ES2266331T3 - Tubo plano multicamara plegado. - Google Patents
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Abstract
Tubo plano multicámara fabricado a partir de una tira de chapa, con una soladura longitudinal y con al menos un nervio plegado (3, 4 ó 5) que presenta dos paredes con una superficie de contacto común (16) y un lomo de nervio que está soldado con al menos una pared interior del tubo plano, estando soldada el nervio en la zona de la superficie de contacto (16), caracterizado porque el nervio presenta al menos una abertura (44) configurada como una entalladura que parte del lomo (45) del nervio.
Description
Tubo plano multicámara plegado.
La presente invención se refiere a un tubo plano
multicámara de una pieza con unos nervios plegados, a un
procedimiento para fabricar dicho tubo plano multicámara y a un
intercambiador de calor con al menos un tubo plano multicámara de
este tipo.
Por la patente europea EP 0 302 232 B1 de la
solicitante eran conocidos tubos planos de este tipo. Dicho tubo se
fabrica a partir de una tira metálica, fabricándose los nervios para
formar las cámaras individuales por el plegado de la tira metálica.
Por tanto, estos nervios tienen doble pared y forman en su lugar de
flexión un lomo del nervio que está soldado con el lado interior del
tubo plano. Asimismo, la soldadura longitudinal de dicho tubo plano
puede obtenerse por soldadura. La tira metálica está chapeada con
material de soldadura preferentemente por ambos lados, de modo que
tanto en el lado interior como también en el lado exterior de los
tubos planos es posible una soldadura de aporte.
Otra forma de construcción para un tubo
multicámara plegado era conocida por la patente US nº 5.386.629 o la
patente europea EP 0 457 470, estando la diferencia en la
configuración de la soldadura longitudinal que está dispuesta aquí
en el lado estrecho del tubo plano y se obtiene por medio de
soldadura a tope o soldadura de aporte.
Otras formas de realización de tubos planos
multicámara plegados, que se fabrican y se sueldan a partir de una
tira de chapa plana, eran conocidas por el modelo de utilidad alemán
299 06 337 de la solicitante, así como por la patente
EP-A-1 074 807.
El documento JP 11294990 describe tubos planos
multicámara con nervios plegados cuyos lomos de nervio están
soldados uno con otro o con las paredes interiores de los tubos
planos.
El documento JP 06129734 propone prever en un
tubo plano multicámara orificios de unión en los nervios entre las
cámaras individuales. Se pretende con esto mejorar la transmisión de
calor y reducir la pérdida de presión.
Los tubos planos citados anteriormente
encuentran utilización como tubos de refrigerante para
termotransmisores de refrigerante y como tubos de agente frigorífico
para condensadores en instalaciones de climatización de vehículos
automóviles. En particular, en condensadores de agente frigorífico
se desea una elevada potencia de transmisión de calor, por lo cual
el diámetro hidráulico de las cámaras individuales se dimensiona muy
pequeño, es decir, en el intervalo de uno a dos milímetros. No
obstante, estos tubos presentan todavía potencial para elevar la
potencia de transmisión de calor.
Un problema de la presente invención es mejorar
un tubo multicámara plegado de una pieza con respecto a su
transmisión de calor en el lado interior y facilitar para ello un
procedimiento de fabricación adecuado.
La solución de este problema consiste según las
características de la reivindicación 1 en que los nervios presentan
aberturas, es decir, aberturas de paso, que posibilitan una unión
transversal y, por tanto, un flujo transversal del agente
frigorífico, es decir, del medio de transmisión de calor, de uno a
otro canal de flujo. Por tanto, se mejora la transmisión de calor.
Según la invención, las aberturas están formadas como entalladuras
que salen del lomo de los nervios; se interrumpe así realmente la
soldadura de soldadura entre el lomo de los nervios y la pared
interior del tubo plano o entre dos lomos de nervio, mientras que,
por otra parte, este tipo de aberturas conlleva ventajas en la
fabricación, en particular con respecto a la estanqueidad del
tubo.
Son en sí conocidas aberturas de esta clase para
tubos multicámara no plegados, por ejemplo, por el documento
DE-A 100 14 099; no obstante, este tubo multicámara
consiste en un modo de construcción de al menos dos piezas, es
decir, el tubo se compone de al menos dos elementos de tubo,
presentando uno de dichos elementos de tubo una placa de base con
nervios no plegados (denominados paredes de refuerzo) en los que se
practican las aberturas, y representando el otro elemento de tubo
una placa de cubierta plana que se une a continuación con el primer
elemento de tubo para dar una sección transversal cerrada del tubo.
En este modo de construcción de dos piezas de un tubo plano
multicámara la producción de las aberturas es relativamente
sencilla, sobre todo porque, se practican los orificios de unión
desde el borde superior de las paredes de refuerzo. En caso de que
los orificios de unión estén dentro de las paredes de refuerzo, las
aberturas tienen que practicarse previamente en los nervios antes de
que éstos se unan con la pared del tubo. Por tanto, el procedimiento
de fabricación para tal tubo de refrigerante es demasiado
complicado.
Finalmente, por la patente US nº 5.323.851 eran
conocidos también tubos multicámara extruidos con aberturas en las
paredes de los nervios; no obstante, la fabricación de tales tubos
es relativamente difícil y, por tanto, está unida a elevados
costes.
La ventaja de la invención consiste en que, por
un lado, puede aumentarse la transmisión de calor en el lado
interior de tales tubos multicámara y esto es posible en tubos
plegados fabricados a partir de una tira de chapa. Dado que el
material de partida está chapeado con material de soldadura por
ambos lados, se asegura que los nervios configurados como un
pliegue, es decir, con doble pared, se suelden entre sí en la zona
de sus superficies de contacto y directamente fuera de las
aberturas, de modo que quede garantizada la estanqueidad del
tubo.
Según otra idea inventiva, la solución del
problema consiste en que los lomos de dos respectivos nervios
plegados están enfrentados y soldados uno con otro. Esto posibilita
en un perfeccionamiento ventajoso la realización de dos respectivas
aberturas que se oponen entre sí y que, después de la soldadura,
forman una abertura de paso.
Ventajosamente, los nervios forman un ángulo
recto con una pared de tubo, ya que así la altura de los nervios
puede adaptarse fácilmente a la distancia entre dos paredes de tubo.
Sin embargo, se señala expresamente que, en el marco de la
invención, es imaginable un ángulo cualquiera entre un nervio y una
pared del tubo.
Según un perfeccionamiento de la invención, se
propone un procedimiento de fabricación en el cual las entalladuras
se practican troquelando la tira de chapa antes de plegar los
nervios. Este procedimiento según la invención permite tanto una
fabricación continua del tubo multicámara plegado por medio del
denominado troquelado de rotación como un troquelado de las
aberturas por un procedimiento intermitente. Las aberturas están
dispuestas en la tira de chapa según un modelo predeterminado de tal
modo que, después del proceso de plegado, están situadas
directamente una sobre otra, es decir que están alineadas una con
otra. En la soldadura posterior de las superficies de contacto
interiores, estas aberturas se hermetizan hacia el exterior.
Según otra configuración de la invención, es
ventajoso un procedimiento para producir las entalladuras, en el que
estas entalladuras se conforman por ranurado en los lomos de los
nervios después del plegado. La profundidad de las entalladuras
corresponde aproximadamente al espesor de la tira de chapa y, por
tanto, la piel exterior del lomo de los nervios puede permanecer
cerrada, de modo que resulte una mejora de la estanqueidad del
tubo.
En el dibujo están representados ejemplos de
formas de realización de la invención que se describen con más
detalle a continuación.
La figura 1 muestra un tubo multicámara plegado
con aberturas en los nervios,
Las figuras 1a a 1d muestran variantes de un
tubo multicámara según la figura 1 en representación en sección,
La figura 2 muestra una sección longitudinal y
una vista parcial de aberturas circulares,
La figura 3 muestra una sección longitudinal y
una vista parcial de aberturas con forma de sección transversal
oval,
La figura 4 muestra una sección longitudinal
para determinar la relación de apertura,
La figura 5 muestra una sección longitudinal con
una forma de sección transversal adicional (orificios alargados
abiertos) para las aberturas,
La figura 5a muestra una sección transversal
según el plano de sección A-A de la figura 5,
La figura 5b muestra un detalle para la
geometría de troquelado "orificio alargado",
La figura 6 muestra una sección longitudinal con
una forma de sección transversal adicional (en forma de T) para las
aberturas,
La figura 6a muestra una sección transversal
según el plano de sección B-B de la figura 6,
La figura 6b muestra un detalle para la
geometría de troquelado "en forma de T";
La figura 7 muestra una configuración adicional
para las aberturas como entalladuras con una sección transversal
triangular (como sección longitudinal),
La figura 7a muestra una sección transversal a
través del tubo multicámara según la figura 7 en el plano de sección
C-C,
La figura 8 muestra un transmisor de calor con
tubos multicámara según la invención,
Las figuras 9a a 9h muestran una representación
de los pasos del procedimiento para fabricar un tubo multicámara
plegado con aberturas troqueladas,
Las figuras 10a a 10h muestran una
representación de los pasos del procedimiento para fabricar un tubo
multicámara con aberturas estampadas,
La figura 11 muestra una configuración adicional
de una abertura como hendidura recurvada (como sección
transversal),
La figura 11a muestra configuración de una
abertura como hendidura recurvada según la figura 11 (como sección
longitudinal),
La figura 11b muestra una disposición de
hendiduras en una cinta de chapa para preparar aberturas según la
figura 11 o la figura 11a,
La figura 12 muestra una disposición de nervios
con aberturas en forma de hendiduras recurvadas (como vista en
planta),
La figura 12a muestra un nervio con aberturas en
forma de hendiduras recurvadas según la figura 12 (como sección
longitudinal),
La figura 13 muestra un nervio con una abertura
en forma de una hendidura recurvada según la figura 12 o la figura
12a (como sección transversal),
La figura 13a muestra una configuración
adicional de un nervio con una abertura en forma de una hendidura
recurvada (como sección transversal),
La figura 13b muestra una disposición adicional
de nervios con aberturas en forma de hendiduras recurvadas (como
sección transversal),
La figura 14 muestra una disposición de
hendiduras en una cinta de chapa para preparar aberturas según la
figura 12 a la figura 13b,
La figura 15 muestra una disposición de nervios
con lomos de nervio configurados en forma ondulada (como vista en
planta), y
La figura 15a muestra una disposición adicional
de nervios con partes traseras del nervio configuradas en forma de
onda (como vista en planta).
La figura 1 muestra un tubo multicámara plegado
en representación esquemática y en perspectiva. El tubo multicámara
1 se ha fabricado a partir de una tira de chapa plegada 2 y presenta
tres nervios 3, 4 y 5 que están configurados como pliegues, es decir
que se han producido por el plegado de la cinta de chapa 2. El
cuarto nervio 6 se forma por medio de las zonas de borde del lado
longitudinal de la cinta de chapa 2. Mediante estos nervios 3, 4, 5
y 6 se forman cinco cámaras 7, 8, 9, 10 y 11, a través de las cuales
fluye un medio termotransmisor, por ejemplo un agente frigorífico.
En los nervios 3, 4, 5 están dispuestas aberturas circulares 12 que
permiten un flujo transversal del medio intercambiador de calor de
un canal al canal contiguo.
La figura 1a muestra una sección transversal a
través del tubo multicámara según la figura 1. Para partes iguales
se utilizan los mismos números de referencia. El nervio 3 está
formado por dos alas yuxtapuestas 13, 14 que están unidas una con
otra por medio de un lomo 15 de dicho nervio y presentan una
superficie de contacto común 16. El nervio 3 o las cámaras 7 y 8
presentan una altura h. Aproximadamente a la mitad de la altura, es
decir, en el centro de la altura del nervio, está dispuesta la
abertura 12, es decir que ésta está formada por una respectiva
abertura 12' en el ala 13 y una respectiva abertura 12'' en el ala
14, estando ambas aberturas 12' y 12'' alineadas una con otra.
Alrededor de la abertura 12 y en la zona de la superficie de
contacto común 16 estén soldadas una con otra las dos alas 13 y 14,
de modo que la abertura 12 y, por tanto, las cámaras 7 y 8 estén
selladas hacia el exterior. El lomo de los nervios está soldado con
la pared interior 17, lo que está insinuado por los meniscos de
soldadura 18 y 19. Los nervios adicionales 4 y 5 están formados de
manera análoga. El nervio 6 forma la soldadura longitudinal 20 del
tubo multicámara 1 y está constituido por las zonas de borde, 21 y
22, soldadas entre sí yuxtapuestas de la tira de chapa 2. Aunque no
se representa en el dibujo, las aberturas pueden estar dispuestas
también en el nervio 6 de forma análoga.
En la figura 1b está representado un ejemplo de
forma de realización adicional de un tubo plano multicámara 100
según la invención. Aquí, los lomos 110 y 120 de los nervios 130 y
140, respectivamente, están opuestos entre sí y soldados uno con
otro. Las aberturas 150 del nervio 130 y las aberturas 160 del
nervio 140, realizadas en forma de entalladura en este ejemplo,
están opuestas también entre sí y forman conjuntamente una abertura
de paso para el medio que fluye a través del tubo multicámara entre
las cámaras 170 y 180. Los nervios 135 y 145 entre las cámaras 180 y
190 y los nervios 138 y 148 entre las cámaras 190 y 195 son de
construcción análoga.
La figura 1c y la figura 1d muestran dos
ejemplos para un tubo multicámara con nervios que no adoptan un
ángulo recto con respecto a una de las paredes del tubo. En el
ejemplo representado en la figura 1c, los nervios 210, 220 y 230 son
paralelos unos a otro, se extienden pero oblicuamente con respecto a
las paredes 240 y 250 del tubo. En la figura 1d, los nervios 310,
320 y 330 están inclinados con respecto a las paredes 340 y 350 del
tubo, alternando en una de las dos direcciones posibles. Debido a la
disposición oblicua de los nervios en la figura 1c o la figura 1d,
la forma de sección transversal de los canales 260, 270, 280 y 290 o
360, 370, 380 y 390 puede adaptarse a una transmisión de calor
mejo-
rada con respecto a las condiciones de flujo. Las aberturas no están representadas en beneficio de una mayor claridad.
rada con respecto a las condiciones de flujo. Las aberturas no están representadas en beneficio de una mayor claridad.
La figura 2 muestra una sección parcial en la
dirección longitudinal del tubo multicámara 1 con las aberturas 12,
que están configuradas en forma circular y presentan respectivamente
una distancia x al lado interior 30, 31 de la pared 32 del tubo. En
este ejemplo de forma de realización, la altura del nervio asciende
a h = 1,0 mm y el diámetro de las aberturas circulares asciende a d
= 0,8 mm, de modo que resulta una distancia mínima de x = 0,1 mm. El
espesor de la pared 32 del tubo asciende a s = 0,4 mm.
La figura 3 muestra una sección parcial análoga;
aquí, la forma de sección transversal de las aberturas 33 es ovalada
y presenta la misma altura de b = 0,8 mm que en el ejemplo de
realización según la figura 2, si bien la extensión longitudinal es
un múltiplo de la altura.
La figura 4 muestra la distribución de las
aberturas en la dirección longitudinal del tubo multicámara: sobre
una longitud l están dispuestas tres aberturas con la superficie de
sección transversal F_{1}, F_{2} y F_{3}, y la altura del
nervio o de la cámara asciende a h. Si se pone la suma de las
superficies de sección transversal de las aberturas en relación con
la superficie del nervio sin aberturas, es decir, referido a una
superficie de nervio l x h, puede definirse entonces la siguiente
relación de apertura V:
V =
\frac{F_{1} + F_{2} +
F_{3}}{lxh}x100,
donde 5% \leq V \leq
10%
Por tanto, esta relación de apertura V debe
ascender preferentemente a un 5 hasta un 10% para conseguir una
mejora de la transmisión de calor y un flujo transversal auténtico
del medio termotransmisor de un canal de flujo a otro.
La figura 5 muestra una sección parcial similar
a las figuras 2 y 3 con una forma de sección transversal modificada:
las aberturas 34 son en este caso de configuración oblonga, es
decir, la extensión longitudinal discurre en dirección vertical,
lindando el contorno más superior de la abertura 34 con el lado
interior 35 de la pared 36 del tubo. La figura 5a adyacente muestra
una sección a lo largo del plano de sección A - A de la figura 5.
Esta configuración de las aberturas 34 tiene la ventaja de que la
soldadura de soldadura 38 es interrumpida en dirección longitudinal
tan sólo a lo largo de distancias relativamente cortas, a saber, en
la zona de la anchura t de las aberturas 34. Esto eleva la
resistencia del tubo con respecto a la presión interior.
La figura 5b muestra un detalle de la tira de
chapa aún no plegada con la geometría de troquelado 34' para las
aberturas 34. Esta geometría de troquelado muestra un orificio
alargado 34' con la anchura t y la longitud l' (desarrollada). La
línea en la que se pliega la tira de chapa después del troquelado
está insinuada por la línea de rayas y puntos f. En la figura 5a se
ha dibujado a trazos como línea central una línea I en forma de U
que corresponde a la longitud desarrollada l' de la figura 5b.
La figura 6 muestra una forma de sección
transversal adicional: las aberturas 40 están configuradas
aproximadamente en forma de T, descansando esta "T" sobre la
cabeza: la barra horizontal de la T está abajo y la barra vertical
se extiende hacia arriba hasta el borde inferior 41 de la pared 42
del tubo. Una sección a lo largo del plano B-B está
representada en la figura 6a. En el caso de ambas representaciones
en sección de la figura 5a y la figura 6a hay que señalar que las
superficies de contacto 37 o 43 del pliegue están soldadas
herméticamente para garantizar la hermeticidad del tubo.
La figura 6b muestra de nuevo un detalle de la
tira de chapa no plegada aún con la geometría de troquelado 40' para
las aberturas 40. Mientras que las aberturas 40 están configuradas
en forma de T, la geometría de troquelado 40' presenta la forma de
una T doble, habiéndose dibujado la línea de pliegue f con trazos y
puntos. La altura de la T doble se ha señalado con m' y corresponde
a la línea m en forma de U de la figura 6a. Por tanto, ambas formas
de la abertura 34 y 40 se producen por medio de un troquelado y un
posterior plegado alrededor de la línea f.
La figura 7 y la figura 7a muestran otra forma
de realización de aberturas que están configuradas como entalladuras
44 con una sección transversal en forma triangular. Estas
entalladuras parten del borde superior 45 del lomo de los nervios y
se extienden con su punta 46 hacia el lado opuesto 47. De forma
análoga a los ejemplos de formas de realización anteriores, el lomo
de los nervios está soldado mediante su borde superior 45 con la
pared del tubo y en la zona de la superficie de contacto 49. Las
entalladuras 44 presentan cada un de ellas una anchura a y
una
profundidad t.
profundidad t.
La figura 8 muestra un transmisor de calor 50
que presenta de forma conocida (por ejemplo por el documento
EP-A 0 219 974) dos tubos colectores 51 y 52 entre
los cuales se encuentra una red que consta de tubos planos 53 y
aletas onduladas 54. Estos tubos planos 53 están formados como tubos
multicámara del tipo descrito anteriormente y están en comunicación
de fluido con los colectores 51, 52. Están soldados de forma en sí
conocida en bocas no representadas de los colectores 51 y 52. Las
aletas onduladas 54 están soldadas sobre el lado exterior de los
tubos planos 53, lo que es posible debido al chapeado con material
de soldadura por ambos lados de los tubos multicámara anteriormente
descritos. Por tanto, el transmisor de calor completo 50, que sólo
consta de piezas de una aleación de aluminio, puede soldarse en una
operación.
Las figuras 9a a 9h muestran en representación
esquemática las etapas de procedimiento a) a h) para fabricar los
tubos multicámara de acuerdo con los ejemplos de realización según
las figuras 1-6. En una primera etapa a) del
procedimiento a) se suministra una cinta lisa sin fin 60 a una
máquina de formación de tubos no representada, la cual se agujerea
en un segundo paso b) del procedimiento (según un modelo
predeterminado): de manera correspondiente al número y posición de
los pliegues (véanse la figura 1 y la figura 1a) se troquelan tres
hileras 61, 62 y 63 de aberturas circulares 64 en la cinta lisa 60.
Este troquelado puede realizarse continuamente por medio del
denominado troquelado de rotación o de manera intermitente,
agujereando cada vez segmentos individuales de la cinta lisa. El
troquelado intermitente de las aberturas puede realizarse en una
estación de herramienta independiente y antes de suministrar la
cinta lisa a la máquina de formación de tubos; esto tiene la ventaja
de que la velocidad del troquelado es independiente de la velocidad
de suministro de la cinta lisa a la máquina de formación de tubos.
Por tanto, la cinta lisa agujereada puede suministrarse a la máquina
de formación de tubos directamente desde la bobina. El resultado del
paso del procedimiento "troquelado" está representado por la
cinta agujereada 60.1 en b) y c). En la siguiente etapa d) del
procedimiento se conforma en la cinta 60.1 una primera acanaladura
65 en la zona de la hilera de orificios 62 y en el subsiguiente paso
e) del procedimiento se forman en la cinta 60.2, dos acanaladuras
adicionales 66 y 67 en la zona de las hileras de orificios 61 y 63,
de modo que se origina la forma 60.3 de la cinta. En una etapa
adicional de transformación f) las acanaladuras 65, 66 y 67 se
transforman en pliegues 68, 69 y 70 y los bordes de la cinta 60.3 se
alzan formando nervios 71 y 72. Durante la producción de los
pliegues 68, 69 y 70 se asegura que la abertura 64 esté sobre esta
abertura y, por tanto, se forme una abertura de paso. En la
siguiente etapa g) del procedimiento se acoda la cinta plegada 60.4
con unos respectivos radios 73 y 74, de modo que quede fija ya la
profundidad del tubo. En la última etapa h) del procedimiento se
realiza entonces un acodamiento adicional de las alas sobresalientes
75 y 76 con respecto a una posición paralela, de modo que resulte el
tubo multicámara terminado 60.6. Este se suelda en un paso
adicional del procedimiento, no representado, es decir que se suelda
de preferencia juntamente con las aletas onduladas y las partes
restantes del transmisor de calor completo.
Las figuras 10a a 10h muestran la representación
de un procedimiento de fabricación adicional con las etapas a) - g)
de dicho procedimiento. En la etapa a) del procedimiento se
suministra una cinta lisa sin fin 80, en la etapa b) del
procedimiento se conforma una primera acanaladura 81, en la etapa c)
del procedimiento se conforman dos acanaladuras adicionales 82 y 83
y en la etapa d) del procedimiento se conforman unos pliegues 84,
85, 86 y unas zonas de borde realzadas 87 y 88. Los números de
referencia 80, 80.1, 80.2 y 80.3 designan respectivamente la cinta
sin fin tras la realización de las distintas etapas del
procedimiento individuales. En la etapa e) del procedimiento, se
estampan en los lomos de nervio 84', 85' y 86' de los pliegues
individuales 84, 85 y 86 unas acanaladuras o entalladuras 89 que se
extienden en dirección transversal, es decir, por conformación sin
arranque de viruta. Esto puede realizarse, por ejemplo, por medio de
un movimiento de rulinado que discurre transversal a la dirección de
la cinta o también por medio de un rodillo de estampación, cuya
velocidad periférica discurre en la misma dirección que el avance de
la cinta. La representación del paso e) del procedimiento aparece en
la figura 10e y en la figura 10f, es decir, como vista en la
dirección X-X y como sección transversal a través de
la cinta 80.4 (figura 10f). Los pasos adicionales f) y g) del
procedimiento discurren de manera análoga a los pasos g) y h) del
procedimiento del ejemplo de realización según la figura 9. Por
tanto, se producen primero la forma 80.5 y, finalmente, el tubo
multicámara terminado (aún no soldado) 80.6. La soldadura, no
representada, se realiza en una operación con el transmisor de calor
completo.
La figura 11 muestra la sección transversal de
un ejemplo adicional para la configuración de una abertura 405 en un
nervio 410 de un tubo plano multicámara 400 según la invención.
Aquí, el nervio 410 se dobla lateralmente en una parte de su
longitud, de modo que entre la parte doblada y la pared opuesta 420
del tubo queda libre una abertura 405 entre las cámaras 430 y
440.
En la figura 11a puede verse una sección
longitudinal de la abertura 405 de la figura 11. Aquí, se pone de
manifiesto que, antes de doblarse una parte del nervio 450, debe
practicarse una hendidura en el nervio que, en este caso, consta de
tres hendiduras individuales 460, 470 y 480, habiéndose
materializado la hendidura 480 debido a que el lomo 490 del nervio
no está soldado sobre la longitud z con la pared opuesta 420 del
tubo.
En la figura 11b se muestra la disposición de
hendiduras en una cinta de chapa 500, necesaria para una abertura
según la figura 11 o la figura 11a, antes del plegado de los
nervios. Unas hendiduras 510 y 520 o 530 y 540, dispuestas
respectivamente por parejas a una distancia z una de otra, están
practicadas en la cinta de chapa 500 en posiciones simétricas a un
borde de pliegue 550, o sea, el lomo de nervio posterior. Por medio
del plegado del nervio se origina entonces, junto con una parte
respectiva del lomo del nervio, una respectiva hendidura en forma de
U. La parte del nervio entre las hendiduras 510 y 520 o 530 y 540
puede doblarse finalmente, con lo que se obtiene una abertura como
en la figura 11 y en la figura 11a.
La figura 12 muestra otra posibilidad de
configuración de aberturas en forma de hendiduras recurvadas en un
tubo plano multicámara 600 según la invención. A este fin, la cinta
de chapa se provee antes del plegado de los nervios con hendiduras
en forma de T doble que, después del plegado, tienen aspecto de T e
inmovilizan dos respectivas zonas autónomas 630 y 640 del nervio
610, las cuales se doblan a su vez hacia fuera del plano del nervio
610. Por tanto, la hendidura se ensancha formando una abertura 650
entre las cámaras 660 y 670.
En la figura 12a puede verse el nervio 610 en
una sección longitudinal del tubo plano multicámara 600. Aquí, se
pone particularmente de manifiesto la abertura 650 entre las zonas
recurvadas 630 y 640 del nervio.
La figura 13 muestra una sección transversal del
tubo plano multicámara 700 según la figura 12 o la figura 12a. Aquí
puede verse una vez más una zona recurvada 710 del nervio 720 entre
las cámaras 730 y 740, que se extiende en este ejemplo sobre una
parte de la altura del nervio 720.
Como está representado en la figura 13a, en una
forma de realización adicional de la invención el nervio 750 está
recurvada en toda su altura, de modo que resulta una abertura más
grande entre las cámaras colindantes 760 y 770.
En la figura 13b está insinuada una serie de
hendiduras recurvadas que alternan al contrario que las formas
anteriores. En este ejemplo de configuración de un tubo plano
multicámara 800 según la invención, un nervio 810 está recurvado
sobre el lado de una pared de tubo 820, pero un nervio contiguo 830
está recurvado sobre el lado de una pared de tubo 840 opuesta a la
pared de tubo 820. Esto influye en el flujo de un medio a través de
las cámaras 850, 860 u 870, debido a que se fomenta aún más la
transmisión de calor del medio a otro medio circulante.
La figura 14 muestra una disposición de
hendiduras 910, 920, 930, 940, 950 y 960 en forma de doble T en una
cinta de chapa 900 a partir de la cual se forma posteriormente un
tubo multicámara según la invención con aberturas como en las
figuras 12 a 13b. Las hendiduras 910, 920, 930, 940, 950 y 960 están
formadas con simetría axial con respecto a los bordes de pliegue 970
y 980, o sea, los lomos de nervio posteriores, de modo que, después
del plegado, dos respectivas hendiduras en forma de T vienen a
quedar una sobre otra. Se recurvan después las zonas de nervio
autónomas 911 y 912 así obtenidas, tras lo cual se origina un tubo
plano multicámara según la invención, por ejemplo como se representa
en la figura 12. Para garantizar una distancia x entre dos nervios
610 y 615 en la figura 12, debe elegirse para la distancia entre dos
bordes de pliegue 970 y 980 en la cinta de chapa 900 en la figura 14
la longitud x+2h, siendo h la altura de un nervio.
En la figura 15 está representado un ejemplo de
configuración adicional de un tubo plano multicámara 1000 según la
invención. Los lomos 1010, 1020, 1030 y 1040 de los nervios no
mostrados en la presente memoria con más detalle están configurados
en forma ondulada, de modo que el flujo de un medio a través de una
de las cámaras 1050, 1060 o 1070 se adapta a esta forma, con lo que
se mejora la transmisión de calor a un medio fuera del tubo
multicámara 1000.
Otra variante de un tubo plano multicámara según
la invención está mostrada en la figura 15a. Aquí, las formas
onduladas de los lomos de nervio 1110, 1120, 1130 y 1140 están
desplazadas una respecto de otra en la dirección longitudinal de los
nervios de tal manera que las cámaras de flujo 1150, 1160 y 1170
presentan unos estrechamientos 1180 y unos ensanchamientos 1190. Por
tanto, se intensifica una vez más la transmisión de calor con
respecto a una disposición como en la figura 15.
Claims (12)
1. Tubo plano multicámara fabricado a partir
de una tira de chapa, con una soladura longitudinal y con al menos
un nervio plegado (3, 4 ó 5) que presenta dos paredes con una
superficie de contacto común (16) y un lomo de nervio que está
soldado con al menos una pared interior del tubo plano, estando
soldada el nervio en la zona de la superficie de contacto (16),
caracterizado porque el nervio presenta al menos una abertura
(44) configurada como una entalladura que parte del lomo (45) del
nervio.
2. Tubo plano multicámara fabricado a partir
de una tira de chapa con una soldadura longitudinal y con al menos
dos nervios plegados que presentan dos respectivas paredes con una
superficie de contacto común y un lomo de los nervios y que están
soldadas respectivamente en la zona de la superficie de contacto,
estando soldados entre sí los lomos de dos respectivos nervios,
caracterizado porque al menos un nervio (130, 140) presenta
al menos una abertura (150, 160) configurada como una entalladura
que parte del lomo (110, 120) del nervio.
3. Tubo plano multicámara según la
reivindicación 2, caracterizado porque cada una de dichos por
lo menos dos nervios presenta al menos una abertura y porque al
menos dos aberturas están enfrentadas entre sí.
4. Tubo plano multicámara según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque al menos un
nervio está dispuesto perpendicular a una pared del tubo.
5. Tubo plano multicámara según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque varias aberturas
(12, 33, 34, 40, 44) están dispuestas a distancias regulares en la
dirección longitudinal del tubo plano (1).
6. Tubo plano multicámara según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la superficie de
la sección transversal de las aberturas (12, 33, 34, 40, 44) de un
nervio es de aproximadamente 5 a 10% de la superficie del nervio sin
aberturas (longitud l x altura h), es decir, la relación de abertura
V está en el intervalo de 5% \leq V \leq 10%.
7. Tubo plano multicámara según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las aberturas
están configuradas como orificios troquelados.
8. Tubo plano multicámara según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las entalladuras
(44) presentan una sección transversal aproximadamente en forma
triangular.
9. Tubo plano multicámara según una de las
reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque el contorno
exterior de las aberturas (12) presenta una distancia mínima x con
respecto a la parte interior (30, 31) del tubo plano (32).
10. Procedimiento para fabricar un tubo plano
multicámara según una de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizado porque presenta las siguientes etapas de
procedimiento:
- -
- habilitar una cinta de chapa plana sin fin (60),
- -
- troquelar las entalladuras (89) según un modelo prefijado (61, 62, 63),
- -
- plegar los nervios (68, 69, 70) de modo que una entalladura está situada sobre otra entalladura,
- -
- conformar en una sección transversal cerrada (60.6) del tubo plano multicámara, y
- -
- soldar los lomos de los nervios con la pared interior del tubo plano o, en su caso, soldar dos respectivos lomos de nervio entre sí y soldar la soldadura longitudinal.
11. Procedimiento para fabricar un tubo plano
multicámara según una de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizado porque presentan las siguientes etapas de
procedimiento:
- -
- habilitar y suministrar una cinta de chapa plana sin fin (80),
- -
- plegar los nervios (84, 85, 86),
- -
- conformar unas entalladuras (89) en los lomos de los nervios por estampación, laminación o rulinado,
- -
- conformar en una sección transversal cerrada (80.6) del tubo plano multicámara, y
- -
- soldar los lomos de los nervios con la pared interior del tubo o, en su caso, soldar dos respectivos lomos de nervio uno con otro y soldar la soldadura longitudinal.
12. Intercambiador de calor, en particular en
un vehículo automóvil, con al menos un colector y al menos un tubo
plano multicámara que desemboca en el colector, caracterizado
porque al menos un tubo plano multicámara está configurado según una
de las reivindicaciones 1 a 9.
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| US6622785B2 (en) | 2003-09-23 |
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