes 13 favorisant l'échange thermique entre le flux d'air FA et les tubes 12 du faisceau 6 de tubes 12. Le flux d'air FA traverse le faisceau 6 de tubes 12 transversalement au plan général P1 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 de tubes 12 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 de tubes 12.
  • 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 D1 d'extension de la boîte collectrice 7. Le dispositif de distribution 18 comprend un premier conduit 14 s'étendant suivant un axe longitudinal A1 entre une première extrémité 15 et une deuxième extrémité 16 du premier conduit 14. Le premier 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 premier conduit 14.
  • L'axe longitudinal A1 du premier conduit 14 est orienté parallèlement à la direction D1 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, il peut 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, tel qu'illustré sur la figure 2.
  • Une première extrémité 15 longitudinale du premier conduit 14 comporte la bouche d'entrée 10 pour l'alimentation en fluide réfrigérant FR du dispositif de distribution 18 via le premier 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 16 du premier conduit 14 est fermée par un obturateur formé par exemple d'une paroi de fond 16' incorporée au premier conduit 14 comme illustré sur la figure 3. On notera que la paroi de fond peut également faire partie de la boîte collectrice 7.
  • Au moins un orifice 17 est ménagé à travers le premier conduit 14 pour l'évacuation du fluide réfrigérant FR depuis le premier conduit 14 vers la chambre 9. Le premier conduit comporte de préférence une pluralité d'orifices 17 ménagés sur au moins une partie de sa longueur pour favoriser l'homogénéisation du fluide réfrigérant évacué le long du premier conduit 14 entre sa phase liquide et sa phase gazeuse.
  • Sur les figures 3 à 6, diverses formes de réalisation d'un dispositif de distribution 18 sont illustrées.
  • En se référant aussi à la figure 1 et à la figure 2, les dispositifs de distribution 18 illustrés sur les figures 3 à 6 sont agencés pour être logés dans la boîte collectrice 7 à partir de laquelle les tubes 12 de la première nappe 12a que comporte l'échangeur thermique 5 sont alimentés en fluide réfrigérant FR. Les dispositifs de distribution 18 comprennent au moins le premier conduit 14 pourvu d'une pluralité d'orifices 17 à travers lesquels est évacué le fluide réfrigérant FR admis à l'intérieur du premier conduit 14.
  • Sur les exemples de réalisation illustrés sur les figures 3 à 6, le premier conduit 14 comporte des orifices 17 qui sont dans leur ensemble inclinés vers sa deuxième extrémité 16. Tel que référencé sur la figure 3, l'inclinaison des orifices 17 est telle que leur débouché 17a vers l'intérieur du premier conduit 14 est plus proche de sa première extrémité 15 que leur débouché 17b vers l'extérieur du premier conduit 14.
  • D'une manière générale, il est à considérer le fait qu'au moins deux orifices 17 adjacents sont inclinés. L'adjacence entre deux orifices 17 inclinés est une disposition immédiatement côte à côte des deux orifices 17 inclinés, notamment suivant la direction longitudinale D2 du dispositif de distribution.
  • La vélocité du fluide réfrigérant FR circulant à travers le premier conduit 14 depuis sa première extrémité 15 vers sa deuxième extrémité 16 est mise à profit pour favoriser un entraînement du fluide réfrigérant FR, notamment sa phase liquide, vers la deuxième extrémité 16 du premier conduit 14.
  • Il en ressort que les jets de fluide réfrigérant FR évacués hors des orifices 17 inclinés génèrent un déplacement de la phase vapeur et de la phase liquide du fluide réfrigérant FR à l'extérieur du premier conduit 14 en direction de la deuxième extrémité 16 de ce premier conduit 14. L'alimentation en fluide réfrigérant FR, homogène entre sa phase liquide et sa phase vapeur, de chacun des tubes 12 du faisceau 6 que comporte l'échangeur thermique 5 est obtenue performante, ce qui favorise ainsi l'homogénéisation de la température du flux d'air FA sur une surface de sortie de l'échangeur thermique 5.
  • Sur l'exemple illustré, les orifices 17 inclinés dans leur ensemble sont alignés suivant une première droite L1 parallèle à l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14. Les orifices 17 inclinés sont disposés à équidistance les uns des autres et sont inclinés notamment d'un angle de 45° par rapport à l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14. Les orifices 17 inclinés peuvent cependant être différemment répartis le long et/ou autour du premier conduit 14.
  • Par exemple, les orifices 17 inclinés peuvent être répartis en étant alignés suivant au moins deux droites parallèles à l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14. Les orifices 17 inclinés peuvent être disposés en quinconce le long du premier conduit 14. Par exemple encore, les orifices 17 inclinés peuvent être répartis le long au moins d'une portion d'hélice s'étendant suivant l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14.
  • En fonction des performances souhaitées de l'échangeur thermique 5, notamment selon sa configuration et le nombre de tubes 12 du faisceau 6 de tubes 12 qu'il comprend :
    • -) le nombre d'orifices 17 inclinés d'un même groupe d'orifices 17 inclinés peut varier, en étant supérieur à deux orifices 17 inclinés,
    • -) le nombre de groupes d'orifices 17 inclinés peut varier. Un groupe d'orifices 17 inclinés est identifiable dans le cas où au moins un orifice intermédiaire est interposé entre au moins deux groupes d'orifices 17 inclinés. Un tel orifice intermédiaire est par exemple orienté perpendiculairement par rapport à l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14 ou plus généralement est orienté différemment par rapport à l'orientation des orifices 17 inclinés vers la deuxième extrémité 16 du premier conduit 14,
    • -) un angle B1 d'inclinaison individuel de deux orifices 17 inclinés peut varier dans une plage angulaire inférieure à 90°. L'angle B1 d'inclinaison des orifices 17 inclinés est mesuré entre l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14 et la pente d'inclinaison des orifices 17 inclinés vue de la deuxième extrémité 16 du premier conduit 14,
    • -) l'angle B1 d'inclinaison individuel des orifices 17 inclinés peut varier progressivement depuis la première extrémité 15 vers la deuxième extrémité du premier conduit 16. Plus particulièrement, l'angle B1 d'inclinaison individuel des orifices 17 est susceptible d'augmenter progressivement depuis la première extrémité 15 vers la deuxième extrémité du premier conduit 16,
    • -) une distance D4 de séparation entre deux orifices 17 immédiatement adjacents de l'ensemble des orifices 17 du premier conduit 14 peut varier suivant la longueur du premier conduit 14. Par exemple, la distance D4 de séparation entre deux orifices 17 immédiatement adjacents peut augmenter progressivement depuis la première extrémité 15 du premier conduit 14 vers la deuxième extrémité 16 du premier conduit 14. Une telle variation de distance peut être réalisée entre deux orifices 17 adjacents, que l'un au moins des deux orifices 17 adjacents soit incliné ou être un orifice intermédiaire orienté différemment de l'orientation des orifices inclinés, tel que par exemple perpendiculairement à l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14,
    • -) les orifices 17, inclinés ou non, de l'ensemble des orifices 17 du premier conduit 14 peuvent être diversement répartis le long du premier conduit 14, en étant alignés ou en étant diversement répartis autour du premier conduit 14, tel que par exemple en quinconce ou le long d'une portion d'hélice enroulée au moins en partie autour du premier conduit 14.
  • On notera que les orifices 17 inclinés sont ménagés le long d'une même portion longitudinale du premier conduit 14 dont le profil transverse est conformé en demi-section du premier conduit 14. Par exemple dans le cas où la section transverse du premier conduit 14 est circulaire, la portion longitudinale du premier conduit 14 comportant les orifices 17 présente une section transverse conformée en demi-cercle.
  • Sur les figures 4 à 6, un dispositif de distribution 18 comprenant un premier conduit 14 est logé à l'intérieur de la chambre 9 ménagée à l'intérieur de la boîte collectrice 7. La chambre 9 est délimitée par une paroi 7a de la boîte collectrice 7 ménagée par des œillets 25 successivement aboutés suivant la direction D1 d'extension de la boîte collectrice 7. Les œillets 25 sont ménagés en prolongement des tubes 12 du faisceau 6 de l'échangeur thermique 5.
  • Le premier conduit 14 est de préférence monté sur la boîte collectrice 7 en étant centré à l'intérieur de la chambre 9 suivant l'axe longitudinal A2 de la boîte collectrice 7. Selon une variante, le premier conduit 14 peut être monté sur la boîte collectrice 7 de manière excentrée par rapport à la chambre 9 suivant l'axe longitudinal A2 de la boîte collectrice 7.
  • Sur la figure 4, il est considéré une direction transverse DT à l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14, parallèle à la direction D3 d'extension des tubes 12 du faisceau 6 de tubes 12 entre la boîte collectrice 7 et la boîte de renvoi 8. Les orifices 17 inclinés débouchent sur la chambre 9 à l'opposé du débouché 24 des tubes 12 sur la chambre 9 pour l'alimentation des tubes 12 en fluide réfrigérant FR.
  • Le fluide réfrigérant FR admis dans le premier conduit 14 est successivement évacué vers la chambre 9 à travers les orifices 17 inclinés, en fractions sensiblement homogènes entre la phase liquide et la phase vapeur du fluide réfrigérant FR. Le fluide réfrigérant FR circule alors à l'intérieur de la chambre 9 au moins en partie autour du premier conduit 14 vers les tubes 12 du faisceau 6 de tubes 12 pour leur alimentation individuelle en fluide réfrigérant FR.
  • Sur la figure 5 et la figure 6, le premier conduit 14 est entouré par un deuxième conduit 19 interposé entre le premier conduit 14 et la paroi 7a de la boîte collectrice 7 délimitant la chambre 9. Le deuxième conduit 19 entoure à distance transverse le premier conduit 14 en ménageant entre eux un canal 22 de circulation du fluide réfrigérant FR évacué hors des orifices 17. Le deuxième conduit 19 comporte des passages 20 pour l'évacuation du fluide réfrigérant FR hors du dispositif de distribution 18 depuis le canal 22 vers les tubes 12 du faisceau 6 de tubes 12.
  • Sur les exemples illustrés, le deuxième conduit 19 est centré à l'intérieur de la chambre 9 et/ou centré par rapport au premier conduit 4. Le deuxième conduit est monté sur la boîte collectrice 7 en traversant longitudinalement les œillets 25 formant la paroi 7a de la boîte collectrice 7 délimitant la chambre 9. Le deuxième conduit 19 est placé à distance transverse de la paroi 7a de la boîte collectrice 7 délimitant la chambre 9 en ménageant entre eux un espace E1 sur lequel débouchent les passages 20.
  • L'espace E1 forme un espace de circulation du fluide réfrigérant FR à l'intérieur de la chambre 9 au moins en partie autour du deuxième conduit 19 vers les débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 de tubes 12 sur la chambre 9.
  • Les passages 20 sont orientés perpendiculairement à l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14 en étant alignés suivant une droite L2 parallèle à la première droite L1. La première droite L1 et la deuxième droite L2 s'étendent parallèlement de part et d'autre de l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14. Transversalement à la direction longitudinale D2 de la boîte collectrice 7, les orifices 17 inclinés débouchent sur le canal 22 à l'opposé du débouché des passages 20 sur l'espace E1 de part et d'autre de l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14.
  • Par rapport à l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14, les orifices 17 sont ménagés le long d'une portion longitudinale du premier conduit 14 située du côté des débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 de tubes sur la chambre 9. Les passages 20 sont ménagés à travers une portion longitudinale du deuxième conduit 19 située à l'opposé du débouché des tubes 12 du faisceau 6 de tubes 12 sur la chambre 9 par rapport à l'axe longitudinal A1 du premier conduit 14.
  • Sur la figure 5, le fluide réfrigérant FR est admis à l'intérieur du premier conduit 14 et est évacué hors du premier conduit 14 vers le canal 22 à travers les orifices 17. Puis le fluide réfrigérant FR est évacué hors du canal 22 à travers les passages 20 vers l'espace El, puis circule dans l'espace E1 au moins en partie autour du deuxième conduit 19 vers les débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 de tubes 12 pour leur alimentation en fluide réfrigérant FR.
  • Selon l'exemple illustré sur la figure 6, la chambre 9 est compartimentée par des cloisons 23 transversales en une pluralité de cellules E2 successivement adjacentes suivant la direction longitudinale D1 de la boîte collectrice 7. Au moins un passage 20 débouche sur chacune des cellules E2. Les cloisons 23 sont formées par des parois des œillets 25 prolongeant les tubes 12 du faisceau 6 de tubes 12. Chacune des cellules E2 est en communication avec l'un des tubes 12 du faisceau 6 de tubes 12. Les cloisons 23 sont en contact contre la paroi périphérique du deuxième conduit 19.
  • Le fluide réfrigérant FR est admis à l'intérieur du premier conduit 14 et est évacué hors du premier conduit 14 à travers les orifices 17 vers le canal 22. Puis le fluide réfrigérant FR est évacué hors du canal 22 à travers les passages 20 vers chacune des cellules E2 composant l'espace E1. Le fluide réfrigérant FR circule dans chacune des cellules E2 au moins en partie autour du deuxième conduit 19 vers les débouchés 24 des tubes 12 du faisceau 6 de tubes 12 pour leur alimentation en fluide réfrigérant FR. Chaque cellule peut être associée, c'est-à-dire en relation fluidique, à un unique débouché 24 de tube 12 du faisceau de tubes. Alternativement, une cellule peut être associée à une pluralité de débouché 24 de tubes 12, pour autant que ce nombre de débouchés est inférieur au nombre total de débouché 24 du faisceau de tubes 12.
  • Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, l'invention favorise le mélange liquide-gaz du fluide réfrigérant tout en optimisant l'alimentation en fluide réfrigérant ainsi mélangé des tubes les plus éloignés de la bouche d'entrée pour l'admission fluide réfrigérant à l'intérieur du premier conduit.

Claims (15)

  1. Dispositif de distribution (18) d'un fluide réfrigérant (FR) à l'intérieur d'une boîte collectrice (7) d'un échangeur thermique (5), le dispositif de distribution (18) comprenant au moins un premier conduit (14) étendu suivant un axe longitudinal (Al) définissant la direction longitudinale d'extension du dispositif de distribution (18), le premier conduit (14) comportant à une première de ses extrémités (15) longitudinales une bouche d'entrée (10) pour l'admission fluide réfrigérant (FR) à l'intérieur du premier conduit (14), le premier conduit (14) étant fermé à sa deuxième extrémité (16) longitudinale et comportant, suivant au moins une partie de son axe longitudinal (Al), une pluralité d'orifices (17) d'évacuation du fluide réfrigérant (FR) hors du premier conduit (14), dans lequel au moins deux orifices (17) adjacents suivant l'axe longitudinal (Al) du premier conduit (14) sont inclinés vers la deuxième extrémité (16) du premier conduit (14), leur débouché (17a) vers l'intérieur du premier conduit (14) étant plus proche de sa première extrémité (15) que leur débouché (17b) vers l'extérieur du premier conduit (14), caractérisé en ce le dispositif comprend au moins un deuxième conduit (19) longitudinalement étendu, le deuxième conduit (19) logeant le premier conduit (14) suivant son extension longitudinale en ménageant entre eux un canal (22) entourant le premier conduit (14), le deuxième conduit (19) étant pourvu de passages (20) d'évacuation du fluide réfrigérant (FR) hors du canal (22) vers l'extérieur du dispositif de distribution (18).
  2. Dispositif de distribution (18) selon la revendication 1, dans lequel des angles (B1) d'inclinaison des orifices (17) inclinés sont inférieurs à 90° par rapport à l'axe longitudinal (Al) du premier conduit (14).
  3. Dispositif de distribution (18) selon la revendication 2, dans lequel les angles (B1) d'inclinaison des orifices (17) inclinés sont compris entre 30° et 60° par rapport à l'axe longitudinal (Al) du premier conduit (14).
  4. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel les angles (B1) d'inclinaison d'au moins deux orifices (17) sont différents.
  5. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel les angles (B1) d'inclinaison d'au moins deux orifices (17) inclinés varient progressivement depuis la première extrémité (15) vers la deuxième extrémité (16) du premier conduit (14).
  6. Dispositif de distribution (18) selon la revendication 5, dans lequel les angles (B1) d'inclinaison d'au moins deux orifices (17) inclinés augmentent depuis la première extrémité (15) vers la deuxième extrémité (16) du premier conduit (14).
  7. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, dans lequel les angles (B1) d'inclinaison des orifices (17) inclinés sont identiques.
  8. Dispositif de distribution (18) selon revendication 7, dans lequel l'angle (Bl) d'inclinaison de chacun des orifices (17) est de 45°.
  9. Dispositif de distribution (18) selon la revendication 1, dans lequel les passages (20) sont orientés perpendiculairement à l'axe longitudinal (Al) du premier conduit (14).
  10. Dispositif de distribution (18) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 9, dans lequel les orifices (17) sont alignés le long d'une première droite (Ll) parallèle à l'axe longitudinal (A1) du premier conduit (14) et dans lequel les passages (20) sont alignés le long d'une deuxième droite (L2) parallèle à l'axe longitudinal (A1) du premier conduit (14).
  11. Echangeur thermique (5) comportant au moins une boîte collectrice (7) munie d'un dispositif de distribution (18) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, la boîte collectrice (7) étant étendue suivant une direction longitudinale (D2) en ménageant une chambre (9) logeant le dispositif de distribution (18), la chambre (9) communiquant avec une pluralité de tubes (12) d'un faisceau (6) de tubes (12) de l'échangeur thermique (5) disposés successivement suivant la direction longitudinale (D2) de la boîte collectrice (7) et interposés entre la boîte collectrice (7) et une boîte de renvoi (8) du fluide réfrigérant (FR) vers la boîte collectrice (7), les orifices (17) du premier conduit (14) étant inclinés vers le fond de la boîte collectrice (7) situé à l'opposé de la bouche d'entrée (10) suivant la direction longitudinale (D2) de la boîte collectrice (7).
  12. Echangeur thermique selon la revendication 11, dans lequel suivant une direction transverse (DT) et par rapport à l'axe longitudinal (A1) du premier conduit (14), les orifices (17) débouchent hors du premier conduit (14) à l'opposé du débouché (24) des tubes (12) du faisceau (6) de tubes (12) sur la chambre (9).
  13. Echangeur thermique selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, dans lequel un deuxième conduit (19) muni de passages (20) débouchant sur la chambre (9) est interposé entre le premier conduit (14) et une paroi (7a) de la boîte collectrice (7) délimitant la chambre (9), un canal (22) étant ménagé entre le deuxième conduit (19) et le premier conduit (14) et un espace (E1) étant ménagé entre le deuxième conduit (19) et la paroi (7a) de la boîte collectrice (7) délimitant la chambre (9).
  14. Echangeur thermique (5) selon la revendication 13, dans lequel les passages (20) sont orientés perpendiculairement à l'axe longitudinal (A1) du premier conduit (14) et parallèlement à une direction d'extension des tubes (12) du faisceau (6) de tubes (12) entre la boîte collectrice (7) et la boîte de renvoi (8).
  15. Echangeur thermique selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, dans lequel suivant une direction transverse (DT) et par rapport à l'axe longitudinal (A1) du premier conduit (14), les passages (20) débouchent sur la chambre (9) à l'opposé du débouché des tubes (12) du faisceau (6) sur la chambre (9) et les orifices (17) débouchent hors du premier conduit (14) du côté du débouché des tubes (12) du faisceau (6) de tubes (12) sur la chambre (9).
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