ES2678468B1 - Radiador para vehiculo - Google Patents

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Description

DESCRIPCION
RADIADOR PARA VEHICULO
Objeto de la invencion
La presente invencion se refiere a un radiador para vehteulo aplicable a la refrigeracion de motores de combustion interna, aunque el radiador de la invencion es aplicable tambien a cualquier intercambiador de calor que funcione con agua o cualquier otro fluido Kquido que haya que acondicionar termicamente. El radiador de la invencion comprende unas mejoras que proporcionan una estructura mas resistente mecanicamente y tambien se destaca una ubicacion estrategica de unas bocas de entrada y salida del fluido liquido que circula por el interior del radiador.
Problema tecnico a resolver y antecedentes de la invencion
Actualmente es habitual emplear radiadores, donde la entrada y la salida del fluido se ubican en zonas distantes en lados opuestos del propio radiador, normalmente porque su propio funcionamiento asi lo propicia, teniendo en cuenta que el fluido a refrigerar atraviesa de lado a lado del radiador, mediante unos conductos integrados en un panal de aletas de refrigeracion.
Esta morfologia descrita de radiadores se denomina de un solo paso o en "I”.
Por otro lado, en ocasiones el diseno o tamano del motor del vehiculo dificulta enormemente que la entrada y salida del fluido se situen en zonas opuestas, lo que obliga a veces a emplear conexiones o manguitos complementarios ubicados por fuera del radiador que complican el diseno del circuito porque dichos manguitos aumentan las posibilidades de fugas y tambien porque los manguitos son susceptibles de deteriorarse debido al calor que reciben por la proximidad a los colectores de escape que alcanzan elevadas temperaturas.
Tambien son conocidos los radiadores con las dos tomas de entrada y salida del fluido liquido situadas en el mismo lado del radiador, con el inconveniente de que en estos casos se emplean tubos o conductos exteriores anadidos o de distinta configuration para el retorno del fluido de un lado a otro y que por lo tanto no resuelven adecuadamente las dificultades mencionadas anteriormente.
Igualmente son conocidos los radiadores con circuito en U, en los que las bocas de entrada y salida se ubican en el mismo deposito, pero presentan el inconveniente de que el Kquido refrigerante se ve obligado a pasar dos veces por la mitad de los conductos del panal, con lo que la velocidad del liquido a traves de los conductos se duplica, aumentando su câ da de presion a traves del panal del orden de cuatro veces a la ida y otras tantas veces a su regreso al deposito de alimentacion.
La patente con n° de publication WO 2016030097 se refiere a una caja de recogida para un evaporador de un circuito de aire acondicionado que se suministra con los tubos orientados en una direction principal. La caja comprende una cubierta y una placa de distribution. Se caracteriza por que la cubierta y la placa de distribution tienen un espesor de material que es mayor que, o igual a 1 mm., y ambos elementos comprenden una porcion de los tubos de entrada y salida.
La patente con n° de publicacion EP 0219419 se refiere a una caja de agua y vaso de expansion para un intercambiador de calor que se proyecta como un mono-bloque en una sola pieza. La caja de agua incluye dos depositos, a la vez que dicha caja de agua esta en una position generalmente vertical en el intercambiador de calor, mientras que la camara de expansion se extiende horizontalmente por encima de la caja de agua y el grupo de conductos en el intercambiador de calor. En esta patente hay un tubo de retorno o de paso entre los dos depositos, pero su section es la misma que el resto de conductos del panal, inferior al 10% de la seccion de las bocas de entrada o salida, y su funcion no es la de llevar todo el caudal de liquido refrigerante de un deposito al otro, sino la de forzar una pequena circulation de liquido a traves del vaso de expansion para favorecer la separation de gases existentes en el liquido refrigerante y su contention en el vaso de expansion.
La patente con n° de publicacion US 6302196 se refiere a un intercambiador de calor que comprende unos tubos planos, cada uno de los cuales tiene una partition para dividirlo en dos conductos paralelos; y una pluralidad de aletas en zig-zag, cada una de las cuales esta dispuesta entre un par de tubos planos.
La patente con n° de publicacion WO 2016/097134 A1 se refiere a un cabezal para un intercambiador de calor, en particular un evaporador, que comprende una placa colectora y una cubierta; donde dicho cabezal comprende ademas al menos una entrada de fluido y/o una salida de tubo. La placa colectora comprende en continuidad de material, una segunda parte complementaria de dicho tubo.
Descripcion de la invencion
Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes la invencion propone un radiador para vehiculo que comprende una estructura de panal que incluye al menos una multitud de conductos; un primer deposito y un segundo deposito; donde la multitud de conductos comunican los dos depositos situados en dos lados opuestos de la estructura de panal; incluyendo ademas unas bocas que constituyen la entrada o la salida de un fluido liquido.
El radiador de la invencion comprende ademas un tubo que comunica los espacios interiores de unas partes extremas de los dos depositos: primero y segundo; donde el tubo es solidario a la estructura de panal y a los dos depositos: primero y segundo.
Al menos el primer deposito comprende una camara mayor y una camara menor que estan separadas por una primera pared intermedia; donde una primera boca y una segunda boca comunican con los espacios interiores de la camara mayor y camara menor del primer deposito.
En una realization de la invencion, el tubo comunica por un extremo con el espacio interior del segundo deposito y por otro extremo el tubo comunica con el espacio interior de la camara menor del primer deposito; donde la camara mayor incluye la primera boca que comunica con el espacio interior de dicha camara mayor del primer deposito; y donde la camara menor incluye una segunda boca que comunica con el espacio interior de dicha camara menor del primer deposito;
El segundo deposito esta formado por una unica camara cuyo espacio interior comunica con la camara mayor del primer deposito a traves de los conductos; donde la unica camara del segundo deposito comunica con el espacio interior de la camara menor del primer deposito a traves del tubo.
En una realizacion de la invencion, la estructura de panal del radiador se une directamente al tubo mediante una aportacion de material de soldadura incluido en la estructura de panal.
En otra realization de la invention el radiador comprende una pletina intermedia ubicada en un espacio intermedio delimitado entre la estructura de panal y el tubo; donde dicha pletina intermedia en combinacion con la aportacion de un material de soldadura incluido en dicha pletina intermedia constituyen unos medios de union de la estructura de panal y tubo.
El tubo comprende una section de paso delimitada entre el 20 % y el 200 % con respecto a la seccion de paso de las bocas de entrada o salida del primer deposito.
Por otro lado, el tubo comprende en su interior unos tabiques internos que junto con la pared envolvente del propio tubo delimitan varias canalizaciones independientes por donde discurre el fluido liquido de forma sectorizada e independiente.
En una realizacion de la invencion, el tubo tiene una seccion de forma cuadrangular y las canalizaciones independientes tienen tambien una seccion de paso de forma cuadrangular.
En una primera realizacion de la invencion, la primera boca y la segunda boca estan ubicadas en unas zonas adyacentes a la primera pared intermedia que separa la camara mayor y camara menor del primer deposito; en una segunda realizacion de la invencion la segunda boca esta ubicada en una zona adyacente a la primera pared intermedia que separa la camara mayor y la camara menor del primer deposito, y la primera boca esta ubicada en una zona central de la camara mayor del primer deposito; y en una tercera realizacion de la invencion, la segunda boca esta ubicada en una zona adyacente a la primera pared intermedia que separa la camara mayor y camara menor del primer deposito; y la primera boca esta ubicada en una zona extrema de la camara mayor alejada de la primera pared intermedia.
Cabe senalar que la primera boca puede estar situada en cualquier zona de la camara mayor del primer deposito, aparte de las zonas descritas en el parrafo anterior.
A continuation para facilitar una mejor comprension de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompana una serie de figuras en las que con caracter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invencion.
Breve descripcion de las figuras
Figura 1.- Muestra una vista en alzado del radiador para vehfculo, objeto de la invencion.
Figura 2.- Muestra una vista en perfil seccionado del radiador segun el corte A-B de la figura 1.
Figura 3.- Muestra otra vista en perfil del radiador.
Figura 4a.- Representa una vista en planta del radiador que muestra una configuracion arqueada.
Figura 4b.- Representa otra vista en planta del radiador que muestra una configuracion recta.
Figura 5.- Muestra una vista en seccion de una parte inferior del radiador, donde se destaca una seccion de paso de un tubo que forma parte del radiador.
Figura 6a.- Muestra una vista esquematica de un primer modelo de radiador de la invencion.
Figura 6b.- Muestra una vista esquematica de un segundo modelo de radiador de la invencion.
Figura 7a.- Muestra una vista esquematica de un tercer modelo de radiador de la invencion.
Figura 7b.- Muestra una vista esquematica de un cuarto modelo de radiador de la invencion.
Figura 8a.- Muestra una vista esquematica de un quinto modelo de radiador de la invencion.
Figura 8b.- Muestra una vista esquematica de un sexto modelo de radiador de la invencion.
Descripcion de un ejemplo de realizacion de la invencion
Considerando la numeracion adoptada en las figuras, el radiador para vehiculo comprende una estructura de panal 1 que incluye una multitud de aletas 8 en combination con una multitud de conductos 2 que tienen unos primeros extremos que comunican con primer deposito 3, y unos segundos extremos que comunican con un segundo deposito 4; donde los dos depositos: primero 3 y segundo 4, estan ubicados en lados opuestos del radiador y donde los dos depositos: primero 3 y segundo 4, se comunican ademas entre si mediante unos extremos de un tubo 5, fabricado preferentemente con un material de aluminio, sin descartar otros materiales; donde durante el funcionamiento del radiador un fluido liquido circula por los conductos 2 y tubo 5, pasando el fluido liquido desde el primer deposito 3 al segundo deposito 4, o viceversa.
El primer deposito 3 comprende una camara mayor 3a que tiene una primera boca 6 que comunica con el espacio interior de dicha camara mayor 3a y una camara menor 3b que tiene una segunda boca 7 que comunica con el espacio interior de dicha camara menor 3b; donde la camara mayor 3a y la camara menor 3b del primer deposito 3 estan separadas por una primera pared intermedia 3c.
En las figuras 6a, 7a y 8a, la segunda boca 7 constituye una entrada de fluido liquido al interior de la camara menor 3b del primer deposito 3, mientras que la primera boca 6 que conecta con el interior de la camara mayor 3a constituye la salida de fluido liquido hacia fuera del radiador. En estas realizaciones, el fluido liquido circula desde la camara menor 3b del primer deposito 3 hasta el segundo deposito 4 a traves del tubo 5, y despues el fluido liquido circula desde el segundo deposito 4 hasta la camara mayor 3a del primer deposito 3 a traves de los conductos 2.
En las figuras 6b, 7b y 8b, la primera boca 6 de la camara mayor 3a constituye una entrada del fluido liquido al interior de la camara mayor 3a del primer deposito 3, mientras que la segunda boca 7 de la camara menor 3b constituye una salida del fluido liquido hacia fuera del radiador. En estas realizaciones el fluido liquido circula desde la camara mayor 3a del primer deposito 3 hasta el segundo deposito 4 a traves de los conductos 2, y despues el fluido liquido circula desde el segundo deposito 4 hasta la camara menor 3b del primer deposito 3 a traves del tubo 5.
En las figuras 1, 2, 3, 4a, 4b, 6a, 6b, el primer deposito 3 y el segundo deposito 4 estan situados en posiciones verticales; destacandose que en las figuras 1 a 3, 4a y 4b, dichos depositos: primero 3 y segundo 4, estan situados en posiciones verticales con una inclination convergente hacia abajo.
En cambio en las figuras 7a, 7b, 8a y 8b, el primer deposito 3 y el segundo deposito 4 pueden estar situados en una parte superior o en una parte inferior. Concretamente en las figuras 7a y 7b el primer deposito 3 esta situado en la parte inferior y el segundo deposito 4 esta situado en la parte superior; mientras en las figuras 8a y 8b el primer deposito 3 esta situado en la parte superior y el segundo deposito 4 esta situado en la parte inferior.
No obstante, en otras realizaciones complementarias con respecto a lo mostrado en las figuras 7a y 7b el primer deposito 3 podria estar situado en la parte superior y el segundo 4 en la parte inferior. Siguiendo este mismo criterio, en otras realizaciones complementarias con respecto a lo mostrado en las figuras 8a y 8b, el primer deposito 3 podria estar situado en la parte inferior y el segundo deposito 4 podria estar situado en la parte superior.
La union de los dos depositos: primero 3 y segundo 4, mediante el tubo 5 constituye una robusta armadura tubular que envuelve a la estructura de panal 1; destacandose que en una realizacion la seccion de dicho tubo 5 es de forma cuadrangular como se muestra en la figura 5.
Atendiendo a las realizaciones que se muestran en todas las figuras, se destaca que tanto la primera boca 6 como la segunda boca 7 estan ubicadas en el mismo primer deposito 3 y tambien se destaca que ambas bocas: primera 6 y segunda 7, estan proximas entre si y adyacentes a la primera pared intermedia 3c que separa la camara mayor 3a y camara menor 3b de dicho primer deposito 3; todo ello debido a necesidades de espacio y debido a la conexion con el resto de componentes del circuito de refrigeracion de un motor de vehiculo a refrigerar con el radiador de la invention.
En otra realizacion de la invencion, la segunda boca (7) esta ubicada en una zona adyacente a la primera pared intermedia (3c) que separa la camara mayor (3a) y camara menor (3b) del primer deposito (3), y la primera boca (6) esta ubicada en una zona central de la camara mayor (3a) del primer deposito (3) como se muestra por ejemplo en la figura 7a.
Tambien cabe la posibilidad de que la segunda boca (7) este ubicada en una zona adyacente a la primera pared intermedia (3c) que separa la camara mayor (3a) y camara menor (3b) del primer deposito (3), y la primera boca (6) este ubicada en una zona extrema de la camara mayor (3a) alejada de la primera pared intermedia (3c) como se muestra en la figura 8a.
Por otro lado, cabe senalar que la primera boca (6) puede estar situada en cualquier zona de la camara mayor (3a) del primer deposito (3), aparte de las zonas descritas en los tres parrafos anteriores.
Se destaca el hecho de que las dos bocas: primera 6 y segunda 7, se puedan situar con ventaja sobre el mismo primer deposito 3 si lo aconseja el espacio disponible en el habitaculo donde se instala el radiador. Por tanto se destaca que con la estructura que presenta el radiador de la invention se reduce y optimiza el espacio necesario para situar la ubicacion de unos conductos de union entre el motor y el radiador.
Atendiendo a las realizaciones que se muestran en todas las figuras, con el tubo 5 se consigue llevar una de las bocas: primera 6 o segunda 7, que tendria que estar situada en el segundo deposito 4, al primer deposito 3; todo ello como si fuese un manguito conectado por un extremo al segundo deposito 4 y que desembocara dicho manguito por su extremo opuesto en el primer deposito 3.
El tubo 5 esta situado en una position estrategica de la estructura de panal 1, haciendo la funcion dicho tubo 5 de armadura de la propia estructura de panal 1 y a su vez se destaca que dicho tubo 5 potencia la rigidez de la parte correspondiente del radiador de la invencion.
El tubo 5 comprende en su interior unos tabiques internos 10 que junto con la pared envolvente del propio tubo 5 delimitan varias canalizaciones independientes 11 para canalizar el fluido liquido de forma sectorizada e independiente, a la vez que dichos tabiques internos 10 disminuyen las tensiones inducidas por la presion interna del fluido liquido; y dichos tabiques internos 10 dotan al radiador de un aumento de resistencia mecanica contra las deformaciones; principalmente cuando el radiador tiene una configuration arqueada como la que se muestra en la vista en planta de la figura 4a. En otra realization como la mostrada en la figura 4b el radiador tiene una configuracion recta.
En otra realizacion de la invencion, el tubo 5 comprende una unica canalization de paso sin la inclusion de los tabiques internos 10.
Cuando en un proceso de fabrication del radiador se dobla el conjunto de dicho radiador para obtener la estructura arqueada mostrada en la figura 4a, durante este proceso de fabricacion tambien se dobla el tubo 5 evitando que colapse y se deforme indebidamente; y tambien se evita que se estreche su section interna de paso del fluido liquido; todo ello gracias a los tabiques internos 10 que incluye dicho tubo 5.
En una realizacion de la invencion, el radiador incluye una pletina intermedia 9 de aluminio ubicada entre la estructura de panal 1 y el tubo 5; donde dicha pletina intermedia 9 constituye una pieza de union entre dichos elementos: la estructura de panal 1 y el tubo 5.
Para ello, la pletina intermedia 9 incluye en su superficie exterior un aporte de material de soldadura, de modo que cuando el radiador se somete al proceso de soldado, dicha pletina intermedia 9 unifica y solidariza el conjunto de la estructura de panal 1 y tubo 5.
En otra realization de la invention se prescinde de la pletina intermedia 9; de forma que en este caso el aporte de material de soldadura se incluye en la estructura de panal 1 logrando una buena union, aunque la resistencia mecanica seria menor que con la inclusion de la pletina intermedia 9.
Normalmente el tubo 5 se obtiene mediante un proceso de fabrication por extrusionado, tecnica esta que impide aplicar a dicho tubo 5 aporte de material de soldadura.
El tubo 5 comprende una section de paso delimitada entre el 20% y el 200% con respecto a la seccion de paso de la primera boca 6 y segunda boca 7 del radiador.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. - Radiador para vehiculo, que comprende una estructura de panal (1) que incluye al menos una multitud de conductos; un primer deposito (3) y un segundo deposito (4); donde la multitud de conductos comunican los dos depositos (3, 4) situados en dos lados opuestos de la estructura de panal (1); incluyendo ademas unas bocas que constituyen la entrada o la salida de un fluido llquido; caracterizado porque:
- comprende un tubo (5) que comunica los espacios interiores de unas partes extremas de los dos depositos: primero (3) y segundo (4);
- el tubo (5) es solidario a la estructura de panal (1) y a los dos depositos: primero (3) y segundo (4);
- el tubo (5) comprende en su interior unos tabiques internos(10) que junto con una pared envolvente del propio tubo (5) delimitan varias canalizaciones independientes (11) configuradas para que pueda discurrir el fluido llquido de forma sectorizada e independiente;
- el primer deposito (3) comprende una camara mayor (3a) y una camara menor (3b) que estan separadas por una primera pared intermedia (3c); donde una primera boca (6) y una segunda boca (7) comunican con los espacios interiores de la camara mayor (3a) y camara menor (3b) del primer deposito (3).
2. - Radiador para vehiculo, segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el tubo (5) comunica por un extremo con el espacio interior del segundo deposito (4) y por otro extremo el tubo (5) comunica con el espacio interior de la camara menor (3b) del primer deposito (3); donde la camara mayor (3a) incluye la primera boca (6) que comunica con el espacio interior de dicha camara mayor (3a) del primer deposito (3); y donde la camara menor (3b) incluye la segunda boca (7) que comunica con el espacio interior de dicha camara menor (3b) del primer deposito (3);
3. - Radiador para vehiculo, segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el segundo deposito (4) esta formado por una unica camara cuyo espacio interior comunica con la camara mayor (3a) del primer deposito (3) a traves de los conductos (2); donde la unica camara del segundo deposito (4) comunica con el espacio interior de la camara menor (3b) del primer deposito (3) a traves del tubo (5).
4.- Radiador para vehiculo, segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la estructura de panal (1) se une directamente al tubo (5) mediante una aportacion de material de soldadura incluido en dicha estructura de panal (1).
5.- Radiador para vehiculo, segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, caracterizado por que comprende una pletina intermedia (9) ubicada en un espacio delimitado entre la estructura de panal (1) y el tubo (5); donde dicha pletina intermedia (9) en combinacion con una aportacion de un material de soldadura, incluido en dicha pletina intermedia (9), constituyen unos medios de union de la estructura de panal (1) y tubo (5).
6. - Radiador para vehiculo, segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tubo (5) comprende una seccion de paso delimitada entre el 20% y 200% con respecto a la seccion de paso que tiene una de las bocas del primer deposito (3).
7. - Radiador para vehiculo, segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tubo (5) tiene una seccion de forma cuadrangular.
8. - Radiador para vehiculo, segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las canalizaciones independientes (11) tienen una seccion de paso de forma cuadrangular.
9. - Radiador para vehiculo, segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la primera boca (6) y la segunda boca (7) estan ubicadas en unas zonas adyacentes a la primera pared intermedia (3c) que separa la camara mayor (3a) y camara menor (3b) del primer deposito (3).
10. - Radiador para vehiculo, segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, caracterizado por que la segunda boca (7) esta ubicada en una zona adyacente a la primera pared intermedia (3c) que separa la camara mayor (3a) y camara menor (3b) del primer deposito (3); y la primera boca (6) esta ubicada en una zona central de la camara mayor (3a) del primer deposito (3).
11. - Radiador para vehiculo, segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, caracterizado por que la segunda boca (7) esta ubicada en una zona adyacente a la primera pared intermedia (3c) que separa la camara mayor (3a) y camara menor (3b) del primer deposito (3); y la primera boca (6) esta ubicada en una zona extrema de la camara mayor (3a) alejada de la primera pared intermedia (3c).
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