ES2296024T3 - Dispositivo combinado de intercambiador de calor interno y de acumulador para un circuito de climatizacion. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo combinado de intercambiador de calor interno y de acumulador para un circuito de climatización recorrido por un fluido refrigerante, caracterizado por el hecho de que comprende una pared cilíndrica exterior (20) en la que están formados una multiplicidad de conductos (22) para la circulación del fluido refrigerante a alta presión y temperatura, una brida inferior (24) apropiada para cerrar un extremo inferior de la pared cilíndrica exterior (20), una brida superior (26) apropiada para cerrar un extremo superior de la pared cilíndrica exterior (20), unos orificios de acceso (52, 78; 56, 70) para el fluido refrigerante habilitados en las bridas inferior y superior, un contenedor (32) dispuesto en el espacio definido por la pared cilíndrica exterior (20) y las bridas inferior y superior, una alimentación (54) de fluido refrigerante a baja presión y temperatura que se comunica con el contenedor (32), y un paso (48; 88; 90) para la circulación del fluido refrigerante a baja presión ytemperatura habilitado entre la pared cilíndrica exterior (20) y el contenedor (32) y alimentado a partir del contenedor.
Description
Dispositivo combinado de intercambiador de calor
interno y de acumulador para un circuito de climatización.
La invención se refiere al ámbito de los
circuitos de climatización, en particular para vehículos
automóviles.
En un circuito de climatización clásico, el
fluido refrigerante, habitualmente un compuesto fluorado, está
presente bajo dos fases diferentes, a saber, una fase gaseosa y una
fase líquida. El fluido refrigerante gaseoso puesto en movimiento
por un compresor es condensado al estado líquido en un condensador,
después descomprimido por un regulador de presión. De ahí, llega a
un evaporador o pasa al estado gaseoso para llegar al compresor, y
así sucesivamente.
Para evitar los inconveniente debidos a la
utilización de compuestos nocivos para el medio ambiente, se ha
propuesto reemplazar los fluidos refrigerantes clásicos por fluidos
menos nocivos, en particular por compuestos naturales, tales como
el dióxido de carbono (CO_{2}), el fluido refrigerante que
permanece la mayor parte del tiempo en estado gaseoso.
Así pues han sido propuestos circuitos de
climatización que utilizan tales fluidos naturales, presentes en el
estado supercrítico, que funcionan a presiones mucho más elevadas
que en el caso de los circuitos de climatización clásica. En tales
circuitos, el fluido refrigerante gaseoso es enviado por el
compresor hacia un enfriador de gas y después a una primera parte
de un intercambiador de calor interno antes de llegar a un
regulador de presión y después a un evaporador. A la salida del
evaporador, el fluido refrigerante llega a un acumulador y después
atraviesa una segunda parte del intercambiador de calor interno
antes de regresar a la entrada del compresor.
En el intercambiador de calor interno, el fluido
refrigerante a alta presión y alta temperatura intercambia calor
con el mismo fluido refrigerante a baja presión y baja
temperatura.
Para simplificar la construcción de tales
circuitos de climatización, ya ha sido propuesto, como se explica
en la patente US 6 523 365, realizar un intercambiador de calor
interno integrado en un acumulador. Sin embargo, este dispositivo
conocido presenta cierto número de inconvenientes. El volumen
ocupado por el intercambiador de calor interno en el acumulador es
relativamente elevado. El diámetro del acumulador está determinado
por el radio de curvatura mínimo del intercambiador de calor
dispuesto coaxialmente. La pared interna del intercambiador de
calor está a temperatura reducida, lo que provoca un intercambio
importante de calor con el medio ambiente que da como resultado una
pérdida de eficiencia del sistema. Además, la pared relativamente
gruesa del acumulador no tiene otra función que la de contener el
fluido refrigerante.
Se ha propuesto también, como se explica en la
patente US 6 539 746, integrar un acumulador y un intercambiador de
calor interno en el enfriador de gas. Sin embargo, este dispositivo
conocido presenta un cierto número de inconvenientes. El acumulador
y el intercambiador de calor interno constituyen dos componentes
diferentes montados de forma conjunta con el enfriador de gas, lo
que incrementa el número de piezas.
El grosor de la pared del acumulador debe de ser
relativamente importante para soportar niveles de presión de rotura
relativamente importantes. La pared del acumulador está en contacto
directo con el medio ambiente y está colocada en una zona con
circulación de aire elevada, lo que aumenta el intercambio de calor
con el medio ambiente y desemboca en una pérdida de eficiencia. Las
conexiones para el fluido refrigerante están colocadas en las
cuatro esquinas del módulo de intercambio de calor, lo que conduce a
conexiones complejas.
Se conoce también, según la patente US 6 189
334, un dispositivo de climatización en el cual un intercambiador
de calor interno está combinado con un condensador y un
colector.
Por otro lado, se conoce según la patente US 6
751 983 un dispositivo de climatización en el cual el intercambiador
de calor interno comprende conductos dispuestos en espiral.
La invención aspira a proporcionar un
dispositivo combinado de intercambiador de calor interno y de
acumulador para un circuito de climatización recorrido por un fluido
refrigerante, que permite superar los inconvenientes citados.
Es además un objetivo de la invención
proporcionar un dispositivo combinado de este tipo de construcción
sencilla y que permite reagrupar las conexiones de fluido.
La invención propone a este efecto un
dispositivo combinado del tipo definido en la introducción, el cual
comprende una pared cilíndrica exterior en la que están formados una
multiplicidad de conductos para la circulación del fluido
refrigerante a alta presión y a alta temperatura, una brida inferior
apropiada para cerrar un extremo inferior de la pared cilíndrica,
una brida superior apropiada para cerrar un extremo superior de la
pared cilíndrica, orificios de acceso de fluido refrigerante
habilitados en las bridas inferior y superior, un contenedor
dispuesto en el espacio definido por la pared cilíndrica y las
bridas inferior y superior, una alimentación de fluido refrigerante
a baja presión y a baja temperatura comunicando con el contenedor, y
un paso para la circulación del fluido refrigerante a baja presión
y a baja temperatura, habilitado entre la pared cilíndrica y el
contenedor y alimentado a partir del contenedor.
\newpage
Por este hecho, el intercambiador de calor
interno presenta una estructura coaxial integrada directamente en
la pared del acumulador. La pared del acumulador, que puede estar
realizada por ejemplo con la forma de un perfil extrudido o con la
forma de una pluralidad de tubos coaxiales, presenta ahora una doble
función:
- -
- permite realizar un intercambio de calor entre el fluido refrigerante a baja presión y a baja temperatura a la salida del acumulador del enfriador de gas; y
- -
- permite realizar un contenedor bajo presión para el acumulador.
Las conexiones para el fluido refrigerante, para
unión con el evaporador y el compresor, están reagrupadas
respectivamente en la brida superior y en la brida inferior, lo que
simplifica la estructura.
El término "contenedor" pretende designar
aquí un elemento que, en lo esencial, delimita una zona de
separación de fases para el fluido refrigerante, es decir, para
separar las fases gaseosa y líquida de este fluido. Es además
ventajoso que este contenedor delimite también una zona de
almacenaje del fluido refrigerante en fase líquida, constituyendo
así un depósito de líquido.
En la invención, los conductos formados en la
pared cilíndrica exterior son preferentemente paralelos.
Las bridas inferior y superior constituyen
mecanismos de cierre para obturar la pared cilíndrica exterior en
sus extremos inferior y superior. Las bridas inferior y superior
están ventajosamente provistas respectivamente de una garganta
inferior dispuesta para recibir el extremo inferior de la pared
cilíndrica exterior y de una garganta superior dispuesta para
recibir un extremo superior de la pared cilíndrica exterior.
En una forma de realización de la invención, el
contenedor comprende una pared cilíndrica interior separada
interiormente de la cilíndrica exterior para delimitar un espacio
anular, formando paso para la circulación del fluido refrigerante a
baja presión y baja temperatura, que comunica en la parte superior
con el contenedor y en la parte inferior con un paso de evacuación
del fluido refrigerante a baja presión y baja temperatura, que
atraviesa la brida inferior.
En esta primera forma de realización de la
invención, el espacio anular puede constituir un paso sin
obstáculos, o paso directo, para la circulación del fluido
refrigerante a baja presión y a baja temperatura. Como variante, el
espacio anular citado puede alojar un medio de intercambio de calor
para formar un conducto helicoidal entre la pared cilíndrica
exterior y la pared cilíndrica interior. Este medio de intercambio
de calor puede ser, por ejemplo, un conducto helicoidal o un tubo
capilar helicoidal que se prolonga en el contenedor.
En esta primera forma de realización, la pared
cilíndrica interior se conecta ventajosamente a un fondo abombado
que descansa contra la brida inferior.
La pared cilíndrica exterior está formada
ventajosamente por un perfil extrudido en el cual están formados
los conductos para la circulación del fluido refrigerante a alta
presión y a alta temperatura.
En una segunda forma de realización de la
invención, el dispositivo comprende un perfil extrudido que
conlleva unos conductos exteriores que constituyen los conductos
para la circulación del fluido refrigerante a alta presión y alta
temperatura y unos conductos interiores que constituyen el paso de
circulación del fluido refrigerante a baja presión y a baja
temperatura.
La alimentación en fluido refrigerante a baja
presión y baja temperatura, comunicando con el contenedor,
comprende ventajosamente medios para formar un remolino en el fluido
refrigerante a baja presión y temperatura que entra en el
contenedor para separar la fase gaseosa y la fase líquida del fluido
refrigerante.
Los medios que permiten formar este remolino
pueden estar constituidos por ejemplo por un tubo helicoidal
alojado en el contenedor, o aún por medios formando ciclón.
El dispositivo de la invención comprende
ventajosamente un mecanismo de retorno para asegurar la
transferencia de un aceite de lubricación vehiculado por el fluido
refrigerante desde el fondo del contenedor hacia el paso que
asegura la circulación del fluido refrigerante a baja presión y
temperatura.
Es ventajoso que la brida inferior comprenda un
paso interno formando un orificio de entrada apropiado para ser
conectado a la salida de un compresor y un orificio de salida
apropiado para ser conectado a la entrada de un enfriador de
gas.
En la invención, el fluido refrigerante es
ventajosamente dióxido de carbono.
En otro aspecto, la invención se refiere a un
enfriador de gas para un circuito de climatización recorrido por un
fluido refrigerante en fase gaseosa, estando equipado este enfriador
de un dispositivo combinado de intercambiador de calor interno y de
acumulador como se ha definido precedentemente.
El enfriador de gas comprende preferentemente un
colector que dispone de un orificio de entrada apropiado para ser
conectado a la salida de un compresor, a través de un paso
habilitado en la brida inferior, y de un orificio de salida
apropiado para ser conectado a un orificio de entrada de la brida
inferior.
En la descripción que sigue, hecha únicamente a
título de ejemplo, se hace referencia a los dibujos anexados, en
los cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática en
sección axial de un dispositivo combinado según una primera forma
de realización de la invención, mostrando el dibujo igualmente los
elementos del circuito de climatización al que este dispositivo
está conectado;
- la figura 2 es una vista detallada en sección
axial de la parte superior de un dispositivo análogo al de la
figura 1;
- la figura 3 es una vista del extremo de la
brida superior del dispositivo de la figura 2;
- la figura 4 es una vista en sección axial de
la parte inferior del dispositivo de la figura 2;
- la figura 5 es una vista en sección según la
línea V-V de la figura 4;
- la figura 6 es una vista en perspectiva de la
pared exterior y de la pared interior del dispositivo de las
figuras
1 a 4;
1 a 4;
- la figura 7 es una vista análoga a la de la
figura 6 en una variante de realización;
- la figura 8 es una vista en sección de la
pared del dispositivo, en una variante de realización donde el
fluido circula en varias pasadas;
- la figura 9 es una vista en sección axial de
una variante de realización en la cual el fluido refrigerante
procedente del acumulador circula por un tubo helicoidal;
- la figura 10 es una vista frontal de un
enfriador de gas integrando un dispositivo combinado según la
invención;
- la figura 11 es una vista en sección análoga
a la de la figura 5 en una variante de realización;
- la figura 12 es una vista en sección parcial,
a escala ampliada, tomada siguiendo la línea
XII-XII de la figura 11;
- la figura 13 es una vista en sección análoga
a la de la figura 5 en otra variante de realización; y
- la figura 14 es una vista en sección parcial,
a escala ampliada, tomada siguiendo la línea
XIV-XIV de la figura 13.
Se hace referencia en primer lugar a la figura
1, que representa un dispositivo combinado de intercambiador de
calor interno y de acumulador, designado en su conjunto por la
referencia 10. El dispositivo 10 forma parte de un circuito de
climatización recorrido por un fluido refrigerante gaseoso,
funcionando en el estado supercrítico, por ejemplo dióxido de
carbono (CO_{2}). Además del dispositivo 10, el circuito comprende
un compresor 12, un enfriador de gas 14, un regulador de presión 12
y un evaporador 18.
El dispositivo 10 comprende una pared cilíndrica
exterior 20, en el ejemplo de sección circular, en la cual están
formados una multiplicidad de conductos 22, en el ejemplo conductos
paralelos, para la circulación del fluido refrigerante a alta
presión y temperatura procedente del enfriador de gas 14. La pared
20 está limitada por una superficie interior 20a y una superficie
exterior 20b, ambas cilíndricas. La pared 20 está montada entre una
brida inferior 24 y una brida superior 26. La brida inferior 24 está
provista de una garganta inferior 28, aquí de forma circular,
dispuesta para recibir el extremo inferior de la pared cilíndrica
20. De manera correspondiente, la brida superior 26 está provista
de una garganta superior 30, aquí de forma circular, dispuesta para
recibir el extremo superior de la pared cilíndrica exterior 20.
Un contenedor 32 está dispuesto en el espacio
(volumen cilíndrico) definido por la pared cilíndrica exterior 20 y
las bridas 24 y 26. El contenedor 32 delimita a la vez una zona de
separación de las fases gaseosa y líquida del fluido refrigerante y
una zona de almacenaje del fluido refrigerante en fase líquida,
formando así un depósito de líquido para la acumulación del fluido
refrigerante.
Este contenedor comprende una pared cilíndrica
32 dispuesta coaxialmente y a distancia de la pared exterior 20 y
un fondo abombado 36, que reposa contra una cara superior 38 de la
brida inferior 24. Esta última está además limitada exteriormente
por una cara inferior 40. La pared 34 puede ser calificada de
"pared interior" del dispositivo en la medida en que está
separada interiormente de la pared exterior 20. La pared 34 está
limitada por una superficie interior 34a y una superficie exterior
34b. El fondo abombado 36 y la brida inferior 24 definen un
conducto anular para la evacuación del fluido refrigerante, como se
verá más adelante.
La brida superior 26 está limitada por una cara
inferior 42 y por una cara superior 44. las dos bridas están
realizadas ventajosamente en forma de bloque mecanizado.
La pared cilíndrica 34 del contenedor 32 consta
de un extremo abierto 46 que se sitúa a poca distancia d de
la cara inferior 42 de la brida superior. De este modo, el interior
del contenedor 32 puede comunicar con un paso 48 de forma anular
comprendido entre la pared exterior 20 y el contenedor, estando
destinado este paso a la circulación del fluido refrigerante a baja
presión y temperatura.
En la forma de realización de la figura 1, el
paso 48 citado se encuentra confundido con el espacio anular
delimitado entre la pared cilíndrica 34 del contenedor, que
constituye una pared interior, y la pared cilíndrica exterior 20.
Este espacio anular permite aquí un paso sin obstáculos, o paso
directo, para la circulación del fluido refrigerante a baja presión
y temperatura.
El espacio anular así formado comunica en la
parte inferior con un paso de evacuación 50 para el fluido
refrigerante a baja presión y temperatura, que atraviesa la brida
inferior 24, entre sus caras 38 y 40, y que constituye así un
orificio de salida 52. El paso 50 desemboca en la parte superior en
el conducto anular citado anteriormente, formado entre el fondo
abombado 36 y una cara superior 38 de la brida inferior 24.
La brida superior 26 consta de un paso de
alimentación 54 para el fluido refrigerante a baja presión y
temperatura. Este paso 54 está realizado en forma de un taladro que
atraviesa la brida 26 y desemboca sobre sus caras 42 y 44. El paso
54 forma un orificio de entrada 56 para el fluido refrigerante a
baja presión y temperatura procedente del evaporador 18.
En la parte inferior del paso 54 está acoplado
un extremo 58 de un tubo 60 dispuesto de manera helicoidal en el
interior del contenedor 32 y que termina en un extremo 62. Este tubo
helicoidal 60 establece medios para formar un remolino en el fluido
refrigerante a baja presión y temperatura que entra dentro del
contenedor. Esto permite separar las fases gaseosa y líquida del
fluido refrigerante. La fase líquida así separada se acumula en el
contenedor 32, estando identificado el nivel del líquido en la
figura 1 con la referencia N, mientras la fase gaseosa alcanza el
paso 48 para abandonar el dispositivo 10 por el paso de evacuación
50.
Por otro lado, el fluido refrigerante vehicula
un aceite que es necesario para garantizar la lubricación del
compresor 12. Este aceite de lubricación es evacuado del contenedor
32 por un mecanismo de retorno 64, realizado aquí en forma de un
tubo capilar, cuyo extremo inferior 66 llega al fondo del
contenedor, mientras que el extremo superior 68, en forma de
báculo, desemboca en la parte superior del paso 48.
La brida superior 26 consta además de un
orificio de salida 70 que comunica con la garganta superior 30 y que
es apropiado para ser conectado a la entrada del regulador de
presión 16.
La brida inferior 24 comprende un orificio 72
que desemboca en la garganta inferior 28 y que es apropiado para
ser conectado a la salida del enfriador de gas 14. Por otro lado, la
brida inferior 24 comprende un paso interno 74 realizado por dos
taladros en ángulo recto que comunican entre ellos y que desembocan
sobre la cara inferior 40 de la brida 24 y sobre la cara lateral 76
de la brida para formar un orificio de entrada 78 apropiado para
ser conectado a la salida del compresor 12 y un orificio de salida
80 apropiado para ser conectado a la entrada del enfriador de gas
14. Los orificios 72 y 80 de la brida 24 están situados próximos
uno de otro desembocando sobre la cara lateral 76, para facilitar la
conexión o la soldadura de la brida al enfriador de gas 14.
El circuito así equipado del dispositivo 10
funciona del modo siguiente. El fluido refrigerante gaseoso
procedente del compresor 12 atraviesa el paso interno 74 de la brida
24 para llegar al enfriador de gas 14. A continuación, el fluido
refrigerante llega a la garganta inferior 28 y después circula
verticalmente, de abajo a arriba, en los conductos 22 de la pared
20 como muestran las flechas. A continuación, el fluido refrigerante
llega a la garganta superior 30 y luego atraviesa sucesivamente el
regulador de presión y el evaporador 18 para llegar al orificio de
entrada 56. El fluido refrigerante llega entonces al contenedor 32
vía el tubo helicoidal 60. Debido al movimiento turbulento así
producido, las fases líquida y gaseosa del fluido refrigerante se
separan. El fluido refrigerante gaseoso llega a continuación al paso
48 para acceder al paso de evacuación 50 y regresar a la entrada
del compresor 12. Por su parte, el aceite de lubricación es evacuado
del fondo del contenedor por el tubo capilar 64 y es a continuación
vehiculado en el fluido refrigerante para permitir la lubricación
del compresor.
Gracias a esta construcción, se obtiene un
intercambio de calor entre el fluido refrigerante a alta presión y
temperatura que circula verticalmente de abajo a arriba en los
conductos 22 de la pared 20 y el fluido refrigerante a baja presión
y temperatura que circula verticalmente de arriba a abajo en el
espacio anular 48 definido entre la pared 20 y la pared cilíndrica
34 del contenedor. Esto permite obtener una estructura integrada de
volumen y peso reducidos con un mínimo de conexiones, estando estas
últimas agrupadas en su totalidad sobre las bridas 24 y 26.
Además, las prestaciones térmicas se incrementan
por el hecho de que el intercambio de calor entre el acumulador (es
decir, el contenedor 32) y el medio ambiente se reduce. De ello
resulta igualmente una reducción de las fugas posibles en razón al
reducido número de conexiones.
\newpage
En el ejemplo de realización de la figura 1, la
pared cilíndrica exterior 20 se ha realizado ventajosamente en
forma de un perfil extrudido, preferentemente de material metálico,
en el cual están formados los conductos paralelos 22. En este
ejemplo, el contenedor 32 está realizado en forma de un componente
separado, del tipo contenedor con fondo abombado, que es recibido
en el interior de esta pared 20. Sin embargo, como se verá más
adelante, se pueden considerar otras variantes de realización.
La figura 2 es una vista detallada de una parte
superior de un dispositivo 10 conforme a la figura 1. Los elementos
comunes con los de la figura 1 están designados por las mismas
referencias. Se distingue además un taladro realizado en forma de
un agujero ciego que desemboca sobre la cara superior 44 de la brida
superior 26. Este taladro está destinado a la fijación de una
contra-brida (no representada) mediante un tornillo
o análogo.
En la figura 3, que es una vista del extremo de
la brida superior 26, se distingue igualmente el taladro 82 y los
orificios 56 y 76 (70??).
La figura 4 es una vista detallada de la parte
inferior del dispositivo combinado de la figura 2. Los elementos
comunes con los de la figura 1 están designados con las mismas
referencias numéricas. La brida inferior 24 comprende también un
taladro 84 realizado en forma de un agujero ciego que desemboca
sobre la cara inferior 40 de la brida 24. Este taladro está
destinado a permitir la fijación de una contra-brida
(no representada) mediante un tornillo o análogo.
La figura 5 es una vista en sección horizontal
del dispositivo de la figura 4. Muestra de manera detallada la
estructura de la pared cilíndrica 20, que está realizada en forma de
un perfil extrudido y que define los conductos 22. Se ve igualmente
que el contenedor 32 está realizado en forma de un componente
distinto que está alojado coaxialmente en el interior de la pared
20.
La figura 6 es una vista en perspectiva
mostrando la disposición coaxial de la pared exterior 20 y de la
pared interior 34 del contenedor 32.
En la forma de realización de la figura 7, el
dispositivo comprende un perfil extrudido 86 que conlleva por una
parte unos conductos exteriores 22 que constituyen los conductos
paralelos para la circulación del fluido refrigerante a alta
presión y a alta temperatura y unos conductos interiores 88 que
constituyen el paso de circulación del fluido refrigerante a baja
presión y temperatura. Los conductos 20 y 22 están dispuestos según
una configuración circular que rodea otra configuración circular
formada por los conductos 88. De este modo, el fluido refrigerante
a alta presión y temperatura circula a contracorriente con el fluido
refrigerante a baja presión y temperatura.
En las formas de realización precedentes, el
fluido refrigerante circula en una sola pasada, tanto en los
conductos 22 como en el paso 48 o los conductos 88. Sin embargo, se
puede considerar hacer circular el fluido en varias pasadas. Como
se muestra en la figura 8, la pared exterior 20 está dividida en dos
partes, una parte 20A para la circulación del fluido en una
dirección y una parte 20B para la circulación del fluido en otra
dirección. De manera correspondiente, el paso 48 está dividido en
dos partes, una parte 48A en correspondencia con la parte 20A y una
parte 48B en correspondencia con la parte 20B. Por ejemplo, el
fluido puede circular de arriba a abajo en la parte 20A y de abajo
a arriba en la parte 20B, de abajo a arriba en la parte 48A y de
arriba a abajo en la parte 48B. Esto supone, desde luego, habilitar
las gargantas de las bridas para permitir cada vez un retorno del
fluido.
Se hace referencia ahora a la figura 9 que
representa otra variante de realización en la cual el espacio
anular comprendido entre la pared exterior 20 y la pared 34 del
contenedor 32 aloja un medio de intercambio de calor 90, por
ejemplo un hilo metálico plano bobinado helicoidal alrededor de la
pared 34, para formar un conducto helicoidal 91 entre las paredes
20 y 34. Como variante, puede tratarse de un tubo capilar enrollado
de manera helicoidal que se prolonga en el contenedor para formar el
tubo 64 mencionado más arriba. El objetivo buscado es reducir la
sección de paso en el paso anular 48 con el fin de provocar un
aumento de la velocidad de circulación del fluido refrigerante a
baja presión y temperatura. Este aumento de velocidad tiene un
impacto positivo sobre el coeficiente de intercambio térmico entre
la pared 20 y el fluido refrigerante.
La figura 10 muestra un enfriador de gas 14
equipado de un dispositivo combinado 10 según la invención. El
enfriador de gas 14 comprende un marco 92 montado entre dos
colectores tubulares 94 y 96 apropiados para estar dispuestos
verticalmente. El dispositivo combinado 10 está implantado de manera
sensiblemente vertical y coaxial a lo largo del colector 94. La
brida inferior 24 comprende, como en las figuras 1 y 4, un orificio
de entrada 72 y un orificio de salida 80. El orificio de salida 80
es apropiado para ser conectado a un orificio de entrada 98 del
colector 94 para la conexión del colector a la salida del compresor
12 a través del paso 74 habilitado en la brida inferior. El
colector 94 comprende además un orificio de salida 100 apropiado
para ser unido al orificio de entrada 72 de la brida inferior que
desemboca en la garganta inferior 28. Se ha representado igualmente
en la figura 10 los orificios 52 y 78 de la brida inferior que
permiten la unión con el compresor 12 así como los orificios 70 y
56 de la brida superior que permiten la unión con el regulador de
presión 16 y el evaporador 18.
En la forma de realización de las figuras 11 y
12, la pared cilíndrica 34 del contenedor 32 posee una superficie
exterior 34b de forma muy ligeramente ondulada para crear
acanaladuras que son presionadas contra la superficie interior 20a
de la pared 20 y formar así unos conductos 102 para la circulación
del fluido refrigerante a baja presión y temperatura. Estos
conductos 102 forman así conjuntamente el paso 48 mencionado
anteriormente. El contenedor 32 está así en contacto térmico con el
perfil 20 y la superficie de intercambio en contacto con el fluido
refrigerante a baja presión y temperatura aumenta considerablemente.
Además, la superficie interior 34a de la pared 34 está provista de
un revestimiento aislante 104 para reducir la transferencia de
calor de la pared 20 hacia el fluido refrigerante en forma líquida
que está contenido en el contenedor 32.
Las figuras 13 y 14 ilustran otra variante en la
cual un cilindro 106 con superficie ondulada está insertado entre
la superficie interior 20a de la pared 20 y la superficie exterior
34b de la pared 34. El cilindro ondulado 106 está soldado sobre la
pared 20, estando realizados ambos por ejemplo con un material a
base de aluminio. En cambio, el contenedor 32 está realizado con un
material que no se suelda fácilmente con el aluminio, por ejemplo
acero, para resistir la temperatura de soldadura. En esta forma de
realización, el contenedor 32 no está provisto de un revestimiento
interior 104.
La invención no se limita a las formas de
realización descritas anteriormente a título de ejemplos y se
extiende a otras variantes.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante es sólo para conveniencia del lector. No forma parte
del documento de Patente Europea. Aunque se haya tenido un gran
cuidado en recoger las referencias, no puede excluirse la presencia
de errores u omisiones y por ello la EPO declina cualquier
responsabilidad a este respecto.
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\bullet US 6539746 B [0006]
\bullet US 6189334 B [0008]
\bullet US 6751983 B [0008]
Claims (19)
-
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1. Dispositivo combinado de intercambiador de calor interno y de acumulador para un circuito de climatización recorrido por un fluido refrigerante, caracterizado por el hecho de que comprende una pared cilíndrica exterior (20) en la que están formados una multiplicidad de conductos (22) para la circulación del fluido refrigerante a alta presión y temperatura, una brida inferior (24) apropiada para cerrar un extremo inferior de la pared cilíndrica exterior (20), una brida superior (26) apropiada para cerrar un extremo superior de la pared cilíndrica exterior (20), unos orificios de acceso (52, 78; 56, 70) para el fluido refrigerante habilitados en las bridas inferior y superior, un contenedor (32) dispuesto en el espacio definido por la pared cilíndrica exterior (20) y las bridas inferior y superior, una alimentación (54) de fluido refrigerante a baja presión y temperatura que se comunica con el contenedor (32), y un paso (48; 88; 90) para la circulación del fluido refrigerante a baja presión y temperatura habilitado entre la pared cilíndrica exterior (20) y el contenedor (32) y alimentado a partir del contenedor. - 2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el contenedor (32) delimita una zona de separación de fases para el fluido refrigerante, así como una zona de almacenaje del fluido refrigerante en fase líquida.
- 3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que los conductos (22) formados en la pared cilíndrica exterior (20) son paralelos.
- 4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que las bridas inferior (24) y superior (26) están provistas respectivamente de una garganta inferior (28) dispuesta para recibir el extremo inferior de la pared cilíndrica exterior (20) y de una garganta superior (30) dispuesta para recibir un extremo superior de la pared cilíndrica exterior (20).
- 5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que el contenedor (32) comprende una pared cilíndrica interior (34) separada interiormente de la pared cilíndrica exterior (20) para delimitar un espacio anular (48), formando paso para la circulación del fluido refrigerante a baja presión y temperatura, que se comunica en la parte superior con el contenedor (32) y en la parte inferior con un paso de evacuación (50) del fluido refrigerante a baja presión y temperatura, que atraviesa la brida inferior (24).
- 6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el espacio anular (48) constituye un paso sin obstáculos para la circulación del fluido refrigerante a baja presión y temperatura.
- 7. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el espacio anular (48) aloja unos medios de intercambio de calor (90; 64) para formar un conducto helicoidal entre la pared cilíndrica exterior (20) y la pared cilíndrica interior (34).
- 8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que los medios de intercambio de calor son un conducto helicoidal (90).
- 9. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que los medios de intercambio de calor son un tubo capilar helicoidal (64) que se prolonga en el contenedor (32).
- 10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado por el hecho de que la pared cilíndrica interior (34) del contenedor está conectada a un fondo abombado (36) que se apoya contra la brida inferior (24).
- 11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado por el hecho de que la pared cilíndrica exterior (20) está formada por un perfil extrudido, en el cual está formados los conductos (22) para la circulación del fluido refrigerante a alta presión y temperatura.
- 12. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende un perfil extrudido (86) que comprende conductos exteriores (22) que constituyen los conductos para la circulación del fluido refrigerante a alta presión y temperatura y conductos interiores (88) que constituyen el paso de circulación del fluido refrigerante a baja presión y temperatura.
- 13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de que la alimentación (54) de fluido refrigerante a baja presión y temperatura, que se comunica con el contenedor (32), comprende medios (60) para formar un remolino en el fluido refrigerante a baja presión y temperatura que entra en el contenedor, para separar la fase gaseosa y la fase líquida del fluido refrigerante.
- 14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que los medios para formar un remolino comprenden un tubo helicoidal (60) alojado en el contenedor (32).
- 15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por el hecho de que comprende un mecanismo de retorno (64) para asegurar la transferencia de un aceite de lubricación transportado por el fluido refrigerante desde el fondo del contenedor (32) hacia el paso (48) para la circulación del fluido refrigerante a baja presión y temperatura.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 16. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por el hecho de que la brida inferior (24) comprende un paso interno (74) que forma un orificio de entrada (78) apropiado para conectarse a la salida de un compresor (12) y un orificio de salida (80) apropiado para conectarse a la entrada de un enfriador de gas (14).
- 17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por el hecho de que el fluido refrigerante es dióxido de carbono.
- 18. Enfriador de gas para un circuito de climatización recorrido por un fluido refrigerante en fase gaseosa, caracterizado por el hecho de que está equipado con un dispositivo combinado (10) de intercambiador de calor interno y de acumulador según una de las reivindicaciones 1 a 17.
- 19. Enfriador de gas según la reivindicación 18, caracterizado por el hecho de que comprende un colector (94) con un orificio de entrada (98) apropiado para conectarse a la salida de un compresor (12) a través de un paso (74) habilitado en la brida inferior (24), y un orificio de salida (100) apropiado para conectarse a un orificio de entrada de la brida inferior (24).
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