ES2332026B1

ES2332026B1 - Intercambiador de calor.

Info

Publication number: ES2332026B1
Application number: ES200703084A
Authority: ES
Inventors: Roberto Ordoñez Sanchis
Original assignee: Radiadores Ordonez S A; Radiadores Ordonez Sa
Current assignee: Radiadores Ordonez S A; Radiadores Ordonez Sa
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2010-10-25
Anticipated expiration: 2027-11-22
Also published as: ES2332026A1

Abstract

Intercambiador de calor.

Presenta estructuras de placas paralelas (4) cuyos bordes replegados (5) sustituyen ventajosamente a unas varillas que se empleaban convencionalmente para unir los extremos de las placas dejando separadas sus zonas centrales, permitiendo evitar el uso de esas varillas y haciendo opcional el empleo de un perturbador de flujo (2).

Description

Intercambiador de calor.

Objeto de la invención

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un intercambiador de calor que se aplica a intercambiadores de calor preferentemente realizados con aleaciones de aluminio conocidos como tipo "bar & plate", que se emplean en diversos circuitos de radiadores; siendo la finalidad de la invención el hacer más sencilla y eficaz la estructura del intercambiador, proporcionando además ventajas funcionales, tales como permitir un aumento en la velocidad de flujo del fluido refrigerante, hacer opcional el empleo de perturbadores de flujo intermedios, favorecer el montaje del intercambiador y evitar defectos de soldadura en el mismo.

Antecedentes de la invención

Son conocidos los intercambiadores de calor de tipo "bar & plate" que se fabrican apilando placas y varillas, determinando estructuras como las mostradas en las figuras 1 y 2 de los dibujos de la presente memoria; de manera que una vez formado el panal determinado por esas placas y varillas (normalmente de aluminio), se introduce en un horno con temperatura suficiente para que se unan por soldadura los diversos elementos apilados. La soldadura necesaria para realizar esta unión se aporta por un procedimiento de fabricar las placas con planchas tipo sandwich y cuyos núcleos funden a una temperatura superior a la de una aleación de recubrimiento.

En estos intercambiadores de calor conocidos, el panal se forma por apilamiento sucesivo de placas, varillas, perturbadores, aletas y barritas transversales del modo que se indica a continuación:

1.- Se dispone una aleta sobre una base apropiada.

2.- En ambos extremos de la aleta se posicionan sendas barritas transversales.

3.- Encima de este conjunto se posiciona una placa.

4.- Sobre los bordes longitudinales de la placa se posicionan dos varillas.

5.- Entre estas varillas se sitúa la lámina ondulada que hace la función de separador y de perturbador de flujo.

6.- A continuación se posiciona la segunda placa.

7.- Se repite el proceso con los pasos 1 a 6 sucesivamente hasta conseguir las dimensiones requeridas para el panal.

8.- Se sujeta todo el grupo apilado con una grapa que permita su transporte e introducción en el horno de soldadura.

9.- Se mantiene en el horno hasta alcanzar la temperatura de fusión de la aleación de soldadura, que por capilaridad se distribuye por todas las zonas donde hay material en contacto.

10.- A la salida del horno, el material fundido se solidifica quedando todas las zonas en contacto soldadas entre sí.

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Este proceso que se ha descrito requiere que las varillas y los perturbadores se posicionen con sumo cuidado y con gran exactitud, puesto que la gran longitud de las varillas en comparación con su sección determina que se puedan doblar con gran facilidad, saliéndose de los límites de las placas o montándose sobre los perturbadores, lo cual entorpece mucho el montaje y provoca defectos de soldadura; siendo éstos los principales inconvenientes del estado actual de la técnica.

Descripción de la invención

Para lograr los objetivos y evitar los inconvenientes indicados en anteriores apartados, la invención consiste en un intercambiador de calor que presenta una estructura metálica que facilita huecos para paso de aire o fluido refrigerante, presentando habitualmente una estructura de tipo sandwich en la que se incluye al menos una parte formada convencionalmente por dos placas paralelas unidas por sus extremos y separadas centralmente mediante unas varillas extremas dispuestas por el interior de sus bordes; ubicándose entre dichas placas un perturbador de flujo consistente en un elemento de sección aproximadamente sinusoidal.

Novedosamente, según la invención, en esa parte que se refirió en el párrafo anterior la unión extrema y separación central entre las correspondientes placas paralelas queda determinada por redoblamiento o pliegue de al menos uno de sus bordes, evitando así el empleo de las referidas varillas extremas y haciendo opcional el empleo del referido perturbador de flujo.

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Según distintas realizaciones de la invención, ese redoblamiento o pliegue de los bordes de las placas del intercambiador puede ser un pliegue simple, un pliegue en "S", un pliegue en zig-zag con determinado número de cambios de sentido o un pliegue en espiral.

También según diversas realizaciones de la invención, las aludidas placas son susceptibles de presentar embuticiones que suplen las funciones del perturbador de flujo.

Por otra parte, las placas con los bordes plegados de la presente invención, ya presenten o no las aludidas embuticiones, se pueden realizar fácilmente con máquinas de perfilado.

En algunas de las realizaciones de la invención, las placas paralelas con al menos uno de sus bordes plegados del correspondiente intercambiador están formadas por una única plancha enteriza. Además, en una realización de la invención, esa plancha enteriza puede también conformar un perturbador de flujo intermedio.

Con la estructura que se ha descrito, el intercambiador de calor de la presente invención presenta ventajas relativas a que disminuye el número de piezas a montar, haciendo más sencilla su fabricación. Además, al evitarse el empleo de las varillas que conectan las placas por sus extremos, el correspondiente tubo del intercambiador se puede formar solamente con dos placas con sus bordes redoblados, eliminando los problemas de curvado, alineamiento y superposición de las referidas varillas. Otra ventaja de la invención consiste en que en las realizaciones que se emplean perturbadores de flujo intermedios, éstos se colocan con suma facilidad al quedar guiados entre los resaltes formados por los bordes replegados de las placas. Otra ventaja del intercambiador de calor de la invención consiste en que se puede reducir el paso interior de los tubos determinados por las placas hasta el espesor correspondiente al de la chapa utilizada para las placas, lo que permite aumentar la velocidad de flujo del fluido refrigerante, mejorando el rendimiento de la transmisión de calor; mientras que con el sistema tradicional de varillas, dichas varillas no pueden reducirse en su espesor a valores tan pequeños ya que serían inmanejables. Otra ventaja de la invención consiste en que al no necesitar un perturbador intermedio para mantener las varillas en posición, éste se puede eliminar, pudiendo además sustituirse por pequeñas embuticiones en las paredes de las placas que se pueden realizar con la perfiladora que las fabrica, simultáneamente con el plegado de los bordes de las placas; pudiendo así realizar perturbaciones de flujo sin tener que añadir un perturbador adicional. Otra ventaja de la invención consiste en que permite una reducción del número de fugas del intercambiador construido, ya que se reducen las juntas con soldadura en el intercambiador.

A continuación, para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

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Breve descripción de las figuras

Figura 1.- Representa una vista en perspectiva y con secciones parciales de un intercambiador de calor convencional perteneciente al estado de la técnica y de los conocidos como "bar & plate".

Figura 2.- Representa una vista de perfil de una parte del intercambiador convencional de la anterior figura 1.

Figura 3.- Representa una vista de perfil de una primera realización de la invención, mostrando la parte o sección significativa del correspondiente intercambiador, de manera análoga a la anterior figura 2 del estado de la técnica pero incluyendo la característica fundamental de la invención.

Figura 4.- Representa una vista de perfil de un intercambiador de calor en una parte o sección representativa del mismo y según una segunda realización de la invención, que puede llevar elementos de perturbación de flujo de los referenciados como 2 o de los referenciados como 6.

Figura 5.- Representa una vista de perfil análoga a las de las anteriores figuras 3 y 4, pero según una tercera realización de la invención.

Figura 6.- Representa una vista en perspectiva de una parte de un intercambiador de calor según una cuarta realización de la invención.

Figura 7.- Representa una vista parcial y en perspectiva de un intercambiador de calor realizado según la primera realización de la invención de la anterior figura 3, pero incluyéndose en esta figura 7 el aspecto que muestra el intercambiador cuando sus diversas partes o secciones se encuentran conectadas mediante una estructura de tipo sandwich.

Figura 8.- Representa una vista de perfil de una sección representativa de un intercambiador de calor, análoga a las de las figuras 3 a 5, pero según una quinta realización de la invención.

Figura 9.- Es una vista de perfil de una sección representativa de un intercambiador de calor, análoga a la de la anterior figura 8, pero según una sexta realización de la invención.

Figura 10.- Es una vista análoga a la de las anteriores figuras 3 a 5, 8 y 9, pero según una séptima realización de la invención.

Descripción de uno o varios ejemplos de realización de la invención

Seguidamente se realiza una descripción de siete ejemplos de realización de la invención haciendo referencia a la numeración adoptada en las figuras.

Las primeras figuras 1 y 2 representan al estado actual de la técnica, mostrando intercambiadores de calor que incluyen dos placas paralelas 1 unidas por sus extremos y separadas centralmente mediante unas varillas extremas 3 dispuestas por el interior de sus bordes, ubicándose entre dichas placas 1 un perturbador de flujo 2 consistente en un elemento de sección aproximadamente sinusoidal, tal y como se aprecia en dichas figuras 1 y 2. En el intercambiador de la figura 1 se pueden apreciar otros elementos tales como aletas o barras transversales que no se han referenciado en dicha figura por no ser alusivos a la presente invención y para una mayor claridad de la misma.

La primera realización de la invención se muestra en la figura 3, donde puede verse cómo mediante la invención las placas sin rebordear 1 y las varillas extremas 3 son sustituidas ventajosamente por unos bordes replegados 5 de las correspondientes placas 4, pudiendo emplearse un perturbador de flujo 2 análogo al del estado de la técnica. Esta primera realización de la invención también se muestra en la figura 7, apreciándose en dicha figura 7 la estructura completa del intercambiador de calor una vez que se han unido sus secciones en una estructura de tipo sandwich. En esta primera realización, los extremos redoblados 5 de las placas 4 presentan un pliegue en "S", tal y como permiten apreciar las figuras 3 y 7.

La segunda realización de la invención, mostrada en la figura 4 difiere de la anterior en que los pliegues de los bordes redoblados 5 de las placas 4 son unos pliegues simples, prescindiéndose además en esta segunda realización del perturbador de flujo 2, lo cual es facilitado por la pequeña distancia que queda entre las placas 4.

La tercera realización de la invención se muestra en la figura 5, y en ella una de las placas es convencional, es decir es una placa sin rebordear 1, mientras que otra de las placas es una placa con sus extremos con un pliegue simple y presentando esta otra placa 4 unas embuticiones 6 que facilitan funciones de perturbación de flujo.

En la cuarta realización de la invención se emplean dos placas 4 con pliegues simples en sus bordes redoblados 5, presentando esta cuarta realización que se muestra en la figura 6 unas embuticiones 6 en ambas placas 4 para realizar funciones de perturbación de flujo.

La quinta realización de la invención se puede apreciar en la figura 8, y en ella los bordes redoblados 5 de ambos extremos del intercambiador pertenecen a una única plancha enteriza 7 que además determina una zona intermedia de perturbación de flujo 10 según se aprecia en la figura 8.

La sexta realización de la invención, mostrada en la figura 9 presenta unos bordes extremos redoblados 5 con pliegues simples pero quedando entre los mismos los extremos de una placa intermedia 8 con funciones de perturbador de flujo y que junto con las placas externas 4 determina la estructura de la sección representativa del intercambiador de calor.

La séptima realización de la invención, y última mostrada en este apartado, aunque obviamente otras muchas son posibles, se muestra en la figura 10, y en ella se emplea también una única plancha enteriza 9 que determina al intercambiador con unos extremos redoblados 5 que presentan unos pliegues simples en un extremo, y un pliegue en zig-zag en el extremo opuesto, tal y como se aprecia en la figura 10, prescindiéndose en esta séptima realización del perturbador de flujo.

Claims

1. Intercambiador de calor, que presenta una estructura metálica que facilita huecos para paso de aire o fluido refrigerante, presentando habitualmente una estructura de tipo sandwich en la que se incluye al menos una parte formada convencionalmente por dos placas paralelas (1) unidas por sus extremos y separadas centralmente mediante unas varillas extremas (3) dispuestas por el interior de sus bordes; ubicándose entre dichas placas (1) un perturbador de flujo (2) consistente en un elemento de sección aproximadamente sinusoidal; caracterizado porque en esa parte la unión extrema y separación central entre las correspondientes placas paralelas (4, 7 a 9) queda determinada por redoblamiento o pliegue de al menos uno de sus bordes (5), evitando así el empleo de las referidas varillas extremas (3) y haciendo opcional el empleo del referido perturbador de flujo (2).

2. Intercambiador de calor, según la reivindicación 1, caracterizado porque ese redoblamiento o pliegue (5) de los bordes de las placas del intercambiador puede ser un pliegue simple, un pliegue en "S", un pliegue en zig-zag con determinado número de cambios de sentido, o un pliegue en espiral.

3. Intercambiador de calor, según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas placas (1, 4, 7 a 9) son susceptibles de presentar embuticiones (6) que suplen las funciones del perturbador de flujo (2).

4. Intercambiador de calor, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las placas con bordes replegados (5), con o sin embuticiones (6), se realizan con máquinas de perfilado.

5. Intercambiador de calor, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las placas con bordes replegados (5), con o sin embuticiones (6), se realizan con máquinas de perfilado y de plegado.

6. Intercambiador de calor, según la reivindicación 1, caracterizado porque las placas paralelas con al menos uno de sus bordes plegados (5) están formadas por una única plancha enteriza (7, 9).

7. Intercambiador de calor, según la reivindicación 6, caracterizado porque esa plancha enteriza única conforma también un perturbador de flujo intermedio (10).