ES2319447T3 - Intercambiador de calor fcil de montar y con transferencia de calor mejorada. - Google Patents

Abstract

Intercambiador de calor (1, 50) que comprende un cuerpo en el que están dispuestos una serie de primeros (18) canales de circulación de fluido y una serie de segundos (20) canales de circulación de fluido, caracterizado por el hecho de que el cuerpo comprende un primer elemento de cuerpo (2) de perfil almenado que consta de por lo menos una primera ranura (14) y de por lo menos una primera nervadura (6), alojando cada primera nervadura (6) por lo menos uno de los primeros canales de circulación de fluido (18), y un segundo elemento de cuerpo (4) de perfil almenado que consta de por lo menos una segunda nervadura (8) y de por lo menos una segunda ranura (16), alojando cada segunda nervadura (8) por lo menos uno de los segundos canales de circulación de fluido (20), imbricándose el primer (2) y segundo (4) elementos de cuerpo de modo que cada primera nervadura (6) y cada segunda nervadura (8) sean recibidas respectivamente en una segunda ranura (16) y una primera ranura (14).

Description

Intercambiador de calor fácil de montar y con transferencia de calor mejorada.

La invención se refiere al campo de los intercambiadores de calor, por ejemplo, para un circuito de climatización de un vehículo automóvil.

La misma trata más particularmente sobre un intercambiador de calor que comprende un cuerpo en el que están dispuestas una serie de primeros canales de circulación de fluido y una serie de segundos canales de circulación de fluido intercalados.

Se conoce un intercambiador de calor de este tipo, por ejemplo, a partir del documento JP 2003-121086, el cual describe la utilización de un perfilado extruído como cuerpo, en el cual están dispuestos unos primeros y segundos canales de circulación de fluido. Es necesario unir los primeros y segundos canales de circulación de fluido a unas cajas colectoras o colectores distintos. Para ello, el documento JP 2003-121086 prevé que el perfilado atraviese transversalmente un primer y a continuación un segundo colector, ambos de forma cilíndrica. Un primer corte de la pared del perfilado en el nivel del primer colector cilíndrico pone en contacto el interior del colector cilíndrico y los primeros canales de circulación de fluido. Un segundo corte realizado en el nivel del segundo colector cilíndrico pone en comunicación el interior del segundo colector cilíndrico y los segundos canales de circulación de fluido. Aunque la realización del cuerpo del intercambiador de calor bajo la forma de un perfilado extruído le confiere una buena resistencia mecánica a la presión, la conexión de los canales de circulación de fluido con los colectores es delicada de llevar a la práctica y hace que el ensamblaje de un intercambiador de calor de este tipo resulte particularmente complejo.

Se conoce también un intercambiador de este tipo a partir del documento JP 2004 150673 A. El documento JP 2003-27927.6 describe un intercambiador de calor cuyo cuerpo está realizado bajo la forma de una pieza monobloque en la que está dispuesta una serie de canales de circulación de fluido alineados. En las extremidades de la pieza monobloque se han realizado a continuación unas series de cortes destinados a obtener unas series de dientes los cuales son atravesados por los canales de circulación de fluido. Para cada extremidad de la pieza monobloque, los dientes de la serie de dientes están plegados de forma alternada a un lado y otro de un plano que contiene la parte esencial de la pieza monobloque, definiendo una serie de primeros dientes y una serie de segundos dientes. Los dientes son recibidos a continuación en unas cajas colectoras cilíndricas o colectores distintos, los cuales pueden estar conectados al resto del circuito de climatización.

Un intercambiador de calor de este tipo es delicado de realizar, en particular a causa de la operación de corte y de plegado de los dientes.

La invención tiene como objetivo especialmente remediar los inconvenientes antes citados proponiendo un intercambiador de calor del tipo mencionado anteriormente, en el que el cuerpo comprende un primer elemento de cuerpo de perfil almenado que consta de por lo menos una primera ranura y de por lo menos una primera nervadura, alojando cada primera nervadura por lo menos uno de los primeros canales de circulación de fluido, y un segundo elemento de cuerpo de perfil almenado que consta de por lo menos una segunda nervadura y de por lo menos una segunda ranura, alojando cada segunda nervadura por lo menos uno de los segundos canales de circulación de fluido, imbricándose los primeros y segundos elementos de cuerpo de modo que cada primera nervadura y cada segunda nervadura sean recibidas respectivamente en una segunda ranura y una primera ranura.

En un modo de realización preferido, el perfil del primer elemento de cuerpo consta de una pluralidad de primeras ranuras que se alternan con una pluralidad de primeras nervaduras y el perfil del segundo elemento de cuerpo consta de una pluralidad de segundas nervaduras que se alternan con una pluralidad de segundas ranuras.

De forma ventajosa, cada primera nervadura aloja uno de los primeros canales de circulación de fluido, y cada segunda nervadura aloja uno de los segundos canales de circulación de fluido, de modo que los primeros y los segundos canales están intercalados. Esta configuración permite obtener unas buenas prestaciones de intercambio de calor.

Preferentemente, cada primera ranura y cada segunda nervadura tienen formas conjugadas de modo que cada primera ranura aloja completamente una segunda nervadura, y cada segunda ranura y cada primera nervadura tienen formas conjugadas de modo que cada segunda ranura aloja completamente una primera nervadura. Finalmente, esta configuración mejora el intercambio de calor entre el fluido que recorre los canales alojados dentro de la o las primeras nervaduras y el fluido que recorre los canales alojados dentro de la o las segundas nervaduras. Esta cooperación de forma mejora también la resistencia a la presión de los elementos de cuerpo ensamblados, puesto que cada nervadura de un elemento de cuerpo contribuye a soportar el esfuerzo resultante de la deformación de la nervadura adyacente del otro elemento de cuerpo. Asimismo, las presiones ejercidas por los fluidos que recorren dos nervaduras adyacentes de elementos de cuerpo diferentes, tienden a compensarse por medio de esta cooperación de forma.

En un modo de realización preferido de la invención, el primer elemento de cuerpo comprende una primera cara de unión y el segundo elemento de cuerpo comprende una segunda cara de unión, sobresaliendo respectivamente cada primera y cada segunda nervadura de las primera y segunda caras de unión de modo que cada primera y cada segunda nervadura define conjuntamente con la primera y segunda caras de unión respectivamente una primera y una segunda ranura. Esta configuración es fácil de llevar a la práctica puesto que se han de realizar solamente la o las nervaduras que sobresalen de las caras de unión. Además, esta configuración hace que la imbricación de los elementos de cuerpo resulte más sencilla.

Como variante de realización de la invención, el segundo elemento de cuerpo comprende además una tercera cara de unión de la cual sobresale por lo menos una tercera nervadura que define por lo menos una tercera ranura, alojando cada tercera nervadura por lo menos uno de los terceros canales de circulación de fluido.

De este modo, el intercambiador comprende además un tercer elemento de cuerpo de perfil almenado que consta de una cuarta cara de unión de la cual sobresale por lo menos una cuarta nervadura y por lo menos una cuarta ranura, alojando cada cuarta nervadura por lo menos uno de los cuartos canales de circulación de fluido, imbricándose los segundo y tercer elementos de cuerpo de modo que cada tercera nervadura y cada cuarta nervadura sean recibidas respectivamente en una cuarta y una tercera ranura.

En este caso, se prevé que las segunda y tercera caras de unión del segundo elemento de cuerpo estén en oposición, en el sentido de que cada segunda nervadura esté frente a una tercera ranura y en el sentido de que cada tercera nervadura esté frente a una segunda ranura, lo cual permite reducir el material utilizado en la construcción del intercambiador de calor y en particular el material presente entre los canales de circulación de fluido, el cual perjudica el intercambio de calor.

De forma ventajosa, por lo menos uno de los elementos de cuerpo presenta una cara libre en oposición a una cara de unión, presentando dicha cara libre por lo menos una ranura suplementaria con respecto a una nervadura de la cara de unión. Esta ranura suplementaria permite "eliminar" material y consigue así que la fabricación del intercambiador de calor resulte menos costosa en cuanto a materia prima. El intercambiador de calor es también menos pesado y esta eliminación de material impide un almacenamiento de calor inútil en el nivel de la cara libre.

Preferentemente, cada nervadura de cada cara de unión se prolonga a un lado y otro de dicha cara de unión de manera que forma cada vez un primer y un segundo diente. El intercambiador de calor comprende así unos primeros y segundos colectores de fluido adjuntos a cada elemento de cuerpo, estando dotado, cada uno de los primeros y segundos colectores, de agujeros de forma adaptada para alojar por lo menos en parte dichos dientes de manera que los canales de circulación de fluido desembocan cada uno de ellos en un primer y un segundo colector. Esto constituye un medio sencillo de unir los canales de circulación de fluido a los colectores, los cuales a continuación, por ejemplo, se unen al resto del circuito de climatización.

De forma ventajosa, cada primera nervadura de dicho primer elemento de cuerpo presenta unas partes acodadas que unen cada una de ellas un diente a una parte central de la primera nervadura de manera que dichos primer y segundo dientes queden dispuestos respectivamente dentro de unos planos inclinados con respecto a dicha primera cara de unión, lo cual permite desplazar los colectores del plano en el que se sitúa el cuerpo del intercambiador de calor con el fin de ganar espacio y de no obstaculizar el apoyo del segundo elemento de cuerpo que llega a imbricarse con el primer elemento de cuerpo.

Por las mismas razones, en el modo de realización preferido, cada segunda nervadura de dicho segundo elemento de cuerpo presenta una parte acodada que une un primer y un segundo dientes a una parte central de dicha segunda nervadura de manera que cada diente quede dispuesto en un plano inclinado con respecto a dicha segunda cara de unión.

En dicha variante de realización de la invención, es interesante procurar que cada cuarta nervadura de dicho tercer elemento de cuerpo presente una parte acodada que una un primer y un segundo diente a una parte central de dicha cuarta nervadura de manera que cada diente quede dispuesto en un plano inclinado con respecto a dicha cuarta cara de unión. En este caso, queda suficiente espacio para alojar colectores adjuntos al segundo elemento de cuerpo.

Es por lo tanto posible procurar que cada primer y cada segundo diente de las segunda y tercera caras de unión sean recibidos respectivamente por una parte en un mismo primer colector y por otra parte en un mismo segundo colector.

En todos los modos de realización antes mencionados, es preferible que los primeros canales de circulación de fluido y los segundos canales de circulación de fluido estén dispuestos respectivamente en la primera y la segunda ranura de manera que los primeros canales de circulación de fluido y los segundos canales de circulación de fluido estén alineados. Esto permite reducir la separación entre los canales de circulación de fluido para mejorar el intercambio térmico.

Preferentemente, cada elemento de cuerpo se forma como una pieza perfilada y monobloque, obtenido, por ejemplo, por extrusión, lo cual constituye una puesta en práctica sencilla de la invención. Además, la realización de los elementos de cuerpo como piezas monobloque ofrece la mejor resistencia posible a la presión. La extrusión permite realizar fácilmente los canales de circulación de fluido.

De forma ventajosa, cada primera nervadura y cada segunda ranura tienen dimensiones seleccionadas conjuntamente según un ajuste preciso. Esto permite encajar los elementos de cuerpo a presión y así eludir una operación de soldadura con o sin aporte. En una operación de soldadura con o sin aporte. En una operación de soldadura con aporte, el metal de aportación es susceptible de debilitar la resistencia a la corrosión del cuerpo y de reducir su resistencia mecánica a la presión ejercida por los fluidos. Tanto en el caso de la soldadura con aporte como la soldadura sin aporte, el calentamiento y a continuación el enfriamiento de los elementos de cuerpo inducen una modificación de su estructura metalográfica; estas modificaciones son susceptibles de reducir la resistencia a la presión del cuerpo de intercambiador.

Las nervaduras de por lo menos uno de los elementos de cuerpo pueden presentar una sección trapezoidal o cuadrada.

Preferentemente, cada primera nervadura, cada segunda ranura, cada primera ranura y las segundas nervaduras tienen una sección idéntica de modo que el primer y segundo elementos de cuerpo tienen forma idéntica. Así, los elementos de cuerpo se realizan como piezas idénticas que a continuación son emparejadas. Esto permite reducir los costes y facilita la fabricación del intercambiador de calor.

De forma ventajosa, los elementos de cuerpo de los cuales cada nervadura presenta partes acodadas están combados en las proximidades de sus extremos para formar dichas partes acodadas, lo cual permite acodar el conjunto de nervaduras en una misma operación de fabricación.

En un modo de realización particularmente ventajoso, el intercambiador de calor se realiza bajo la forma de un intercambiador de calor interno para un circuito de climatización.

Se pondrán de manifiesto otras características y ventajas de la invención al examinar la descripción detallada que se ofrece a continuación, y los dibujos adjuntos en los que:

- la figura 1 es una vista parcial en perspectiva de un intercambiador de calor según la invención en un modo de realización preferido,

- la figura 2 es una vista parcial en sección del intercambiador de la figura 1 según un plano (X, Z),

- la figura 3 es una vista parcial en sección del intercambiador de calor de la figura 1, según un plano (X, Z) en una variante de realización,

- la figura 4 es una vista parcial en sección del intercambiador de calor de la figura 1, según un plano (X, Z) en otra variante de realización,

- la figura 5 es una vista en perspectiva de un detalle de la figura 1,

- la figura 6 es una vista parcial en perspectiva de un intercambiador de calor según la invención en otro modo de realización,

- la figura 7 es una vista en sección del intercambiador de calor de la figura 6 según un plano (X, Z), y

- la figura 8 es un esquema que ilustra una puesta en práctica preferida del intercambiador de calor de la figura 1, en un circuito de climatización, y

- la figura 9 es una vista en sección de un intercambiador de calor según la invención en otro modo de realización.

Los dibujos adjuntos podrán servir no solamente para completar la invención, sino también, llegado el caso, para contribuir a su definición.

La figura 1 ilustra un intercambiador de calor 1 según la invención en un primer modo de realización, visto en perspectiva.

El intercambiador de calor 1 está constituido por un primer elemento de cuerpo 2 y un segundo elemento de cuerpo 4, ambos de forma alargada y de aspecto en general rectangular, realizados bajo la forma de perfilados metálicos, cuya sección se ilustra en la figura 2, que es un corte transversal de los elementos de cuerpo 2 y 4 ensamblados, según un plano (X, Z).

Tal como muestra la figura 2, los elementos de cuerpo 2 y 4 presentan unos perfiles almenados compuestos por primeras y segundas nervaduras longitudinales 6 y 8 respectivamente, de sección cuadrada que recorren todo lo largo de los elementos de cuerpo 2 y 4 respectivamente. Las primeras 6 y segundas 8 nervaduras longitudinales sobresalen respectivamente de una primera 10 y de una segunda 12 caras de unión sensiblemente rectangulares y en oposición respectivamente cada una de ellas a una cara libre también rectangular designada por las referencias numéricas 9 y 11.

Las segundas y primeras nervaduras longitudinales delimitan conjuntamente con las primeras 10 y segundas 12 caras de unión una serie de ranuras longitudinales 14 y 16 de sección cuadrada y cuyas dimensiones son parecidas respectivamente a las dimensiones de las segundas 8 y primeras 6 nervaduras longitudinales. Cada primera 14 ó segunda 16 ranura longitudinal tiene como fondo la primera 10 ó segunda 12 cara de unión y como pared los flancos de primeras 6 ó segundas nervaduras longitudinales respectivamente. Las primeras 6 y segundas 8 nervaduras longitudinales son atravesadas respectivamente por unos primeros 18 y segundos 20 canales de circulación de fluido longitudinales de sección circular y destinados respectivamente a la circulación de un primer y de un segundo fluidos a través del intercambiador de calor.

Debe indicarse que las expresiones primer fluido y segundo fluido pueden designar un mismo fluido considerado en unos estados de temperatura y/o de presión diferentes. Por ejemplo, en un circuito de climatización en el que circula un gas tal como dióxido de carbono CO2, la expresión primer fluido se refiere al gas en un estado de alta presión y de alta temperatura mientras que la expresión segundo fluido está relacionada con este mismo gas en un punto diferente del circuito en un estado de baja presión y de baja temperatura.

Las primeras nervaduras longitudinales 6 están en contacto por todo su perímetro con el perímetro de las segundas ranuras longitudinales 16 y el perímetro de las segundas nervaduras longitudinales 8 está en contacto con los perímetros de las primeras ranuras longitudinales 16. Actuando de este modo, se produce un intercambio de calor entre los primeros 18 y los segundos 20 canales de circulación de fluido por medio de unos primeros 2 y segundos 4 elementos de cuerpo, puestos ellos mismos en contacto térmico por medio de ranuras y de nervaduras.

La tolerancia sobre las dimensiones de las primeras 6 y segundas 8 nervaduras longitudinales así como sobre las primeras 14 y segundas 16 ranuras longitudinales destinadas a recibirlas se selecciona preferentemente de manera que garantice un ajuste preciso entre el primer 2 y el segundo 4 elementos de cuerpo. Actuando de este modo, el ensamblaje o la imbricación del primer 2 y el segundo 4 elementos de cuerpo se puede realizar a presión, por ejemplo, por medio de una prensa, y permite eludir de este modo una soldadura sin material de aporte, la cual perjudica, en particular a causa del metal de aporte necesario, a los cambios térmicos entre el primer 2 y el segundo 4 elementos de cuerpo.

La figura 3 ilustra una variante de realización del intercambiador de calor de la figura 1, en la que la primera 9 y segunda 11 caras libres del primer 2 y segundo 4 elementos de cuerpo respectivamente presentan una serie de ranuras longitudinales suplementarias respectivamente 22 y 24 con respecto a, respectivamente, una primera 6 y segunda 8 ranuras longitudinales y destinadas a eliminar material con el fin de reducir los costes en cuanto a materia prima, reducir la masa del intercambiador de calor, y sobre todo evitar una pérdida inútil de calor, por las caras libres, favoreciendo su aislamiento térmico. Este aislamiento se ve favorecido por el vaciado de una parte del material.

El primer 2 y segundo 4 elementos de cuerpo están curvados o combados en ambos extremos respectivos de los mismos según un ángulo próximo a 90º. Como las primeras 6 y segundas 8 nervaduras longitudinales están en apoyo sobre la primera 14 y segunda 16 caras de unión, el plegado del primer 2 y el segundo 4 elementos de cuerpo produce en las primeras 6 y segundas 8 nervaduras longitudinales unas partes acodadas a un lado y otro de una parte sensiblemente plana. Las partes acodadas de las primeras nervaduras longitudinales 6 del primer elemento de cuerpo 2 están designadas por las referencias numéricas 26 y 28, mientras que las partes acodadas de las segundas nervaduras longitudinales 8 del segundo elemento de cuerpo 4 están designadas respectivamente por las referencias numéricas 30 y 32.

Las primeras nervaduras longitudinales 6 se prolongan a un lado y a otro de la primera cara de unión 14, en la continuación de las partes acodadas 26 y 28, por unas primeras series de dientes 34, los cuales son de sección idéntica a las primeras nervaduras longitudinales 6. Las primeras series de dientes 34 son atravesadas por los primeros canales de circulación de fluido 18. Debido a las partes acodadas 26 y 28, las primeras series de dientes 34 están dispuestas en unos planos inclinados sensiblemente 90º con respecto a la primera cara de unión 14.

Asimismo, las segundas nervaduras longitudinales 8 del segundo elemento de cuerpo 4 se prolongan a un lado y otro de la segunda cara de unión 16 por unas segundas series de dientes 36 cuya sección es idéntica a la sección de las segundas nervaduras longitudinales 8 y que son atravesadas por los segundos canales de circulación de fluido 20.

Se observa que las partes acodadas 26, 28, 30 y 32 desvían las series de dientes 34 y 36 de las caras de unión 14 y 16 hacia el lado opuesto del otro elemento de cuerpo 2 ó 4.

Cada serie de dientes 34 y 36 es recibida en unos colectores de fluido 40 cilíndricos y constituidos por dos carcasas semicilíndricas 42 y 44 ensambladas entre sí. Para cada colector de fluido 40, una de las semicarcasas semicilíndricas 44 presenta una sucesión de agujeros 46 de sección idéntica a la sección de las primeras 34 y segundas 36 series 46 de dientes. Cada colector de fluido 40 recibe así las primeras 34 ó segundas 36 series de dientes, de manera que los primeros 18 ó segundos 20 canales de circulación de fluido desembocan en el interior de unos colectores de fluido 40. La unión entre los colectores de fluido 40 y el resto de un circuito hidráulico está prevista por medio de un sistema de tuercas 48 adaptado para la conexión de una manguera de circulación de fluido y bien conocido para los expertos en la materia.

De forma ventajosa, los primeros 2 y segundos 4 elementos de cuerpo se realizan como piezas monobloque perfiladas obtenidas por extrusión. La curvatura de los primeros 2 y segundos 4 elementos de cuerpo se obtiene por una operación de combadura posterior.

Aunque en el presente documento se hayan descrito unas primeras 6 y segundas 8 nervaduras longitudinales de sección cuadrada, son factibles otras formas, tal como ilustra la figura 4, la cual presenta unas ranuras longitudinales 6 y 8 de sección trapezoidal, cuya base mayor está en apoyo sobre la primera 10 y segunda 12 caras de unión. Asimismo, los primeros 18 y segundos 20 canales de circulación de fluido se han descrito en el presente documento con una sección y dimensión idéntica, aunque es factible prever unos canales de forma diferente y/o de dimensión diferente.

Un intercambiador de calor 1 de este tipo está adaptado particularmente para el intercambio de calor entre unos fluidos a presión muy alta. Efectivamente, las piezas monobloque están adaptadas particularmente para resistir fuertes presiones. Además, en la disposición ilustrada en este caso, la presión presente en el interior del primer y el segundo canales de circulación de fluido tiende a mantener juntos el primer 2 y el segundo 4 elementos de cuerpo.

La figura 6 es una vista en perspectiva y parcial de un intercambiador de calor 50 según la invención en una variante de realización, destinada a permitir un intercambio de calor entre tres fluidos en circulación en el interior del intercambiador de calor 50. La figura 6 debe considerarse conjuntamente con la figura 7, que es una sección transversal del intercambiador de calor 50 de la figura 6.

En el intercambiador de calor 50 de la figura 6, entre el primer 2 y segundo 4 elementos de cuerpo se ha intercalado un elemento de cuerpo intermedio 51, el cual se presenta en forma de una pieza perfilada alargada de perfil almenado. El elemento de cuerpo intermedio 51 presenta una tercera cara de unión 52 y una cuarta cara de unión 54 en oposición con respecto a e idénticas a las que sobresalen respectivamente de las terceras 56 y cuartas 58 nervaduras longitudinales de sección cuadrada y de forma semejante a las nervaduras longitudinales descritas más arriba. Las terceras y cuartas 58 nervaduras longitudinales delimitan una serie de ranuras longitudinales 60 y 62 conjuntamente con la tercera 52 y cuarta 54 caras de unión.

Las terceras y cuartas ranuras longitudinales 60 y 62 alojan exactamente las primeras 6 y segundas 8 ranuras longitudinales del primer 2 y segundo 4 elementos de cuerpo tal como se ha descrito más arriba. Las terceras 56 y cuartas 58 nervaduras longitudinales son atravesadas por unos terceros 64 y cuartos 66 canales de circulación de fluido, de sección circular e idéntica. Una vez imbricados, por una parte el primer elemento de cuerpo 2 y el elemento de cuerpo intermedio 51 y por otra parte el segundo elemento de cuerpo 4 y el elemento de cuerpo intermedio 51, los primeros 18 y terceros 64 canales de circulación de fluido quedan intercalados y alineados, del mismo modo que los cuartos 66 y segundos 20 canales de circulación de fluido.

A diferencia del primer 2 y el segundo 4 elementos de cuerpo, el elemento de cuerpo intermedio 51 no está combado por sus extremos. Las terceras 56 y cuartas 58 nervaduras longitudinales se prolongan a un lado y otro de la tercera 52 y cuarta 54 caras de unión en unas terceras y cuartas series de dientes de sección idéntica a las nervaduras no representadas. Las terceras y cuartas series de dientes están dispuestas según unos planos idénticos al plano que contiene la parte esencial del elemento de cuerpo intermedio 51. Las terceras y cuartas series de dientes son recibidas en unos colectores de fluido 40 del tipo descrito anteriormente. La combadura del primer 2 y el segundo 4 elementos de cuerpo permite preparar el suficiente espacio para disponer los colectores de fluido 40 adjuntos al elemento de cuerpo intermedio 51. De este modo, se reduce el espacio ocupado global del intercambiador de calor de la figura 6. Evidentemente, en este caso se han descrito unas terceras 56 y cuartas 58 nervaduras longitudinales de sección cuadrada, aunque son factibles otras formas, por ejemplo, unas secciones de forma trapezoidal.

El intercambiador objeto de la invención puede constar de varios elementos de cuerpo intermedios 51 apilados e imbricados entre sí. Esto con el fin de aumentar la capacidad de intercambio de calor del cuerpo para un espacio ocupado determinado según la dirección Y. En este caso, los elementos de cuerpo intermedios 51 se combarían por sus extremos, con el fin de alojar los colectores correspondientes.

Preferentemente, los elementos de cuerpo se realizan con aleación de aluminio, aunque son viables otros materiales.

La figura 8 ilustra un circuito de climatización, por ejemplo, para un vehículo automóvil, en el que está integrado el intercambiador de calor 1 de la figura 1. El circuito de climatización de la figura 8 comprende esencialmente un compresor 80. Un fluido refrigerante, por ejemplo, dióxido de carbono CO2, enviado por el compresor 80 atraviesa a continuación un refrigerador de gas 82, del cual sale en un estado de alta presión y de alta temperatura. A la salida del refrigerador de gas 82, el fluido atraviesa el intercambiador interno 1 pasando por los primeros canales de circulación de fluido 18 y después es expandido en un dispositivo de expansión 84. El fluido así expandido es transportado a continuación hacia un evaporador 86 y después hacia un acumulador 88, antes de volver al intercambiador de calor 1 en un estado de baja presión y de baja temperatura, el cual es atravesado por el mismo pasando por los segundos canales de circulación de fluido 20. En esta configuración, en la que el intercambiador de calor 1 es atravesado por un mismo fluido en estados diferentes, dicho intercambiador se designa por la expresión intercambiador interno. En este intercambiador interno, el fluido refrigerante a baja presión intercambia calor con el fluido a alta presión que proviene del refrigerador de gas. A la salida del intercambiador de calor 1, el fluido llega nuevamente al compresor 80 y así sucesivamente.

La figura 9 es una vista en sección de un intercambiador de calor según la invención en otro modo de realización. En este modo de realización, el intercambiador de calor consta de una sola segunda nervadura 8 que aloja el conjunto de los segundos canales de circulación de fluido y que se imbrica en una única primera nervadura 14 del primer elemento de cuerpo 2. El elemento de cuerpo 2 consta de dos primeras nervaduras 6 que alojan cada una de ellas varios primeros canales de circulación de fluido 18 y que se imbrican en dos segundas ranuras 16 del segundo elemento de cuerpo 4.

La invención no se limita a los modos de realización descritos anteriormente en el presente documento, solamente a título de ejemplo, sino que la misma engloba todas las variantes que puedan idear los expertos en la materia en el marco de las reivindicaciones que se ofrecen a continuación.

\vskip1.000000\baselineskip

Referencias citadas en la descripción

Esta lista de referencias citadas por el solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

\bullet JP 2003121086 A [0003] [0003]

\bullet JP 2004150673 A [0004]

\bullet JP 2003279276 A [0004]

Claims (22)

1. Intercambiador de calor (1, 50) que comprende un cuerpo en el que están dispuestos una serie de primeros (18) canales de circulación de fluido y una serie de segundos (20) canales de circulación de fluido, caracterizado por el hecho de que el cuerpo comprende un primer elemento de cuerpo (2) de perfil almenado que consta de por lo menos una primera ranura (14) y de por lo menos una primera nervadura (6), alojando cada primera nervadura (6) por lo menos uno de los primeros canales de circulación de fluido (18), y un segundo elemento de cuerpo (4) de perfil almenado que consta de por lo menos una segunda nervadura (8) y de por lo menos una segunda ranura (16), alojando cada segunda nervadura (8) por lo menos uno de los segundos canales de circulación de fluido (20), imbricándose el primer (2) y segundo (4) elementos de cuerpo de modo que cada primera nervadura (6) y cada segunda nervadura (8) sean recibidas respectivamente en una segunda ranura (16) y una primera ranura (14).

2. Intercambiador de calor según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el perfil del primer elemento de cuerpo (2) consta de una pluralidad de primeras ranuras (14) que se alternan con una pluralidad de primeras nervaduras (6) y por el hecho de que el perfil del segundo elemento de cuerpo (4) consta de una pluralidad de segundas nervaduras (8) que se alternan con una pluralidad de segundas ranuras (16).

3. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que cada primera nervadura (6) aloja uno de los primeros canales de circulación de fluido (18), y de que cada segunda nervadura (8) aloja uno de los segundos canales de circulación de fluido (20), de modo que los primeros (18) y los segundos (20) canales están intercalados.

4. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que cada primera ranura (14) y cada segunda nervadura (8) tienen formas conjugadas de modo que cada primera ranura (14) aloja completamente una segunda nervadura (8), y por el hecho de que cada segunda ranura (16) y cada primera nervadura (6) tienen formas conjugadas de modo que cada segunda ranura (16) aloja completamente una primera nervadura (6).

5. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el primer elemento de cuerpo (2) comprende una primera cara de unión (10) y por el hecho de que el segundo elemento de cuerpo (4) comprende una segunda cara de unión (12), sobresaliendo respectivamente cada primera (6) y cada segunda (8) nervadura de la primera (10) y segunda (12) caras de unión de modo que cada primera (6) y cada segunda (8) nervadura define conjuntamente con la primera (10) y segunda (12) caras de unión respectivamente una primera (14) y una segunda (16) ranura.

6. Intercambiador de calor según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el segundo elemento de cuerpo (51) comprende además una tercera (54) cara de unión de la cual sobresale por lo menos una tercera nervadura (58) que define por lo menos una tercera ranura (62), alojando cada tercera nervadura (62) por lo menos uno de los terceros (66) canales de circulación de fluido, y por el hecho de que comprende además un tercer elemento de cuerpo (4) de perfil almenado que consta de una cuarta cara de unión (12) de la cual sobresale por lo menos una cuarta nervadura (16) y por lo menos una cuarta ranura (8), alojando cada cuarta nervadura (8) por lo menos uno de los cuartos canales de circulación de fluido (20), imbricándose el segundo (51) y tercer (4) elementos de cuerpo de modo que cada tercera (58) nervadura y cada cuarta (8) nervadura sean recibidas respectivamente en una cuarta (16) y una tercera (62) ranura.

7. Intercambiador de calor según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la segunda (52) y tercera (54) caras de unión del segundo elemento de cuerpo (51) están en oposición, por el hecho de que cada segunda nervadura (56) está frente a una tercera ranura (62) y por el hecho de que cada tercera nervadura (58) está frente a una segunda ranura (60).

8. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por el hecho de que por lo menos uno de los elementos de cuerpo (2; 4) presenta una cara libre (9; 11) en oposición a una cara de unión (10; 12), presentando dicha cara libre (9; 11) por lo menos una ranura suplementaria (24) con respecto a una nervadura (6; 8) de la cara de unión (10; 12).

9. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado por el hecho de que cada nervadura (6; 8; 56; 58) de cada cara de unión (10; 12; 52; 54) se prolonga a un lado y otro de dicha cara de unión de manera que forma cada vez un primer y un segundo diente (26) y por el hecho de que comprende unos primeros y segundos colectores de fluido (40) adjuntos a cada elemento de cuerpo (2; 4; 51), estando dotado, cada uno de los primeros y segundos colectores (40), de agujeros (46) de forma adaptada para alojar por lo menos en parte dichos dientes (36) de manera que los canales de circulación de fluido (18; 20; 64 ; 66) desembocan cada uno de ellos en un primer y un segundo colector (40).

10. Intercambiador de calor según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que cada primera nervadura (6) de dicho primer elemento (21) de cuerpo presenta unas partes acodadas (26, 28) que unen cada una de ellas un diente (36) a una parte central de la primera nervadura (6) de manera que dichos primer y segundo dientes (36) queden dispuestos respectivamente dentro de unos planos inclinados con respecto a dicha primera cara de unión (10).

11. Intercambiador de calor según la reivindicación 9 vinculada a una de las reivindicaciones 4 a 5, caracterizado por el hecho de que cada segunda nervadura (8) de dicho segundo elemento de cuerpo (4) presenta una parte acodada (30; 32) que une un primer y un segundo dientes (36) a una parte central de dicha segunda nervadura (8) de manera que cada diente quede dispuesto en un plano inclinado con respecto a dicha segunda cara de unión (12).

12. Intercambiador de calor según la reivindicación 9 vinculada a una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por el hecho de que cada cuarta nervadura (8) de dicho tercer elemento de cuerpo (4) presenta una parte acodada (30; 32) que une un primer y un segundo diente a una parte central de dicha cuarta nervadura (8) de manera que cada diente quede dispuesto en un plano inclinado con respecto a dicha cuarta cara de unión (12).

13. Intercambiador de calor según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que cada primer y cada segundo diente (36) de la segunda (52) y tercera (54) caras de unión son recibidos respectivamente por una parte en un mismo primer colector (40) y por otra parte en un mismo segundo colector (40).

14. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los primeros canales de circulación de fluido (18) y los segundos canales de circulación de fluido (20) están dispuestos respectivamente en la primera (6) y la segunda (8) nervadura de manera que los primeros canales de circulación de fluido (18) y los segundos canales de circulación de fluido (20) estén alineados.

15. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que cada elemento de cuerpo (2, 4; 51) está formado como una pieza perfilada y monobloque.

16. Intercambiador de calor según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicha pieza perfilada se obtiene por extrusión.

17. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que cada primera nervadura (6) y cada segunda ranura (16) tienen dimensiones seleccionadas conjuntamente según un ajuste preciso.

18. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que cada nervadura (6, 8) de por lo menos uno de los elementos de cuerpo (2, 4) presenta una sección trapezoidal.

19. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por el hecho de que cada nervadura (6, 8) de por lo menos uno de los elementos de cuerpo (2, 4; 51)presenta una sección cuadrada.

20. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que cada primera nervadura (6), cada segunda ranura (16), cada primera ranura (14) y las segundas nervaduras (8) tienen una sección idéntica de modo que el primer (21) y segundo (41) elementos de cuerpo tienen forma idéntica.

21. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado por el hecho de que los elementos de cuerpo (2, 4) de los cuales cada nervadura (6, 8) presenta partes acodadas (26, 28, 30, 32) están combados en las proximidades de sus extremos para formar dichas partes acodadas (26, 28, 30, 32).

22. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que está realizado bajo la forma de un intercambiador de calor interno (1) para un circuito de climatización.