ES2219276T3 - Intercambiador de calor provisto de un posicionamiento perfeccionado de las aletas. - Google Patents

Abstract

Intercambiador de calor, particularmente para vehículo automóvil, del tipo que comprende una serie de aletas (2a, 2b) sensiblemente planas, sensiblemente paralelas y separadas entre sí, provistas cada una de aberturas (21) para el paso de tubos (1) de intercambio térmico en el cual cada aleta (2) comprende una pluralidad de topes de separación (23), destinados para apoyarse sobre una de las primera y segunda superficies (S) de una aleta consecutiva, con miras a mantener las aletas sensiblemente espaciadas las unas con relación a las otras; caracterizado por el hecho de que cada aleta (2a) comprende además al menos una protuberancia que sobresale sobre una primera superficie (S), y al menos una cavidad sobre una segunda superficie opuesta a la indicada primera superficie, mientras que la protuberancia (24) de una aleta (2b) es adecuada para cooperar por encajamiento con la cavidad de una aleta consecutiva (2a), lo cual permite posicionar sensiblemente las aletas las unas con relación a las otras, de forma que las aberturas (21) para el paso de los tubos coincidan sensiblemente entre dos aletas consecutivas (2a, 2b), mientras que los topes de separación (23) tienen una altura (p) sensiblemente inferior a una altura (h) de las protuberancias de posicionamiento (24).

Description

Intercambiador de calor provisto de un posicionamiento perfeccionado de las aletas.

La invención se refiere a un intercambiador de calor, particularmente para vehículo automóvil. La misma se refiere más particularmente a un intercambiador de calor destinado para cooperar con un flujo de aire que lo atraviesa, con el fin de modificar la temperatura de este flujo.

Un intercambiador de calor de este tipo comprende, a este respecto, una serie de aletas conductoras de calor, con miras a aumentar su cooperación con el flujo de aire anteriormente citado. Tales aletas presentan una forma general sensiblemente plana, y son sensiblemente paralelas y espaciadas entre sí. Por otro lado, están provistas cada una de aberturas para el paso de tubos destinados para conducir un fluido adecuado para intercambiar calor con el flujo de aire.

Generalmente, las aletas son sucesivamente apiladas las unas sobre las otras. En el montaje de un intercambiador de calor de este tipo, un deslizamiento de una de las aletas con relación a las otras puede suceder. Las aberturas de esta aleta están entonces, al menos en parte, ocultadas por las otras aletas, lo cual hace delicada la etapa posterior de introducción de los tubos en las aberturas.

El documento JP-57-181917 muestra una construcción de este tipo. La presente invención viene a mejorar la situación.

Según una definición general de la invención, cada aleta comprende al menos una protuberancia que sobresale sobre una primera superficie, y al menos una cavidad sobre una segunda superficie opuesta a la primera superficie, de forma que la protuberancia de una aleta sea adecuada para cooperar por encajamiento con la cavidad de una aleta consecutiva, lo cual permite posicionar sensiblemente las aletas las unas con relación a las otras de forma que las aberturas para el paso de los tubos coincidan sensiblemente entre dos aletas consecutivas.

Ventajosamente, las aletas están hechas de un material metálico sensiblemente deformable y comprenden cada una al menos un pico que forma a la vez la protuberancia y la cavidad anteriormente citadas.

Preferentemente, estos picos tienen forma sensiblemente cónica, con el vértice del cono vuelto hacia una aleta consecutiva.

Típicamente, estos picos presentan sensiblemente una forma de cúpula abierta en tres caras, formando cada una un ángulo sensiblemente inferior a 90º con la primera superficie anteriormente citada de una aleta.

Ventajosamente, cada aleta comprende al menos dos cavidades y al menos dos protuberancias adecuadas para acoplarse en las cavidades de una aleta consecutiva, con miras a inmovilizar sensiblemente las aletas, las unas con relación a las otras.

Según otra característica opcional ventajosa de la invención, cada aleta comprende además una pluralidad de topes de separación, destinados para apoyarse sobre una de las primera y segunda superficies de una aleta consecutiva, con miras a mantener las aletas sensiblemente separadas las unas con relación a las otras, y los topes de separación tienen una altura sensiblemente inferior a una altura de las protuberancias de posicionamiento.

En una forma de realización preferida del intercambiador de calor según la invención, los tubos anteriormente citados están sensiblemente en contacto con las aberturas de las aletas, con miras a rigidificar mecánicamente el conjunto formado por las aletas y los tubos.

Otras características y ventajas de la invención aparecerán con el examen de la descripción detallada, dada a continuación a título de ejemplo, y de los dibujos adjuntos en los cuales:

- La figura 1 representa esquemáticamente un intercambiador de calor de un vehículo automóvil, provisto de aletas de intercambio térmico;

- La figura 2 es una vista general de una aleta de un intercambiador de calor según la invención;

- La figura 3 es una vista frontal de la aleta representada en la figura 2;

- La figura 4 es una vista según la sección IV-IV de la figura 3; y

- La figura 5 es una vista del detalle V de la figura 2.

La descripción detallada dada a continuación y los dibujos adjuntos contienen, esencialmente, elementos de carácter seguro. Podrán por consiguiente no solamente servir para comprender mejor la invención, sino también contribuir a su definición, llegado el caso.

Se hace referencia primeramente a la figura 1 para describir un intercambiador de calor según la invención, destinado para refrigerar un fluido gracias a un flujo de aire (flecha F) que lo atraviesa. En el ejemplo descrito, este intercambiador de calor forma parte del módulo de refrigeración de un motor de vehículo automóvil, como radiador de refrigeración.

El intercambiador comprende tubos planos 1 dispuestos en haces y destinados para conducir un fluido de intercambio térmico (líquido de refrigeración) de una de las cajas colectoras 4a que comprende el intercambiador de calor, a la otra 4b. Los extremos de los tubos están alojados, de preferencia de forma estanca, en unas aberturas que comprenden placas colectoras 3a y 3b, solidarias de las cajas colectoras 4a y 4b. Los tubos 1 que conducen el líquido de refrigeración cooperan por intercambio térmico con el flujo de aire F, con miras a refrigerar el mencionado líquido de refrigeración. El intercambiador de calor comprende entonces aletas 2, de forma general sensiblemente plana y sensiblemente paralelas ente sí. Estas aletas 2 están hechas de un material conductor de calor (que comprende por ejemplo aluminio) con miras a aumentar la superficie de intercambio térmico con el flujo de aire F que penetra en el intercambiador, lo cual permite aumentar, de forma general, la cooperación entre el flujo F y el intercambiador.

Como se apreciará más adelante, las aletas conductoras comprenden medios de separación con el fin de crear intersticios entre las aletas, lo cual permite dejar penetrar el flujo de aire F en el intercambiador y evitar puntos de acumulación de calor. En el ejemplo representado en la figura 1, las aletas 2 son sensiblemente perpendiculares a los ejes principales de los tubos 1, y comprenden entonces unas aberturas 21 para el paso de los tubos 1.

En el transcurso de la etapa de montaje de dicho intercambiador de calor, las aletas 2 se apilan las unas sobre las otras. Seguidamente, los tubos 1, preferentemente realizados con un material deformable, se introducen en las aberturas 21 de las aletas apiladas 2, con una holgura mecánica elegida. En el procedimiento de fabricación de un intercambiador de calor de este tipo, está prevista seguidamente una etapa de dilatación de los tubos 1, lo cual permite rigidificar mecánicamente las aletas con relación a los tubos, creando en particular un contacto mecánico sensiblemente anular entre las paredes externas de los tubos y las aberturas 21 de las aletas.

Se desea en particular que estas aletas permanezcan sensiblemente alineadas, de forma que sus aberturas 21 coincidan de una aleta a otra, lo cual permite introducir fácilmente los tubos 1 en las aberturas 21 de las aletas consecutivas. Las aberturas 21 de estas aletas deben coincidir, por otro lado, con las aberturas previstas en las placas colectoras 3a y 3b.

Sin embargo, puede suceder en el transcurso del montaje de un intercambiador de calor de este tipo que una de las aletas se deslice fuera del apilamiento.

Las aberturas 21 que esta aleta lleva son entonces ocultadas, al menos en parte, por las otras aletas.

Según la invención, las aletas del intercambiador de calor comprenden medios de posicionamiento de las aletas consecutivas, de forma que las aletas apiladas sucesivamente permanezcan sensiblemente alineadas las unas con relación a las otras, lo cual permite hacer coincidir sensiblemente sus aberturas respectivas 21.

Se hace ahora referencia a la figura 2 para describir una aleta de un intercambiador de calor según la invención. Las aletas 2a comprenden aberturas, sensiblemente en forma de persianas 221 y 222, con el fin de dejar penetrar lateralmente una parte del flujo de aire F, con miras a aumentar la cooperación térmica del flujo de aire F con el intercambiador. Cada aleta comprende además medios de separación 23 con una aleta consecutiva. Estos medios de separación están formados, en el ejemplo descrito, por topes 23 provistos de dos paredes 231 y 232, que forman un ángulo próximo a los 90ºcon una superficie principal S de la aleta (primera superficie anteriormente citada). En la práctica, las aletas 2 están hechas de un material metálico deformable, por ejemplo de aluminio y las paredes 231 y 232 de separación son obtenidas por punzonado sobre una superficie de las aletas opuesta a la superficie S (segunda superficie anteriormente citada). La altura de las paredes 231 y 232 define un paso general p entre las aletas consecutivas (intersticios anteriormente citados).

Las aberturas 21 de las aletas son sensiblemente oblongas, de forma particularmente adaptadas a los tubos 1, planos en el ejemplo descrito. Las paredes de las aberturas 21 están destinadas para estar sensiblemente en contacto con los tubos.

Haciendo referencia a la figura 2, las aberturas 21 de una aleta 2b coinciden sensiblemente con las aberturas 21 de una aleta consecutiva 2a. Esta coincidencia de las aberturas está asegurada gracias a unos medios de posicionamiento que comprenden las aletas del intercambiador de calor según la invención. Estos medios de posicionamiento están realizados en forma de un pico sensiblemente cónico, en particular troncocónico, realizado, por ejemplo, por punzonado de una superficie inferior de la aleta 2a.

Haciendo referencia a la figura de detalle 5, la protuberancia formada por punzonado presenta una forma general de cúpula abierta de tres caras 241, 242 y 243, formando estas caras un ángulo inferior a 90º con la superficie principal S de la aleta.

Haciendo referencia a la figura 4, que representa una vista en sección transversal de dos aletas consecutivas 2a y 2b, las paredes 231 y 232 de separación están sensiblemente curvadas lateralmente por sus extremos y presentan así una forma general de collar. Por otro lado, la altura h del pico de posicionamiento 24 es superior a la altura p del tope de separación 23. Así, las caras 241, 242 y 243 de una aleta 2b se encajan en la cavidad que forma el punzonado de posicionamiento de una aleta consecutiva 2a, mientras que las paredes 231 y 232 de separación se ponen en contacto con la superficie principal de la aleta consecutiva 2a.

Ventajosamente, cada aleta comprende dos picos de posicionamiento 24a y 24b (figura 3), lo cual permite inmovilizar sensiblemente las aletas, las unas con relación a las otras.

Así, según una de las ventajas principales que proporciona la presente invención, las aletas pueden ser sensiblemente inmovilizadas las unas con relación a las otras en el transcurso del apilamiento, lo cual facilita la introducción de los tubos en las aberturas 21.

Según otra ventaja que proporciona la invención, los dos picos de posicionamiento 24a y 24b permiten además ajustar a la variación de las aletas, las unas con relación a las otras, en el caso (no representado) en que estas no presenten doble simetría axial.

Bien entendido, la presente invención no se limita a la forma de realización descrita anteriormente a título de ejemplo. La misma se extiende a otras variantes.

Se comprenderá así que los medios de posicionamiento 24 descritos anteriormente pueden formar a la vez medios de posicionamiento y medios de separación entre las aletas.

Estos medios de posicionamiento se realizan por punzonado de las aletas. En variante, estas pueden comprender una protuberancia formada sobre una superficie, así como una cavidad formada sobre la otra superficie. Si se desea en particular formar un intercambiador de calor con tubos inclinados con un ángulo diferente de 90º con relación a las aletas, puede considerarse desplazar, en el plano de una aleta, la cavidad de la protuberancia que la misma comprende.

La forma de las protuberancias de posicionamiento realizadas por punzonado y que presentan tres caras (o labios) 241, 242 y 243 está descrita antes a título de ejemplo. De forma general, pueden preverse punzones de posicionamiento sensiblemente de formas troncocónicas, o también cónicas, con el vértice del cono vuelto hacia una aleta consecutiva.

La invención se aplica, de forma ventajosa, a un intercambiador de calor realizado por montaje mecánico de tubos planos y de aletas de forma sensiblemente planas, sensiblemente perpendiculares a los tubos.

Claims (7)

1. Intercambiador de calor, particularmente para vehículo automóvil, del tipo que comprende una serie de aletas (2a, 2b) sensiblemente planas, sensiblemente paralelas y separadas entre sí, provistas cada una de aberturas (21) para el paso de tubos (1) de intercambio térmico en el cual cada aleta (2) comprende una pluralidad de topes de separación (23), destinados para apoyarse sobre una de las primera y segunda superficies (S) de una aleta consecutiva, con miras a mantener las aletas sensiblemente espaciadas las unas con relación a las otras;

caracterizado por el hecho de que cada aleta (2a) comprende además al menos una protuberancia que sobresale sobre una primera superficie (S), y al menos una cavidad sobre una segunda superficie opuesta a la indicada primera superficie, mientras que la protuberancia (24) de una aleta (2b) es adecuada para cooperar por encajamiento con la cavidad de una aleta consecutiva (2a), lo cual permite posicionar sensiblemente las aletas las unas con relación a las otras, de forma que las aberturas (21) para el paso de los tubos coincidan sensiblemente entre dos aletas consecutivas (2a, 2b), mientras que los topes de separación (23) tienen una altura (p) sensiblemente inferior a una altura (h) de las protuberancias de posicionamiento (24).

2. Intercambiador de calor según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las aletas (2) están hechas de un material metálico sensiblemente deformable, y por el hecho de que las aletas comprenden cada una un pico (24) para formar a la vez una protuberancia sobre la primera superficie (S) y una cavidad en la segunda superficie opuesta.

3. Intercambiador de calor según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que los indicados picos (24) tienen forma sensiblemente cónica.

4. Intercambiador de calor según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que los picos (24) presentan sensiblemente una forma de cúpula abierta de tres caras (241, 242, 243).

5. Intercambiador de calor según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que cada cara (241, 242, 243) forma un ángulo sensiblemente inferior a 90º con la primera superficie (S) de la aleta.

6. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que cada aleta comprende al menos dos cavidades y al menos dos protuberancias (24a, 24b) adecuadas para acoplarse en las cavidades de una aleta consecutiva, con miras a inmovilizar sensiblemente las aletas, las unas con relación a las otras.

7. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los tubos (1) están sensiblemente en contacto mecánico con las indicadas aberturas (21) de las aletas.