FR3081985A1

FR3081985A1 - Distributeur de fluide, et echangeur thermique correspondant.

Info

Publication number: FR3081985A1
Application number: FR1854675A
Authority: FR
Inventors: Olivier Maquin; Jerome Mougnier; Bruno Rose
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2019-12-06
Anticipated expiration: 2038-05-31
Also published as: FR3081985B1

Abstract

L'invention concerne un distributeur de fluide pour un échangeur thermique comportant au moins une boite collectrice (5), le distributeur comprenant une entrée de fluide (91), et un conduit d'alimentation (11) s'étendant entre une première (111) et une deuxième extrémité, dans lequel le fluide est destiné à s'écouler, et configuré pour être agencé au moins en partie dans ladite boite collectrice (5) pour alimenter ledit faisceau (3). Selon l'invention, le distributeur comporte : - un conduit de recirculation (13) en communication fluidique avec les première (111) et deuxième extrémités du conduit d'alimentation (11), et - un canal (93) d'aspiration par effet Venturi disposé à l'entrée de fluide (91), de sorte que le fluide délivré en sortie de la deuxième extrémité du conduit d'alimentation (11) soit aspiré par effet venturi dans le conduit de recirculation (13) et réinjecté dans le conduit d'alimentation (11). L'invention concerne aussi un échangeur thermique correspondant.

Description

Distributeur de fluide, et échangeur thermique correspondant

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 concerne en particulier un distributeur de fluide, notamment un fluide réfrigérant, pour alimenter une boite collectrice que comporte un tel échangeur thermique.

Un véhicule automobile est couramment équipé d’une installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation pour traiter thermiquement l’air à destination de l’habitacle du véhicule automobile. Une telle installation comprend au moins un échangeur thermique, dans lequel est destiné à circuler un fluide.

L’échangeur thermique comporte couramment un faisceau d’échange thermique et au moins une boite collectrice.

Selon une solution connue, l’échangeur thermique comporte un distributeur du fluide pour alimenter la boite collectrice en fluide. Un tel distributeur comporte un conduit pourvu d’une pluralité d’orifices logé à l’intérieur de la boite collectrice. Le fluide est admis à travers une bouche d’entrée à l’intérieur du conduit et est projeté à travers les orifices sur la totalité de la longueur du conduit à l’intérieur de la boite collectrice, circule dans des canaux de circulation définis par des tubes ou des plaques du faisceau d’échange thermique, puis est évacué hors de l’échangeur thermique.

L’échangeur thermique est par exemple un évaporateur procurant un échange thermique entre le fluide, tel qu’un fluide réfrigérant, et un flux d’air traversant l’échangeur thermique. 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.

De plus, une difficulté liée au principe de l’alimentation du dispositif est que la vitesse d’écoulement diminue de façon continue le long du distributeur. En fin de distributeur, la vitesse est réduite à la vitesse d’entrée divisée par le nombre d’orifices. Il en résulte une non homogénéité de l’alimentation des canaux de circulation du faisceau au regard des différentes phases du fluide réfrigérant, selon leur position par rapport à la bouche d’entrée du conduit. Ce phénomène génère une hétérogénéité de la température

-2du 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 implique des écarts de températures entre deux zones de l’habitacle, alors que la même température de flux d’air est demandée.

L’invention a pour objectif de pallier au moins partiellement un ou plusieurs inconvénients précédemment cités en proposant un distributeur de fluide permettant une distribution de manière plus homogène entre la phase liquide et la phase gazeuse du fluide destiné à alimenter les canaux de circulation du faisceau de l’échangeur thermique.

A cet effet l’invention a pour objet un distributeur de fluide pour un échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur comportant un faisceau d’échange thermique et au moins une boite collectrice pour alimenter ledit faisceau, le distributeur comprenant une entrée de fluide pour l’admission du fluide dans le distributeur, et un conduit d’alimentation s’étendant entre une première extrémité et une deuxième extrémité, dans lequel le fluide admis dans le distributeur est destiné à s’écouler et configuré pour être agencé au moins en partie dans ladite au moins une boite collectrice de façon à alimenter en fluide ledit faisceau.

Selon l’invention, le distributeur comporte un conduit de recirculation en communication fluidique avec d’une part la première extrémité du conduit d’alimentation et d’autre part la deuxième extrémité du conduit d’alimentation. Le distributeur comporte en outre un canal d’aspiration par effet Venturi disposé à l’entrée de fluide, de sorte que le fluide délivré en sortie de la deuxième extrémité du conduit d’alimentation soit aspiré par effet venturi dans le conduit de recirculation, et réinjecté dans le conduit d’alimentation au niveau de la première extrémité.

D’une part, le conduit d’alimentation destiné à être agencé dans la boite collectrice permet de canaliser le fluide et de distribuer ce fluide au faisceau d’échange thermique de l’échangeur thermique, par exemple un évaporateur, correspondant.

D’autre part, l’aspiration du fluide en sortie du conduit d’alimentation pour le réinjecter dans ce dernier par retour à travers le conduit de recirculation, favorise un mélange homogène du fluide sur toute la longueur de l’échangeur thermique correspondant.

-3Ledit distributeur peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques ciaprès, prises séparément ou en combinaison.

Selon une première variante, la première extrémité du conduit d’alimentation est l’entrée de fluide du distributeur.

Le canal d’aspiration par effet Venturi peut être réalisé sur la première extrémité du conduit d’alimentation.

Selon une deuxième variante, la première extrémité du conduit d’alimentation est en communication fluidique avec l’entrée de fluide du distributeur agencée en amont du conduit d’alimentation selon le sens d’écoulement du fluide.

Le canal d’aspiration par effet Venturi peut être disposé en amont de la première extrémité du conduit d’alimentation selon le sens d’écoulement du fluide et en communication fluidique avec ladite première extrémité.

Selon un aspect de l’invention, le canal d’aspiration par effet Venturi présente un goulot d’étranglement, configuré pour générer l’aspiration du fluide par effet Venturi.

Selon un exemple de réalisation, le conduit de recirculation est monté en dérivation du conduit d’alimentation de façon à relier la première extrémité et la deuxième extrémité du conduit d’alimentation.

Le conduit de recirculation peut être raccordé au niveau du goulot d’étranglement de la première extrémité du conduit d’alimentation.

Le distributeur peut comporter un embout de raccordement du conduit d’alimentation au conduit de recirculation, débouchant dans le goulot d’étranglement.

Le conduit d’alimentation peut s’étendre selon un axe longitudinal et l’embout de raccordement peut s’étendre de façon perpendiculaire à l’axe longitudinal du conduit d’alimentation.

Le conduit de recirculation peut comporter une partie de raccordement à la deuxième extrémité du conduit d’alimentation s’étendant dans l’axe du conduit d’alimentation.

Le distributeur comporte au moins un canal de mise en communication dans lequel débouchent les extrémités desdits conduits.

Selon un autre exemple de réalisation, le conduit de recirculation est agencé à l’intérieur du conduit d’alimentation et le canal d’aspiration par effet Venturi est défini entre lesdits conduits.

-4Au moins un desdits conduits peut présenter un changement de section définissant un goulot d’étranglement entre lesdits conduits.

Le conduit de recirculation est par exemple de forme générale tubulaire et présente une première extrémité de forme générale annulaire de diamètre supérieur au reste du conduit de recirculation. La section de passage du fluide entre lesdits conduits est réduite autour de la première extrémité du conduit de recirculation.

Le conduit d’alimentation comporte une portion de distribution entre la première extrémité et la deuxième extrémité du conduit, la portion de distribution présentant un nombre prédéterminé d’orifices de distribution du fluide. Le conduit d’alimentation forme ainsi une flûte permettant de pulvériser le fluide vers le faisceau d’échange thermique.

L’invention concerne aussi une boite collectrice pour échangeur thermique notamment de véhicule automobile, la boite collectrice comportant au moins un distributeur tel que défini précédemment comportant un conduit d’alimentation agencé au moins en partie dans ladite au moins une boite collectrice de façon à alimenter ledit faisceau.

Le conduit de recirculation peut être agencé dans la boite collectrice.

Selon un mode de réalisation, la boite collectrice délimite au moins une chambre d’entrée pour l’admission du fluide dans ladite boite collectrice de façon à alimenter un faisceau d’échange thermique dudit échangeur, et une chambre de sortie de façon à collecter le fluide ayant traversé le faisceau d’échange thermique pour l’évacuation du fluide.

Le conduit d’alimentation peut être agencé dans la chambre d’entrée.

Le conduit de recirculation peut être agencé en contact thermique avec la chambre de sortie, par exemple dans la chambre de sortie.

L’invention concerne encore un échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant un faisceau d’échange thermique et au moins une boite collectrice communiquant avec ledit faisceau. Selon l’invention, l’échangeur thermique comprend en outre un distributeur tel que défini précédemment comportant un conduit d’alimentation agencé au moins en partie dans ladite au moins une boite collectrice de

-5façon à alimenter ledit faisceau.

Ladite boite collectrice délimite par exemple au moins une chambre d’entrée pour l’admission du fluide dans ladite boite collectrice de façon à alimenter le faisceau d’échange thermique et une chambre de sortie de façon à collecter le fluide ayant traversé le faisceau d’échange thermique pour l’évacuation du fluide.

Le conduit d’alimentation peut être agencé dans la chambre d’entrée.

Le conduit de recirculation peut être agencé en contact thermique avec la chambre de sortie. Le conduit de recirculation est par exemple agencé dans la chambre de sortie.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

la figure 1 est une vue en perspective schématique d’un échangeur thermique comportant un distributeur de fluide selon un premier mode de réalisation, la figure 2 est une vue en perspective d’un conduit d’alimentation du distributeur de fluide de la figure 1, la figure 3 est une vue agrandie de la figure 1 montrant plus en détail une partie du distributeur de fluide au niveau de l’entrée de fluide et d’un canal d’aspiration selon le premier mode de réalisation, la figure 4 est une vue en coupe d’une partie du distributeur de fluide du conduit d’alimentation de la figure 2, la figure 5 est une vue agrandie de la figure 1 montrant plus en détail une autre partie du distributeur de fluide au niveau d’une prise de retour selon le premier mode de réalisation, la figure 6 est une vue en perspective d’un échangeur thermique comportant un distributeur de fluide selon un deuxième mode de réalisation, la figure 7 est une représentation schématique illustrant de façon partielle la circulation d’un fluide réfrigérant dans des canaux de circulation de l’échangeur thermique et dans le distributeur de fluide de la figure 6, la figure 8 est une vue en perspective de l’échangeur thermique de la figure 6 sur laquelle on a ôté une partie d’une boite collectrice,

-6la figure 9a est une vue agrandie de la figure 8 montrant plus en détail une partie du distributeur de fluide au niveau de l’entrée de fluide et d’un canal d’aspiration selon le deuxième mode de réalisation, la figure 9b est une vue en coupe partielle selon la direction longitudinale de la boite collectrice de la figure 9a, la figure 9c est une vue de dessus de la figure 9a, la figure 10a est une vue agrandie de la figure 8 montrant plus en détail une autre partie du distributeur de fluide au niveau d’une prise de retour selon le deuxième mode de réalisation, la figure 10b est une vue en coupe partielle selon la direction longitudinale de la boite collectrice de la figure 10a, et la figure 11 est une vue en perspective schématique d’un distributeur de fluide selon un troisième mode de réalisation.

Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.

Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme par exemple premier ou deuxième élément, ou élément primaire ou secondaire. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps.

On a représenté sur la figure 1, un échangeur thermique 1, tel qu’un évaporateur, par exemple pour le refroidissement d’un flux d’air le traversant et destiné à déboucher dans l’habitacle du véhicule ou destiné à refroidir un organe d’un véhicule automobile en fonctionnement.

L’échangeur thermique 1 comprend un faisceau d’échange thermique 3 et au

-7moins une boite collectrice 5.

Le flux d’air peut traverser le faisceau d’échange thermique 3 transversalement au plan général de l’échangeur thermique 1.

Le faisceau d’échange thermique 3 peut comprendre une pluralité de tubes ou un empilement de plaques assemblées deux à deux, pour définir des canaux de circulation d’un fluide, tel qu’un fluide réfrigérant. Les canaux de circulation du faisceau d’échange thermique 3 s’étendent selon une direction d’extension principale D.

Le fluide est par exemple destiné à circuler en au moins deux passes dans le faisceau d’échange thermique 3, selon une circulation dite en « U », puis est évacué hors de l’échangeur thermique 1. Dans le cas d’un échangeur thermique 3 à plaques, ces dernières peuvent par exemple présenter sur leur paroi de fond une nervure pour définir un parcours de circulation en « U ».

De plus, dans le cas d’une circulation en au moins deux passes, par exemple en « U » du fluide, l’échangeur thermique 1 peut comporter une seule boite collectrice 5 délimitant une chambre d’entrée 7a de fluide et une chambre de sortie 7b de fluide. La chambre d’entrée 7a permet d’alimenter le faisceau d’échange thermique 3 et la chambre de sortie 7b permet de collecter le fluide ayant circulé dans le faisceau d’échange thermique 3 pour l’évacuer hors de l’échangeur thermique 1. Des tubulures d’entrée 8a et de sortie 8b de fluide permettent de mettre en communication fluidique respectivement la chambre d’entrée 7a, et la chambre de sortie 7b avec un circuit de fluide non illustré. Les tubulures 8a, 8b peuvent par exemple être connectées à ce circuit de fluide non illustré via un organe de jonction 15.

Par ailleurs, la boite collectrice 5 s’étend suivant une direction longitudinale Dh, qui est dans l’exemple illustré perpendiculaire à la direction d’extension D des canaux de circulation du faisceau d’échange thermique 3. Selon une variante de réalisation, la boite collectrice 5 peut être réalisée par l’assemblage de demi-coques.

L’échangeur thermique 1 comporte de plus un distributeur 9 de fluide, tel que le fluide réfrigérant. Ce distributeur 9 est configuré pour alimenter la boite collectrice 5 en fluide.

Différents modes de réalisation du distributeur 9 sont représentés sur les figures 1 à 12. Un premier mode de réalisation est représenté de façon schématique sur les

-8figures 1 à 5, un deuxième mode de réalisation sur les figures 6 à 10b et un troisième mode de réalisation sur la figure 11.

De façon générale, le distributeur 9 comporte une entrée de fluide 91 pour l’admission du fluide dans le distributeur 9 et au moins un conduit d’alimentation 11 (figures 1 à 5) ; 11’ (figures 7 à 10b) ; 11” (figure 11) dans lequel le fluide admis par l’entrée de fluide 91 est destiné à s’écouler. Le conduit d’alimentation 11, 11’, 11” est configuré pour alimenter en fluide le faisceau d’échange thermique 3.

Le distributeur 9 comporte également au moins un conduit de recirculation 13 (figures 1, 3, 5) ; 13’ (figures 7 à 10b) ; 13” (figure 11) en communication fluidique avec le conduit d’alimentation 11; 11’; 11’” et dans lequel est destinée à s’écouler une partie du fluide ayant circulé dans le conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11”.

Enfin, le distributeur 9 comporte un canal 93 ; 93’ ; 93” d’aspiration par effet Venturi disposé à l’entrée de fluide 91, de sorte que le fluide délivré en sortie du conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11” soit aspiré par effet venturi dans le conduit de recirculation 13 ; 13’ ; 13” et réinjecté dans le conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11” (voir figures 3, 9a à 9c, 11).

Le conduit d’alimentation 11, 11’ ou 11”, selon l’un ou l’autre des modes de réalisation, qui permet d’alimenter le faisceau d’échange thermique 3 est le conduit dans lequel le fluide s’écoule en premier lorsqu’il est admis dans le distributeur 9, et dans lequel une partie du fluide est réinjecté après avoir circulé dans le conduit de recirculation 13, 13’, 13”.

Le conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11”, est destiné à être agencé au moins en partie à l’intérieur de la boite collectrice 5 partiellement visible sur les figures 1, 3, 5, 8.

Plus précisément, dans le cas d’une boite collectrice 5 présentant une chambre d’entrée 7a et une chambre de sortie 7b de fluide, le conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11” est destiné à être agencé dans la chambre d’entrée 7a de fluide.

Ainsi, ce n’est pas simplement la boite collectrice 5 qui est conformée pour guider le fluide et alimenter le faisceau d’échange thermique 3, mais c’est le conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11” qui est réalisé par une pièce différente de cette boite collectrice 5 et est agencé dans le volume intérieur de la boite collectrice 5 qui permet de canaliser et de distribuer le fluide pour alimenter le faisceau d’échange thermique 3.

-9Le conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11” peut être centré à l’intérieur de la boite collectrice 5. Le conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11” peut être maintenu et fixé par tout moyen approprié dans la boite collectrice 5.

Le conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11” s’étend principalement selon un axe longitudinal Al. Il peut être de forme générale tubulaire. Une fois le distributeur 9 assemblé à la boite collectrice 5, Taxe longitudinal Al du conduit 11 est parallèle ou sensiblement parallèle à la direction longitudinale Dh de la boite collectrice 5.

Le conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11” s’étend entre une première extrémité lit et une deuxième extrémité 113 (mieux visible sur les figures 1, 2, 8, 11). Le conduit de recirculation 13 ; 13’ ; 13” est agencé en communication fluidique avec d’une part la première extrémité lit et d’autre part la deuxième extrémité 113 du conduit d’alimentation 11; 11’; 11”, comme détaillé par la suite. Ainsi, le fluide recirculant aspiré depuis la deuxième extrémité 113 peut être réinjecté au niveau de la première extrémité 111.

Le conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11” comporte de plus un nombre prédéterminé d’orifices 115, ménagés sur au moins une partie de la longueur du conduit 11 (figures 5, 9a, 11). Les orifices 115 peuvent être ménagés sur une portion de distribution 117 entre les deux extrémités lit et 113.

Le conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11” forme ainsi une flute ou un rail multitrous qui permet de pulvériser le fluide vers les différents canaux de circulation du faisceau d’échange thermique 3.

Les orifices 115 peuvent être alignés de façon parallèle ou quasi parallèle à Taxe longitudinal Al du conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11”.

Les orifices 115 définissent par exemple dans leur ensemble une section de passage entre 10mm² et 20mm². Les orifices 115 présentent un diamètre qui peut être compris entre 0,4mm et 2mm, de préférence de Tordre de 0,7mm.

Lorsque le fluide est admis par la première extrémité lit, il s’écoule le long du conduit d’alimentation 11 ; 11’ ; 11” et une partie du fluide est destinée à s’écouler à travers les orifices 115 pour être évacué hors du distributeur 9 et alimenter les canaux de circulation du faisceau d’échange thermique 3. Les tubes ou plaques délimitant les canaux de circulation du faisceau d’échange thermique 3 peuvent déboucher dans la boite collectrice 5 en regard des orifices 115 pour obtenir une distribution fiable et

-10efficace du fluide vers chacun des canaux de circulation. Le nombre d’orifices 115 est prévu en fonction du nombre de canaux de circulation, par exemple de façon non limitative entre vingt et soixante.

Le conduit de recirculation 13, 13’ ou 13” permettant le retour d’une partie du fluide, est différent du conduit d’alimentation 11, 11’, 11”. Ce conduit de recirculation 13, 13’ ou 13” n’est pas configuré pour distribuer le fluide directement dans les différents canaux du faisceau d’échange thermique mais pour l’acheminer à la première entrée du conduit d’alimentation 11, 11’, 11”.

Selon le premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 5, le conduit de recirculation 13 est agencé hors du conduit d’alimentation 11.

De plus, le conduit d’alimentation 11 peut comporter le canal 93 d’aspiration par effet Venturi. Le canal 93 d’aspiration par effet Venturi est par exemple réalisé sur la première extrémité 111 du conduit d’alimentation 11. En particulier, la première extrémité 111 forme un tube à effet Venturi.

La première extrémité 111 du conduit d’alimentation 11 peut également former l’entrée de fluide 91 du distributeur 9 selon cet exemple.

Plus précisément, la première extrémité 111 du conduit d’alimentation 11 présente un goulot d’étranglement formant un col de Venturi 930 (mieux visible sur les figures 3, 4) du canal 93 d’aspiration. Le goulot d’étranglement 930 est configuré ou conformé pour permettre l’aspiration du fluide par effet Venturi.

La première extrémité 111 définit un convergent 931 du canal 93 d’aspiration en amont du goulot d’étranglement 930. Le convergent 931 est destiné à être en communication fluidique avec la tubulure d’entrée 8a.

La première extrémité 111 peut définir en outre un divergent 933 du canal 93 d’aspiration en aval du goulot d’étranglement 930. Les termes amont et aval sont définis selon le sens d’écoulement du fluide dans le conduit d’alimentation 11.

Le conduit d’alimentation 11 peut être prévu avec des sections différentes. Par exemple, la première extrémité 111 peut présenter un diamètre interne d’entrée, au niveau du convergent 931 en amont du goulot d’étranglement 930, de l’ordre de 4mm à 10mm, de préférence de l’ordre de 7mm. Le diamètre interne au niveau du goulot

-11cT étranglement 930 est strictement inférieur au diamètre d’entrée, par exemple de l’ordre de 2mm à 5mm, de préférence de l’ordre de 4mm. La portion de distribution 117 peut présenter un diamètre interne, inférieur ou égal au diamètre au niveau du goulot d’étranglement 930, par exemple de l’ordre de 4mm à 10mm. La section de passage interne est dimensionnée pour maintenir une vitesse suffisante pour conserver un régime turbulent et une énergie cinétique élevée, par exemple de sorte que le nombre de Reynolds soit supérieur à 10000, et que le nombre de Lroude soit supérieur à 10.

Par ailleurs, en ce qui concerne le conduit de recirculation 13, il est représenté à l’extérieur de la boite collectrice 5 sur les figures 1, 3 et 5. Il s’agit d’une représentation très schématique pour illustrer le fonctionnement. Le conduit de recirculation 13 peut être destiné à être reçu au moins partiellement à l’intérieur de la boite collectrice 5.

Ce conduit de recirculation 13 peut présenter un tronçon principal 130 s’étendant de façon parallèle au conduit d’alimentation 11.

De plus, le conduit de recirculation 13 est raccordé d’un part à la première extrémité 111 du conduit d’alimentation 11 et d’autre part à la deuxième extrémité 113, reliant ainsi les deux extrémités 111, 113 du conduit d’alimentation 11. Le conduit de recirculation 13 forme un circuit en dérivation du conduit d’alimentation 11 reliant les deux extrémités 111, 113 du conduit d’alimentation 11.

Le raccordement du conduit de recirculation 13 à la première extrémité 111 du conduit d’alimentation 11 peut se faire au niveau du goulot d’étranglement 930. Pour ce faire, le distributeur 9 peut comporter un embout de raccordement 119 du conduit d’alimentation 11 au conduit de recirculation 13, débouchant au niveau du goulot d’étranglement 930. Le conduit d’alimentation 11 peut comporter un tel embout de raccordement 119 débouchant dans le goulot d’étranglement 930 et destiné à être connecté au conduit de recirculation 13 (voir figure 3). L’embout de raccordement 119 s’étend selon un axe d’extension A2 par exemple perpendiculaire à l’axe longitudinal Al du conduit d’alimentation 11 (voir figures 2 à 4). L’embout de raccordement 119 présente par exemple une forme générale cylindrique.

Le conduit de recirculation 13 comporte une partie de raccordement à la première extrémité 111 du conduit d’alimentation 11. Dans cet exemple, pour réaliser le raccordement, c’est une première extrémité 131 du conduit de recirculation 13 (figure 3) qui est connectée à l’embout de raccordement 119. L’extrémité 131 peut être coudée

-12pour s’étendre selon l’axe A2 de façon sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal Al du conduit d’alimentation 11. L’extrémité 131 du conduit de recirculation 13 peut être emmanchée dans l’embout de raccordement 119. On forme ainsi une prise d’aspiration par effet Venturi perpendiculaire à l’écoulement principal du fluide, qui est placée en entrée du distributeur 9, après le convergent 931.

Il s’agit d’un exemple non limitatif. En variante, l’embout de raccordement 119 peut faire partie du conduit de recirculation 13 et être reçu dans un orifice complémentaire du conduit d’alimentation 11.

En outre, le conduit de recirculation 13 comporte une autre partie de raccordement à la deuxième extrémité 113 du conduit d’alimentation 11. Dans cet exemple, c’est une deuxième extrémité 133 du conduit de recirculation 13 (figure 5) qui est connectée à la deuxième extrémité 113 du conduit d’alimentation 11. La deuxième extrémité 133 du conduit de recirculation 13 s’étend par exemple selon l’axe longitudinal Al du conduit d’alimentation 11. L’extrémité 113 du conduit d’alimentation 11 peut être emmanchée dans l’extrémité 133 du conduit de recirculation 13. On forme ainsi une prise de retour dans l’axe de l’écoulement du fluide.

Selon le deuxième mode de réalisation, représenté sur les figures 6 à 10b, le conduit de recirculation 13’ est également agencé hors du conduit d’alimentation 11’ et est destiné à être agencé dans la boite collectrice 5 en contact thermique avec la chambre de sortie 7b. H est par exemple agencé dans la chambre 7b de sortie de fluide, comme schématisé sur la figure 8.

Le fluide ayant circulé dans le faisceau d’échange thermique 3 et évacué par la chambre de sortie 7b, comme schématisé par le parcours fléché en trait plein El, circule autour du conduit de recirculation 13’ dans lequel circule le fluide recirculant comme schématisé par le parcours fléché en pointillés E2 (voir figures 7 et 8).

Le fluide recirculant dans le conduit de recirculation 13’ est ainsi en contact thermique avec le fluide circulant dans la chambre de sortie 7b de l’échangeur thermique 1. Dans le cas d’un évaporateur, le fluide, plus précisément le fluide réfrigérant ayant circulé dans le faisceau d’échange thermique 3 et s’écoulant dans la chambre de sortie 7b est très froid, ce qui favorise un sous-refroidissement du fluide circulant à l’intérieur du distributeur 9. Un tel sous-refroidissement permet d’améliorer

-13les performances thermiques.

Le conduit de recirculation 13’ ne présente pas d’orifice débouchant dans la chambre de sortie 7b, de sorte que le fluide recirculant n’est pas évacué hors de l’échangeur thermique 1.

Les deux conduits d’alimentation 11’ et de recirculation 13’ sont agencés côte à côte. Le conduit de recirculation 13’ est agencé en formant un circuit de dérivation du conduit d’alimentation 11 ’.

Le raccordement entre les conduits d’alimentation 11’ et de recirculation 13’ peut être différent du premier mode de réalisation. Des canaux 17a, 17b de mise en communication, mieux visibles sur les figures 9a à 9c, et 10a, 10b, peuvent être prévus à cet effet. Les canaux 17a, 17b s’étendent par exemple transversalement par rapport à l’axe longitudinal Al du conduit d’alimentation 11’.

La première extrémité 111 du conduit d’alimentation 11’ peut déboucher dans un premier canal 17a de mise en communication (figures 9a à 9c). De même, la première extrémité 131 du conduit de recirculation 13’ peut déboucher dans ce premier canal 17a de mise en communication.

En référence aux figures 10a, 10b, afin de permettre le retour d’une partie du fluide via le conduit de recirculation 13’, la deuxième extrémité 113 du conduit d’alimentation 11’ peut déboucher dans un deuxième canal 17b de mise en communication. De même, la deuxième extrémité 133 du conduit de recirculation 13’ peut déboucher dans ce deuxième canal 17b de mise en communication.

Le conduit d’alimentation 11’ peut être de forme générale tubulaire. De façon similaire, le conduit de recirculation 13’ peut être de forme générale tubulaire. Contrairement au premier mode de réalisation, les conduits 11’ et 13’ peuvent chacun être de forme et dimensions constantes ou quasiment constantes sans changement de section.

Par ailleurs, l’entrée de fluide 91 du distributeur 9 peut être agencé en amont de la première extrémité 111 du conduit d’alimentation 11’ selon le sens d’écoulement du fluide et en communication fluidique avec la première extrémité 111.

Le distributeur 9 peut comporter un capot d’extrémité 19, visible sur les figures 9a à 9c. L’entrée de fluide 91 peut être prévue sur ce capot d’extrémité 19.

Le capot d’extrémité 19 est destiné à être agencé en extrémité longitudinale de la

-14boite collectrice 5.

Les premières extrémités 111 et 131 respectives du conduit d’alimentation 11’ et du conduit de recirculation 13’ débouchent sur ce capot d’extrémité 19. En particulier, dans le premier canal 17a de mise en communication qui peut être prévu sur ce capot d’extrémité 19. Le capot d’extrémité 19 permet de mettre en communication fluidique le conduit d’alimentation 11’ avec la tubulure d’entrée 8a et le premier canal 17a de mise en communication.

Par ailleurs, selon ce deuxième mode de réalisation, l’agencement du canal 93’ d’aspiration par effet Venturi peut varier par rapport au premier mode de réalisation. Par exemple, le canal 93’ d’aspiration par effet Venturi peut être disposé en amont de la première extrémité 111 du conduit d’alimentation 11’ selon le sens d’écoulement du fluide.

En particulier, le canal 93’ d’aspiration par effet Venturi peut être prévu sur le capot d’extrémité 19. Dans cet exemple, le capot d’extrémité 19 est conformé de façon à définir selon le sens d’écoulement du fluide, une partie amont ou convergent 931’, un goulot d’étranglement 930’, et une partie avale 933’ du canal 93’ d’aspiration par effet Venturi. Le diamètre interne au niveau du goulot d’étranglement 930’ est strictement inférieur au diamètre au niveau du convergent 931’. Le convergent 931’ est en communication fluidique avec la tubulure d’entrée 8a. La partie avale 933’ est en communication fluidique avec le conduit d’alimentation 11’ et le premier canal de mise en communication 17a. Contrairement au premier mode de réalisation, le fluide recirculant ne débouche pas au niveau du goulot d’étranglement 930’ mais en aval de ce dernier.

Le troisième mode de réalisation illustré sur la figure 11, diffère du premier ou deuxième mode de réalisation par le fait que le conduit de recirculation 13” est agencé à l’intérieur du conduit d’alimentation 11” formant ainsi un double conduit aussi appelé double flûte.

Le conduit de recirculation 13” est entièrement entouré par le conduit d’alimentation 11’. Ainsi, le conduit de recirculation 13” est un conduit interne. Le conduit d’alimentation 11” est un conduit externe.

Le conduit de recirculation 13” est maintenu à l’intérieur du conduit

-15d’alimentation 11” par tout moyen approprié.

Le conduit d’alimentation 11” est agencé à distance du conduit de recirculation 13” suivant une direction transverse à l’axe longitudinal Al du conduit d’alimentation 11”, pour permettre l’écoulement du fluide entre le conduit de recirculation 13” et le conduit d’alimentation 11”. Le fluide admis par la première extrémité 111 dans le conduit d’alimentation 11” circule le long du conduit d’alimentation 11” autour du conduit de recirculation 13”.

Une extrémité du conduit de recirculation 13”, par exemple la deuxième extrémité 133, est ouverte, de sorte qu’une partie du fluide dans le conduit d’alimentation 11” peut s’écouler à l’intérieur du conduit de recirculation 13”. Le conduit de recirculation 13” peut présenter à son extrémité opposée, par exemple la première extrémité 131, un ou plusieurs orifices 135 débouchant dans le conduit d’alimentation 11”, de sorte que le fluide recirculant peut être réinjecté dans le conduit d’alimentation 11”.

Le fluide s’écoule pour la première fois dans le conduit d’alimentation 11” externe qui est celui qui alimente le faisceau d’échange thermique, et une partie du fluide est réinjecté dans ce conduit d’alimentation 11” après avoir circulé dans le conduit de recirculation 13” interne.

On obtient une solution plus compacte que les deux premiers modes de réalisation. Notamment, il n’est pas nécessaire de prévoir un embout de raccordement comme dans le premier mode de réalisation, ni de canal de mise en communication comme dans le deuxième mode de réalisation.

Le canal 93” d’aspiration par effet Venturi peut également être réalisé différemment que dans le premier ou le deuxième mode de réalisation. Le canal 93” d’aspiration par effet Venturi est défini entre les deux conduits 11”, 13”.

L’effet d’aspiration peut être généré par la forme et/ou les dimensions d’au moins un des conduits 11”, 13”. Par exemple, au moins un des conduits peut présenter un changement de section définissant un goulot d’étranglement 930” entre les deux conduits 11”, 13”.

En particulier, le canal de recirculation 13” peut être de plus grande dimension au niveau d’une extrémité, par exemple de sa première extrémité 131, par rapport au reste du conduit de recirculation 13”.

-16À titre d’exemple non limitatif, le conduit de recirculation 13” peut être de forme générale tubulaire et le conduit d’alimentation 11” peut également être de forme générale tubulaire. La première extrémité 131 du conduit de recirculation 13” peut présenter une forme générale annulaire de diamètre supérieur au diamètre du reste du conduit de recirculation 13”. Les orifices 135 sont ménagés au niveau de cette forme annulaire. Le conduit d’alimentation 11” peut quant à lui être de dimension constante. Il en résulte une restriction de la section de passage du fluide formant le goulot d’étranglement 930” autour de la première extrémité 131 du conduit de recirculation 13”.

Cette solution est d’autant plus compacte qu’il n’est pas non plus nécessaire de prévoir un moyen supplémentaire pour réaliser la fonction d’aspiration par effet Venturi.

Par ailleurs, le conduit de recirculation 13” et le conduit d’alimentation 11” peuvent être montés de façon coaxiale, ce qui optimise l’obtention d’un mélange homogène du fluide, plus précisément du fluide réfrigérant entre sa phase liquide et sa phase gazeuse.

On comprend donc qu’en rajoutant un conduit de recirculation 13, 13’, 13” avec un canal 93, 93’, 93” d’aspiration par effet venturi à l’entrée 91 du distributeur 9, on peut aspirer une partie du débit de fluide traversant le conduit d’alimentation 11, 11’, 11” pour réinjection dans ce dernier.

Le retour vers le conduit d’alimentation 11, 11’, 11” est canalisé, ce qui permet de maîtriser les conditions d’écoulement du fluide. Notamment, on maintient des vitesses d’écoulement suffisamment élevées pour qu’il y ait un nombre de Reynolds et un nombre de Lroude qui permettent de bonnes conditions d’écoulement pour envoyer un mélange homogène entre la phase liquide et la phase gazeuse du fluide en face de chaque canal de circulation du faisceau d’échange thermique 3, même au niveau des derniers orifices 115 du conduit d’alimentation 11, 11’, 11”. De plus, avec cette canalisation du fluide recirculant, on évite de créer des zones de vitesses milles.

Ainsi, le fluide réfrigérant est évacué hors du distributeur 9 à travers les orifices 115 de la flute ou rail multi-trous formé par le conduit d’alimentation 11, 11’ des deux premiers modes de réalisation ou de la double flûte du troisième mode de réalisation

-17formée par le conduit d’alimentation 11” entourant le conduit de recirculation 13”, directement vers chacun des canaux de circulation du faisceau d’échange thermique 3, de manière homogène sur toute la longueur du faisceau d’échange thermique 3.

Claims

REVENDICATIONS

1. Distributeur (9) de fluide pour un échangeur thermique (1), notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur (1) comportant un faisceau d’échange thermique (3) et au moins une boite collectrice (5) configurée pour alimenter ledit faisceau (3), le distributeur (9) comprenant une entrée de fluide (91) pour l’admission du fluide dans le distributeur (9), et un conduit d’alimentation (11, 11’, 11”) s’étendant entre une première extrémité (111) et une deuxième extrémité (113), dans lequel le fluide admis dans le distributeur (9) est destiné à s’écouler, et configuré pour être agencé au moins en partie dans ladite au moins une boite collectrice (5) de façon à alimenter en fluide ledit faisceau (3), caractérisé en ce que le distributeur (9) comporte :

un conduit de recirculation (13, 13’, 13”) en communication fluidique avec d’une part la première extrémité (111) du conduit d’alimentation (11, 11’, 11”) et d’autre part la deuxième extrémité (113) du conduit d’alimentation (11, 11’, 11”), et un canal (93, 93’, 93”) d’aspiration par effet Venturi disposé à l’entrée de fluide (91), de sorte que le fluide délivré en sortie de la deuxième extrémité (113) du conduit d’alimentation (11, 11’, 11”) soit aspiré par effet venturi dans le conduit de recirculation (13, 13’, 13”) et réinjecté dans le conduit d’alimentation (11, 11’, 11”) au niveau de la première extrémité (111).
2. Distributeur (9) selon la revendication 1, dans lequel le canal (93) d’aspiration par effet Venturi est réalisé sur la première extrémité (111) du conduit d’alimentation (11).
3. Distributeur (9) selon la revendication 1, dans lequel le canal (93’) d’aspiration par effet Venturi est disposé en amont de la première extrémité (111) du conduit d’alimentation (11’) selon le sens d’écoulement du fluide et en communication fluidique avec ladite première extrémité (111).
4, Distributeur (9) selon Tune quelconque des revendications précédentes, dans lequel le canal (93, 93’, 93”) d’aspiration par effet Venturi présente un goulot d’étranglement (930, 930’, 930”), configuré pour générer l’aspiration du fluide par effet Venturi.
5, Distributeur (9) selon les revendications 2 et 4, comportant un embout de raccordement (119) du conduit d’alimentation (11) au conduit de recirculation (13), débouchant dans le goulot d’étranglement (930).
6, Distributeur (9) selon la revendication 1, dans lequel le conduit de recirculation (13”) est agencé à l’intérieur du conduit d’alimentation (11”), et le canal (93”) d’aspiration par effet Venturi est défini entre lesdits conduits (11”, 13”).
7, Distributeur (9) selon les revendications 4 et 6, dans lequel au moins un (13”) desdits conduits présente un changement de section définissant un goulot d’étranglement (930”) entre lesdits conduits (11”, 13”).
8, Distributeur (9) selon Tune quelconque des revendications précédentes, dans lequel le conduit d’alimentation (11, 11’, 11”) comporte une portion de distribution (117) entre la première extrémité (lit) et la deuxième extrémité du conduit (113), la portion de distribution (117) présentant un nombre prédéterminé d’orifices (115) de distribution du fluide.
9, Échangeur thermique (1), notamment pour véhicule automobile, comprenant un faisceau d’échange thermique (3) et au moins une boite collectrice (5) communiquant avec ledit faisceau (3), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un distributeur (9) selon Tune quelconque des revendications précédentes, le distributeur (9) comportant un conduit d’alimentation (11, 11’, 11”) agencé au moins en partie dans ladite au moins une boite collectrice (5) de façon à alimenter ledit faisceau (3).
10, Échangeur thermique (1) selon la revendication précédente, dans lequel ladite boite collectrice (5) délimite au moins une chambre d’entrée (7a) pour

-20Γadmission du fluide dans ladite boite collectrice (5) de façon à alimenter le faisceau d’échange thermique (3) et une chambre de sortie (7b) de façon à collecter le fluide ayant traversé le faisceau d’échange thermique (3) pour l’évacuation du fluide, et dans lequel le conduit d’alimentation (11’) est agencé 5 dans la chambre d’entrée (7a) et le conduit de recirculation (13’) est agencé en contact thermique avec la chambre de sortie (7b).