ES2868373T3

ES2868373T3 - Tubo para intercambiador de calor y su método de fabricación

Info

Publication number: ES2868373T3
Application number: ES11726635T
Authority: ES
Inventors: Loren D Hoffman; Jason Michael Thomas; Eric Konkle; Jeffrey L Jones; Luis Felipe Avila; Bruce J Poplawski
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2021-10-21
Anticipated expiration: 2031-06-14
Also published as: EP2582475B1; EP2582475A1; WO2011159678A1; US20130074342A1

Abstract

Método de formación de un tubo para un intercambiador de calor (10), que comprende: hacer avanzar una herramienta de expansión (22) por un tubo (12) una primera vez; acoplar una bala (26) de la herramienta de expansión (22) en el tubo (12) para expandir el tubo (12) diametralmente al menos parcialmente a lo largo de un tramo (24) del tubo (12) para formar un ajuste con apriete del tubo (12) con aletas (14) del intercambiador de calor; y retirar, al menos parcialmente, la herramienta de expansión (22) del tubo (12); caracterizado por: hacer avanzar la herramienta de expansión (22) por el tubo (12) una o varias veces consecutivas; y una vez terminada la expansión del tubo mediante la bala (26), continuar con una acción de la herramienta de expansión (22) y acoplar una parte de herramienta acampanada (28) de la herramienta de expansión (22) con un extremo de tubo (18) del tubo (12) para seguir expandiendo el extremo de tubo (12) de manera que el extremo de tubo reciba un codo en U.

Description

DESCRIPCIÓN

Tubo para intercambiador de calor y su método de fabricación

La presente invención se refiere a un método de formación de un tubo para un intercambiador de calor de acuerdo con las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Un método de este tipo se da a conocer, por ejemplo, en el documento US A-4720902. La materia objeto que se da a conocer en este documento se refiere a intercambiadores de calor. Más en concreto, la publicación en cuestión se refiere a bobinas tubulares para intercambiadores de calor.

Un intercambiador de calor normalmente incluye dos o más formas de contención, tales como tubos, por los que circula fluido. El intercambiador de calor también incluye una pluralidad de aletas que se extienden entre los tubos que facilitan la transferencia de energía térmica entre los tubos y el aire circundante. Al montar el intercambiador de calor, cada tubo se expande para proporcionar un ajuste con apriete entre el tubo y aletas adyacentes. Además, los extremos de tubos adyacentes se conectan entre sí mediante una sección de codo en U de tubería que forma una bobina laberíntica. Para incorporar la conexión al codo en U, el extremo de tubo se acampana (o se aumenta su diámetro) permitiendo que el codo en U sea recibido en el extremo de tubo. Además, el extremo de tubo se abocarda para capturar el material de soldadura cuando se suelda el tubo al codo en U. Para lograr la expansión, el acampanado y el abocardado, en el tubo se inserta una herramienta que incluye una forma para la expansión, o una bala, en un primer extremo y troqueles para producir las formas acampanada y abocardada en un segundo extremo. A medida que la herramienta es forzada a lo largo del tubo, la forma expandida se produce por su longitud y finalmente el acampanado y el abocardado se producen en el extremo de tubo. Normalmente, esto se hace en un proceso de una sola etapa en el que el tubo se expande acampanado y abocardado mediante una sola acción de la herramienta por su longitud. Este método de expansión presenta un problema para tubos con límites de deformación relativamente bajos, por ejemplo, tubos de aluminio. Los tubos de aluminio suelen tener paredes más gruesas que los tubos de acero o cobre, por lo que se requiere una fuerza mayor para el proceso de expansión. Cuando las fuerzas de expansión, abocardado y acampanado actúan simultáneamente sobre un solo tubo, las fuerzas pueden sobrepasar el límite de deformación lo que hace que el tubo falle. Por lo tanto, el tubo debe desecharse y reemplazarse por otro tubo.

El documento US 4876779 da a conocer un método de fabricación de un tubo para un intercambiador de calor que utiliza una estación de expansión/acampanado con herramientas de acampanado y herramientas de expansión independientes.

Según la invención, un método de formación de un tubo para un intercambiador de calor incluye hacer avanzar una herramienta de expansión por un tubo una primera vez y acoplar una bala de la herramienta de expansión en el tubo para expandir el tubo diametralmente, al menos parcialmente a lo largo de un tramo del tubo para formar un ajuste con apriete del tubo con aletas del intercambiador de calor. La herramienta de expansión se retira al menos parcialmente del tubo. Se hace avanzar la herramienta de expansión por el tubo una o varias veces consecutivas y una vez terminada la expansión del tubo mediante la bala, se continúa con una acción de la herramienta de expansión acoplando así una parte de herramienta acampanada de la herramienta de expansión con un extremo de tubo del tubo para seguir expandiendo el extremo de tubo de manera que el extremo de tubo reciba un codo en U.

Según con un aspecto preferido de la invención, un método de montaje de un intercambiador de calor incluye proporcionar una pluralidad de aletas y colocar uno o más tubos cerca de la pluralidad de aletas. Los tubos se forman utilizando un método como el descrito anteriormente.

Estas y otras ventajas y características quedarán más claras a partir de la siguiente descripción de realizaciones ejemplares en combinación con los dibujos.

La materia objeto, que es considerada como la invención, se explica en particular y se reivindica claramente en las reivindicaciones al final de la memoria. Las características anteriores y otras, y las ventajas de la invención quedan claras a partir de la siguiente descripción detallada en combinación con los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista esquemática de una realización de un intercambiador de calor;

La figura 2 es una vista en sección transversal de una realización de un tubo para intercambiador de calor; La figura 3 es otra vista en sección transversal de una realización de un tubo para intercambiador de calor; y La figura 4 es otra vista más en sección transversal de una realización de un tubo para intercambiador de calor.

La descripción detallada explica a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos realizaciones de la invención, junto con ventajas y características.

En la figura 1 se muestra una realización de un intercambiador de calor 10. El intercambiador de calor 10 incluye una pluralidad de tubos 12 para intercambiador de calor, que se adaptan a una pluralidad de aletas 14 para transferir energía térmica entre un flujo 16 que pasa a través de las aletas 14 y los tubos. Cada tubo 12 tiene un extremo de tubo 18, que se une a un codo en U 20 para formar una bobina laberíntica 22.

Con referencia ahora a la figura 2, una herramienta de expansión 22 se introduce en el tubo 12 para expandir el tubo 12 diametralmente a lo largo de un tramo de tubo 24 a fin de forzar un ajuste con apriete con las aletas 14 facilitando así mejor la transferencia de energía térmica. Además, la herramienta de expansión 22 se utiliza para acampanar y abocardar el extremo de tubo 18 para recibir el codo en U 20. En las figuras 2-3 se ilustra un método mejorado para expandir, acampanar y abocardar el extremo de tubo 18 para el intercambiador de calor 10. Con referencia a la figura 2, en una acción inicial de la herramienta de expansión 22 en el tubo 12, el tubo 12 se expande hasta un ajuste con apriete con las aletas 14 mediante una bala 26. Una vez terminada la expansión del tubo 12, la herramienta de expansión 22 se retira por el tubo 12. Se debe tener en cuenta que, aunque en la realización de la figura 2 la expansión del tubo 12 se logra en una sola acción de la herramienta de expansión 22, se debe apreciar que se pueden utilizar múltiples acciones adicionales de la expansión para lograr la expansión deseada. Por ejemplo, una primera acción de la herramienta de expansión 22 puede extenderse hasta aproximadamente la mitad de la longitud del tubo 24, lo que da como resultado una expansión de aproximadamente la mitad del tubo 12. Luego se utiliza una acción adicional para expandir la parte restante de la longitud de tubo 24.

Con referencia ahora a la figura 3, se inicia otra acción de la herramienta de expansión 22 y la acción continúa hasta que una parte de herramienta acampanada 28 de la herramienta de expansión 22 se acopla en el extremo de tubo 18 para expandir aún más el extremo de tubo 18 para recibir el codo en U 20.

En algunas realizaciones, después de que la parte de herramienta acampanada 28 se acopla en el extremo de tubo 18, una parte de herramienta abocardada 30 se acopla en el extremo de tubo 18 para abocardar el extremo de tubo 18 hacia fuera. Una vez que se completan las operaciones de acampanado y abocardado, la herramienta de expansión 22 se retira y, como se muestra en la figura 4, el codo en U 20 se monta en el extremo de tubo 18 y se asegura al mismo, por ejemplo, mediante soldadura. En la realización descrita anteriormente, las operaciones de acampanado y abocardado se realizan con acciones separadas de la herramienta de expansión 22, pero debe apreciarse que, en algunas realizaciones, las operaciones de acampanado y abocardado se pueden combinar en una sola acción de la herramienta de expansión 22 si una fuerza necesaria para realizar las operaciones no sobrepasa el límite de deformación del tubo 12. El uso de múltiples acciones de la herramienta de expansión 22 en el tubo 12 para expandir completamente el tubo 12 a una configuración final reduce las fuerzas que actúan sobre el tubo 12 debidas a la expansión cuando se compara con las que actúan sobre el tubo 12 en un proceso de expansión de una sola acción. Por lo tanto, se reduce el riesgo de sobrepasar el límite de deformación del tubo 12, lo que da como resultado menos tubos 12 que se dañen durante el proceso de expansión.

Aunque la invención se ha descrito en detalle en relación con solo un número limitado de realizaciones, debería entenderse fácilmente que la invención no está limitada a tales realizaciones descritas. Por el contrario, la invención se puede modificar para incorporar cualquier número de variantes, alteraciones, sustituciones o disposiciones equivalentes no descritas hasta ahora, pero que se corresponden con el ámbito de aplicación de la invención según lo definido en las reivindicaciones. Además, aunque se han descrito varias realizaciones de la invención, debe entenderse que los aspectos de la invención pueden incluir solo algunas de las reivindicaciones descritas. En consecuencia, la invención no debe verse limitada por la descripción anterior, sino que solo está limitada por el ámbito de aplicación de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método de formación de un tubo para un intercambiador de calor (10), que comprende:

hacer avanzar una herramienta de expansión (22) por un tubo (12) una primera vez;

acoplar una bala (26) de la herramienta de expansión (22) en el tubo (12) para expandir el tubo (12) diametralmente al menos parcialmente a lo largo de un tramo (24) del tubo (12) para formar un ajuste con apriete del tubo (12) con aletas (14) del intercambiador de calor;

y

retirar, al menos parcialmente, la herramienta de expansión (22) del tubo (12);

caracterizado por:

hacer avanzar la herramienta de expansión (22) por el tubo (12) una o varias veces consecutivas; y una vez terminada la expansión del tubo mediante la bala (26), continuar con una acción de la herramienta de expansión (22) y acoplar una parte de herramienta acampanada (28) de la herramienta de expansión (22) con un extremo de tubo (18) del tubo (12) para seguir expandiendo el extremo de tubo (12) de manera que el extremo de tubo reciba un codo en U.

2. Método según la reivindicación 1, en el que hacer avanzar la herramienta de expansión (22) por el tubo (12) la primera vez comprende hacer avanzar la herramienta de expansión (22) a lo largo de toda la longitud del tubo, expandiendo así diametralmente toda la longitud del tubo.

3. Método según la reivindicación 1, en el que el acoplamiento de la herramienta de expansión (22) con el tubo (12) una o más veces consecutivas da como resultado la expansión de un extremo de tubo (18) para recibir un codo en U (20).

4. Método según la reivindicación 1, en el que el acoplamiento de la herramienta de expansión (22) con el tubo (12) una o más veces consecutivas da como resultado un acampanado de un extremo de tubo (18).

5. Método según la reivindicación 1, en el que una o más veces consecutivas es una vez más.

6. Método según la reivindicación 1, en el que una o más veces consecutivas es dos veces más.

7. Método de montaje de un intercambiador de calor (10) que comprende:

proporcionar una pluralidad de aletas (14);

colocar uno o más tubos (12) cerca de la pluralidad de aletas; y

formar el uno o más tubos usando un método como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores.