ES2216638T3

ES2216638T3 - Procedimientoo y condensador para la condensacion de un refrigerante interno de una climatizacion de vehiculo automovil.

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Publication number: ES2216638T3
Application number: ES99971079T
Authority: ES
Inventors: Roland Haussmann
Original assignee: Valeo Klimatechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Valeo Klimatechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2004-10-16
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: EP1042639A1; DE19918616C2; DE19918616A1; WO2000025071A1; CN1287607A; BR9907073A; US6430945B1; EP1042639B1

Abstract

Procedimiento para la condensación a un estado saturado y subsiguiente sobreenfriamiento del refrigerante interno de sistemas de climatización de vehículos, en el que el aire exterior al vehículo sirve de refrigerante externo, ramificándose las vías del refrigerante interno en la zona de influencia del refrigerante externo en, como mínimo, dos vías paralelas que posteriormente vuelven a unirse, en el que el refrigerante interno se condensa parcialmente, pasando de fase gaseosa a la fase líquida, antes de llegar a las dos vías paralelas, en sentido de circulación en la zona de influencia del refrigerante externo, en el que el refrigerante interno continúa condensándose, alcanzando el estado saturado en la primera vía paralela y separándose la fase gaseosa remanente, mientras que en la segunda vía paralela el refrigerador interno se sobreenfría y se mezcla en estado sobreenfriado con el refrigerante interno saturado libre de fase gaseosa procedente de la primera vía paralela, caracterizado por el hecho de que circula refrigerante interno tras la condensación parcial hacia las vías paralelas primera y segunda con la misma o, al menos, similar proporción, por ejemplo ligeramente disociada por acción de la inercia, entre las fases líquida y gaseosa, y por el hecho de que se reduce la velocidad de circulación del refrigerante interno en la segunda vía paralela respecto a la velocidad en la primera vía paralela a causa de una mayor pérdida de presión, ajustándose el valor correspondiente esta pérdida de presión en la segunda vía paralela de manera que, restando a la diferencia entre la presión estática a la salida de la primera vía de circulación la presión estática a la salida de la segunda, el valor obtenido sea mayor o igual que la presión correspondiente a la columna hidrostática de refrigerante interno formada entre la superficie de separación gas/líquido del refrigerante interno aguas abajo a la salida de la primera vía paralela, en sentido de circulación, y un nivel superiora la salida de la segunda vía paralela.

Description

Procedimiento y condensador para la condensación de un refrigerante interno de una climatización de vehículo automóvil.

La invención está relacionada con la licuación de un refrigerante en sistemas de climatización de vehículos, de acuerdo con el procedimiento descrito en el enunciado principal de la reivindicación 1, así como al licuador descrito en el enunciado principal de la reivindicación 6. El licuador ha sido concebido especial, pero no exclusivamente, para la ejecución de este procedimiento. Las características de los enunciados principales de las reivindicaciones 1 y 6 se describen en JP-A-03-122472 A.

En el procedimiento habitual, con un licuador de tipo habitual, se produce inicialmente una condensación parcial en la zona superior del licuador. Un tubo distribuidor/colector hace simultáneamente las funciones de primer separador de gases. A su salida, el flujo de refrigerante interno se ramifica en dos vías paralelas. El refrigerante interno accede en la primera de estas vías paralelas desde la zona superior del separador de gases, que contiene la fase gaseosa previamente separada, y conduce la mezcla de refrigerante, formada en ese punto por líquido saturado y fase gaseosa, hasta un segundo separador de gases independiente situado en el lado de salida. Éste comunica con una segunda vía por la que entra para ser sobreenfriado el refrigerante procedente del depósito de líquido del separador de gas previo. El líquido sobreenfriado y el líquido extraído del segundo separador de gases se mezclan seguidamente y salen juntos del licuador. En el licuador, el nivel alcanzado por el líquido en el primer separador de gases puede variar en dependencia de las diferencias y/o variaciones en el volumen de llenado del refrigerante interno y/o de las diferentes condiciones de servicio del vehículo. Por tanto, sólo es posible evitar que la fase líquida del primer separador de gases, en fase líquida pura, acceda a la primera vía paralela si el primer separador de gases posee una sección transversal de gran anchura y, consecuentemente, un volumen de llenado muy elevado, circunstancia que por causa del inevitable consumo de espacio se contrapone a los requisitos de minimalización de espacio de montaje en el vehículo, reducción en el consumo del ecológicamente perjudicial refrigerante interno así como la general tendencia a reducir el consumo de material. El conocido licuador posee además en su lado de salida gran número de elementos y empalmes de tubería que sería conveniente evitar en lo posible y representan un riesgo adicional de fugas de líquido.

La invención se ha impuesto como tarea conseguir, incluso con volúmenes de llenado de refrigerante interno diferentes y/o variables y/o diferentes condiciones de servicio en el vehículo, garantice la seguridad de las funciones de licuado y sobreenfriamiento incluso con niveles reducidos de refrigerante interno, obteniendo así un licuador de estructura compacta.

Esta tarea se resuelve a través del procedimiento según la reivindicación 1 y del licuador según la reivindicación 6, apropiado para el procedimiento según la reivindicación 1 y, preferentemente, también según la reivindicación 2.

Al contrario que en el licuador conocido, en la invención la primera y la segunda vías paralelas/el primer o el segundo tubo de intercambio térmico reciben prácticamente la misma mezcla de fases líquida y gaseosa de refrigerante interno en el estado en que sale del tercer y último (en dirección de circulación) tubo intercambiador térmico. Las diferencias de mezcla existentes son en todo caso muy reducidas, y se producen por diferencias inerciales o por producirse la entrada en la primera y segunda vías de circulación a diferente altura. La invención no dispone de un dispositivo para la separación de las fases líquida y gaseosa en la zona de entrada de la primera y segundas vías paralelas. Contrariamente, el sobreenfriamiento y, simultáneamente, la resorción de la fase gaseosa presente a la entrada se produce porque el refrigerante interno de la segunda vía de circulación está expuesto a enfriamiento por el refrigerante externo durante más tiempo que el de la primer vía. Las reivindicaciones 2 hasta 4 ofrecen distintas variantes de procedimiento preferentes para la necesaria reducción de la velocidad de circulación del refrigerante interno en la segunda vía, mientras que las reivindicaciones 22 hasta 24 incluyen distintas variantes de dispositivos preferentes. Podemos reconocer que la invención dispone alternativamente de un sistema de estrangulación en la segunda vía de circulación, pudiendo generar una diferencia entre las presiones de entrada de la primera y segunda vías de circulación variando la velocidad de circulación del refrigerante interno en base al efecto de Bernuollie, a través por tanto de un efecto de tobera.

En Patent Abstracts of Japan, número de publicación 10009713 A (fecha de publicación 16/01/1998) se describe un proceso consistente en dos vías paralelas, destinadas ambas al sobreenfriamiento pero con alimentación independiente, una de ellas por medio de condensación parcial y la otra exclusivamente a partir de la fase líquida procedente de un separador de gases intermedio colocado a continuación de la condensación parcial. Por tanto, también en este caso una de las vías paralelas es alimentada con fase líquida. Por otra parte, este sistema no garantiza la ausencia de fase gaseosa procedente del licuador en la otra vía paralela a pesar de su unión con la vía paralela mencionada en primer lugar. Esta reciente disposición adolece también por tanto del defecto, no acorde con el nivel técnico actual correspondiente a los enunciados principales de las reivindicaciones 1 y 6, consistente en tener que alimentar una de las vías de sobreenfriamiento con fase líquida procedente de la condensación de refrigerante.

El procedimiento de la invención y el licuador de la invención, al igual que el mencionado nivel técnico actual, se basan en el principio de dividir el flujo tras la condensación parcial del refrigerante interno entre dos vías que reciben diferentes volúmenes de refrigerante interno.

Junto a éste sigue existiendo el procedimiento convencional, con sus correspondientes licuadores, en el que el refrigerante interno es conducido en mezcla homogénea tras la condensación parcial a vías paralelas sometidas a grados de influencia diferentes por el refrigerante hasta alcanzar directamente condiciones de sobreenfriamiento, recibiendo la zona de sobreenfriamiento fase líquida procedente de la condensación parcial previa. En este caso, el procedimiento habitual consiste en colocar un separador de gases delante de la zona de sobreenfriamiento, práctica habitual en este sector en relación con la segunda vía de circulación (compárese especialmente DE-42 38 853 A1 así como Patent Abstracts of Japan. J07180930 A2, publicada el 18/07/1995, y J09166371 A2, publicada el 24/06/1997).

De acuerdo con el procedimiento enunciado en la reivindicación 5 (y con un posterior desarrollo del licuador de acuerdo con la reivindicación 25), la precondensación se produce espacialmente por debajo de la zona de influencia del refrigerante interno sobre las dos vías paralelas. La disposición de tubos de precondensación en la zona inferior de un licuador ha sido ya descrita (compárese por ej. el ya mencionado Patent Abstracts of Japan, número de acta J07166371 A2 y J0387572 A2).

La invención según la reivindicación 6 puede, especialmente, resolver la tarea especial, descrita en el cuarto ejemplo de ejecución y consistente en mejorar la descarga de aceite en el licuador para evitar obstrucciones en "terceros" tubos de intercambio térmico, especialmente si su sección transversal es plana, aumentando así el rendimiento del licuador.

También esta tarea especial se resuelve a través de licuador con las características mencionadas en el enunciado principal de la reivindicación 6, gracias a sus características exclusivas.

En un licuador de este tipo, capaz de resolver esta tarea especial, la entrada del refrigerante en el licuador se produce desde arriba, continuándose las zonas de sobrecalentamiento y condensación en sentido descendente de tal manera que impiden que el refrigerante líquido o el aceite se depositen en las zonas inferiores de las cámaras, ya que desde los distintos tubos inferiores se produce siempre la evacuación hacia la siguiente cámara opuesta.

La reivindicación 6 sin embargo no se limita a la resolución de esta tarea especial, en la que el correspondiente primer tubo de intercambio térmico está colocado a un nivel superior que el o los segundo(s) tubo(s) de intercambio térmico. Los ejemplos de ejecución 1 hasta 3 representan licuadores según la reivindicación 6, que serán desarrollados específicamente en base a las reivindicaciones 21 hasta 30.

En comparación con el primer y segundo ejemplos de ejecución se produce en un licuador capaz de resolver la tarea especial de la reivindicación 6, por el cambio en la altura de entrada del refrigerante al tubo distribuidor y colector 6, también un aprovechamiento especial del canal intermedio 42, concretamente para conducir líquido saturado con burbujas de gas hacia arriba contra la fuerza de gravedad hasta su entrada en la zona superior del depósito colector 46, cuya función es por lo demás básicamente igual que en el primer y segundo ejemplos de ejecución.

Al contrario que en el tercer ejemplo de ejecución, las funciones del licuador capaz de resolver la mencionada tarea especial según la reivindicación 6 son comparables con el primer y segundo ejemplos de ejecución.

En las reivindicaciones 13 hasta 20, el inserto secador es desarrollado de tal manera que pueda utilizarse en todos los ejemplos de ejecución. Lo mismo puede afirmarse de los ventajosos desarrollos según las reivindicaciones 21 hasta 24.

La reivindicación 25 combinada con el desarrollo según la reivindicación 26 ofrece por su parte una solución alternativa en caso de que, al igual que en el objeto de JP-A 03-122472 A2, de donde se derivan los enunciados principales de las reivindicaciones 1 y 6, la precondensación se produzca por encima del punto donde la vía de refrigerante interno situada a continuación de la precondensación se ramifica en dos vías paralelas. Este conocido licuador presenta, como ya hemos mencionado anteriormente, un separador de gases independiente del licuador en su lado de salida. La invención según las reivindicaciones 29 y 30 integra este separador de gases en un compartimiento central de un tubo distribuidor/colector sin necesidad de dividir el tubo distribuido/colector en varias cámaras horizontales. La división de tubos distribuidores/colectores en varias cámaras superpuestas es ya conocida (compárese por ej. la división en tres cámaras descrita en Patent Abstracts of Japan J09166371 A2, en la que sin embargo ninguna de las cámaras cumple funciones de separador de gases).

Tanto en el primero como en el segundo ejemplo de ejecución, la entrada de refrigerante 10 al licuador ocurre por la zona inferior. El refrigerante fluye seguidamente hacia arriba contra la fuerza de la gravedad, atravesando las cámaras 22, 24, 26 y 28. Puede suceder, especialmente si la velocidad de circulación del refrigerante es reducida, que tanto éste como el aceite de lubricación existente en el circuito de refrigeración se depositen en las zonas inferiores de las cámaras. Esto puede provocar la obstrucción del "tercer" tubo de intercambio térmico 14 en mayor o menor grado, con la subsiguiente merma de superficie de intercambio interna y reducción del rendimiento del licuador. Además, el aceite depositado en la zona inferior de la cámara 22 no estará disponible para lubricar el compresor del circuito de refrigerante.

Seguidamente describiremos la invención en mayor detalle en base a dibujos esquemáticos correspondientes a varios ejemplos de ejecución. Éstos representan:

Fig. 1 - Sección vertical a través de una primera forma de ejecución de un licuador;

Fig. 2 - Representación ampliada de una sección horizontal parcial a través de un tubo distribuidor/colector que incluye en su estructura un depósito colector representado en la parte derecha de la Fig. 1

Fig. 3 - Representación parcial ampliada de la Fig. 1;

Fig. 3a - Diagrama termodinámico de fase correspondiente a la Fig. 3;

Fig. 4 - Sección vertical a través de un licuador correspondiente a la segunda forma de ejecución;

Fig. 4a - Diagrama termodinámico de fase correspondiente a la Fig. 4;

Fig. 5 - Sección vertical a través de un licuador correspondiente a la tercera forma de ejecución;

Fig. 5a - Diagrama termodinámico de fase correspondiente a la Fig. 5;

Fig. 6 - En relación a Fig. 1 y Fig. 4, sección transversal vertical a través de la cuarta forma de ejecución de un licuador;

Fig. 7 - Representación ampliada de una sección horizontal parcial a través de un tubo distribuidor/colector que incluye en su estructura un depósito colector según la Fig.2, representado a la izquierda de la Fig. 6;

Fig. 8 - Representación ampliada de una sección parcial vertical a través de la zona inferior del depósito colector así como de la zona adyacente del licuador; y

Fig. 9 - Diagrama termodinámico de fase correspondiente a la cuarta forma de ejecución en aplicación del diagrama de fase de la Fig. 5ª.

Común a los cuatro ejemplos de ejecución es lo siguiente:

Existe una red de tubos de intercambio térmico 2 paralelos y situados a distintas alturas. Estos pueden ser de forma y materiales convencionales. Preferentemente deberán utilizarse tubos planos de aluminio que, combinados con láminas en zigzag unidas a ellos con soldadura dura, forman una estructura rígida. Al estar destinado el licuador a sistemas de climatización de vehículos, esta estructura recibe aire desde el exterior del vehículo perpendicularmente al plano de representación de por ej. las Figuras 1 así como 3 hasta 5, aire que cumple las funciones de refrigerante exterior. Como refrigerante interno de los tubos de intercambio térmico 2 puede emplearse cualquier refrigerante adecuado, por ej. R134a o, de acuerdo con conceptos futuristas, CO2.

La entrada y salida de refrigerante interno en los tubos de intercambio térmico 2 se produce a través de dos tubos distribuidores/colectores verticales 6 y 8, cuya unión a los distintos tubos de intercambio térmico 2 puede tener diferente estructura en cada uno de los cuatro ejemplos de ejecución.

El refrigerante interno entra en uno de los tubos distribuidores/colectores a través de una toma de entrada 10, saliendo por una toma de salida 12, que puede a su vez estar unida o no al mismo tubo distribuidor/colector de manera no representada; por ej. en las Figuras 1, 3 y 4 está unido al otro tubo distribuidor/colector o a un componente relacionado estructuralmente con éste.

Finalmente, todos los licuadores coinciden en que incluyen tres tipos diferentes de tubos de intercambio térmico en lo que a su función se refiere, correspondiéndose con tres vías distintas de refrigerante interno que, como hemos mencionado, se conectan mediante sendos tubos distribuidores/colectores.

Así, generalmente el refrigerante interno procedente de la toma de entrada 10, en estado al menos básicamente gaseoso o incluso sobrecalentado, llega hasta como mínimo un "tercer" tubo de intercambio térmico 14. En la correspondiente tercera vía de circulación, el refrigerante interno se condensa parcialmente en la zona sometida a la influencia del aire refrigerante exterior, de manera que a su salida de esta tercer vía de circulación presenta una mezcla de fases líquida y gaseosa. Esta circunstancia se representa en los diagramas de fase de las Figuras 3a, 4a y 5a a través del correspondiente punto de estado A, que se incluye junto con otros estados en los diagramas mencionados, que representan logarítmicamente la presión p del refrigerante interno en función de la entalpía h. En este diagrama hemos incluido la curva límite izquierda de la zona bifásica de los estados correspondientes a líquido saturado, de manera que en el diagrama de fase representado, todos los estados situados a la derecha del plano de representación siguen incluyendo fase gaseosa, mientras todos los estados de la izquierda representan fase líquida pura.

A la salida de esta tercera vía de circulación, la vía de circulación de refrigerante interno se divide en dos vías paralelas, concretamente las vías paralelas primera y segunda en correspondencia con el correspondiente como mínimo un "primer" tubo de intercambio térmico 16 y, como mínimo, un "segundo" tubo de intercambio térmico 18.

En la primera vía paralela del correspondiente tubo de intercambio térmico 16, la mezcla de fases líquida y gaseosa de refrigerante procedente de la tercera vía de circulación sigue condensándose hacia su saturación al continuar enfriándose por acción del refrigerante externo, el aire. Sigue conteniendo algo de fase gaseosa, que será separada del refrigerante interno.

En la segunda vía paralela del correspondiente tubo de intercambio térmico 18, la mezcla de fases líquida y gaseosa de la tercera vía de circulación del correspondiente tercer tubo de intercambio térmico 14 es extraída también directamente, sin procesos intermedios, pero queda sometida a la acción de la refrigeración externa de aire durante más tiempo, con lo que se sobreenfría. En este estado sobreenfriado, la fase gaseosa existente es resorbida sin necesidad de dispositivos de separación especiales, de manera que el refrigerante no contiene ya fase gaseosa a su salida de la segunda vía de circulación. Si, por circunstancias especiales, se produjera a pesar de toda inclusión de fase gaseosa en la segunda vía de circulación, ésta condensará en el interior del refrigerante sin necesidad de acciones adicionales por las vibraciones del vehículo.

La fase líquida, pura tras la separación de los gases, de refrigerante interno que sale de la primera vía de circulación se mezcla posteriormente con el refrigerante interno procedente de la segunda vía de circulación, dirigiéndose en fase líquida hasta la toma de salida 12.

A nivel de estructura, la alimentación del correspondiente tercer tubo intercambiador 14 con refrigerante interno procedente del tubo distribuidor/colector 6, equipado a su vez con la toma de entrada 10, se produce de manera ya conocida. Desde una cámara de entrada del tubo distribuidor/colector 20 del tubo distribuidor colector 6, se alimentan paralelamente una serie de - en caso de tubos planos de aluminio, normalmente 6 - 8 terceros tubos de intercambio térmico. Los extremos finales de estos tubos de intercambio térmico desembocan en un cámara distribuidora/colectora 22 del tubo distribuidor/colector 8, desde donde un número inferior de terceros tubos distribuidores/colectores retornan en reflujo al tubo distribuidor/colector 6.

En los ejemplos de ejecución 1 hasta 3, el tubo distribuidor/colector 6 dispone de una cámara distribuidora/colectora 24 adicional, desde la cual una cantidad más reducida de terceros tubos de intercambio térmico retorna, pasando por una cámara distribuidora/colectora 28 del tubo distribuidor/colector 8, hasta una última cámara distribuidora/colectora 28 situada en el tubo distribuidor/colector 6. En el tramo de tubería mencionado en último lugar, el número de tubos de intercambio térmico 14 se reduce típicamente a entre 2 y 4 cuando se utilizan tubos planos de aluminio. Los ejemplos de ejecución representan solamente tres tubos de intercambio térmico 14.

Las cámaras distribuidoras/colectoras, especialmente las cámaras 22 hasta 28, están separadas completamente entre sí en el tubo distribuidor/colector 6 o en el tubo distribuidor/colector 8 por una pared transversal 30 simple.

Desde la correspondiente primera vía de circulación, el refrigerante entra en todas las formas de ejecución en un separador de gases 32, que por su parte puede tener diferente estructura en cada variante.

Las características especiales de los ejemplos de ejecución 1 hasta 3 son las siguientes:

En el primer ejemplo de ejecución, correspondiente a las Fig. 1 hasta 3a, la primera vía de circulación se restringe, sin por ello limitar el conjunto del sistema, a un único primer tubo de intercambio térmico. Desde éste el refrigerante interno, que contiene aún algo de fase gaseosa al corresponder su estado al punto B del diagrama de fase de la ilustración 3a situado directamente sobre la línea de saturación, penetra en el separador de gases 32, que pasaremos a describir con mayor detalle posteriormente a continua-
ción.

El refrigerante interno procedente de los tres últimos terceros tubos de intercambio térmico 14, cuyo estado corresponde al punto de estado A del diagrama de fase, accede no sólo a la entrada del primer tubo de intercambio térmico 16 sino también a los segundos tubos de intercambio térmico 18, paralelos entre sí y no limitantes del conjunto del sistema, sin sufrir modificaciones y, sobre todo, sin separación de gases intermedia. Estos tubos desembocan posteriormente en una cámara colectora 34 del tubo distribuidor/colector 8, que presenta a su vez en dirección de circulación un dispositivo de estrangulación 36 común a exclusivamente tres segundos tubos de intercambio térmico 18, que en este caso consiste en un paso limitante de la circulación situado en la pared exterior 38 del tubo distribuidor/colector. A causa del efecto limitante del dispositivo estrangulador 36, la circulación del refrigerante interno a través de los segundos tubos de intercambio térmico 18 es más lenta que a través del primer tubo de intercambio térmico 16, produciéndose un sobreenfriamiento en esta segunda vía de intercambio térmico, concretamente en la cámara colectora 34; estado representado por el punto C del diagrama de la Fig.3a. Gracias al dispositivo estrangulador, el refrigerante interno reduce su presión sin disminución de entalpía, estado correspondiente al punto de estado D del diagrama de fase de la Fig. 3a.

Antes de pasar a discutir los cambios de estado, pasemos a contemplar las características estructurales concretas de esta primera forma de ejecución:

Como podemos reconocer con especial nitidez en la sección horizontal de la Fig. 2, paralelamente al tubo distribuidor/colector 8, en su pared exterior 38 opuesta al registro de tubos, se encuentra integrada una cámara adicional. Adicionalmente, por debajo de una cámara colectora 40, en la que desemboca el primer tubo de intercambio térmico 16, se extiende verticalmente, separada de la cámara colectora 40, una cámara 42 con forma tubular a lo largo del tubo distribuidor/colector 8, que el lado opuesto a la pared exterior 38 del tubo distribuidor/colector 8 posee su propia pared exterior 44, común con el depósito colector 46, que posee forma de tubo y una sección transversal horizontal de mayor tamaño. Ese depósito colector, que puede tener forma circular tal y como representa la Fig. 2 pero puede también tener cualquier otra forma, posee en su parte superior una comunicación abierta con la cámara colectora 40 del primer tubo de intercambio térmico 16. La cámara 42 de forma tubular por su parte comunica con la salida del dispositivo estrangulador 36, colocado a continuación de la segunda vía de circulación en sentido de corriente. El depósito colector 46 por su parte aporta la mencionada función de separación de gases, de manera que en su interior existe una superficie de separación de fases 48 horizontal cuya posición en altura puede variar en dependencia de condiciones de servicio y volumen de llenado de refrigerante interno. El espacio interior de la cámara de forma tubular 42, generalmente lleno de refrigerante interno sobreenfriado, comunica a través de una abertura de unión 50 situada en su parte inferior con la zona inferior del separador de gases 32, también llena de fase líquida, donde se unen el refrigerante interno de la primera y segunda vías, siendo conducido a través de la toma de salida 12 en sentido de circulación hasta la toma de salida 12 (error en el original).

Desde un punto de vista estructural resulta conveniente que al menos el fondo de tubos 52 que aloja los distintos tubos de intercambio térmico 2, sin importar que éstos pertenezcan al tubo distribuidor/colector 8 o al tubo distribuidor/colector 6, sean de chapa revestida y unida con soldadura blanda y que los correspondientes colectores se complementen con una tapa de colector 54. Especialmente en relación con el tubo distribuidor/colector 8, esta tapa de colector 54 debe formar parte de una pieza moldeada por extrusión que forme parte tanto de la cámara de forma tubular 42 como del depósito colector 46, y fabricada preferentemente con aluminio o una aleación de aluminio. La unión con el suelo del colector puede realizarse fácilmente aplicando un revestimiento interno de soldadura blanda a la chapa, revestida a su vez en ambas superficies.

En la zona inferior del depósito colector 46, normalmente sumergida bajo la fase líquida, se encuentra en la abertura de acceso 56 cerrable, en el suelo del depósito colector 46, un módulo desecante 58. En el depósito colector 46 pueden instalarse también dispositivos de control de nivel y de medición de presión y temperatura (circunstancia no representada en las Fig.), por ej. sensores que dispongan del corriente sistema de visualización de diagnosis.

La cámara de forma tubular 42, conectada al dispositivo estrangulador 36, está prácticamente llena en su totalidad de refrigerante interno sobreenfriado con el licuador en servicio, de manera que el extremo final de la cámara tubular queda sometida a la presión ejercida por la columna de líquido, cuya altura es casi igual a la del licuador (excepto la altura de la cámara colectora 40). Sin embargo, en el depósito colector 46 la altura de la columna de líquido situada bajo la superficie de separación de fases 48 es siempre menor, pudiendo además variar en dependencia del volumen de llenado así como de las condiciones de servicio del vehículo.

Por tanto, al existir una reducida fase gaseosa en el extremo superior del dispositivo estrangulador, existirá siempre una diferencia en altura entre las columnas de líquido correspondientes a extremo superior de la cámara tubular 42 y superficie de separación de fases 48 del depósito colector 46. Esta diferencia de altura se corresponde con la diferencia de presión existente entre los puntos de estado C y D del diagrama de fase de la Fig. 3a. En este diagrama, el punto de estado E corresponde a un nuevo aumento de presión dentro de la cámara de forma tubular 42 provocado por el aumento de presión entre las columnas de nivel superior de líquido en la cámara de forma tubular 42 la superficie de separación de fases 48 del depósito colector 46. Al unirse los flujos de refrigerante interno de la primera y segunda vías se produce, circunstancia representada a través del punto de estado F del diagrama de fase de la Fig. 3a, un ligero aumento de presión en ambas vías provocado por la columna de líquido entre la superficie de separación de fases 48 y la toma 12.

Para favorecer las características de la invención resulta conveniente que por la primera vía de circulación circule un flujo de refrigerante interno reducido en comparación con el flujo de la segunda vía, como máximo el 50%, preferentemente menos. Esto permite reducir las dimensiones del separador de gases 32 sin poner por ello en peligro la calidad de separación, resultando especialmente interesante una sección transversal horizontal relativamente pequeña. Como consecuencia, en el diagrama de fase de la Fig. 3a el valor de entalpía h puede encontrarse como máximo a medio camino entre los puntos de estado E y B, mientras que reduciendo de manera importante la proporción de flujo de la primera vía, el punto se desplaza claramente hacia la izquierda, en dirección al punto de estado E.

La segunda forma de ejecución, correspondiente a la Fig. 4, es idéntica a la representada en las Fig. 1 hasta 3a con las siguientes salvedades.

En sustitución del dispositivo estrangulador 36, que puede desaparecer totalmente o conservar función secundaria, la obturación del flujo en la segunda vía de circulación se produce por la circunstancia consistente en ser la longitud de la segunda vía de circulación claramente superior a la de la primera vía. El efecto de obturación se debe al rozamiento interno en los tubos de intercambio térmico 18.

La cámara colectora 34 queda limitada, en comparación con la representada en la Fig. 3, a una cámara colectiva 34a de reducidas dimensiones, colocada a continuación del último (en sentido de circulación) tubo de intercambio térmico 18c de la segunda vía de circulación. Este tubo de intercambio térmico 18c se continúa en ambos sentidos con los tubos de intercambio térmico 18a y 18b. De éstos, sólo el tubo de intercambio térmico de posición de posición más inferior es alimentado directamente por la cámara colectora parcial 28. Una cámara deflectora 60, adicional en referencia a la Fig. 3, el líquido alimenta en contracorriente al tubo de intercambio térmico 18b y, una cámara deflectora 62 incluida dentro de la cámara distribuidora/colectora 28, aporta líquido al antes mencionado tubo de intercambio térmico 18c. La abertura de unión 36a de la cámara colectora 34a no necesita tener en este caso función estranguladora aunque, como hemos dicho, puede conservarla parcialmente.

El diagrama de fase de la Fig.4a sufre grandes modificaciones en relación al de la Fig. 3a porque, al circular el refrigerante tres veces a través de los tubos de intercambio térmico 18a, 18b y 18c, se produce cada vez una caída de presión, circunstancia representada por los puntos de estado C1, C2 y D.

Finalmente, en la Fig. 5 podemos visualizar otras dos modificaciones que pueden utilizarse independientemente para modificar los ejemplos de ejecución primero y segundo.

Mientras que en el primer ejemplo de ejecución el estrangulamiento del flujo se produce en el extremo de la segunda vía de circulación por un dispositivo estrangulador 36 y, en el segundo ejemplo de ejecución, por el aumento respecto a la primera vía de circulación de la fuerza de fricción en toda la longitud de la segunda vía de circulación, en la estructura del tubo distribuidor/colector 6 representada a la izquierda de la Fig. 5 se produce el estrangulamiento del flujo antes de la entrada del refrigerante procedente de la tercera vía de circulación en la segunda vía de circulación por un dispositivo estrangulador 36b, en una pared transversal 64 situada entre una cámara de admisión 66 perteneciente a la segunda vía de circulación y a la (última) cámara distribuidora/colectora 28 del sistema. También es posible reducir la velocidad de circulación en la segunda vía de circulación respecto a la velocidad de la primera vía con un dispositivo estrangulador situado en un punto de la segunda vía o detrás de la misma en sentido de circulación.

La segunda variante, correspondiente al separador de gases 32, se encuentra a continuación de la primera vía de circulación o del primer tubo de intercambio térmico 16.

Una característica especial de gran importancia en los ejemplos de ejecución primero y segundo consiste en que la tercera vía de circulación se encuentra en ambos casos en una zona situada por debajo de las vías de circulación primera y segunda, que a su vez está en posición a la primera. En cambio, en el tercer ejemplo de ejecución representado en la Fig. 5, la tercera vía de circulación de los tubos de intercambio térmico 14 se encuentra por encima de la primera vía de circulación, correspondiente al tubo de intercambio térmico 16, y de la subyacente segunda vía de circulación con sus dos tubos de intercambio térmico 18. De este modo resultan otras posibilidades de separación de gases, sin necesidad de incorporar la cámara de forma tubular 42 ni el depósito colector de forma tubular 46 al tubo distribuidor/colector 8. Este tubo distribuidor/colector 8 por tanto, al igual que el tubo distribuidor/colector 6, no necesita ser dividido transversalmente en cámaras como sucedía en los ejemplos de ejecución primer y segundo. Sin embargo, en vez de adoptar la estructura de los ejemplos de ejecución primero y segundo con cámaras incorporadas, se puede disponer también una subdivisión horizontal en el tubo distribuidor/colector 8, como sucede por ej. con la cámara deflectora 62 de la Fig. 4, situada en el tubo distribuidor/colector 6 del segundo ejemplo de ejecución.

En el tercer ejemplo de ejecución, correspondiente a la Fig. 5, el primer tubo de intercambio térmico 16 del tubo distribuidor/colector 8 desemboca en una cámara colectora 40c, que ejerce la función de un separador de gases 32. Para ello, la cámara colectora 40c está separada en su parte superior por una pared separadora 30c de la cámara distribuidora/colectora 26 superior. Además, la superficie inferior de la cámara colectora 40c dispone de otra pared separadora 68 que, sin embargo, presenta varios orificios 70.

Las paredes separadoras 30c y 68 poseen una forma abombada hacia el exterior, de modo que la cámara colectora 40c ve aumentado su volumen verticalmente, hacia arriba y hacia abajo. El volumen ganado hacia arriba gracias al abombamiento de la pared separadora 30c puede servir de cámara de separación de fase gaseosa previa al separador de gases 32, mientras que el abombamiento de la pared 68 no sólo aumenta el volumen de recepción de la fase líquida del separador de gases 32, sino que aporta adicionalmente aberturas de paso que comunican el refrigerante procedente de la primera vía paralela con el refrigerante sobreenfriado procedente de la segunda vía paralela a través de los tubos de intercambio térmico 18, permitiendo así la mezcla de ambos. Correspondientemente, la cámara colectora 72 situada a la salida de los tubos de intercambio térmico 18 de la segunda vía paralela es simultáneamente la cámara en la que se une con la fase procedente del separador de gases 32 y también cámara de salida común, que comunica con la toma de salida 12.

En el diagrama de fase de la Fig. 5a partimos, al igual que en los ejemplos de ejecución 1 y 2, de un estado parcialmente condensado a, situado aún dentro de la zona de condensación parcial a la derecha de la línea de separación de fase representada en trazo discontinuo en la Fig. 5a. Seguidamente, en los tubos de intercambio térmico el refrigerante que se encuentra en estado saturado (C), es desplazado sobre la línea de separación de fases. La caída de presión producida a través de las aberturas de paso 70 de la pared separadora 68 equivale a la reducción de presión entre los puntos de estado C y C'.

En la segunda vía de circulación, el refrigerante es transportado inicialmente en estado saturado A a través de la abertura del estrangulador 36b, con lo que su presión desciende al punto de estado B, pasando posteriormente al estado sobreenfriado D en los segundos tubos de intercambio térmico 18.

En la cámara colectora de salida 72 se mezclan entonces el estado sobreenfriado D y el estado saturado C' para, en correspondencia con los correspondientes flujos relativos, pasar la mezcla resultante al estado D.

En el cuarto ejemplo de ejecución, representado en las Figuras 6 hasta 9, existe una red de tubos de intercambio térmico 2 paralelos y situados a distintas alturas. Éstos pueden ser de forma y materiales convencionales. Preferentemente deberán utilizarse tubos planos de aluminio que, combinados con láminas en zigzag unidas a ellos con soldadura dura, forman una estructura rígida. Al estar destinado el licuador a sistemas de climatización de vehículos, esta estructura recibe aire desde el exterior del vehículo perpendicularmente al plano de representación de por ej. la Figura 6, aire que cumple las funciones de refrigerante exterior. Como refrigerante interno de los tubos de intercambio térmico 2 puede emplearse cualquier refrigerante adecuado, por ej. R134a o, de acuerdo con conceptos futuristas, CO2.

El aporte de refrigerante interno por los lados de entrada y salida de los tubos de intercambio térmico 2 se produce de la manera representada por las flechas de la Fig. 6 a través de dos tubos distribuidores/colectores 6 y 8 de recorrido vertical.

El refrigerante interno entra en una cámara de entrada 20 situada en la zona superior del tubo distribuidor/colector 6 a través de una toma de entrada 10, saliendo a través de una toma de salida 12 situada en la zona inferior del depósito colector 46.

El refrigerante interno procedente de la toma de entrada 10, principalmente en fase gaseosa o incluso sobrecalentado, pasa desde la cámara de entrada hasta al menos un "tercer" tubo de intercambio térmico 14. En la correspondiente tercera vía de circulación, el refrigerante interno sufre primero una condensación parcial en la zona de influencia del aire de refrigeración externo pasando de la fase gaseosa a la fase líquida, de manera que a la salida de esta tercera vía de circulación tenemos aún una mezcla de fases líquida y gaseosa. Esta circunstancia queda representada en el diagrama de fase de la Fig. 9 por el punto de estado A, que aparece a otros estados en el diagrama que representa logarítmicamente la presión p del refrigerante interno respecto a la entalpía h. En este diagrama se ha representado la curva límite de la zona correspondiente a líquido saturado, de modo que, en el diagrama de fase de la Fig. 9, todos los estados situadas a la derecha del plano de representación siguen conteniendo fase gaseosa, mientras que los estados de la izquierda corresponden a fase líquida pura.

A la salida de la "tercera" vía de circulación, la corriente de refrigerante interno se divide a continuación en dos vías paralelas, concretamente las vías paralelas "primera" y "segunda" correspondientes a los, como mínimo, un "primer" tubo de intercambio térmico 16 y un "segundo" tubo de intercambio térmico 18.

En la primera vía paralela de acuerdo con el correspondiente tubo de intercambio térmico 16, la mezcla de fases líquida y gaseosa procedente de la tercera vía de circulación, que continúa enfriándose bajo la acción del aire de refrigeración externo, prosigue su condensación sin necesidad de tratamiento adicional hasta su saturación, aunque siempre puede quedar algo de fase gaseosa remanente. Ésta se separará del refrigerante interno en el depósito colector 48.

En la segunda vía de circulación, en el correspondiente tubo de intercambio térmico 18, la mezcla de fases líquida y gaseosa es asimismo extraída directamente, sin tratamiento intermedio, pero queda sometido de manera más prolongada a la acción del aire de refrigeración externo, pasando a estado sobreenfriado. En este estado, cualquier presencia de fase gaseosa es resorbida sin necesidad de medidas adicionales, de manera que a la salida de la segunda vía de circulación el refrigerante interno no contiene remanente ninguno de fase gaseosa. Si, por circunstancias especiales, el refrigerante interno presentara inclusiones gaseosas en esta segunda vía de circulación, éstas condensarán sin necesidad de acciones adicionales dentro del refrigerante interno con las vibraciones del vehículo.

La fase líquida, pura por la total separación de gases, del refrigerante interno a su salida de la primera vía de circulación se mezcla seguidamente en la zona inferior del depósito colector 48 con el refrigerante interno sobreenfriado procedente de la segunda vía de circulación, dirigiéndose juntos en fase líquida a la toma de salida 12.

Estructuralmente, cierto número - en caso de tubos planos de aluminio, típicamente entre 6 y 8 - de "terceros" tubos de intercambio térmico 14 son alimentados paralelamente por la cámara de entrada 20 del tubo distribuidor/colector 6. Los extremos de salida de estos "terceros" tubos de intercambio térmico 14 desembocan en una cámara distribuidora/colectora 22 del tubo distribuidor/colector 8, desde donde un número igual o, preferentemente, menor de "terceros" tubos de intercambio térmico 14 retornan en contracorriente a la cámara distribuidora/colectora del tubo distribuidor/colector 6. Correspondientemente se produce, mediante la correspondiente sucesión de "terceros" tubos de intercambio térmico 14 en sentido descendente a través de las cámaras 20, 24, 24b y 28, colocadas de arriba hacia abajo en el tubo distribuidor/colector 6, y de un número igual o, de nuevo, inferior de "terceros" tubos de intercambio térmico 14 a través de las cámaras 22, 24a y 26 del tubo distribuidor/ colector 8, el paso del líquido hasta una última cámara distribuidora/colectora 28 situada en el tubo distribuidor/colector 6. En el tramo de retorno mencionado, en caso de emplear tubos planos de aluminio, el número de tubos de intercambio térmico 14 alimentados en paralelo queda reducido a entre dos y cuatro, aunque en el ejemplo de ejecución se encuentran finalmente tres tubos de intercambio térmico 14, cuyo número desciende con la cadencia 8, 6, 5, 4, 4, 3.

Las mencionadas cámaras distribuidoras/colecto-
ras 22, 24, 24a, 24b, 26 y 28 quedan separados entre sí en el tubo distribuidor/colector 6 o en el tubo distribuidor/colector 8 por una sencilla pared transversal 30, formando una pared lateral del mencionado tubo 6 u 8 un fondo de tubos 52 para los tubos de intercambio térmico14, 16 y 18.

La primera vía de circulación se reduce, sin por ello limitar el sistema en su conjunto, a un único "primer" tubo de intercambio térmico. Desde éste, el refrigerante interno, que generalmente no está libre de fase gaseosa (representado por el punto de estado B, que se encuentra exactamente sobre la línea de saturación en el diagrama de la Fig. 9) fluye a través del canal intermedio vertical del tubo distribuidor/colector 8 hasta acceder a la fase gaseosa del separador de gases 32, formado por el depósito colector de forma tubular 46.

El refrigerante interno procedente de los últimos tres "terceros" tubos de intercambio térmico 14 se encuentra en el mencionado punto de estado A y accede no solamente hasta la entrada al primer tubo de intercambio térmico 16, sino también hasta los cuatro "segundos" tubos de intercambio térmico 18 alimentados en paralelo, cuyo número no limita el conjunto del sistema, sin sufrir cambio alguno y, sobre todo, sin separación intermedia de gases. Los tubos de-
sembocan juntos en una cámara colectora 34 del tubo distribuidor/colector 8, que dispone de un dispositivo estrangulador 36 común a los tres segundos tubos de intercambio térmico 18, teniendo en este caso forma de una abertura obturable situada en la pared exterior del tubo distribuidor/colector 8. El efecto obturador del dispositivo estrangulador 36 produce una reducción considerable en la velocidad de circulación del refrigerante interno en los segundos tubos de intercambio térmico 18, con lo que la circulación será más lenta que en el primer tubo de intercambio térmico 16 y el refrigerante alcanzará en este tramo de intercambio térmico, en la cámara colectora 34, el estado de sobreenfriamiento representado por el punto de estado C en el diagrama de la Fig. 9. La cámara colectora 34 y el dispositivo estrangulador 36 forman un canal transversal 33 que comunica los "segundos" tubos de intercambio térmico con la zona inferior del depósito colector 46.

Como resulta especialmente evidente en la sección horizontal de la Fig. 7, el tubo distribuidor/colector 8 dispone paralelamente, en su pared externa opuesta al registro de tubos, de una estructura integrada con forma de cámara para crear un canal 31. Por encima de la cámara colectora 40, en la que desemboca el primer tubo de intercambio térmico 16, se encuentra separado de dicha cámara colectora 40 un canal intermedio 31 vertical que discurre a lo largo del tubo distribuidor/colector 8, formando una cámara independiente 42, que, en el lado opuesto a la pared exterior 38 del tubo distribuidor/colector 8, posee su propia pared externa 44, común con el depósito colector de forma tubular 46 y de mayor sección transversal horizontal. La zona superior de este depósito colector 46, que como muestra la Fig. 7 puede tener forma circular, aunque dicha forma no resulte obligatoria, comunica con la cámara colectora 40 del primer tubo de intercambio térmico 16 a través del canal intermedio vertical 31. La cámara 42 de forma tubular comunica en su parte inferior, en el recorrido del canal transversal horizontal 33, con la salida del dispositivo estrangulador 36, colocado a continuación de la segunda vía de circulación. El depósito colector 46 por su parte aporta la mencionada función de separación de gases, de manera que existe en su interior una superficie de separación de fases 48 horizontal cuya posición en altura puede variar en dependencia de condiciones de servicio y volumen de llenado de refrigerante interno. El espacio interior de la cámara colectora 34 de forma tubular, generalmente completamente lleno de refrigerante interno sobreenfriado y situada a la salida de los "segundos" tubos de intercambio térmico 18, comunica en su parte inferior a través de una abertura de unión 50 situada al final del canal transversal 33 y atribuible al dispositivo estrangulador 36 con la zona inferior del separador de gases 32, llena de fase líquida, donde se unen el refrigerante interno de la primera y segunda vías, continuando su camino a través de la toma de salida 12.

Desde un punto de vista estructural resulta conveniente que al menos el fondo de tubos 52 que aloja los distintos tubos de intercambio térmico 2, sin importar que pertenezcan al tubo distribuidor/colector 8 o al tubo distribuidor/colector 6, sean de chapa revestida y unida con soldadura blanda y que el correspondiente colector esté complementado con una tapa de colector 54. Especialmente en relación con el tubo distribuidor/colector 8, esta tapa de colector 54 debe formar parte de una pieza moldeada por extrusión que forme parte tanto de la cámara de forma tubular 42 como del depósito colector 46, y fabricada preferentemente con aluminio o una aleación de aluminio. La unión con el suelo del colector puede realizarse fácilmente aplicando un revestimiento interno de soldadura blanda a la chapa, revestida a su vez en ambas superficies.

La zona inferior del depósito colector 46, normalmente sumergida bajo la fase líquida, dispone de un módulo desecante 58 insertado en la abertura de acceso 56, situada en el suelo del depósito colector 46. En el depósito colector 46 pueden instalarse también dispositivos de control de nivel y de medición de presión y temperatura (circunstancia no representada en las Fig.), por ej. con sensores que dispongan del corriente sistema de visualización de diagnosis.

De acuerdo con la Fig. 7, el depósito colector 46 de forma tubular, el canal intermedio 31 y el tubo distribuidor/colector 8, exceptuando el fondo de tubos 52, son de estructura integrada, poseyendo la sección circular del depósito colector 46 mayores dimensiones relativas que los demás elementos mencionados, especialmente un mayor diámetro en el también circular tubo distribuidor/colector 8. La novedad consiste en poseer el canal intermedio 31 sección simétrica en forma de óvalo incrustado igualmente en la pared común del depósito colector 46 y del tubo distribuidor/colector 8, cuyo eje longitudinal discurre transversalmente, en el plano de representación de la Fig. 2 de manera básicamente vertical, respecto a los contornos circulares del depósito colector 46 y del tubo distribuidor/colector 8. Esto permite simplificar la estructura de la correspondiente placa cobertora fi-
nal.

De acuerdo con la Fig. 8, el módulo desecante 58 se encuentra insertado entre una pieza de cierre inferior 62 del depósito colector 46 y un tope 65 formado en el interior del depósito colector 46. El módulo desecante 58 consta de varias piezas. La carga desecante efectiva 64 (agente desecante/tamiz molecular XH7 o XH9) se introduce en sacos de filtro y se mantiene dentro de una jaula 66 formada por un tejido metálico en forma de escudilla, en el que se introduce el saco. Finalmente se coloca un tejido de fieltro68 sobre el suelo de la jaula con forma de escudilla para introducir seguidamente una tapa-filtro 70, elástica en dirección axial, que presiona contra el tejido de fieltro 68. De este modo, las diversas piezas del módulo desecante 58 componen un cartucho desecante que se introduce en la parte inferior del depósito colector 36, hasta colisionar con el tope 65.

La pieza de cierre inferior 62 forma por su parte un tapón roscado que se introduce en una prolongación inferior del tubo formado por el depósito colector 46 y encaja en una rosca 72 de la superficie interior de esta prolongación de la pared del tubo. En la más estrecha zona del tubo del depósito colector 40 que continúa hacia el interior se disponen en dirección axial dos juntas tóricas que forman un dispositivo de junta 74. En el escalón que forma la transición del tubo prolongado al diámetro normal del tubo del depósito colector 46 y con el depósito colector cerrado se encuentra, a mayor altura que la zona de encaje de la rosca 72 pero a menor altura que el dispositivo de junta 74, una abertura de descarga de presión 76 practicada en la camisa del tubo del depósito colector 46. La longitud de la rosca 72 ha sido dimensionada de modo que, al destornillar la pieza de cierre 62, las juntas tóricas del dispositivo de junta 74 abandonan su alojamiento de la pared interior del tubo, permitiendo la salida del refrigerante por la abertura de descarga de presión 76, antes de que la rosca 72 quede totalmente libre. De este modo es posible por ejemplo sustituir el inserto desecante 58 sin escapes violentos de refrigerante.

El tope 65 está formado por tres resaltes distribuidos convenientemente por la circunferencia del manto de la carcasa del depósito colector 46. De este modo, el inserto desecante 58 queda atrapado entre la pieza de cierre inferior 62 y los mencionados resaltes, de manera que el agente desecante se mantiene dentro del cartucho reduciendo así su desgaste. Las tolerancias en el volumen de llenado de agente desecante se compensan gracias a las propiedades elásticas de la tapa-filtro 70.

El funcionamiento del licuador representado en el cuarto ejemplo de ejecución es el siguiente:

El refrigerante sobrecalentado entra en la zona superior del tubo distribuidor/colector 6 a través de la toma de entrada 10 y desciende por el licuador atravesando en zigzag las cámaras deflectoras 20, 22, 24, 24a, 24b, 26 y 28. Penetra en estado prácticamente condensado, representado por el punto de estado A del diagrama de la Fig. 9, en la cámara 28, desde donde se reparte entre las vías primera y segunda. En la primera vía del (correspondiente) tubo de intercambio térmico 16 puede circular libremente a través del canal 31 para acceder a la parte superior del colector 46, mientras que a la salida del segundo tubo de intercambio térmico 18 se encuentra, entre la cámara lado de salida del tubo distribuidor/colector 8 y la zona inferior del depósito colector 46, en el recorrido del canal transversal 33, el dispositivo estrangulador 36 dimensionado de acuerdo con la reivindicación 1.

Este dispositivo estrangulador 36 permite reducir la velocidad de circulación del refrigerante interno a través de los segundos tubos de intercambio térmico 18 por debajo de la velocidad correspondiente al primer tubo de intercambio térmico 16, de manera que en los segundos tubos de intercambio térmico el refrigerante alcanza el estado sobreenfriado C partiendo del punto de estado A representado en la Fig. 9. En el depósito colector 46, el refrigerante procedente del correspondiente primer tubo 16 y transportado a través del canal intermedio 31 (punto de estado B en la Fig. 9) se mezcla con el refrigerante sobreenfriado, representado por el punto de estado C en la Fig. 9, a la salida del canal transversal 3, conectado a su vez a los segundos tubos de intercambio térmico18.

La mezcla se produce de acuerdo con los flujos proporcionales de refrigerante que se establecen en los tubos de intercambio térmico primeros y segundos, de manera que con el número de primeros y segundos tubos de intercambio térmico 16 y 18 el estado de la mezcla F de la Fig. 9 se aproxima, a causa del mayor número de segundos tubos de intercambio térmico 18, al punto de estado C en la zona de salida de los segundos tubos de intercambio térmico situados tras el dispositivo estrangulador 36.

Claims

1. Procedimiento para la condensación a un estado saturado y subsiguiente sobreenfriamiento del refrigerante interno de sistemas de climatización de vehículos, en el que el aire exterior al vehículo sirve de refrigerante externo, ramificándose las vías del refrigerante interno en la zona de influencia del refrigerante externo en, como mínimo, dos vías paralelas que posteriormente vuelven a unirse,

en el que el refrigerante interno se condensa parcialmente, pasando de fase gaseosa a la fase líquida, antes de llegar a las dos vías paralelas, en sentido de circulación en la zona de influencia del refrigerante externo,

en el que el refrigerante interno continúa condensándose, alcanzando el estado saturado en la primera vía paralela y separándose la fase gaseosa remanente, mientras que en la segunda vía paralela el refrigerador interno se sobreenfría y se mezcla en estado sobreenfriado con el refrigerante interno saturado libre de fase gaseosa procedente de la primera vía paralela,

caracterizado por el hecho de que circula refrigerante interno tras la condensación parcial hacia las vías paralelas primera y segunda con la misma o, al menos, similar proporción, por ejemplo ligeramente disociada por acción de la inercia, entre las fases líquida y gaseosa, y

por el hecho de que se reduce la velocidad de circulación del refrigerante interno en la segunda vía paralela respecto a la velocidad en la primera vía paralela a causa de una mayor pérdida de presión, ajustándose el valor correspondiente esta pérdida de presión en la segunda vía paralela de manera que, restando a la diferencia entre la presión estática a la salida de la primera vía de circulación la presión estática a la salida de la segunda, el valor obtenido sea mayor o igual que la presión correspondiente a la columna hidrostática de refrigerante interno formada entre la superficie de separación gas/líquido del refrigerante interno aguas abajo a la salida de la primera vía paralela, en sentido de circulación, y un nivel superior a la salida de la segunda vía paralela.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que se establece la mayor pérdida de presión en la segunda vía paralela mediante obturación de la velocidad de circulación al final de la segunda vía paralela y/o a lo largo de la segunda vía paralela.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que se establece la mayor pérdida de presión en la segunda vía paralela mediante el descenso de la presión de entrada en la segunda vía paralela respecto a la presión de entrada de la primera vía paralela.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que se generan las presiones de entrada en las vías paralelas primera y segunda, diferentes entre sí, aprovechando el efecto de Bernouilli.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que se produce la condensación parcial por debajo de ambas vías paralelas, aprovechando la diferencia de altura existente entre el nivel inferior de refrigerante interno que se va condensando en la zona de condensación parcial correspondiente a la abertura de entrada más inferior cuando existen varias aberturas de entrada, hasta una posición ligeramente inferior al nivel de la primera vía paralela para compensar las oscilaciones en la superficie de separación líquido/gas producidas aguas abajo de la primera vía paralela, en sentido de circulación, en dependencia de diferentes y/o variables volúmenes de llenado de refrigerante interno y/o diferentes condiciones de servicio del vehículo.

6. Licuador de refrigerante interno de un dispositivo de climatización de vehículos, comprendiendo una red de tubos de intercambio térmico (2) de orientación horizontal, dispuestos en niveles paralelos, estando sometidos a la acción del aire exterior como refrigerante externo, y conectados entre sí a través de tubos distribuidores/colectores (6, 8) que están orientados verticalmente en ambos lados, permitiendo así la circulación de refrigerante interno,

produciéndose dicha comunicación a diferentes alturas, por una parte, a través de como mínimo un tercer tubo de intercambio térmico (14), por el que circula inicialmente un medio y el cual puede ser usado para su condensación parcial, y, por otra parte, a través de un circuito paralelo, a través del cual el medio puede circular, comprendiendo, como mínimo, un primer (16) y, como mínimo, un segundo (18) tubo de intercambio térmico, sirviendo el primer tubo de intercambio térmico (18) para la posterior condensación a un estado parcialmente saturado, y el segundo tubo de intercambio térmico (18) usado para sobreenfriamiento, y

disponiendo de un dispositivo (46) para la separación de la fase gaseosa remanente, colocado aguas abajo del último primer tubo de intercambio térmico (16), en sentido de circulación,

caracterizado por el hecho de que un tubo distribuidor/colector (6) distribuye el refrigerante licuado parcialmente procedente en cada caso del último tercer tubo de intercambio térmico (14) en sentido de circulación hasta el primer (16) y el segundo (18) tubo de intercambio térmico, manteniendo básicamente la proporción gas/líquido,

por el hecho de que el dispositivo de separación de fase gaseosa del refrigerante remanente procedente en cada caso del último primer tubo de intercambio térmico es un depósito colector (46), que se extiende a lo largo de toda la altura del licuador y, se comunica en las zonas correspondientes a sus extremos superior e inferior con el correspondiente primer (16) o segundo (18) tubo de intercambio térmico, estando formada una vía de comunicación por un canal intermedio (31) de recorrido vertical y la otra vía de comunicación por un canal transversal (33) horizontal formado estructuralmente por el depósito colector (46) y un tubo distribuidor/colector (8), disponiéndose la salida (12) del refrigerante en el licuador en la zona correspondiente al extremo inferior del depósito colector (46),

por el hecho de que dispone de un dispositivo (36) para reducir la velocidad de circulación del refrigerante en el correspondiente segundo tubo de intercambio térmico (18) respecto a la velocidad en el primer tubo de intercambio térmico (16),

por el hecho de que los terceros tubos de intercambio térmico (14) se disponen en una zona de altura superior a la correspondiente a los primeros y segundos tubos de intercambio térmico (16, 18),

por el hecho de que el correspondiente primer tubo de intercambio térmico (16) conduce la fase parcialmente condensada de refrigerante, a través del canal intermedio (31), hasta la zona del extremo superior del depósito colector (46), y

por el hecho de que el correspondiente segundo tubo de intercambio térmico (18) conduce el refrigerante sobreenfriado a la zona del extremo inferior del depósito colector (46).

7. Licuador según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de reducción de la velocidad de circulación comprende un dispositivo estrangulador en la desembocadura del correspondiente segundo tubo de intercambio térmico a un tubo distribuidor/colector y/o un dispositivo estrangulador en una abertura de salida de una cámara colectora a un tubo distribuidor/colector situado en la zona de desembocadura del correspondiente segundo tubo de intercambio térmico.

8. Licuador según las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado por el hecho de que el dispositivo para la reducción de la velocidad de circulación es un dispositivo estrangulador colocado aguas arriba del correspondiente segundo tubo de intercambio térmico, y colocado, por ejemplo, en la abertura de entrada del correspondiente segundo tubo de intercambio térmico, o en una abertura de entrada de una precámara colocada aguas arriba de un tubo distribuidor/colector.

9. Licuador según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de reducción de la velocidad de circulación se realiza mediante una modificación estructural del correspondiente segundo tubo de intercambio térmico en comparación con el correspondiente primer tubo de intercambio térmico con respecto al diámetro interno del tubo, a la longitud de la vía de circulación, a la forma del tubo, a los accesorios y/o a las características de la superficie interna.

10. Licuador según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por el hecho de que el depósito colector y el tubo distribuidor/colector que está relacionado estructuralmente con el mismo está formado con componentes independientes, que forman entre sí el canal de circulación.

11. Licuador según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que dichos componentes independientes están fabricados con aluminio o una aleación de aluminio, estando formado el tubo distribuidor/colector con chapa metálica revestida con soldadura dura, y el depósito colector junto con el canal posterior con un perfil de extrusión integral.

12. Licuador según una de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado por el hecho de que el depósito colector está provisto de un módulo secante.

13. Licuador según la reivindicación 12 caracterizado por el hecho de que el módulo secante (58) está insertado entre una pieza de cierre inferior (62) del depósito colector (46) y un tope (65) formado dentro del depósito colector (46).

14. Licuador según la reivindicación 13 caracterizado por el hecho de que el tope (65) está formado por resaltes distribuidos por la periféria de la camisa de la carcasa del depósito colector (46).

15. Licuador según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que dispone de tres resaltes.

16. Licuador según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado por el hecho de que el módulo secador (58) está constituido de varias partes, manteniéndose la carga de secante activo (64) en una jaula que permite la circulación del líquido, y que contiene una base de jaula (70), orientada hacia la pieza de cierre (62), y una copa de la jaula (66), que complementa la base de la jaula en el lado alejado de la pieza de cierre (62).

17. Licuador según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que la base de jaula (70) es elástica en sentido axial.

18. Licuador según la reivindicación 16 ó 17, caracterizado por el hecho de que encima de la base de la jaula se sitúa un tejido de fieltro (68).

19. Licuador según una de las reivindicaciones 13 a 18, caracterizado por el hecho de que la pieza de cierre (62) es un tapón roscado que, sobre una zona de encaje de la rosca (72) con el depósito (46), interacciona con la pared interna del depósito colector (46) a través de un dispositivo de junta (74), y por el hecho de que la pared del depósito colector (46) dispone de una abertura de descarga de presión (76) que, con el depósito colector (46) cerrado, queda a una altura superior a la zona de encaje de la rosca (72) e inferior al dispositivo de junta (74), de tal manera que, al desatornillar la pieza de cierre (62) para desmontarla del depósito colector (46), la abertura de descarga de presión (76) comunica con el espacio interno del depósito colector (46) antes de que la rosca (72) deje de actuar.

20. Licuador según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que la abertura de descarga de presión (76) es una abertura de purga que permite la salida del refrigerante contenido en el depósito colector (46) antes de que la rosca deje de actuar.

21. Licuador según una de las reivindicaciones 6 a 20 caracterizado por el hecho de que el dispositivo que separa la fase gaseosa remanente contenida en el refrigerante interno procedente en cada caso del último primer tubo de intercambio térmico, está relacionado estructuralmente con un tubo distribuidor/colector.

22. Licuador según la reivindicación 21, caracterizado por el hecho de que el dispositivo para reducir la velocidad de circulación comprende un dispositivo estrangulador en la desembocadura del correspondiente segundo tubo de intercambio térmico a un tubo distribuidor/colector y/o un dispositivo estrangulador situado en una abertura de salida de una cámara colectora que comunica con el tubo distribuidor/colector en la zona de desembocadura del correspondiente segundo tubo de intercambio térmico.

23. Licuador según la reivindicación 21 ó 22, caracterizado por el hecho de que el dispositivo para reducir la velocidad de circulación es un dispositivo estrangulador colocado aguas arriba del correspondiente segundo tubo de intercambio térmico, preferentemente en la abertura de entrada del correspondiente segundo tubo de intercambio térmico o en una abertura de entrada de una precámara colocada aguas arriba a un tubo distribuidor/colector.

24. Licuador según una de las reivindicaciones 21 a 23, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de reducción de la velocidad de circulación se realiza mediante una modificación estructural del correspondiente segundo tubo de intercambio térmico en comparación con el correspondiente primer tubo de intercambio térmico, con respecto al diámetro interno del tubo, a la longitud de la vía de circulación, a la forma del tubo, a los accesorios y/o a las características de la superficie interna.

25. Licuador según una de las reivindicaciones 21 a 24, en el que los terceros tubos de intercambio térmico se encuentran a altura superior que los primeros tubos de intercambio térmico, caracterizado por el hecho de que el espacio interno del mismo tubo distribuidor/colector está dividido en tres cámaras superpuestas unas sobre las otras, en cada caso mediante un separador, de las cuales la cámara superior comunica con el tercer o terceros tubos de intercambio térmico, y está separada de la cámara central mediante el separador superior, comunicando la cámara central con el correspondiente primer tubo de intercambio térmico y comunicando la cámara inferior, que sirve simultáneamente de cámara de salida del licuador, con el correspondiente segundo tubo de intercambio térmico, y disponiendo el separado inferior de al menos una abertura entre la cámara central y la cámara inferior de paso para el refrigerante líquido procedente del correspondiente primer tubo, de modo que integra el dispositivo para la separación de la fase gaseosa remanente en el refrigerante procedente del correspondiente primer tubo de intercambio térmico.

26. Licuador según la reivindicación 25, caracterizado por el hecho de que uno o ambos separadores presentan una forma abombada verticalmente provocada por el ensanchamiento de la cámara central.