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Title:
AIR CONDITIONING INSTALLATION COMPRISING A HEAT EXCHANGER THROUGH WHICH A REFRIGERANT FLUID FLOWS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/001622
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an air conditioning installation comprising at least a compressor, a condenser and a heat exchanger through which a refrigerant fluid flows, the compressor compressing the refrigerant fluid in such a way as to increase its pressure, the condenser ensuring the dissipation of the heat from the compressed refrigerant fluid, and the heat exchanger being used as an evaporator, characterised in that the condenser and the heat exchanger are arranged in series, the heat exchanger being connected directly to an outlet of the condenser, and in that the heat exchanger comprises a manifold block that comprises a distribution device configured to ensure the expansion of the refrigerant fluid.

Inventors:
TISSOT JULIEN (FR)
AZZOUZ KAMEL (FR)
Application Number:
FR2020/051136
Publication Date:
January 07, 2021
Filing Date:
June 30, 2020
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (FR)
International Classes:
F24H3/04; F25B39/02; F28D1/03; F28D1/053; F28F9/02; F28F27/02
Domestic Patent References:
WO2009146705A12009-12-10
Foreign References:
EP2869018A12015-05-06
US20170184355A12017-06-29
Attorney, Agent or Firm:
TRAN, Chi-Hai (FR)
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Claims:
Revendications

1. Installation de conditionnement d'air (1) comprenant au moins un compresseur (3), un condenseur (4), et un échangeur thermique (5) parcourus par un fluide réfrigérant, le compresseur comprimant le fluide réfrigérant de manière à augmenter sa pression, le condenseur assurant la dissipation de la chaleur du fluide réfrigérant compressé, et l'échangeur thermique étant utilisé comme évaporateur, caractérisé en ce que le condenseur (4) et l'échangeur thermique (5) sont disposés en série, l'échangeur thermique étant raccordé directement à une sortie (21) du condenseur, et en ce que l'échangeur thermique (5) est configuré pour assurer une détente du fluide réfrigérant.

2. Installation de conditionnement d'air selon la revendication 1, dans laquelle l'échangeur thermique (5) comprend un faisceau de tubes (9) et un bloc collecteur (11), le bloc collecteur comportant une paroi délimitant une première chambre (19) dans laquelle débouchent les tubes du faisceau et dans laquelle s'étend, selon une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal, un dispositif de distribution (25) du fluide réfrigérant dans les tubes du faisceau configuré pour assurer la détente du fluide réfrigérant.

3. Installation de conditionnement d'air selon la revendication 2, dans laquelle le dispositif de distribution (25) du fluide réfrigérant comprend au moins un corps fixe (27, 35, 51), délimitant une chambre intermédiaire (53 59), le corps étant perforé d'au moins un orifice (29) permettant la circulation du fluide réfrigérant depuis la chambre intermédiaire vers la première chambre (19).

4. Installation de conditionnement d'air selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle le dispositif de distribution (25) comprend au moins un organe mobile (31) configuré pour assurer une détente variable du fluide réfrigérant.

5. Installation de conditionnement d'air selon la revendication 4, dans laquelle l'organe mobile du dispositif de distribution est un organe d'obstruction (31) s'étendant dans la chambre intermédiaire, l'échangeur thermique (5) comprenant au moins un moyen de pilotage (33) du déplacement de l'organe d'obstruction entre deux positions extrêmes dont au moins l'une est une position d'obstruction au moins partielle d'au moins l'orifice du dispositif de distribution.

6. Installation de conditionnement d'air selon la revendication précédente, dans laquelle l'organe d'obstruction (31) du dispositif de distribution (25) comprend une bouche d'entrée (15) du fluide réfrigérant dans l'échangeur thermique (5).

7. Installation de conditionnement d'air selon la revendication 5 ou 6, dans lequel l'organe d'obstruction (31) comprend au moins un moyen de passage (63) du fluide réfrigérant qui est ménagé dans une paroi périphérique (61) de l'organe d'obstruction et est apte à être disposé en regard d'au moins l'orifice (29) du dispositif de distribution.

8. Installation de conditionnement d'air selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel l'obstruction d'au moins l'orifice (29) du corps du dispositif de distribution (25) est réalisée par un déplacement en rotation ou en translation de l'organe d'obstruction (31), le déplacement de l'organe d'obstruction modifiant le recouvrement d'au moins l'orifice (29) par l'organe d'obstruction de manière à varier une section de passage du fluide réfrigérant à travers ledit orifice.

9. Installation de conditionnement d'air selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel le déplacement de l'organe d'obstruction (31) peut être réalisé par un actionnement hydraulique, via le fluide réfrigérant, ou bien être motorisé.

10. Installation de conditionnement d'air selon l'une quelconque des revendications 5 à 9 dans lequel le déplacement de l'organe d'obstruction (31) est régulé par une vanne thermostatique.

Description:
Installation de conditionnement d'air comprenant un échangeur thermique parcouru par un fluide réfrigérant

Le domaine de la présente invention est celui des installations de conditionnement d'air pour un véhicule, notamment automobile. L'invention relève plus spécifiquement d'une installation de conditionnement d'air comprenant un échangeur thermique utilisé comme évaporateur et configuré pour assurer la détente du fluide réfrigérant.

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. Afin de modifier la température d'un flux d'air extérieur au véhicule au préalable de sa diffusion dans l'habitacle, 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 utilisé comme évaporateur et traversé par le flux d'air en vue de son refroidissement.

Dans une telle installation, le compresseur est apte à porter le fluide réfrigérant, qui est à l'état gazeux, à une haute pression. Le fluide réfrigérant gazeux circule ensuite à travers le condenseur, dont il ressort à l'état liquide et à haute pression. Dans des boucles de climatisation classiques, le détendeur est prévu pour permettre une détente du fluide réfrigérant depuis une haute pression vers une basse pression, le fluide réfrigérant sortant du détendeur étant diphasique et comprenant une portion liquide et une portion gazeuse. Ce mélange diphasique est ensuite transporté dans l'évaporateur procurant un échange thermique entre le fluide réfrigérant, circulant dans le circuit fermé, et un fluide externe qui traverse l'échangeurthermique, tel qu'un flux d'air extérieur au véhicule, de manière à assurer le refroidissement dudit fluide externe.

Également, le degré de détente du fluide réfrigérant circulant dans le circuit fermé peut être variable, en fonction d'un pilotage approprié du détendeur. En d'autres termes, la perte de charge du fluide réfrigérant peut être ajustée selon le besoin, par exemple pour s'adapter à une variation de la puissance requise, et donc du débit du fluide réfrigérant, au sein de l'installation de conditionnement d'air. L'évaporateur comporte couramment un faisceau de tubes interposés entre un bloc collecteur et bloc collecteur secondaire, par exemple un bloc de renvoi ou un bloc de sortie, du fluide réfrigérant, le faisceau de tubes formant une surface d'échange thermique entre le fluide réfrigérant et le fluide externe au circuit qui circule entre les différents tubes du faisceau de l'échangeur thermique. Le fluide réfrigérant diphasique, sortant du détendeur, est admis dans l'évaporateur à travers une bouche d'entrée ménagée dans le bloc collecteur, circule suivant des chemins successifs dans les tubes du faisceau entre le bloc collecteur et le bloc collecteur secondaire, puis est évacué hors de l'échangeur thermique à travers une bouche de sortie, susceptible d'être ménagée à travers le bloc collecteur ou à travers le bloc collecteur secondaire.

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 de propriétés physiques entre le liquide et le gaz, le fluide réfrigérant tend à se séparer entre sa phase liquide et sa phase gazeuse au sein du bloc collecteur. 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 du bloc collecteur. Plus particulièrement, les tubes du faisceau situés au plus proche de la bouche d'entrée peuvent être principalement alimentés en liquide et, inversement, les tubes du faisceau les plus éloignés de la bouche d'entrée peuvent être principalement alimentés en gaz, affectant de ce fait les performances de l'échangeur thermique.

Additionnellement, ce phénomène peut générer une hétérogénéité de la température du flux d'air qui traverse 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.

Afin d'améliorer la distribution du fluide réfrigérant dans l'échangeur thermique, il est connu de loger un conduit pourvu d'une pluralité d'orifices à l'intérieur du bloc collecteur. 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.

La présente invention s'inscrit dans ce contexte et vise à proposer une installation de conditionnement d'air comprenant au moins un compresseur, un condenseur, et un échangeur thermique parcourus par un fluide réfrigérant, le compresseur comprimant le fluide réfrigérant de manière à augmenter sa pression, le condenseur assurant la dissipation de la chaleur du fluide réfrigérant compressé, et l'échangeur thermique étant utilisé comme évaporateur, caractérisé en ce que le condenseur et l'échangeur thermique sont disposés en série, l'échangeur thermique étant raccordé directement à une sortie du condenseur, et en ce que l'échangeur thermique est configuré pour assurer une détente du fluide réfrigérant.

En d'autres termes, l'invention répond aux problèmes précédemment exposés en proposant une installation de conditionnement d'air dépourvue de détendeur, de sorte que le fluide réfrigérant entre dans l'évaporateur sous forme liquide et puisse être réparti de façon homogène dans l'échangeur thermique, le fluide réfrigérant subissant une détente suite à son entrée dans l'échangeur thermique.

Le condenseur est ainsi directement raccordé à l'échangeur thermique utilisé comme évaporateur. Par « directement raccordé », on entend que l'échangeur thermique comprend une bouche d'entrée du fluide réfrigérant dans l'évaporateur, ladite bouche d'entrée étant reliée à une sortie du condenseur par l'intermédiaire d'au moins une tubulure sur laquelle aucun composant n'est monté pour modifier la pression du fluide réfrigérant. Ainsi, le fluide réfrigérant sortant du condenseur ne circule pas à travers un détendeur avant d'atteindre la bouche d'entrée de l'échangeur thermique utilisé comme évaporateur. Le fluide réfrigérant sort donc du condenseur à l'état liquide, à haute pression et chaud, et est directement envoyé vers l'échangeur thermique utilisé comme évaporateur. Le fluide réfrigérant passant la bouche d'entrée pour entrer dans l'échangeur thermique présente ainsi des propriétés physiques sensiblement identiques à celles observées au niveau de la sortie du condenseur.

Selon une caractéristique de l'invention, l'échangeur thermique comprend un faisceau de tubes et un bloc collecteur, le bloc collecteur comportant une paroi délimitant une première chambre dans laquelle débouchent les tubes du faisceau et dans laquelle s'étend, selon une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal, un dispositif de distribution du fluide réfrigérant dans les tubes du faisceau configuré pour assurer la détente du fluide réfrigérant.

Par convention, dans tout le présent document, le qualificatif « longitudinale » s'applique à la direction dans laquelle s'étend la dimension la plus longue du dispositif de distribution, le qualificatif « verticale » s'applique à une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale et sensiblement parallèle à la dimension principale d'allongement des tubes du faisceau, et le qualificatif « transversale » désigne la direction perpendiculaire à la fois à la direction longitudinale et à la direction verticale.

Dans la présente invention, le dispositif de distribution s'étend entre la bouche d'entrée et des extrémités verticales des tubes du faisceau qui s'étendent dans la première chambre. Autrement dit, la détente du fluide réfrigérant est réalisée au sein du bloc collecteur, plus particulièrement au sein du dispositif de distribution qui s'étend dans ledit bloc collecteur, entre l'entrée du fluide réfrigérant dans l'échangeur thermique, au niveau de la bouche d'entrée, et sa distribution dans les différents tubes du faisceau. Ledit faisceau de tubes est interposé entre le bloc collecteur et un bloc collecteur secondaire qui peut consister en un bloc de renvoi du fluide réfrigérant vers le bloc collecteur ou en un bloc de sortie du fluide réfrigérant, le faisceau de tubes formant une surface d'échange thermique entre le fluide réfrigérant et un fluide externe au circuit, tel qu'un flux d'air.

Afin de pouvoir effectuer sa fonction d'évaporateur, il est nécessaire que le fluide réfrigérant pénétrant dans les tubes du faisceau ait été détendu, c'est-à-dire que la pression du fluide réfrigérant doit avoir été réduite, par exemple en passant d'une haute pression de 15 bar à une basse pression de 4 bar. Le circuit selon l'invention ne comprenant pas de détendeur, la détente du fluide réfrigérant s'effectue le long du bloc collecteur, dans le dispositif de distribution, de sorte que le fluide réfrigérant observé au niveau de la bouche d'entrée présente une pression supérieure au fluide réfrigérant observé au niveau de l'extrémité des tubes s'étendant dans la première chambre du bloc collecteur.

Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de distribution du fluide réfrigérant comprend au moins un corps fixe, délimitant une chambre intermédiaire, le corps étant perforé d'au moins un orifice permettant la circulation du fluide réfrigérant depuis la chambre intermédiaire vers la première chambre.

En d'autres termes, le dispositif de distribution comprend au moins un corps fixe, qui peut prendre la forme d'une plaque ou d'un conduit et qui délimite la chambre intermédiaire, le corps comprenant au moins un orifice permettant le passage du fluide réfrigérant d'une chambre à une autre, par exemple de la chambre intermédiaire à la première chambre. Également, au moins la chambre intermédiaire est fluidiquement raccordée à la bouche d'entrée de l'échangeur thermique, de sorte que le fluide réfrigérant circule successivement à travers la bouche d'entrée, dans au moins la chambre intermédiaire délimitée par au moins le corps fixe perforé, puis dans la première chambre, délimitée par la paroi du bloc collecteur.

La circulation du fluide réfrigérant à travers au moins l'orifice du corps perforé entraîne la détente du fluide réfrigérant, ledit orifice étant caractérisé par une section de passage qui correspond à la place laissée au fluide réfrigérant pour circuler à travers au moins l'orifice. La pression du fluide réfrigérant est ainsi réduite lorsqu'il passe à travers au moins l'orifice d'au moins le corps fixe, de sorte que le fluide réfrigérant présente alors une pression inférieure à celle observée au niveau de la bouche d'entrée de l'échangeur thermique.

Le dispositif de distribution peut comprendre une pluralité de corps perforés délimitant, par exemple, chacun au moins une chambre intermédiaire distincte et permettant une détente graduelle du fluide réfrigérant, réalisée en plusieurs étapes de détentes successives.

Particulièrement, lorsque le dispositif de distribution comprend une pluralité de corps perforés fixes, ceux-ci peuvent être disposés de sorte qu'un corps fixe en entoure un autre. Par exemple, le dispositif de distribution peut comprendre une pluralité de conduits, notamment au moins un conduit interne et/ou un conduit externe, chacun comprenant au moins un orifice, le conduit externe étant disposé de manière à entourer, au moins partiellement, le conduit interne. De tels conduits peuvent être disposés de manière à entourer l'axe longitudinal du dispositif de distribution et peuvent, plus spécifiquement, être centrés sur ledit axe.

Tel que cela vient d'être décrit, le dispositif de distribution, lorsqu'il comprend une pluralité de corps respectivement perforés d'au moins un orifice, peut être configuré pour réaliser une détente graduelle du fluide réfrigérant, de sorte que la pression du fluide réfrigérant est réduite par palier ou étapes, chaque palier pouvant, par exemple, être assuré par le passage du fluide réfrigérant à travers l'un des corps perforé. Notamment, ces différents corps, fixes ou non, peuvent être ménagés de sorte qu'au moins un premier corps, par exemple le conduit interne, entoure au moins partiellement l'organe d'obstruction tandis qu'au moins un deuxième corps, par exemple le corps externe, entoure au moins en partie le premier corps et/ou l'organe d'obstruction.

Chaque corps fixe du dispositif de distribution peut comprendre une pluralité d'orifices, chaque corps fixe étant caractérisé par une section de passage totale qui correspond à la somme des sections de passage des orifices du corps correspondant, par exemple du conduit externe ou du conduit interne. Notamment, afin de mettre en œuvre la détente graduelle du fluide réfrigérant, le dispositif de distribution peut être configuré afin que différents corps fixes successivement traversés par le fluide réfrigérant présentent un nombre d'orifices et/ou des sections de passages totales de plus en plus réduits.

Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de distribution comprend au moins un organe mobile configuré pour assurer une détente variable du fluide réfrigérant.

Par « détente variable », on entend que la perte de charge du fluide réfrigérant peut être ajustée selon le besoin, par exemple pour s'adapter à une puissance, et donc un débit de fluide réfrigérant, variable au sein du circuit. Le degré de détente peut ainsi être ajusté selon au moins un paramètre physique du circuit, tel que le débit du fluide réfrigérant, la température ou la pression mesurée en un point déterminé du circuit, par exemple au niveau de la bouche d'entrée de l'échangeur thermique.

Selon une caractéristique de l'invention, l'organe mobile du dispositif de distribution est un organe d'obstruction s'étendant dans la chambre intermédiaire, l'échangeur thermique comprenant au moins un moyen de pilotage du déplacement de l'organe d'obstruction entre deux positions extrêmes dont au moins l'une est une position d'obstruction au moins partielle d'au moins l'orifice du dispositif de distribution.

L'organe d'obstruction peut, par exemple, présenter une structure au moins en partie sensiblement cylindrique ou présentant la forme d'une plaque épousant, au moins en partie, la forme d'au moins le corps fixe du dispositif de distribution.

L'organe d'obstruction est ainsi disposé afin qu'au moins le corps du dispositif de distribution l'entoure au moins partiellement. L'organe d'obstruction peut également être entouré par une pluralité de corps, fixes ou non, par exemple le conduit interne et le conduit externe. Additionnellement, l'organe d'obstruction peut être disposé de manière à entourer, au moins partiellement, l'axe longitudinal du dispositif de distribution, ou plus spécifiquement, l'organe d'obstruction peut être centré sur ledit axe.

Afin d'assurer le maintien du corps d'obstruction mobile et d'au moins le corps dans la première chambre du bloc collecteur, mais également afin de les maintenir l'un par rapport à l'autre, l'organe d'obstruction et/ou au moins le corps sont montés à l'intérieur de la première chambre du bloc collecteur par l'intermédiaire d'au moins un embout fixé sur la paroi dudit bloc collecteur.

Dans la présente invention, l'organe d'obstruction du dispositif de distribution est particulièrement configuré pour être déplacé entre deux positions extrêmes dont au moins l'une est une position d'obstruction au moins partielle d'au moins l'orifice. Par « obstruer », on entend que la paroi périphérique de l'organe d'obstruction entrave plus ou moins la circulation du fluide réfrigérant à travers au moins l'orifice par recouvrement variable de celui- ci, formant ainsi une barrière physique au niveau dudit orifice. Par exemple, ces positions extrêmes peuvent être une position d'obstruction et une position de dégagement d'au moins l'orifice d'au moins le corps du dispositif de distribution.

Lorsque l'organe d'obstruction est en position d'obstruction, la paroi périphérique de l'organe d'obstruction recouvre, et donc obstrue, totalement au moins l'orifice, la section de passage dudit orifice est nulle et le fluide réfrigérant ne peut pas circuler à travers ledit orifice. A l'inverse, lorsque l'organe d'obstruction est dans la position de dégagement, le moyen de passage est ménagé en regard d'au moins l'orifice de sorte que ledit orifice soit intégralement dégagé. La section de passage du fluide réfrigérant à travers l'orifice correspondant est maximale, le fluide réfrigérant passe alors à travers le moyen de passage et au moins l'orifice et peut circuler d'une chambre à une autre, par exemple de la chambre interne, délimitée par l'organe d'obstruction, vers la chambre intermédiaire ou vers la première chambre du bloc collecteur.

Avantageusement, l'organe d'obstruction peut être déplacé de manière à adopter différentes positions intermédiaires, comprises entre les deux positions extrêmes. Chacune de ces positions est caractérisée par un degré différent de recouvrement de l'orifice par la paroi périphérique de l'organe d'obstruction, ce qui résulte en une variation de la section de passage du fluide et donc de du degré de détente du fluide réfrigérant passant à travers ledit orifice. Un tel effet s'étend aux configurations dans lesquelles le corps perforé comprend une pluralité d'orifices, l'organe d'obstruction étant alors susceptible de recouvrir, au moins partiellement, une pluralité d'orifices du dispositif de distribution.

Il est à noter que, lorsque l'installation de conditionnement d'air est en fonctionnement, il est préférable de laisser circuler du fluide réfrigérant au sein de l'échangeur thermique, l'organe de distribution est alors préférentiellement ménagé selon la position de dégagement ou selon l'une des positions intermédiaires.

Selon une caractéristique de l'invention, l'organe d'obstruction du dispositif de distribution comprend une bouche d'entrée du fluide réfrigérant dans l'échangeur thermique. L'organe d'obstruction comprend au moins une paroi périphérique dont au moins une extrémité longitudinale ouverte forme la bouche d'entrée du fluide réfrigérant dans l'échangeur thermique. En d'autres termes, l'organe d'obstruction amène le fluide réfrigérant dans le dispositif de distribution de manière à le distribuer dans le bloc collecteur puis vers les différents tubes du faisceau. Plus particulièrement, le fluide réfrigérant circule successivement à travers la bouche d'entrée puis dans au moins une chambre interne, délimitée par l'organe d'obstruction, avant d'être distribué vers au moins une autre chambre, par exemple la chambre intermédiaire ou la première chambre, par l'intermédiaire d'au moins l'orifice d'au moins le corps du dispositif de distribution.

Selon une caractéristique de l'invention, l'organe d'obstruction comprend au moins un moyen de passage du fluide réfrigérant qui est ménagé dans la paroi périphérique de l'organe d'obstruction et est apte à être disposé en regard d'au moins l'orifice du dispositif de distribution.

Le moyen de passage peut, par exemple, consister en une ouverture particulièrement ménagée dans la paroi périphérique de l'organe d'obstruction, par exemple une saignée s'étendant selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal ou encore une pluralité d'orifices.

De par le déplacement de l'organe d'obstruction, le moyen de passage est déplacé par rapport à au moins l'orifice du corps adjacent à l'organe d'obstruction, par exemple le conduit interne et/ou le conduit externe entourant l'organe d'obstruction. Ainsi, selon la position de l'organe d'obstruction par rapport à au moins l'orifice du corps l'entourant, la paroi périphérique de l'organe d'obstruction recouvre plus ou moins ledit orifice, l'agencement relatif de l'orifice et du moyen de passage définissant la section de passage de l'orifice, c'est-à-dire la place laissée au fluide réfrigérant pour circuler à travers l'orifice correspondant. Autrement dit, le déplacement de l'organe d'obstruction dans le dispositif de distribution permet une modification la section de passage du fluide réfrigérant et donc une modification du degré de détente du fluide réfrigérant circulant à travers l'orifice correspondant.

Il peut être prévu, dans cette détente graduelle, une première étape de détente, résultant du passage du fluide réfrigérant à travers au moins l'orifice du conduit interne, est variable car dépendante du positionnement de l'organe d'obstruction par rapport au conduit interne. Cette première étape de détente peut ainsi être régulée par le moyen de pilotage de l'échangeur thermique. A l'inverse, une deuxième étape de détente, résultant du passage du fluide réfrigérant à travers au moins l'orifice du conduit externe, présente un degré de détente fixe, la section de passage d'au moins l'orifice compris dans le conduit externe étant fixe.

D'autres caractéristiques sont également susceptibles de contribuer à la variation de la détente, c'est-à-dire la perte de charge, du fluide réfrigérant. C'est notamment le cas du nombre d'orifices ménagé dans au moins le corps du dispositif de distribution, de l'espacement séparant deux orifices adjacents ou encore des dimensions et des formes desdits orifices. Notamment, lorsque le dispositif de distribution comprend une pluralité d'orifices, les différents orifices du dispositif de distribution peuvent présenter différentes formes, telles que triangulaire, circulaire ou parallélépipédique ou, au contraire, être identiques au sein d'un même corps ou du dispositif de distribution. Également, l'orifice est défini par une section maximale, par exemple comprise entre 2 et 5 mm 2 , et un diamètre hydraulique, par exemple compris entre 0.2 et 1.5mm, les différents orifices du dispositif de distribution pouvant présenter des dimensions identiques ou non.

Selon une caractéristique de l'invention, l'obstruction d'au moins l'orifice du corps du dispositif de distribution est réalisée par un déplacement en rotation ou en translation de l'organe d'obstruction, le déplacement de l'organe d'obstruction modifiant le recouvrement d'au moins l'orifice par l'organe d'obstruction de manière à varier une section de passage du fluide réfrigérant à travers ledit orifice.

L'échangeur thermique est particulièrement configuré pour comprendre le moyen de pilotage contrôlant le déplacement de l'organe d'obstruction, le moyen de pilotage pouvant, par exemple, être disposé au niveau de l'embout assurant le maintien du dispositif de distribution dans la première chambre du bloc collecteur. Le moyen de pilotage peut ainsi être configuré pour entraîner le déplacement de l'organe d'obstruction selon un mouvement de rotation autour de l'axe longitudinal du dispositif de distribution ou selon un mouvement de translation le long de ce même axe. Le déplacement de l'organe d'obstruction permet, tel que précédemment exposé, la modification de la section de passage d'au moins l'orifice du dispositif de distribution et donc la variation de la détente du fluide réfrigérant circulant dans l'échangeur thermique.

Selon une caractéristique de l'invention, le déplacement de l'organe d'obstruction peut être réalisé par un actionnement hydraulique, via le fluide réfrigérant, thermostatique, ou bien être motorisé.

Par exemple, le moyen de pilotage du déplacement de l'organe d'obstruction peut comprendre un moteur électrique équipé d'au moins un capteur mesurant la pression et/ou la température du fluide réfrigérant et/ou du milieu ambiant du circuit. Le moteur et/ou le capteur peuvent particulièrement être disposés dans l'embout de l'échangeur thermique entre la bouche d'entrée du fluide réfrigérant dans l'évaporateur et l'entrée du fluide réfrigérant dans le bloc collecteur, c'est-à-dire au niveau de la fixation de l'embout sur la paroi du bloc collecteur. Notamment, le moyen de pilotage comprend au moins un actionneur, tel qu'une bielle ou un système de pointeaux, selon le type de déplacement considéré.

Selon une caractéristique de l'invention, le déplacement de l'organe d'obstruction est régulé par une vanne thermostatique.

[Fig 1] est une représentation schématique d'un circuit de fluide réfrigérant destiné à une installation de conditionnement d'air comprenant un échangeur thermique selon l'invention ;

[Fig 2] est une vue en perspective d'un l'échangeur thermique selon l'invention, un bloc collecteur de cet échangeur thermique étant échancré pour rendre visible un dispositif de distribution ;

[Fig 3] est une représentation schématique d'un échangeur thermique selon l'invention et de la circulation du fluide réfrigérant au sein dudit échangeur thermique ;

[Fig 4] est une vue en coupe partielle du dispositif de distribution et d'un embout le maintenant dans l'échangeur thermique ;

[Fig 5] est une représentation schématique d'une coupe transversale du dispositif de distribution réalisé selon un premier mode de réalisation, ménagé selon une première position, ladite figure rendant visible une paroi du bloc collecteur, un conduit externe, un conduit interne et un organe d'obstruction ; [Fig 6] est une représentation schématique d'une coupe transversale du dispositif de distribution réalisé selon le premier mode de réalisation, ménagé selon une deuxième position ;

[Fig 7] est une représentation schématique d'une coupe longitudinale du dispositif de distribution selon le premier mode de réalisation ;

[Fig 8] est une vue en perspective de l'organe d'obstruction du dispositif de distribution selon le premier mode de réalisation ;

[Fig 9] est une représentation schématique du dispositif de distribution réalisé selon un deuxième mode de réalisation ; [Fig 10] est une représentation schématique d'une coupe transversale du dispositif de distribution représenté dans la figure 9, ménagé selon une première position ;

[Fig 11] est une représentation schématique d'une coupe transversale du dispositif de distribution représenté dans la figure 9, ménagé selon une deuxième position ;

[Fig 12] est une représentation schématique d'une coupe longitudinale du dispositif de distribution représenté dans la figure 11.

Il faut tout d'abord noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, mais que lesdites figures peuvent bien entendu servir à mieux définir l'invention, le cas échéant.

Par ailleurs, en référence aux orientations et directions définies précédemment, la direction longitudinale sera représentée, dans les figures le nécessitant, par l'axe Ox, la direction verticale sera représentée par l'axe Oy, et la direction transversale sera représentée par l'axe Oz. Ces différents axes définissent ensemble un repère orthonormé Oxyz représenté sur les différentes figures. Dans ce repère, les qualificatifs « haut » ou « supérieur » seront représentés par le sens positif de l'axe Oy, les qualificatifs « bas » ou « inférieur » étant représentés par le sens négatif de ce même axe Oy.

La figure 1 représente une installation de conditionnement d'air 1 pour un véhicule, notamment automobile, qui comprend un circuit 2 fermé à l'intérieur duquel circule un fluide réfrigérant FR. Sur l'exemple de réalisation illustré, l'installation de conditionnement d'air 1 comprend successivement, suivant le sens SI de circulation du fluide réfrigérant FR, un compresseur 3, un condenseur 4 ou refroidisseur de gaz et au moins un échangeur thermique 5. Notamment, l'échangeur thermique 5 peut être utilisé comme évaporateur, l'échangeur thermique 5 étant alors dédié au refroidissement d'un flux d'air FA, externe au circuit 2, le traversant. Un tel flux d'air FA peut, par exemple, être exploité pour traiter thermiquement l'air de l'habitacle du véhicule.

L'exemple donné d'une architecture de l'installation de conditionnement d'air 1 est donné à titre indicatif et n'est pas restrictif quant à la portée de l'invention au regard de diverses architectures potentielles de ladite installation de conditionnement d'air 1.

Dans le circuit 2 de fluide réfrigérant de l'installation de conditionnement d'air 1, le fluide réfrigérant FR est comprimé dans le compresseur 3, le fluide réfrigérant FR sortant du compresseur 3 à l'état gazeux et porté à une pression élevée. Ce fluide réfrigérant FR gazeux chaud circule ensuite à travers le condenseur 4 dont il ressort à l'état essentiellement liquide, chaud, et présentant toujours une pression importante.

La présente invention, telle que représentée dans la figure 1, propose un circuit 2 de fluide réfrigérant FR dépourvu de détendeur, une sortie 401 du condenseur 4 étant directement raccordé à l'échangeur thermique 5, utilisé comme évaporateur, au moyen d'au moins une tubulure 6, de sorte que, lorsque le fluide réfrigérant FR pénètre dans l'échangeur thermique 5, il présente des propriété physiques sensiblement identiques à celles du fluide réfrigérant FR sortant du condenseur 4, c'est-à-dire qu'il est à l'état liquide, chaud et présente une pression élevée.

De la sorte, l'hétérogénéité de l'alimentation de l'échangeur thermique 5 au regard des différentes phases du fluide réfrigérant FR est prévenue.

Les figures 1 à 3 illustrent l'échangeur thermique 5 et détaillent la circulation du fluide réfrigérant FR au sein dudit échangeur thermique 5. L'échangeur thermique 5 comporte un faisceau 7 de tubes 9 interposés entre un bloc collecteur 11 et un bloc collecteur secondaire 13, visible sur la figure 3, du fluide réfrigérant FR. Dans l'exemple illustré, le bloc collecteur secondaire 13 est un bloc de renvoi, et sera qualifié comme tel ci-après, néanmoins, selon une alternative non représentée, le bloc collecteur secondaire 13 peut également être un bloc de sortie du fluide réfrigérant. Le bloc collecteur 11 s'étend suivant une direction longitudinale Ox sensiblement perpendiculaire à une direction verticale Oy d'extension des tubes 9 du faisceau 7. Le faisceau 7 forme ainsi une surface d'échange thermique entre le fluide réfrigérant FR, circulant dans la boucle fermée du circuit 2, et le flux d'air FA externe au circuit 2.

Une bouche d'entrée 15, raccordée à la tubulure 6, alimente l'échangeur thermique 5, et plus particulièrement le bloc collecteur 11, en fluide réfrigérant FR. Le bloc collecteur 11 comprend une paroi 17 délimitant une première chambre 19 dans laquelle débouchent les différents tubes 9 du faisceau 7. Le bloc collecteur 11 est ainsi configuré pour assurer la distribution du fluide réfrigérant FR dans les différents tubes 9 du faisceau 7. L'échangeur thermique 5 comprend par ailleurs une bouche de sortie 21, évacuant le fluide réfrigérant FR hors de l'échangeur thermique 5. Lorsque la bouche d'entrée 15 et la bouche de sortie 21 sont raccordées au bloc collecteur 11, l'échangeur thermique 5 présente une circulation en « U ». Selon une variante, la bouche de sortie 21 peut être ménagée dans le bloc de renvoi 13, ce qui implique alors que l'échangeur thermique 5 présente une circulation en « I ».

Tel que précédemment exposé, dans le circuit 2 selon l'invention, le fluide réfrigérant FR entre dans l'échangeur thermique 5, plus précisément dans le bloc collecteur 11, en présentant une pression sensiblement égale à celle observée au niveau de la sortie 401 du condenseur 4. Néanmoins, afin que l'échangeur thermique 5 puisse effectuer sa fonction d'évaporateur de manière optimale, il est nécessaire que le fluide réfrigérant FR, lorsqu'il circule dans les tubes 9 formant le faisceau 7 de l'échangeur thermique 5, présente une pression inférieure à celle mesurée au niveau de la sortie 401 du condenseur 4. L'échangeur thermique 5 selon l'invention est ainsi configuré pour réaliser la détente du fluide réfrigérant FR dans le bloc collecteur 11, entre la bouche d'entrée 15 de l'échangeur thermique 5 et une extrémité verticale des tubes 9 du faisceau 7, traversant la paroi 17 du bloc collecteur pour s'étendre dans la première chambre 19 du bloc collecteur 11.

Afin d'assurer la détente du fluide réfrigérant FR, le bloc collecteur 11 de l'échangeur thermique 5 comprend un dispositif de distribution 25 du fluide réfrigérant FR s'étendant suivant un axe longitudinal 100 et disposé dans la première chambre 19. Le dispositif de distribution 25 est particulièrement configuré pour comprendre au moins un corps 27 fixe, perforé d'au moins un orifice 29 circulaire de passage du fluide réfrigérant FR, et un organe mobile, appelé organe d'obstruction, dont le déplacement est piloté par un moyen de pilotage 33 de l'échangeur thermique 5. La configuration du dispositif de distribution 25 et les déplacements de l'organe d'obstruction au sein du dispositif de distribution 25 seront davantage détaillés ci-après.

De la sorte, le bloc collecteur 11 assure l'entrée, au niveau de la bouche d'entrée 15, du fluide réfrigérant FR liquide dans l'échangeur thermique 5 puis sa détente, le long du dispositif de distribution 25, depuis une première pression vers une deuxième pression qui lui est inférieure. Le fluide réfrigérant FR sortant du dispositif de distribution 25 circule ensuite dans la première chambre 19 en vue de sa distribution dans les tubes 9 du faisceau 7, le fluide réfrigérant FR présentant alors la deuxième pression, inférieure à celle mesurée à son entrée dans l'échangeur thermique 5, la deuxième pression étant compatible avec la fonction d'évaporateur de l'échangeur thermique 5.

Le fluide réfrigérant FR détendu peut ensuite circuler suivant des chemins successifs dans les tubes 9 du faisceau 7, entre le bloc collecteur 11 et le bloc de renvoi 13, l'échange thermique entre le fluide réfrigérant FR et le flux à refroidir, ici le flux d'air FA, entraînant l'évaporation du fluide réfrigérant FR. A la sortie de l'échangeur thermique 5, le fluide réfrigérant FR est à l'état gazeux et à une pression inférieure à celle observée à l'entrée de l'échangeur thermique 5 et le fluide réfrigérant FR est à nouveau envoyé vers le compresseur 3.

La détente du fluide réfrigérant FR est ainsi réalisée entre la bouche d'entrée 15 du fluide réfrigérant FR dans l'échangeur thermique 5 et les extrémités verticales des tubes 9 du faisceau 7 débouchant dans la première chambre 19 du bloc collecteur 11, la perte de charge du fluide réfrigérant FR pouvant être régulée par le déplacement de l'organe d'obstruction du dispositif de distribution 25 par le moyen de pilotage 33. Le déplacement de l'organe d'obstruction peut notamment être adapté selon certains paramètres du circuit, tels que la température, la pression ou le débit du fluide réfrigérant.

Par exemple, lorsque l'installation de conditionnement d'air 1 fonctionne à une puissance plus élevée et que le fluide réfrigérant FR présente un débit élevé, l'organe d'obstruction de l'échangeur thermique 5 est déplacé de manière à entraîner un degré de détente, c'est-à-dire une perte de charge, du fluide réfrigérant plus importante que lorsque l'installation de conditionnement d'air 1 fonctionne à une puissance inférieure et donc que le fluide réfrigérant FR circule à un débit inférieur. L'échangeur thermique peut alors être configuré de sorte que le déplacement de l'organe d'obstruction résulte d'un entrainement hydraulique, via le fluide réfrigérant ou bien d'un entrainement motorisé, via un moteur électrique. Tel qu'illustré sur la figure 2, le moyen de pilotage 33 peut notamment comporter une vanne thermostatique 33.

La figure 4 représente un dispositif de distribution 25 assemblé. Le dispositif de distribution 25 comprend un premier corps 27 perforé, formé, dans l'exemple illustré, par un conduit externe 35 s'étendant selon la direction définie par l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25 et étant centré sur ledit axe. Le conduit externe 35 présente une structure cylindrique, délimitant une chambre intermédiaire dans laquelle s'étend l'organe d'obstruction 31, représenté par des lignes pointillées, du dispositif de distribution 25. Le conduit externe 35 comprend un flanc périphérique 39 comportant une pluralité d'orifice 29 circulaires de passage du fluide réfrigérant FR, ainsi qu'une première terminaison longitudinale 40, ouverte, permettant l'insertion de l'organe d'obstruction 31, et une deuxième terminaison longitudinale 41, opposée à la première terminaison longitudinale 40 et fermée.

Dans l'exemple illustré, le conduit externe 35 comprend une pluralité d'orifices 29, disposés le long d'une droite sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25. Lorsque le dispositif de distribution 25 est assemblé dans le bloc collecteur 11 de l'échangeur thermique 5, ces orifices 29 permettent le passage du fluide réfrigérant FR depuis la chambre intermédiaire, délimitée par le conduit externe 35, vers la première chambre du bloc collecteur.

Le maintien du dispositif de distribution 25 dans la première chambre 19 du bloc collecteur 11 est assuré par un embout 43, solidaire de la première terminaison longitudinale 40 du conduit externe 35 du dispositif de distribution 25 et rendu solidaire du bloc collecteur. L'embout 43, comprend, par exemple deux trous traversants. Un premier trou 45 reçoit l'organe d'obstruction 31 lequel comprend, au niveau d'une première extrémité longitudinale 46, la bouche d'entrée 15 alimentant l'échangeur thermique 5, et plus particulièrement le dispositif de distribution 25, en fluide réfrigérant FR. La première extrémité longitudinale 46 et/ou le premier trou 45 sont configurés pour coopérer avec au moins la tubulure raccordant l'échangeur thermique 5 au circuit de fluide réfrigérant FR, par exemple à la sortie du condenseur. Un deuxième trou 47 de l'embout 43 comprend la bouche de sortie 21 de l'échangeur thermique 5, le deuxième trou 47 étant, par exemple, configuré pour recevoir au moins une tubulure d'évacuation du fluide réfrigérant FR vers le compresseur du circuit.

L'organe d'obstruction 31, mobile, est ainsi inséré dans le premier trou 45 de l'embout 43 de manière à traverser ledit embout 43. L'embout 43 peut particulièrement être configuré pour comprendre ou porter le moyen de pilotage, non illustré, contrôlant le déplacement de l'organe d'obstruction 31 entre deux positions extrêmes dont au moins l'une est une position d'obstruction au moins partielle d'au moins l'un des orifices 29 du dispositif de distribution 25.

A l'inverse, le conduit externe 35 est maintenu sur une portion externe de l'embout 43, de manière fixe, par exemple par brasage ou par encliquetage. Le dispositif de distribution 25 peut également comprendre au moins un corps perforé additionnel, tel qu'une plaque ou un conduit, non représenté, ménagé au sein de la chambre intermédiaire délimitée par le conduit externe 35, ledit corps perforé additionnel pouvant être brasé sur une surface interne du flanc périphérique 39 du conduit externe 35 ou encore fixé sur l'embout 43.

Les figures 5 à 8 illustrent l'agencement relatif des différents composants du dispositif de distribution 25 lorsque celui-ci réalisé selon un premier mode de réalisation, les figures 5 et 6 représentant notamment des coupes transversales réalisées au niveau d'un plan transversal 500 orthogonal à l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25, tel que représenté dans la figure 4, le plan transversal 500 passant par un orifice 29 du conduit externe 35.

Le dispositif de distribution 25 selon le premier mode de réalisation comprend le conduit externe 35, délimitant la chambre intermédiaire appelée ci-après deuxième chambre intermédiaire 53, un deuxième corps perforé fixe, formé par un conduit interne 51 comprenant une pluralité d'orifices 29, et l'organe d'obstruction 31 mobile. Dans l'exemple illustré, le conduit externe 35, le conduit interne 51 et l'organe d'obstruction 31 présentent des structures cylindriques, et sont coaxiaux, chacun étant centré sur l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25.

Le conduit externe 35, tel que précédemment exposé, comprend un flanc périphérique 39 dans lequel sont ménagés une pluralité d'orifices 29. Dans l'exemple représenté, les orifices 29 du conduit externe 35 sont disposés le long d'une droite sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25. Le conduit interne 51 est disposé dans la deuxième chambre intermédiaire 53, délimitée par le conduit externe 35, et s'étend selon une direction définie par l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25. Particulièrement, le conduit interne 51 est centré sur ledit axe longitudinal 100, un pan périphérique 55 du conduit interne 51 délimitant une première chambre intermédiaire 59 et entourant l'organe d'obstruction 31 du dispositif de distribution 25.

Le conduit interne 51 comprend une pluralité d'orifices 29, lesquels sont disposés de manière à former une pluralité de rangées 57 sensiblement parallèles entre elles et s'étendant chacune selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 100. Dans l'exemple illustré, le conduit interne 51 comprend trois rangées 57. Les orifices 29 du conduit interne 51 et les orifices 29 du conduit externe 35 peuvent être angulairement décalés l'un par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25 d'un angle compris entre 25° et 180°. Par exemple, tel qu'illustré, le conduit interne 51 et le conduit externe 35 peuvent être disposés de sorte que l'orifice 29 du conduit externe 35 et un orifice 29 de la rangée 57 centrale du conduit interne 51 sont angulairement décalés de 180° autour de l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25.

L'organe d'obstruction 31 comprend une paroi périphérique 61 dans laquelle est disposé un moyen de passage 63, tel qu'on peut l'observer dans les figures 5 à 8, et plus particulièrement dans la figure 8. Dans le premier mode de réalisation, le moyen de passage 63 est une saignée 65 formant une ouverture allongée s'étendant selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25. Avantageusement, la saignée 65 est encadrée par un joint d'étanchéité 67 bordant des bords d'extrémité longitudinale 69 et des bords latéraux 70 délimitant la saignée 65. La saignée 65 s'étend sur une longueur, appelée longueur de la saignée 650, mesurée entre les bords d'extrémité longitudinale 69 de la saignée 65, selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 100. La longueur de la saignée 650 est inférieure à une longueur de l'organe d'obstruction 310, mesurée entre ses extrémités longitudinales 46 et selon une direction parallèle à l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25.

L'organe d'obstruction 31 et le conduit interne 51 présentent des dimensions permettant le déplacement de l'organe d'obstruction 31 vers une position d'obstruction au moins partielle d'au moins l'un des orifices 29 du conduit interne 51. Le jeu existant entre l'organe d'obstruction 31 et le conduit interne 51, caractérisé par une distance transversale 590 mesurée entre une face interne 71 du conduit interne et l'organe d'obstruction 31, est minime afin de limiter la circulation du fluide réfrigérant FR dans la première chambre intermédiaire 59 délimitée par le conduit interne 51. De même, le joint d'étanchéité 67, bordant la saignée 65, est en contact avec la face interne 71 du conduit interne 51 afin de prévenir la circulation du fluide réfrigérant FR entre l'organe d'obstruction 31 et le conduit interne 51. Le joint d'étanchéité 67 limite ainsi la zone de circulation du fluide réfrigérant FR dans la première chambre intermédiaire 59, logeant l'organe d'obstruction 31, la saignée 65 et le joint d'étanchéité 67 définissant ainsi une zone de distribution 73 du fluide réfrigérant FR au sein du dispositif de distribution 25. Particulièrement, les orifices 29 du conduit internes 51 et/ou du conduit externe 35 peuvent être disposés afin d'être en regard de ladite zone de distribution 73 de l'organe d'obstruction 31.

Ainsi, dans le plan transversal 500 de la coupe telle que représentée dans les figures 5 et 6, l'organe d'obstruction 31 comprend la saignée 65, qui forme une ouverture continue sur la zone de distribution 73. La zone de distribution 73, bordée par le joint d'étanchéité 67 et en partie définie par une largeur de la saignée 65, mesurée entre les bords latéraux 70 opposés, est comprise dans un secteur angulaire 151. Ledit secteur angulaire 151 est mesuré entre deux demi-droites émergeant d'un même point de l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25, comprises dans le plan transversal 500, et passant par deux points les plus proches respectivement compris dans le joint d'étanchéité 67 bordant les bords latéraux 70, opposés, de la saignée 65.

L'organe d'obstruction 31 est entouré par le conduit interne 51 qui délimite la première chambre intermédiaire 59. Le conduit interne comprend une pluralité d'orifices 29 ménagés selon différentes rangées 57, ici au nombre de trois. Les rangées 57 du conduit interne 51 sont particulièrement ménagées de manière à être comprises dans le secteur angulaire 151 défini par la largeur de la saignée 65, afin de permettre le dégagement simultané des différentes rangées 57 du conduit interne 51 lorsque la saignée 65 de l'organe d'obstruction 31 est ménagée en regard desdites rangées 57.

Les orifices 29 des rangées 57 du conduit interne 51 sont caractérisés par une section de passage 290 du fluide réfrigérant FR, correspondant à la place laissée au fluide réfrigérant FR pour circuler, ladite section de passage 290 étant réduite par rapport à la zone de distribution 73 délimitée par la saignée 65. Également, le conduit interne 51 est caractérisé par une section de passage totale du conduit interne, égale à la somme des sections de passages 290 des orifices 29 du conduit interne 51, inférieure à la zone de distribution 73, assurant ainsi une première étape de détente du fluide réfrigérant FR, même lorsque l'ensemble des orifices 29 du conduit interne 51 est dégagé par l'organe d'obstruction 31 pour laisser passage au fluide réfrigérant.

Le conduit externe 35 entoure le conduit interne 51 et l'organe d'obstruction 31, le conduit externe 35 comprenant, dans l'exemple illustré une unique ligne d'orifices 29, sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25. Le conduit externe 35 comprend ainsi un nombre d'orifices 29 inférieur au nombre d'orifices 29 du conduit interne 51, et est caractérisé par une section de passage totale du conduit externe, correspondant à la somme de l'ensemble des sections de passage 351 des orifices 29 du conduit externe 35, inférieure à la section de passage totale du conduit interne 51 évaluée lorsque l'ensemble des orifices 29 du conduit interne 51 sont dégagés par l'organe d'obstruction 31.

La circulation du fluide réfrigérant FR à travers les orifices 29 du conduit externe 35 assure ainsi une deuxième étape de détente dudit fluide réfrigérant, laquelle est fixe puisque la section de passage 351 de chaque orifice 29 du conduit externe 35 ne peut être modifiée.

Le dispositif de distribution 25 selon le premier mode de réalisation permet ainsi une détente graduelle du fluide réfrigérant FR. Il est à noter qu'une telle détente graduelle peut résulter d'une diminution du nombre d'orifices 29 observés entre le conduit interne 51 et le conduit externe 35, d'une diminution des dimensions desdits orifices 29, d'une diminution de la section de passage totale du fluide réfrigérant entre le conduit interne 51 et le conduit externe 35 ou d'une combinaison de ces différentes caractéristiques.

Ainsi, le fluide réfrigérant FR, entré dans l'échangeur thermique 5 par la bouche d'entrée 15 de l'organe d'obstruction 31, circule dans une chambre interne 75, délimitée par la paroi périphérique 61 de l'organe d'obstruction 31 puis, selon la position de l'organe d'obstruction 31, est distribué, ou non, dans la deuxième chambre intermédiaire 53 du dispositif de distribution 25.

Dans le premier mode de réalisation, le moyen de pilotage permet le déplacement, par entrainement hydraulique, mécanique ou électrique, de l'organe d'obstruction 31 selon un mouvement de rotation Ml autour de l'axe longitudinal 100, vers l'une des positions extrêmes. Les positions extrêmes adoptées par l'organe d'obstruction 31 peuvent notamment être une position d'obstruction, dans laquelle la paroi périphérique 61 de l'organe d'obstruction 31 recouvre totalement les orifices 29 du conduit interne 51 afin d'entraver la circulation du fluide réfrigérant FR vers la deuxième chambre intermédiaire 53, et une position de dégagement, dégageant intégralement lesdits orifices 29 du conduit interne 51 en positionnant le moyen de passage 63, ici la saignée 65, en regard des orifices 29 du conduit interne 51 afin de permettre la circulation du fluide réfrigérant d'une chambre à une autre. Également, l'organe d'obstruction 31 peut être ménagé selon une position intermédiaire quelconque, comprise entre ces deux positions extrêmes, les différentes positions intermédiaires étant caractérisées par un degré de recouvrement variable des différents orifices 29 du conduit interne 51 par la paroi périphérique 61 de l'organe d'obstruction 31 résultant en une modification de la section de passage 290 des orifices 29 du conduit interne 51. Il en résulte une modification de la section de passage totale du conduit interne et donc une modification du degré de détente du fluide réfrigérant FR qui passe à travers lesdits orifices 29.

Il est néanmoins à noter que, lorsque l'installation de conditionnement d'air est en fonctionnement, il est préférable de laisser circuler du fluide réfrigérant FR au sein de l'échangeur thermique, l'organe de distribution est alors préférentiellement ménagé selon la position de dégagement ou selon l'une des positions intermédiaires.

Les figures 5 et 6 illustrent certaines des différentes positions de l'organe d'obstruction 31 permettant la distribution et la détente du fluide réfrigérant FR dans le bloc collecteur 11. Les figures 5 et 6 se distinguent ainsi l'une de l'autre par la position de l'organe d'obstruction 31 par rapport aux orifices 29 du conduit interne 51 et par le degré de détente du fluide réfrigérant FR qui en résulte. La figure 5 détaille ainsi la position de dégagement, tandis que la figure 6 représente un exemple de position intermédiaire, comprise entre les deux positions extrêmes.

Lorsque qu'il est en position d'obstruction, non représentée, la paroi périphérique 61 de l'organe d'obstruction 31 recouvre l'ensemble des orifices 29 des différentes rangées 57 du conduit interne 51, entravant la circulation du fluide réfrigérant FR vers la première chambre 19 du bloc collecteur 11. A l'inverse, lorsque l'organe d'obstruction 31 est en position de dégagement, telle que représentée à la figure 5, l'ensemble des orifices 29 des rangée 57 du conduit interne 51 sont disposées en regard du moyen de passage 63, c'est-à-dire de la saignée 65, de l'organe d'obstruction 31. Le fluide réfrigérant FR peut alors circuler à travers l'ensemble les orifices 29 du conduit interne 51 depuis la chambre interne 75 vers la deuxième chambre intermédiaire 53, délimitée par le conduit externe 35, la circulation du fluide réfrigérant FR dans la première chambre intermédiaire 59, délimitée par le conduit interne 51, étant limitée par la présence du joint d'étanchéité 67.

La section de passage totale du conduit interne 51, c'est-à-dire la somme des sections de passage 290 des différents orifices 29 du conduit interne 51, est alors maximale. Tel que précédemment exposé, cette section de passage totale du conduit interne 51 est inférieure à la zone de distribution 73 définie par la saignée 65, de sorte que le fluide réfrigérant FR subit une première détente en traversant lesdits orifices 29.

Dans la position intermédiaire représentée à la figure 6, la paroi périphérique 61 de l'organe d'obstruction 31 recouvre intégralement l'orifice 29 de l'une des rangées du conduit interne 51 et réduit la section de passage 290 du fluide réfrigérant FR à travers l'orifice 29 d'une autre rangée 57. Il en est de même pour chaque orifice, non visible, compris dans l'une de ces deux rangées 57 qui sont alors respectivement recouverts ou partiellement recouverts par la paroi périphérique 61 de l'organe d'obstruction 31, dans la mesure où les bords latéraux 70 de la saignée 65 s'étendent parallèlement entre eux et à la 'axe longitudinal 100. L'orifice 29 de la troisième rangée 57, comme tout orifice compris dans la troisième rangée, est découvert et permet la circulation du fluide réfrigérant FR sans entrave. Dans cette position intermédiaire, la section de passage totale du fluide réfrigérant à travers le conduit interne 51 est ainsi réduite de moitié par rapport à la position de dégagement représentée dans la figure 5.

Dans la figure 7, représentant une coupe réalisée au niveau d'un plan longitudinal 600 orthogonal à l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25, tel que représenté dans la figure 4, le plan longitudinal 600 passant par un orifice 29 du conduit externe 35, on peut observer que le fluide réfrigérant FR entre dans l'échangeur thermique 5 par la bouche d'entrée, disposée au niveau de l'extrémité longitudinale de l'organe d'obstruction 31 compris dans le dispositif de distribution 25, le fluide réfrigérant FR présentant alors une pression d'entrée élevée. Le fluide réfrigérant FR circule dans la chambre interne 75, délimitée par la paroi périphérique 61 de l'organe d'obstruction 31 puis circule selon le cheminement tel que précédemment exposé, c'est-à-dire que, lorsque le dispositif de distribution 25 est en position de dégagement ou dans l'une des positions intermédiaires, le fluide réfrigérant FR passe à travers le moyen de passage 63, c'est-à-dire la saignée 65, et à travers au moins l'un des orifices 29, entièrement ou partiellement découvert, du conduit interne 51, disposés en regard de la saignée 65.

Le fluide réfrigérant FR circule ainsi depuis la chambre interne 75, délimitée par l'organe d'obstruction 31, vers la deuxième chambre intermédiaire 53, délimitée par le flanc périphérique 39 du conduit externe 35, subissant la première étape de détente en passant à travers le conduit interne 51. Le fluide réfrigérant observé dans la deuxième chambre intermédiaire 53 présente alors une pression inférieure à celle observée dans la chambre interne 75 ou à l'entrée du fluide dans l'échangeur thermique 5, au niveau de la bouche d'entrée.

Le fluide réfrigérant FR circule ensuite dans la deuxième chambre intermédiaire 53, délimitée par le conduit externe 35, puis passe à travers les orifices 29 du conduit externe 35 vers la première chambre 19, dans laquelle s'étend le dispositif de distribution 25. En passant à travers les orifices 29 du conduit externe 35, le fluide réfrigérant FR subit la deuxième étape de détente, le fluide réfrigérant FR circulant dans la première chambre 19 présentant une pression inférieure à celle observée à l'entrée du fluide dans l'échangeur thermique 5 et à celle observée dans la deuxième chambre intermédiaire 53 du dispositif de distribution 25.

Ensuite le fluide réfrigérant FR circulant dans la première chambre 19, détendu, et est distribué dans les extrémités verticales 23 des différents tubes 9 du faisceau 7 de l'échangeur thermique, lesdits tubes 9 traversant la paroi 17 du bloc collecteur et s'étendant partiellement dans la première chambre 19. Notamment, selon l'exemple de la figure 8, les orifices 29 du conduit externe 35 sont orientés diamétralement à l'opposé des extrémités verticales 23 des tubes 9 du faisceau 7, par rapport à l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25.

Le fluide réfrigérant FR subit ainsi une détente graduelle, réalisée en deux étapes. La première détente, dépendant du positionnement de l'organe d'obstruction 31 par rapport au conduit interne 51, est variable, c'est-à-dire qu'elle peut être régulée par le moyen de pilotage de l'échangeur thermique 5 selon la demande, par exemple pour s'adapter à des conditions spécifiques relatives à l'environnement du circuit de l'installation de conditionnement d'air ou de l'échangeur thermique 5. La deuxième détente en revanche, est fixe, la section de passage des orifices 29 du conduit externe 35 ne pouvant être modifié dans le premier mode de réalisation.

Les figures 9 à 12 illustrent un dispositif de distribution 25 réalisé selon un deuxième mode de réalisation. Selon le deuxième mode de réalisation, le dispositif de distribution 25 comprend le conduit externe 35, fixe, et l'organe d'obstruction 31, mobile. Le deuxième mode de réalisation se distingue du premier mode de réalisation en ce que le conduit interne 51 et l'organe d'obstruction 31 sont confondus, c'est-à-dire que contrairement au premier mode de réalisation, formé de deux corps 27 fixes et d'un organe mobile, le deuxième mode de réalisation comprend un corps 27 fixe, le conduit externe 35, et un organe mobile. Notamment, dans l'exemple illustré, le conduit externe 35 et l'organe d'obstruction 31 présentent des structures cylindriques et s'étendent tous deux selon une direction définie par l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25.

Tel que précédemment exposé, le conduit externe 35 comprend le flanc périphérique 39 dans lequel sont ménagés plusieurs orifices 29 circulaires, lesdits orifices 29 étant particulièrement disposés le long d'une droite sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25. Les orifices 29 sont régulièrement disposés, c'est-à-dire à intervalles réguliers, chaque orifice 29 étant séparé de l'orifice 29 adjacent par un espacement 350 mesuré entre deux points les plus proches respectivement compris dans des bordures 79 de deux orifices 29 adjacents du conduit externe 35. De plus, les orifices 29 du conduit externe 35, présentent des dimensions sensiblement identiques, les orifices 29 du conduit externe 35 étant caractérisés par une première section de passage 351.

Le flanc périphérique 39 délimite une chambre intermédiaire 37, dans laquelle s'étend l'organe d'obstruction 31. Le deuxième mode de réalisation se distingue ainsi également du premier mode de réalisation en ce que le dispositif de distribution 25 comprend une seule chambre intermédiaire 37. Particulièrement, l'organe d'obstruction 31 et le conduit externe 35 peuvent être centrés sur l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25, le conduit externe 35 et l'organe d'obstruction 31 étant alors coaxiaux.

L'organe d'obstruction 31 comprend la paroi périphérique 61 dans lequel sont ménagés les moyens de passage 63. Dans l'exemple illustré, les moyens de passage 63 sont des orifices circulaires présentant un agencement, une forme et des dimensions sensiblement identiques à ceux observés dans le conduit externe 35, c'est-à-dire que les moyens de passage 63 sont disposés le long d'une droite sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25. De ce fait, les moyens de passage 63 sont régulièrement disposés, chaque moyen de passage 63 étant séparé du moyen de passage 63 adjacent par un écart 312 sensiblement égal à l'espacement 350 mesuré entre deux orifices 29 adjacents du conduit externe 35. Également, les moyens de passage 63 sont respectivement caractérisés par une deuxième section de passage 316, sensiblement égale à la première section de passage 351 des orifices 29 du conduit externe 35.

L'organe d'obstruction 31 et le conduit externe 35 présentent des dimensions permettant le déplacement de l'organe d'obstruction 31 à l'intérieur du conduit externe 35 et entre les positions extrêmes dont au moins l'une est une position d'obstruction au moins partielle des orifices 29 du conduit externe 35. Le jeu existant entre l'organe d'obstruction 31 et le conduit externe 35, caractérisé par une distance transversale 595 mesurée entre une surface interne 83 du conduit externe 35 et l'organe d'obstruction 31, peut, tel qu'illustré, être minime afin de limiter la circulation du fluide réfrigérant FR dans la chambre intermédiaire 37.

Dans le second mode de réalisation, l'organe d'obstruction 31 est piloté par le moyen de pilotage de sorte que la paroi périphérique 61 de l'organe d'obstruction 31 assure le recouvrement, intégral ou partiel, des orifices 29 du conduit externe 35. L'entrainement de l'organe d'obstruction 31 peut être hydraulique, via le fluide réfrigérant, mécanique ou électrique, le dispositif de distribution 25 pouvant être configuré selon deux variantes : une première variante, représentée dans les figures 9 à 12, dans laquelle le déplacement de l'organe d'obstruction 31 est réalisé selon un mouvement en translation Tl le long de l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25, et une seconde variante, non représentée, dans laquelle l'organe d'obstruction 31 est déplacé selon un mouvement de rotation autour de l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25.

Comme précédemment exposé, l'organe d'obstruction 31 est ainsi piloté entre deux positions extrêmes, par exemple entre une position d'obstruction et une position de dégagement des orifices 29 du conduit externe 35, l'organe d'obstruction 31 pouvant également être ménagé selon une ou plusieurs positions intermédiaires, comprises entre lesdites positions extrêmes.

Selon la variante représentée, dans laquelle l'organe d'obstruction 31 est déplacé selon un mouvement de translation Tl le long de l'axe longitudinal 100, les orifices 29 du conduit externe 35 et les moyens de passage 63 de l'organe d'obstruction 31 sont disposés, indépendamment de la position du dispositif de distribution 25, de sorte que le plan longitudinal 600 passe par le milieu de chacun des orifices 29 du conduit externe 35 et par le milieu de chacun des moyens de passage 63 de l'organe d'obstruction 31.

Lorsque le dispositif de distribution 25 est en position de dégagement, tel que représenté dans la figure 10, les orifices 29 du conduit externe 35 et les moyens de passage 63 de l'organe d'obstruction 31 sont disposés en regard les uns des autres. Autrement dit, le plan transversal 500 passe par le milieu de l'un des orifices 29 du conduit externe 35 et passe également par le milieu de l'un des moyens de passage 63 de l'organe d'obstruction 31. De plus, les orifices 29 et les moyens de passage 63, tels qu'illustrés, sont caractérisés par des dimensions, des formes et un agencement sensiblement identiques.

A l'inverse, lorsque l'organe d'obstruction 31 est en position d'obstruction, tel que représenté dans la figure 11, le plan transversal 500 passe par le milieu de l'un des orifices 29 du conduit externe 35 mais ne passe pas par le moyen de passage 63 de l'organe d'obstruction 31 configuré apte à être disposé en regard dudit orifice 29 lorsque l'organe d'obstruction 31 est déplacé en position de dégagement. Les moyens de passage 63 de l'organe d'obstruction 31 sont alors en regard du flanc périphérique 39 du conduit externe 35 et les orifices 29 du conduit externe 35 sont disposés en regard de la paroi périphérique 61 de l'organe d'obstruction 31. La circulation du fluide réfrigérant FR ne peut se faire depuis la chambre interne 75, délimitée par l'organe d'obstruction 31, vers la première chambre 19 du bloc collecteur 11, dans laquelle s'étend le dispositif de distribution 25.

Comme exposé pour le premier mode de réalisation, il est à noter que la position d'obstruction est ici décrite à titre explicatif, l'organe d'obstruction 31 étant, de préférence, ménagé selon la position de dégagement ou selon l'une des positions intermédiaires afin de permettre la circulation du fluide réfrigérant FR dans l'échangeur thermique lorsque l'installation de conditionnement d'air est en fonctionnement.

On observe dans l'exemple de position intermédiaire illustré à la figure 12, que le plan transversal 500, passant par le milieu de l'un des orifices 29 du conduit externe 35, ne passe pas par le milieu du moyen de passage 63 de l'organe d'obstruction 31 mais passe par des points quelconques du moyen de passage 63. Dans le deuxième mode de réalisation, le fluide réfrigérant FR entre dans l'échangeur thermique 5 par la bouche d'entrée, disposée au niveau de l'extrémité longitudinale de l'organe d'obstruction 31 du dispositif de distribution 25, le fluide réfrigérant FR présentant alors une pression d'entrée élevée, sensiblement égale à celle mesurée à la sortie du condenseur. Le fluide réfrigérant FR circule dans la chambre interne 75, délimitée par la paroi périphérique 61 de l'organe d'obstruction 31 puis, lorsque le dispositif de distribution 25 est en position de dégagement ou dans l'une des positions intermédiaires, le fluide réfrigérant FR passe à travers les moyens de passage 63 et à travers les orifices 29 du conduit externe 35, ou à travers une première section de passage 351 réduite desdits orifices 29. Le fluide réfrigérant FR circule ainsi depuis la chambre interne 75 vers la première chambre 19, dans laquelle s'étend l'organe de distribution 25, sans circuler dans l'ensemble de la chambre intermédiaire 37, délimitée par le conduit externe 35.

De la sorte, le fluide réfrigérant FR, en passant à travers les orifices 29 du conduit externe 35, subit une détente, c'est-à-dire que le fluide réfrigérant FR circulant dans la première chambre 19 présente une pression inférieure à celle mesurée dans la chambre interne 75 ou à l'entrée du fluide réfrigérant dans l'échangeur thermique 5, au niveau de la bouche d'entrée.

Ainsi, dans le deuxième mode de réalisation, le fluide réfrigérant FR subit ainsi une détente en une étape. Cette détente, dépendant du positionnement de l'organe d'obstruction 31 par rapport au conduit externe 35, est variable, c'est-à-dire qu'elle peut être régulée par le moyen de pilotage de l'échangeur thermique 5 selon la demande.

Comme pour le premier mode de réalisation, le fluide réfrigérant FR circulant dans la première chambre 19 est ensuite distribué dans les extrémités verticales 23 des différents tubes 9 du faisceau 7 de l'échangeur thermique 5, lesdits tubes 9 débouchant dans la première chambre 19 délimitée par la paroi du bloc collecteur 11. Selon l'exemple de la figure 12, les orifices 29 du conduit externe 35 sont orientés diamétralement à l'opposé des extrémités verticales 23 des tubes 9 du faisceau 7, par rapport à l'axe longitudinal 100 du dispositif de distribution 25, les tubes 9 du faisceau 7 traversant la paroi 17 du bloc collecteur 11 pour s'étendre à l'intérieur de la première chambre 19.

On comprend à la lecture de ce qui précède que la présente invention propose un échangeur thermique, destiné à être utilisé en tant qu'évaporateur, l'échangeur thermique étant configuré pour assurer la détente du fluide réfrigérant FR. L'échangeur thermique comprend un bloc collecteur qui comporte un dispositif de distribution configuré pour assurer la détente du fluide réfrigérant FR entre l'entrée du fluide dans l'échangeur thermique, au niveau d'une bouche d'entrée, et la distribution du fluide réfrigérant FR dans un faisceau de tubes de l'échangeur thermique. Le dispositif de distribution comprend, à cet effet, une combinaison d'au moins un corps fixe perforé d'au moins un orifice, par exemple un conduit, et d'un organe d'obstruction, mobile, dont le déplacement est piloté par un moyen de pilotage de l'échangeur thermique entre deux positions extrêmes dont au moins l'une est une position d'obstruction au moins partielle d'au moins l'un des orifices du dispositif de distribution.

L'invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s'étend également à tout moyen ou configuration équivalents et à toute combinaison technique opérant de tels moyens. En particulier, le nombre, les dimensions, la forme et l'agencement des orifices ou des moyens de passage pourront être modifiés sans nuire à l'invention, dans la mesure où le dispositif de distribution du bloc collecteur, in fine, remplit les mêmes fonctionnalités que celles décrites dans ce document.