ES2970940T3 - Intercambiador de calor que comprende tubos de fluido que tienen una primera y una segunda pared interior - Google Patents
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Abstract
Un intercambiador de calor que comprende al menos un tubo de fluido configurado para extenderse sustancialmente ortogonalmente a la dirección del viento, teniendo el tubo de fluido una primera pared y una segunda pared, y comprendiendo el tubo de fluido: una primera sección de tubo y una segunda sección de tubo extendiéndose cada una a lo largo de la tubo de fluido, dispuesto de manera que cada sección de tubo esté en comunicación fluida con un par de colectores y configurado para contener un fluido refrigerante, en el que la primera sección de tubo está formada por la primera pared, la segunda pared, una primera pared exterior y una primera pared interior La pared y la segunda sección de tubo están formadas por la primera pared, la segunda pared, una segunda pared exterior y una segunda pared interior, extendiéndose la primera pared interior, la segunda pared interior, la primera pared exterior y la segunda pared exterior sustancialmente paralelas a lo largo el tubo de fluido en contacto estanco al fluido con la primera pared y la segunda pared, en donde el intercambiador de calor está configurado para conducir el fluido de enfriamiento en una primera dirección en la primera sección de tubo y en una segunda dirección en la segunda sección de tubo, la primera siendo la dirección opuesta a la segunda, en donde el fluido refrigerante se conduce a través de la segunda sección de tubo antes de entrar en la primera sección de tubo y la primera sección de tubo está dispuesta aguas arriba de la segunda sección de tubo en relación con la dirección del viento de modo que el aire de refrigeración que fluye en la dirección del viento enfría primero el fluido refrigerante con la temperatura más baja, en donde la primera pared interior y la segunda pared interior están separadas por al menos un área común definida por la primera pared interior y la segunda pared interior, la primera pared interior y la la segunda pared interior está dispuesta a una distancia entre sí, y la al menos una zona común está dispuesta entre la primera sección de tubo y la segunda sección de tubo y el área común comprende al menos una ranura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Intercambiador de calor que comprende tubos de fluido que tienen una primera y una segunda pared interior
Un intercambiador de calor que comprende al menos un tubo de fluido configurado para extenderse sustancialmente ortogonalmente a una dirección del viento, teniendo el tubo de fluido una primera pared y una segunda pared, y comprendiendo el tubo de fluido una primera sección de tubo y una segunda sección de tubo, extendiéndose cada una a lo largo del tubo de fluido, dispuesto de tal manera que cada sección de tubo esté en comunicación fluida con un par de colectores y configurado para contener un fluido de enfriamiento.
Para proporcionar fluido de enfriamiento enfriado a los motores, generadores y otros equipos de generación de calor, los intercambiadores de calor se usan comúnmente para reducir la temperatura de trabajo del equipo de generación de calor. Los intercambiadores de calor se dividen por lo general en dos grupos: Intercambiadores de calor activos y pasivos.
En el campo de, por ejemplo, las turbinas eólicas, los intercambiadores de calor pasivos suelen preferirse debido a su menor coste y su funcionalidad más robusta. Un intercambiador de calor pasivo utiliza el viento, por ejemplo, el viento que fluye alrededor de la góndola de la turbina eólica para enfriar una serie de tubos de fluido a través de los cuales se conduce el fluido de enfriamiento, disminuyendo así la temperatura del fluido de enfriamiento. Después de que se haya reducido la temperatura del fluido de enfriamiento, se conduce de vuelta al equipo de generación de calor para enfriarlo.
Lograr un efecto de enfriamiento deseable requiere por lo general un gran intercambiador de calor pasivo con un gran número de tubos de fluido que definen un área de enfriamiento grande que recibe el viento de enfriamiento. Sin embargo, el espacio disponible en la góndola en cuestión es limitado. Asimismo, el peso relativamente alto de un intercambiador de calor más grande puede conducir a una serie de desafíos estructurales, así como desafíos de producción.
En consecuencia, se ha demostrado que los intercambiadores de calor convencionales no proporcionan una solución que permita un enfriamiento más eficiente y un diseño más compacto. El documento DE-A-102005048227 divulga un cuerpo de calentamiento para un circuito de enfriamiento de un sistema de acondicionamiento de aire, que se regula en el lado del aire o del agua, de un vehículo a motor, en donde el cuerpo de calentamiento tiene una pluralidad de tubos planos que pueden ser atravesados por refrigerante y cada uno tiene una pared de tubo plano para delimitar al menos un conducto que se extiende en el interior del tubo plano.
Un objeto de la presente invención es superar total o parcialmente las desventajas e inconvenientes anteriores de la técnica anterior. Más específicamente, un objeto es proporcionar un intercambiador de calor mejorado que proporcione un enfriamiento más eficiente.
El objeto anterior, junto con numerosos otros objetos, ventajas, y características, que serán evidentes a partir de la descripción que sigue, se logran mediante una solución de acuerdo con la presente invención mediante un intercambiador de calor que comprende al menos un tubo de fluido configurado para extenderse sustancialmente ortogonalmente a una dirección del viento, el tubo de fluido está hecho de una primera lámina que define una primera pared y una segunda lámina que define una segunda pared, y comprendiendo el tubo de fluido:
- una primera sección de tubo y una segunda sección de tubo, cada una de las que se extiende a lo largo del tubo de fluido, dispuesto de tal manera que cada sección de tubo esté en comunicación fluida con un par de colectores y configurado para contener un fluido de enfriamiento,
en donde la primera sección de tubo está formada por la primera pared, la segunda pared, una primera pared exterior y una primera pared interior y la segunda sección de tubo está formada por la primera pared, la segunda pared, una segunda pared exterior y una segunda pared interior, la primera pared interior, la segunda pared interior, extendiéndose la primera pared exterior y la segunda pared exterior sustancialmente paralelas a lo largo del tubo de fluido en contacto estanco a fluidos con la primera pared y la segunda pared, el intercambiador de calor está configurado para conducir el fluido de enfriamiento en una primera dirección en la primera sección de tubo y en una segunda dirección en la segunda sección de tubo, siendo la primera dirección opuesta a la segunda dirección, en donde el fluido de enfriamiento se conduce a través de la segunda sección de tubo antes de entrar en la primera sección de tubo y la primera sección de tubo está dispuesta aguas arriba de la segunda sección de tubo en relación con la dirección del viento. Por tanto, el fluido de enfriamiento se somete a más aire de enfriamiento con el mismo número de tubos y/o área de enfriamiento, por lo que la eficiencia de enfriamiento del intercambiador de calor aumenta significativamente. En consecuencia, se puede lograr un intercambiador de calor más eficiente sin aumentar las dimensiones o el número de tubos de fluido. También, el aire de enfriamiento que fluye en la dirección del viento enfría primero el fluido de enfriamiento con la temperatura más baja, lo que aumenta significativamente la eficiencia de enfriamiento del intercambiador de calor.
La primera pared interior y la segunda pared interior están separadas por al menos un área común definida por la primera pared interior y la segunda pared interior, estando la primera pared interior y la segunda pared interior dispuestas a una distancia entre sí, y estando la al menos un área común dispuesta entre la primera sección de tubo y la segunda sección de tubo, y que el área común comprende al menos una ranura. De este modo, se permite además que el aire de enfriamiento que entra en el intercambiador de calor proporcione un efecto de enfriamiento adicional al pasar a través de la ranura o ranuras, lo que resulta en un aumento de la eficiencia de enfriamiento. Asimismo, la una o más ranuras impide(n) la transferencia de calor entre las secciones de tubo asegurando una mayor diferencia de temperatura entre las secciones de tubo. Por ende, se logra que el aire más frío se guíe para enfriar el fluido de enfriamiento de la temperatura más baja. De esta forma, se crea un contraflujo y, por ende, se logra un enfriamiento más eficiente.
La distancia puede estar entre 1 mm y 25 mm, más preferiblemente entre 2 mm y 15 mm, e incluso más preferiblemente entre 3 mm y 10 mm.
Por lo demás, la anchura de la ranura o ranuras puede ser de 0,1 mm a 20 mm o, más preferiblemente, de 0,5 mm a 10 mm o, lo más preferiblemente, de 1,25 mm a 5 mm. De esta forma, se logra que el espacio de aire proporcionado por la ranura o ranuras sea suficiente para detener la transferencia de calor en el material de los tubos.
Adicionalmente, las primeras paredes tanto de la primera sección de tubo como de la segunda sección de tubo pueden estar hechas de una pieza de lámina metálica.
De forma similar, las segundas paredes tanto de la primera sección de tubo como de la segunda sección de tubo pueden estar hechas de una pieza de lámina metálica.
Asimismo, la pared y la pared interior y las paredes exteriores pueden estar hechas de una pieza de lámina metálica.
Por lo demás, la primera pared exterior y la segunda pared exterior pueden estar formadas por un par de paredes laterales del tubo de fluido. Esto permite un intercambiador de calor más rentable ya que no requiere una pluralidad de paredes interiores.
Además, la segunda pared exterior puede ser una pared interior adicional que forma parcialmente una sección de tubo adicional. Como alternativa, la primera pared exterior puede ser una pared interior adicional que forma parcialmente una sección de tubo adicional.
Adicionalmente, la al menos una ranura puede ser una ranura alargada que se extiende a lo largo de un eje longitudinal del tubo de fluido. Con esta ventaja, dicho eje longitudinal puede ser una línea central que se extiende a lo largo de la longitud del tubo de fluido.
Asimismo, el al menos un tubo de fluido puede ser un tubo de fluido plano.
También, cada área común puede comprender una pluralidad de ranuras.
Adicionalmente, los generadores de turbulencia pueden disponerse dentro de las secciones de tubo. Los generadores de turbulencia crean un flujo turbulento de fluido de enfriamiento a través de las secciones de tubo. Esto aumenta aún más la eficiencia de enfriamiento del intercambiador de calor, ya que el flujo turbulento aumenta la capacidad del fluido de enfriamiento para intercambiar calor con las paredes interiores de las secciones de tubo.
El generador de turbulencia puede estar formado por hoyuelos dispuestos en la primera pared y/o en la segunda pared del tubo de fluido. Esto permite un flujo turbulento sin introducir ningún componente adicional en el intercambiador de calor, haciendo que el proceso de fabricación y montaje sea más rápido, menos complejo y más rentable.
Los generadores de turbulencia pueden estar formados por insertos de generador de turbulencia dispuestos dentro de las secciones de tubo. Por tanto, se puede lograr un flujo turbulento dentro de las secciones de tubo de una manera simple y rentable simplemente disponiendo insertos tubulares en la parte superior de una de las paredes del tubo de fluido durante el montaje.
El intercambiador de calor puede comprender una pluralidad de aletas, las aletas pueden ser aletas/laminillas pasantes, es decir, aletas que se extienden desde la parte frontal del intercambiador de calor hasta la parte posterior del intercambiador de calor visto en la dirección del viento.
El intercambiador de calor puede comprender, por tanto, una pluralidad de tubos de fluido y laminillas dispuestas entre al menos algunos de dichos tubos de fluido para extenderse a través de sustancialmente todo el intercambiador de calor en la dirección del viento. De esta forma, se logra una guía mejorada del viento y, por lo tanto, un enfriamiento mejorado. Las aletas/laminillas pueden conectarse a las paredes del primer o del segundo tubo. Las aletas/laminillas pueden conectarse a las paredes tanto del primer como del segundo tubo. De esta forma, es posible controlar la distribución de calor en las aletas/laminillas.
Por lo demás, la primera pared interior y la segunda pared interior pueden estar formadas por un par de barras alargadas.
Por lo demás, la primera pared interior puede comprender un par de primeras secciones divergentes y la segunda pared interior puede comprender un correspondiente par de segundas secciones divergentes, por lo que la primera sección divergente se extiende hacia la primera pared exterior y la segunda sección divergente se extiende hacia la segunda pared exterior, por lo que las primeras secciones divergentes están dispuestas opuestas a las respectivas segundas secciones divergentes para formar el área común.
De forma adicional, cada una de las paredes interiores puede tener una primera porción de extremo y una segunda porción de extremo, por lo que una superficie lateral de la primera porción de extremo y la segunda porción de extremo de la primera sección de tubo está en contacto con una superficie lateral correspondiente de la primera porción de extremo y la segunda porción de extremo de la segunda sección de tubo. En consecuencia, se reduce el riesgo de que se produzca cualquier fuga en los puntos de conexión entre los colectores y el tubo de fluido.
Por lo demás, los puntos de conexión formados por las superficies laterales pueden sellarse por medio de una pasta de sellado, lo que reduce el riesgo de fugas entre las secciones de tubo. La pasta de sellado puede ser adhesivo, un sellado líquido o una junta adherente.
Dicho punto/junta de conexión puede también soldarse, por ejemplo, mediante soldadura láser.
Ventajosamente, la pasta de sellado puede ser una pasta de soldadura. Esto permite un proceso de fabricación menos complejo y permite además que las secciones de tubo se formen perforando las ranuras y soldando las secciones de tubo entre sí.
La primera pared y/o la segunda pared pueden comprender al menos un elemento sobresaliente que sobresale de dicha primera o segunda pared, por lo que dicho elemento sobresaliente está configurado para retener la primera pared interior y la segunda pared interior para formar el área común. El elemento o elementos sobresalientes dirigen las paredes interiores durante el montaje para lograr una orientación recta de dichas paredes interiores a lo largo del eje longitudinal del tubo de fluido y el elemento o elementos sobresalientes garantizan que el área común se consiga y mantenga, por tanto, se logra un montaje más robusto y eficiente del intercambiador de calor.
Ventajosamente, el tubo de fluido puede comprender una pluralidad de ranuras y elementos sobresalientes a lo largo del eje longitudinal del tubo de fluido, por lo que los elementos sobresalientes están dispuestos entre las ranuras de la primera pared y/o las ranuras de la segunda pared. Esto permite que entre y circule más aire en el área común entre los tubos de fluido, lo que disminuye aún más la transferencia de calor a través de cada pared y, por lo tanto, aumenta la eficiencia de enfriamiento general del intercambiador de calor.
El tubo de fluido y las paredes interiores pueden estar hechos de aluminio, lo que permite un intercambiador de calor más eficiente debido a las ventajosas propiedades de transferencia de calor del aluminio. Asimismo, el peso relativamente bajo del aluminio en comparación con, por ejemplo, acero, permite un intercambiador de calor más ligero que es más fácil de montar en un equipo de generación de calor.
Además, el tubo de fluido puede estar configurado para extenderse en una dirección vertical, por lo que el par de colectores comprende un primer colector y un segundo colector.
De forma adicional, al menos una porción de extremo de la primera pared y/o de la segunda pared puede comprender un rebaje configurado para recibir la primera porción de extremo o la segunda porción de extremo de las paredes interiores, para retener las primeras porciones de extremo o las segundas porciones de extremo en una posición en la que dichas primeras porciones de extremo o segundas porciones de extremo están en contacto directo dentro del rebaje. Esto permite asegurar el sellado estanco entre las paredes interiores en una forma no compleja y rentable.
También, el área de la ranura o ranuras puede ser igual a más del 50 % del área común.
Asimismo, la longitud de la ranura o la longitud combinada de las ranuras a lo largo del eje longitudinal del tubo puede ser más del 50 % del área común, o más del 60 % o más preferiblemente más del 70 %. De esta forma, se logra que la transferencia de calor se detenga de manera eficiente de transferirse de un tubo al otro.
Los tubos de fluido pueden ser tubos planos que tienen una sección transversal sustancialmente rectangular vista perpendicular a la dirección del flujo del fluido. Las paredes interiores pueden ser sustancialmente perpendiculares a los lados de los tubos de fluido.
Además, las paredes exteriores pueden estar formadas por un par de barras alargadas.
El intercambiador de calor puede ser un intercambiador de calor de placas y barras.
También, el intercambiador de calor puede ser un intercambiador de calor de bloque.
Asimismo, las paredes interiores pueden estar interconectadas por medio del área común, por lo que el área común se forma estampando la primera pared y/o estampando la segunda pared para formar dichas paredes interiores y el área común.
El tubo de fluido puede tener un primer extremo y un segundo extremo, por lo que las paredes interiores se unen en los extremos del tubo de fluido y cada extremo se extiende hacia uno de los colectores. De esta forma, se logra que el tubo no necesite una pieza adicional para lograr un contacto de sellado entre las paredes interiores del tubo y esto hace que el intercambiador de calor sea más rentable de fabricar y ensamblar.
Por último, la primera pared interior y la segunda pared interior pueden formarse por medio del prensado de la primera pared y la segunda pared.
La presente invención se refiere también a una turbina eólica que comprende un intercambiador de calor como se ha descrito anteriormente.
La invención y sus muchas ventajas se describirán con más detalle a continuación con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, que muestran, para fines de ilustración, algunas realizaciones no limitantes, y en los que: la Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un intercambiador de calor de una realización,
la Figura 2 muestra una vista esquemática del flujo de fluido y aire de enfriamiento a través del intercambiador de calor de una realización,
la Figura 3 muestra una vista en sección transversal de un tubo de fluido del intercambiador de calor de una realización,
la Figura 4 muestra una vista en sección transversal del tubo de fluido del intercambiador de calor de una realización,
las Figuras 5a-c muestran vistas en sección transversal del tubo de fluido del intercambiador de calor de una realización,
la Figura 6 muestra una vista en sección transversal del tubo de fluido del intercambiador de calor de una realización,
la Figura 7 muestra una vista en sección transversal del tubo de fluido del intercambiador de calor de una realización,
la Figura 8a muestra una vista en perspectiva de una pila de tubos de fluido que tienen laminillas/aletas dispuestas entremedio de los tubos de fluido de acuerdo con una realización de la invención,
la Figura 8b muestra una vista en sección transversal (vista de extremo) de una pila de tubos de fluido que tienen laminillas/aletas dispuestas entremedio,
la Figura 8c muestra una vista en perspectiva de una única placa para un tubo de fluido de acuerdo con una realización, y
las Figuras 9a-9e muestran otra realización más del tubo de fluido.
Todas las figuras son sumamente esquemáticas y no están necesariamente a escala, y muestran solo aquellas partes que son necesarias para clarificar la invención, omitiéndose o meramente sugiriéndose otras partes.
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un intercambiador de calor, es decir, un radiador, que puede configurarse para colocarse, por ejemplo, en una góndola de turbina eólica. El intercambiador de calor 1 comprende un par de colectores 9, 10, conectados por medio de al menos uno, pero preferiblemente una pluralidad de tubos de fluido 2 que se extienden entre dichos colectores 9, 10. La pluralidad de tubos de fluido 2 define un área de enfriamiento configurada para ser ortogonal a una dirección del viento WD, por lo que se permite que el aire fluya a través del intercambiador de calor 1 entre los tubos de fluido para enfriar el fluido de enfriamiento dentro de los tubos de fluido 2.
Ventajosamente, el tubo de fluido 2 puede ser un tubo de fluido plano 2. Por ende, la pluralidad de tubos de fluido 2 que forman el área de enfriamiento del intercambiador de calor 1 pueden ser tubos de fluido planos, por lo que el intercambiador de calor 1 puede ser un intercambiador de calor de tubo de fluido plano.
Dicho tubo de fluido comprende una primera pared 5 y una segunda pared 6 unidas entre sí por medio de una primera pared exterior 7 y una segunda pared exterior 8, para formar una sección transversal sustancialmente rectangular.
Como se muestra en la Figura 1, la primera pared exterior 7 y la segunda pared exterior 8 pueden estar formadas por un par de paredes laterales del tubo de fluido 2. Dicha primera pared exterior 7 y segunda pared exterior 8 pueden estar formadas por un par de barras alargadas, por lo que la primera pared 5 y la segunda pared 6 pueden estar formadas por un par de placas.
Preferiblemente, cada uno de los tubos de fluido del intercambiador de calor 1 puede estar formado por dicho par de placas y barras, por lo que el intercambiador de calor 1 puede ser un intercambiador de calor de placas y barras.
Haciendo referencia a la Figura 1, el intercambiador de calor 1 puede ser un intercambiador de calor de arriba a abajo o, en otras palabras, un intercambiador de calor 1 en el que los tubos de fluido 2 están configurados para extenderse en una dirección vertical, por lo que el par de colectores 9, 10 comprende un primer colector 9 y un segundo colector 10.
Una vez más, haciendo referencia a la Figura 1, el tubo de fluido 2 tiene un primer extremo 21 y un segundo extremo 22, cada uno extendiéndose en un colector del par de colectores 9, 10. En consecuencia, el intercambiador de calor 1 puede comprender una pluralidad de tubos de fluido 2, cada uno teniendo un primer extremo 21 y un segundo extremo 22, extendiéndose cada extremo hacia un colector del par de colectores.
Asimismo, el intercambiador de calor 1 puede comprender aletas 81 configuradas para optimizar el flujo de aire a través de dicho intercambiador de calor 1. Las aletas 81 pueden ser aletas pasantes, es decir, láminas que se extienden desde la parte frontal del intercambiador de calor hasta la parte posterior del intercambiador de calor en la dirección del viento. Ventajosamente, dichas aletas 81 se extienden desde el extremo frontal hasta el extremo posterior de dicho intercambiador de calor en la dirección del viento. En consecuencia, el intercambiador de calor 1 puede comprender una pluralidad de tubos de fluido 2 y laminillas 81 dispuestas entre al menos algunos de dichos tubos planos 2 para extenderse a lo largo sustancialmente de todo el intercambiador de calor 1 en la dirección del viento.
Preferiblemente, dicho intercambiador de calor 1 comprende una pluralidad de tubos de fluido, por lo que las aletas/laminillas pueden conectarse a las paredes de un primer tubo de fluido o un segundo tubo de fluido. Como alternativa, dichas aletas/laminillas pueden conectarse a las paredes tanto del primer tubo de fluido como del segundo tubo de fluido. Por ende, se habilita el control de la distribución de calor en las aletas/laminillas.
A continuación, haciendo referencia a la Figura 2, para aumentar aún más la eficiencia de enfriamiento, el intercambiador de calor puede estar configurado para conducir el fluido de enfriamiento en una primera dirección en una primera sección de tubo y en una segunda dirección en una segunda sección de tubo, siendo la primera dirección opuesta a la segunda dirección, por lo que el fluido de enfriamiento se conduce a través de la segunda sección de tubo antes de entrar en la primera sección de tubo y la primera sección de tubo se dispone delante de la segunda sección de tubo en la dirección del viento (como se representa con la flecha y WD). Dicho de otra forma, la primera sección de tubo está dispuesta delante de la segunda sección de tubo para recibir el aire de enfriamiento que se mueve en la dirección del viento antes de la segunda sección de tubo.
Esto permite que el fluido de enfriamiento con la temperatura más baja, es decir, el fluido de enfriamiento que ya se ha enfriado dentro de la segunda sección de tubo, para ser enfriado por el aire más frío, es decir, el aire de enfriamiento que entra primero en el intercambiador de calor 1. Se ha demostrado que esto es muy ventajoso en términos de eficiencia de enfriamiento, ya que la temperatura más baja alcanzada en el intercambiador de calor se reduce de manera efectiva.
La conducción del fluido de enfriamiento primero a través de la segunda sección de tubo y luego a través de la primera sección de tubo puede, como se da cuenta el experto en la materia, realizarse de cualquier número de maneras, por ejemplo, el colector puede comprender secciones de pozo internas configuradas para bloquear el movimiento/flujo del fluido de enfriamiento a través del colector y conducirlo a través de los tubos de fluido en su lugar. También se puede lograr por medio de la diferencia de presión entre los colectores que simplemente fuerzan el fluido de enfriamiento a lo largo de la trayectoria de flujo deseada.
Con referencia adicional a la Figura 2, los colectores de intercambiador de calor 9, 10 pueden comprender una entrada de fluido de enfriamiento 98 y una salida de fluido de enfriamiento 99, cada uno de los que está conectado al sistema de enfriamiento del equipo de generación de calor. En consecuencia, el fluido de enfriamiento se conduce al intercambiador de calor 1 a través de la entrada en uno de los colectores y se conduce de vuelta al equipo de generación de calor después de que se haya enfriado dentro del intercambiador de calor por medio de la salida en uno de los colectores. El primer colector 9 puede comprender la entrada 98 y la salida 99. Dicho primer colector 9 está separado en dos compartimentos separados por medio de una pared divisoria 110 que se extiende a lo largo de la longitud del primer colector 9. Por consiguiente, la entrada 98 está en comunicación fluida con un compartimento del primer colector 9 mientras que la salida 99 está en comunicación fluida con el otro compartimento del primer colector 9. Por lo tanto, se permite que el fluido de enfriamiento se mueva desde la entrada 98 a la salida 99 a través de los tubos de fluido y el segundo colector 10 de acuerdo con la manera ventajosa descrita anteriormente.
Con las medidas antes mencionadas, se logra un intercambiador de calor de contraflujo trasero-delantero eficiente. Sin embargo, el problema con un intercambiador de calor de este tipo es que la eficiencia de enfriamiento depende mucho de la diferencia de temperatura entre la parte posterior y la parte frontal del intercambiador de calor y, por tanto, es muy susceptible a cualquier aumento de la temperatura mínima del fluido de enfriamiento en la parte frontal del intercambiador de calor. Con referencia a la Figura 3, se describirá una disposición que sirve para mitigar este inconveniente.
Haciendo referencia a la Figura 3, se muestra una sección transversal a lo largo de la longitud del tubo de fluido 2. Por ende, la Figura 2 muestra la segunda pared 6 como una superficie inferior. Como se muestra, el intercambiador de calor comprende al menos un tubo de fluido configurado para extenderse sustancialmente ortogonalmente a una dirección del viento, por lo que el tubo de fluido tiene una primera pared 5 (mostrada en la Figura 1) y una segunda pared 6. El tubo de fluido 2 comprende una primera sección de tubo 18 y una segunda sección de tubo 19 que se extienden a lo largo del tubo de fluido, cada una en comunicación fluida con un par de colectores 9, 10 y configuradas para contener un fluido de enfriamiento. La primera sección de tubo 18 está formada por la primera pared, es decir, una primera placa de lámina (no visible), la segunda pared 6, una primera pared exterior 7 y una primera pared interior 11, y la segunda sección de tubo está formada por la primera pared 5, la segunda pared 6, una segunda pared exterior 8 y una segunda pared interior 12. La primera pared exterior 7 y la segunda pared exterior 8 se extienden sustancialmente paralelas a lo largo del tubo de fluido en contacto estanco a fluidos con la primera pared (no visible) y la segunda pared 6.
Por tanto, la primera sección de tubo 18 y la segunda sección de tubo 19 forman cada una un compartimento estanco a fluidos dentro del tubo de fluido que se extiende a lo largo de toda la longitud del tubo de fluido. En consecuencia, la totalidad del fluido de enfriamiento que fluye a través del tubo de fluido puede fluir tanto a través de la primera sección de tubo 18 como a través de la segunda sección de tubo 19.
Esto permite un enfriamiento más eficiente ya que el fluido de enfriamiento que corre a través de los tubos de fluido 2 está sujeto a más aire de enfriamiento en su camino a través del intercambiador de calor, ya que la trayectoria de flujo del fluido de enfriamiento se extiende a través del intercambiador de calor. En consecuencia, se puede lograr un enfriamiento más eficiente con las mismas proporciones exteriores del intercambiador de calor. Asimismo, la división del fluido de enfriamiento con la simple inserción de paredes interiores adicionales permite una forma simple y relativamente económica de aumentar la eficiencia de enfriamiento.
El tubo de fluido 2 o la pluralidad de tubos de fluido y las paredes interiores 11, 12 pueden estar hechos preferiblemente de aluminio. Esto es particularmente beneficioso debido a sus excelentes propiedades de transferencia de calor y, por lo demás, permite un intercambiador de calor más ligero debido al bajo peso del material.
La primera pared interior 11 y la segunda pared interior 12 están separadas por al menos un área común 30 definida por la primera pared interior 11 y la segunda pared interior 12, por lo que la primera pared interior 11 y la segunda pared interior 12 están dispuestas a una distanciadentre sí, por lo que la al menos un área común está dispuesta dentro del tubo de fluido 2 y comprende al menos una ranura 31. Esto permite que el aire entre a través del tubo de fluido 2 a través de la ranura 31, por lo que la eficiencia de enfriamiento aumenta aún más, ya que aumenta el área superficial de los tubos que reciben el viento de enfriamiento. En consecuencia, las ranuras 31 están configuradas para conducir el aire de enfriamiento a través de los tubos de fluido 2.
Por lo demás, la ranura 31 puede ser un rebaje alargado que se extiende a lo largo de un eje longitudinal C que se extiende a lo largo de la longitud del tubo de fluido 2. Dicho eje longitudinal puede ser preferiblemente una línea central.
Como se muestra en la Figura 3, la distanciadpuede variar a través del eje longitudinal C, por lo que la anchura del área común 30 puede tener cualquier forma.
Asimismo, y lo más importante, dichas ranuras 31 proporcionan un efecto aislante que evita la transferencia de calor entre las secciones de tubo y, por tanto, garantiza la diferencia de temperatura entre dichas secciones de tubo. En consecuencia, la temperatura más fría del fluido de enfriamiento en la primera sección de tubo se mantiene cuando el fluido de enfriamiento circula a través de los compartimentos de tubo de fluido, lo que hace que el enfriamiento sea más eficiente. Por ende, las ranuras proporcionan una solución al problema mencionado anteriormente de proporcionar y mantener la diferencia de temperatura entre la parte posterior y la parte frontal del intercambiador de calor, ya que el fluido de enfriamiento más caliente dentro de la segunda sección de tubo y, en consecuencia, las paredes más calientes de dichas secciones de tubo, no puede afectar a la temperatura del fluido de enfriamiento dentro de la primera sección de tubo a través de las paredes de dicha primera sección de tubo. Esto ha demostrado ser muy eficiente, lo que conduce a un aumento de aproximadamente el 2-10 % en la eficiencia de enfriamiento.
También, la disposición con compartimentos de fluido provistos de ranuras permite una solución menos compleja para lograr un intercambiador de calor de contraflujo eficiente que es más barato de fabricar y más compacto, ya que no se requieren tuberías de fluido adicionales para lograr el efecto de contraflujo deseado. En su lugar, el contraflujo puede proporcionarse dentro de cada tubo de fluido.
Dichas ranuras pueden ser de 0,1 mm a 20 mm de ancho o más preferiblemente de 0,5 mm a 10 mm de ancho o más preferiblemente de 1,25 mm a 5 mm de ancho. De esta forma, se logra que el espacio de aire proporcionado por la ranura sea suficiente para detener la transferencia de calor en el material de los tubos.
Además, haciendo referencia a la Figura 3, la primera pared interior 11 comprende un par de primeras secciones divergentes 73 y la segunda pared interior 12 comprende un correspondiente par de segundas secciones divergentes 74, por lo que las primeras secciones divergentes 73 se extienden hacia la primera pared exterior 7 y las segundas secciones divergentes 74 se extienden hacia la segunda pared exterior 8, por lo que las primeras secciones divergentes 73 están dispuestas opuestas a las respectivas segundas secciones divergentes 74 para formar el área común 30. Las secciones divergentes forman por tanto una sección más ancha del área común con una distancia máxima d entre la primera sección curva y la segunda sección curva donde puede disponerse la ranura 31. Por tanto, la disposición de ranura que permite un enfriamiento más eficiente puede proporcionarse de una manera que consuma espacio, ya que la primera pared interior 11 y la segunda pared interior 12 pueden colocarse muy cerca entre sí al tiempo que permiten la provisión del área común y el ranuras, es decir, se puede lograr una disposición de enfriamiento más compacta. Cada área común 30 puede comprender una pluralidad de ranuras 31.
Como se muestra en dicha Figura 3, la primera pared interior 11 y la segunda pared interior 12 pueden estar formadas por un par de barras alargadas. En consecuencia, las paredes interiores 11, 12, así como las paredes exteriores 7, 8 pueden estar formadas por barras, por lo que la primera pared y la segunda pared pueden estar formadas por placas.
En concreto, el par de primeras secciones divergentes 73 y el par de segundas secciones divergentes 74 pueden ser porciones dobladas de las barras alargadas que forman la primera pared interior 11 y la segunda pared interior 12. En consecuencia, las barras alargadas que forman las paredes interiores 11, 12 se extienden a lo largo del eje longitudinal C con una porción doblada para formar el área común 30.
Dicho par de primeras secciones divergentes 73 puede delimitar una primera sección intermedia 13 de la primera pared interior 11, extendiéndose la sección intermedia 13 sustancialmente a lo largo del eje longitudinal C del tubo de fluido. Dicho par de segundas secciones divergentes 74 pueden delimitar de manera similar una segunda sección intermedia 14 de la segunda pared interior 12, extendiéndose la segunda sección intermedia 14 sustancialmente a lo largo del eje longitudinalcdel tubo de fluido. Dichas secciones intermedias están dispuestas preferiblemente a la distanciadentre sí.
En una realización, la longitud de la ranura 31 o la longitud combinada de las ranuras a lo largo de la longitud del tubo de fluido es más del 50 % del área común o más del 60 %, o más preferiblemente más del 70 %. De esta forma, se logra que la transferencia de calor se detenga de manera eficiente de transferirse de un tubo de fluido al otro.
La distanciaden consecuencia, puede estar entre 1 mm y 25 mm, más preferiblemente entre 2 mm y 15 mm, e incluso más preferiblemente entre 3 mm y 10 mm. Sin embargo, como se ha indicado anteriormente, puede variar a lo largo de la longitud del tubo de fluido.
Haciendo referencia a la Figura 3, para lograr un efecto de sellado entre las paredes interiores, las paredes interiores pueden unirse en el primer extremo, así como en el segundo extremo del tubo de fluido, por lo que el primer extremo y el segundo extremo pueden extenderse dentro de los colectores. En consecuencia, no se requiere con una parte adicional para cerrar el espacio entre los tubos, lo que hace que el proceso de fabricación sea más rentable.
Esto se logra por medio de las paredes interiores de tubo 11, 12, cada una de las cuales tiene una primera porción de extremo 43, 44 y una segunda porción de extremo 41, 42, por lo que una superficie lateral 63, 61 de la primera porción de extremo 43 y la segunda porción de extremo 41 de la primera sección de tubo 18 está en contacto con una superficie lateral 62, 64 correspondiente de la primera porción de extremo 42 y la segunda porción de extremo 44 de la segunda sección de tubo 19. Por ende, se reduce el riesgo de fugas en la conexión entre el tubo de fluido y los colectores 9, 10. Este efecto de sellado puede aumentarse aún más por medio de una pasta de sellado. En consecuencia, los puntos de unión formados por las superficies laterales 61, 63 y las superficies laterales 62, 64 pueden sellarse por medio de una pasta de sellado. Por ejemplo, la pasta de sellado puede ser un adhesivo, un sellado líquido o una junta adherente.
La pasta de sellado también puede ser una pasta de soldadura. Esto permite un proceso de fabricación menos complejo, ya que permite que las secciones de tubo se formen perforando las ranuras y soldando las secciones de tubo entre sí.
Con ventaja, los extremos del tubo de fluido pueden extenderse hacia los colectores del intercambiador de calor. Por tanto, se permite que las primeras porciones de extremo y las segundas porciones de extremo estén en contacto directo solo dentro del colector respectivo, por lo que el sellado se proporciona sin ningún riesgo de transferencia de calor entre las paredes interiores 11, 12 debido al contacto directo.
En una realización, las superficies laterales mencionadas anteriormente pueden unirse mediante soldadura, es decir, soldadura láser. Por tanto, se puede lograr un sellado simple y confiable, mientras que la unión es más robusta en comparación con, por ejemplo, las superficies laterales unidas por medio de soldadura.
Además, al menos una porción de extremo de la primera pared 5 y/o la segunda pared 6 comprende un rebaje 78 configurado para recibir las primeras porciones de extremo 41,43 o las segundas porciones de extremo 42, 44 de las paredes interiores 11, 12 para retener las primeras porciones de extremo 41,43 o las segundas porciones de extremo 42, 44 en una posición en la que dichas primeras porciones de extremo 41,43 o segundas porciones de extremo 42, 44 están en contacto directo dentro del rebaje 78. Esto permite asegurar el sellado estanco entre las paredes interiores en una forma no compleja y rentable. Esto es particularmente ventajoso si la primera pared interior 11 y la segunda pared interior 12 están formadas por un par de barras alargadas, ya que el rebaje sirve para doblar y retener las barras para lograr el contacto directo entre dichas barras. En consecuencia, el montaje del intercambiador de calor se hace más eficiente y sencillo ya que las barras se mantienen en posición por dicho rebaje.
En algunas realizaciones, el intercambiador de calor puede comprender una pluralidad de áreas comunes 30, cada una formada por secciones de la primera pared interior 11 y la segunda pared interior 12 que están en contacto directo y una pluralidad de pares de secciones divergentes 73, 74 configuradas para formar una pluralidad de áreas comunes 30. Preferiblemente, las secciones divergentes están interconectadas por secciones intermedias que se extienden rectas a lo largo del eje longitudinal C del tubo de fluido.
En algunas otras realizaciones, la primera pared interior 11 y la segunda pared 12 pueden formarse mediante el prensado de la primera pared 5 y la segunda pared 6. En consecuencia, los tubos de fluido pueden comprender dos perfiles en U que se presionan juntos a lo largo de los bordes a lo largo de la longitud del tubo de fluido, para formar una primera pared 5, una segunda pared 6, una primera pared exterior 7 y una segunda pared exterior 8. Por tanto, el área común 30 puede formarse perforando el centro del tubo de fluido a lo largo de dicho tubo de fluido, por lo que las ranuras 31 pueden formarse mediante punzando del área común 30 lograda.
La Figura 4 muestra una sección transversal del tubo de fluido donde se han retirado las paredes interiores y la primera pared. Haciendo referencia a dicha Figura, la primera pared (no mostrada) y/o la segunda pared 6 comprenden al menos un elemento sobresaliente 51 que sobresale de dicha primera o segunda pared, por lo que dicho elemento sobresaliente 51 está configurado para retener la primera pared interior y la segunda pared interior para formar el área común. El elemento sobresaliente 51 dirige las paredes interiores a lo largo del eje longitudinal C del tubo de fluido cuando las paredes interiores se colocan en la parte superior de una de las paredes 5 o 6. Por ende, se logra una manera simple de alinear las paredes interiores, por lo que el montaje del intercambiador de calor se hace menos complejo, lo que da como resultado un menor coste de producción general. Por ende, el elemento o elementos sobresalientes sirven para mantener las paredes interiores en su lugar y, por lo tanto, de una manera simple, se garantiza que el área común se logre y se retenga por medio de las paredes interiores.
Como se presenta en la Figura 4, el tubo de fluido puede comprender una pluralidad de ranuras 31 y elementos sobresalientes 51, las ranuras 31 y los elementos sobresalientes 51 se extienden a lo largo del eje longitudinal C del tubo de fluido, por lo que los elementos sobresalientes 51 están dispuestos entre las ranuras 31 de la primera pared 5 (mostrada en la Figura 1) y/o la segunda pared 6. Por tanto, incluso se permite que entre más aire de enfriamiento a través del tubo de fluido a través de las ranuras 31, por lo que se logra un enfriamiento aún más eficiente. Asimismo, la pluralidad de elementos sobresalientes 51 permite un montaje más estable de las paredes interiores.
Volviendo a las Figuras 5a-c, los generadores de turbulencia pueden disponerse dentro de las secciones de tubo 18, 19. Los generadores de turbulencia son, como es reconocible por el experto en la materia, elementos de guía de flujo configurados para dirigir el flujo de fluido de enfriamiento para crear un flujo turbulento. El flujo turbulento logrado por los generadores de turbulencia permite una mayor eficiencia de enfriamiento debido a la ausencia de la capa límite aislante que se produce en el contacto entre el fluido de enfriamiento y las paredes del tubo de fluido cuando el fluido de enfriamiento tiene un patrón de flujo laminar. En su lugar, el movimiento aleatorio de las moléculas de fluido, debido a que los generadores de turbulencia rompen la capa límite, aumenta la capacidad de intercambio de calor del fluido de enfriamiento.
En la Figura 5a y Figura 5b, se representan secciones transversales del tubo de fluido 2. En estas realizaciones, los generadores de turbulencia dispuestos dentro de las secciones de tubo 18, 19 están formados por insertos de generador de turbulencia 32. Al colocar insertos de generador de turbulencia dentro de la sección de fluido, se logra una manera simple y rentable de lograr un flujo turbulento dentro del tubo de fluido.
Haciendo referencia a la Figura 5c, se muestra una realización en la que los generadores de turbulencia 24 dispuestos en las secciones de tubo son hoyuelos dispuestos en la primera pared y/o la segunda pared del tubo de fluido. Los hoyuelos redirigen el fluido de enfriamiento para lograr el flujo de enfriamiento turbulento. Esto permite además que los hoyuelos se estampan en la primera pared y/o en la segunda pared 6. El estampado de los hoyuelos es un proceso bastante rentable, por lo que se logra una forma más rentable de lograr el flujo turbulento. Asimismo, se reduce el número de componentes en el intercambiador de calor, lo que hace que el proceso de producción sea menos complejo y reduce aún más el coste de producción.
Pasando a la Figura 6, la segunda pared exterior puede ser una pared interior adicional 93 que forma parcialmente una sección de tubo adicional. Se representa un tubo de fluido en el que la primera sección de tubo 18 está formada por la primera pared, la segunda pared, una primera pared exterior 7 y una primera pared interior 11. La segunda sección de tubo 19 está formada por la primera pared, la segunda pared, una segunda pared exterior 93 y una segunda pared interior 12, la primera pared interior 11, segunda pared interior 12, extendiéndose la primera pared exterior 7 y la segunda pared exterior 93 sustancialmente paralelas a lo largo del tubo de fluido en contacto estanco a fluidos con la primera pared y la segunda pared.
La segunda pared exterior 93 es, por tanto, una pared interior adicional que forma una sección de tubo adicional 20 junto con la pared exterior 8 del tubo de fluido. Además, la segunda pared exterior 93 puede formar, junto con una pared interior adicional 94, un área común adicional 30 provista de ranuras 31, es decir, que comprende ranuras 31. El flujo del fluido de enfriamiento se representa como las flechas FD. En consecuencia, el intercambiador de calor está configurado para conducir el fluido de enfriamiento a través de la sección de tubo adicional 20 a través de la segunda sección de tubo 19 y el colector 10 al colector 9 y la primera sección de tubo 18. La primera sección de tubo 18 está dispuesta preferiblemente delante de las otras secciones de tubo en la dirección del viento WD, es decir, la primera sección de tubo está dispuesta para recibir el aire de enfriamiento antes que las otras secciones de tubo.
Como es fácilmente reconocible para el experto en la materia, el tubo de fluido puede comprender cualquier número de paredes interiores que forman secciones de tubo separadas que se extienden a lo largo del tubo de fluido. Asimismo, cada una de dichas secciones de tubo puede estar separada por áreas comunes provistas de ranuras.
Haciendo referencia a la Figura 7, las porciones de extremo 41, 42 de las paredes interiores 11, 12, que pueden ser un par de barras alargadas que forman dichas paredes interiores pueden estar conectadas por una barra transversal 49. Preferiblemente, la barra transversal 49 se une con dichas paredes interiores 11, 12 por medio de soldadura, es decir, soldadura láser.
La barra transversal permite un proceso de fabricación menos complejo y susceptible de tolerancia, ya que no se requiere flexión para proporcionar tanto un sellado suficiente en los extremos de los tubos de fluido como el área común que permite el enfriamiento deseable.
Como se representa en dicha Figura, el tubo plano puede extenderse hacia el interior del colector. Esto es particularmente ventajoso ya que las paredes interiores 11, 12 están unidas entre sí. Con el tubo plano extendiéndose hacia el colector, las segundas porciones de extremo 41, 42 de las paredes interiores están dispuestas dentro de dicho colector 9. Sin embargo, si las porciones de extremo unidas están dispuestas dentro de los colectores donde no tiene lugar intercambio de calor, este problema se mitiga mientras se logra el sellado deseado entre dichas secciones de tubo.
Como es obvio para el experto en la materia, tanto las primeras porciones de extremo como las segundas porciones de extremo de las paredes interiores pueden extenderse en colectores por medio del tubo plano que se extiende en dichos colectores.
Volviendo a las Figuras 8a-b, se muestra una pluralidad de tubos de fluido 2. Los tubos que son tubos planos están en comunicación fluida con un par de colectores. Los tubos de fluido 2 están separados por medio de laminillas 81 que se extienden desde el extremo frontal hasta el extremo posterior de dicho intercambiador de calor en la dirección del viento WD. En consecuencia, el intercambiador de calor comprende una pluralidad de tubos de fluido 2 y laminillas 81 dispuestas entre al menos algunos de dichos tubos planos 2 para extenderse a lo largo sustancialmente de todo el intercambiador de calor en la dirección del viento.
Como se representa en dichas figuras, los tubos de fluido 2 pueden descansar entre sí solo separados por medio de las laminillas 81. En consecuencia, dichos tubos de fluido 2 pueden disponerse en forma de intercambiador de calor de bloque por lo que cada tubo de fluido está separado del siguiente por medio de las laminillas 81 y las juntas. Por tanto, el intercambiador de calor puede ser un intercambiador de calor de bloque.
Las paredes interiores 11, 12 están interconectadas por medio del área común 30, por lo que el área común 30 se forma estampando la primera pared 5 y/o la segunda pared 6 para formar dichas paredes interiores 11, 12 y el área común 30. Como se observa en las figuras mencionadas anteriormente, las paredes laterales exteriores 7, 8 pueden formarse mediante juntas plegables que se extienden a lo largo de la longitud de los tubos de fluido 2.
En dichas Figuras 8a-b, tanto la primera pared 5 como la segunda pared 6 se han estampado, sin embargo, como es evidente para el experto en la materia, el área común 30, así como la primera pared interior 11 y la segunda pared interior 12 pueden lograrse únicamente estampando la primera pared 5 o la segunda pared 6.
Con este diseño, todo el tubo de fluido puede fabricarse plegando y estampando una única lámina metálica y, posteriormente, soldando, es decir, soldando con láser la junta restante, es decir, una de las paredes laterales exteriores 7, 8. También se puede lograr por medio de tener dos láminas metálicas separadas que se estampan y suelden juntas independientemente a lo largo de su longitud en las paredes laterales exteriores 7, 8. Como se observa en las figuras mencionadas anteriormente, las paredes laterales exteriores 7, 8 están formadas por juntas plegables que se extienden a lo largo de la longitud de los tubos de fluido 2.
Estas técnicas de producción son más rentables en comparación con otras formas convencionales para lograr secciones de tubo. Asimismo, no se requieren barras adicionales para lograr dichas secciones. La ausencia de barras sólidas hace que el intercambiador de calor sea más ligero y, por tanto, más fácil de colocarse en un equipo de generación de calor.
El intercambiador de calor puede ser un intercambiador de calor de bloque, por lo que se requieren las aletas/laminillas 81 para crear una distancia entre los tubos de fluido que permita que el aire de enfriamiento pase a través del intercambiador de calor entre los tubos de fluido 2.
Haciendo referencia a la Figura 8c, se representa una sección transversal del tubo de fluido. El fluido se extiende preferiblemente hacia los colectores, por lo que el extremo 22 del tubo de fluido se extiende en consecuencia hacia uno de los colectores.
Para lograr un efecto de sellado entre las paredes interiores, las paredes interiores pueden unirse en el primer extremo, así como en el segundo extremo 22 del tubo de fluido, por lo que el primer extremo y el segundo extremo pueden extenderse dentro de los colectores. En consecuencia, no se requiere con una parte adicional para cerrar el espacio entre los tubos, lo que hace que el proceso de fabricación sea más rentable.
Esto se logra mediante la disposición de las ranuras 31 para que se extiendan hasta los extremos del tubo de fluido, por lo que las paredes interiores se unen directamente por medio del área común 30.
En la Figura 9a se muestra otra realización del tubo de fluido. En la presente realización, el área común se forma estampando la primera pared 5 y/o la segunda pared 6 para formar dichas paredes interiores 11, 12 y el área común 30. En un extremo del área común 30, una sección de recepción 66 se forma por estampado.
La sección de recepción 66 se muestra en detalle en la Figura 9b. La sección de recepción tiene una forma sustancialmente cuadrada y tiene un primer lado de sección 67 y un segundo lado de sección 68, así como un extremo de sección 69. El extremo opuesto en relación con el extremo de sección está abierto. La sección de recepción 66 está configurada para recibir una parte de barra que tiene una geometría exterior similar en comparación con la de la sección de recepción.
En la Figura 9c, la parte de barra 38 está dispuesta en la sección de recepción. En la Figura 9d, se muestra una vista ampliada en la que la parte de barra 38 se ha dispuesto en la sección de recepción estampada. La configuración y las formas de la sección de recepción y la parte de barra 38 facilitan el sellado de esta área de modo que se evitan sustancialmente las fugas entre la primera sección de tubo y la segunda sección de tubo, así como el entorno, ya que las pruebas han demostrado que la soldadura y el sellado del presente diseño proporcionan un mayor grado de sellado en comparación con otros diseños.
De forma adicional, se han dispuesto barras para proporcionar la primera pared exterior 7 y la segunda pared exterior 8. Como se muestra adicionalmente en la Figura 9d, el área común comprende también una o más ranuras 31. La Figura 9e muestra también las barras dispuestas para proporcionar la primera pared exterior 7 y la segunda pared exterior 8 y la parte de barra 38 dispuesta en la sección de recepción 66.
Las secciones de recepción pueden proporcionarse mediante estampado en cada extremo del área común, sin embargo, en la presente realización, solo se proporciona una sección de recepción 66 en un extremo. En el extremo opuesto de esta realización, se proporciona un paso de flujo entre la primera sección de tubo y la segunda sección de tubo para proporcionar flujo entre la primera sección de tubo y la propia segunda sección de tubo y/o ayudar al colector a proporcionar flujo entre la primera sección de tubo y la segunda sección de tubo.
Aunque la invención se ha descrito en lo que antecede en conexión con realizaciones preferidas de la invención, será evidente para un experto en la materia que pueden concebirse diversas modificaciones sin apartarse de la invención como se define por las siguientes reivindicaciones.
Claims (15)
1. Un intercambiador de calor (1) que comprende: al menos un tubo de fluido (2) configurado para extenderse sustancialmente ortogonalmente a una dirección del viento, teniendo el tubo de fluido (2) una primera pared (5) y una segunda pared (6), y comprendiendo el tubo de fluido (2):
- una primera sección de tubo (18) y una segunda sección de tubo (19) que se extienden cada una a lo largo del tubo de fluido (2), dispuesto de tal manera que cada sección de tubo esté en comunicación fluida con un par de colectores (9, 10) y configurado para contener un fluido de enfriamiento,
en donde la primera sección de tubo (18) está formada por la primera pared (5), la segunda pared (6), una primera pared exterior (7) y una primera pared interior (11) y
la segunda sección de tubo (19) está formada por la primera pared (5), la segunda pared (6), una segunda pared exterior (8, 93) y una segunda pared interior (12),
la primera pared interior (11), la segunda pared interior (12), extendiéndose la primera pared exterior (7) y la segunda pared exterior (8, 93) sustancialmente paralelas a lo largo del tubo de fluido (2) en contacto estanco a fluidos con la primera pared (5) y la segunda pared (6), en donde el intercambiador de calor (1) está configurado para conducir el fluido de enfriamiento en una primera dirección en la primera sección de tubo (18) y en una segunda dirección en la segunda sección de tubo (19), siendo la primera dirección opuesta a la segunda dirección, en donde el fluido de enfriamiento se conduce a través de la segunda sección de tubo (19) antes de entrar en la primera sección de tubo (18) y la primera sección de tubo (18) está dispuesta aguas arriba de la segunda sección de tubo (19) en relación con la dirección del viento de forma que un aire de enfriamiento que fluye en la dirección del viento enfríe primero el fluido de enfriamiento con la temperatura más baja,
en donde la primera pared interior (11) y la segunda pared interior (12) están separadas por al menos un área común (30) definida por la primera pared interior (11) y la segunda pared interior (12), estando la primera pared interior (11) y la segunda pared interior (12) dispuestas a una distancia (d) entre sí, y estando la al menos un área común (30) dispuesta entre la primera sección de tubo (18) y la segunda sección de tubo (19),caracterizado por queel tubo de fluido (2) está hecho de una primera lámina que define la primera pared (5) y una segunda lámina que define la segunda pared (6), y el área común (30) comprende al menos una ranura (31).
2. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la primera pared exterior (7) y la segunda pared exterior (8) están formadas por un par de paredes laterales del tubo de fluido (2).
3. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la al menos una ranura (31) es una ranura alargada que se extiende a lo largo de un eje longitudinal (C) del tubo de fluido (2).
4. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un tubo de fluido (2) es un tubo de fluido plano.
5. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los generadores de turbulencia (24, 32) están dispuestos dentro de las secciones de tubo (18, 19).
6. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el generador de turbulencia (24) está formado por hoyuelos dispuestos en la primera pared (5) y/o en la segunda pared (6) del tubo de fluido (2).
7. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el intercambiador de calor comprende una pluralidad de tubos de fluido (2) y laminillas dispuestas entre al menos algunos de dichos tubos de fluido (2) para extenderse a través de sustancialmente todo el intercambiador de calor (1) en la dirección del viento.
8. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera pared interior (11) y la segunda pared interior (12) están formadas por un par de barras alargadas.
9. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera pared interior (11) comprende un par de primeras secciones divergentes (73) y la segunda pared interior (12) comprende un correspondiente par de segundas secciones divergentes (14), por lo que la primera sección divergente (73) se extiende hacia la primera pared exterior (7) y la segunda sección divergente (74) se extiende hacia la segunda pared exterior (8, 93), por lo que las primeras secciones divergentes (73) están dispuestas opuestas a las respectivas segundas secciones divergentes (74) para formar el área común (30).
10. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, en donde la primera pared (5) y/o la segunda pared (6) comprenden al menos un elemento sobresaliente (51) que sobresale de dicha primera o segunda pared, por lo que dicho elemento sobresaliente (51) está configurado para retener la primera pared interior (11) y la segunda pared interior (12) para formar el área común (30).
11. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el tubo de fluido (2) comprende una pluralidad de ranuras (31) y elementos sobresalientes (51) a lo largo del eje longitudinal (C) del tubo de fluido (2), por lo que los elementos sobresalientes (51) están dispuestos entre las ranuras (31) de la primera pared (5) y/o las ranuras (31) de la segunda pared (6).
12. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el tubo de fluido (2) está configurado para extenderse en una dirección vertical, por lo que el par de colectores (9, 10) comprende un primer colector (9) y un segundo colector (10).
13. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en donde el intercambiador de calor (1) es un intercambiador de calor de bloque.
14. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o 12-13, en donde las paredes interiores (11, 12) están interconectadas por medio del área común (30), por lo que el área común (30) se forma estampando la primera pared (5) y/o estampando la segunda pared (6) para formar dichas paredes interiores (11, 12) y el área común (30).
15. Un intercambiador de calor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el tubo de fluido (2) tiene un primer extremo (21) y un segundo extremo (22), por lo que las paredes interiores (11, 12) se unen en los extremos (21, 22) del tubo de fluido (2) y cada extremo (21, 22) se extiende hacia uno de los colectores (9, 10).
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