IT202100006266A1 - HEAT EXCHANGER TUBE WITH IMPROVED CONDUCTIVITY CHARACTERISTICS - Google Patents
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Description
TUBO SCAMBIATORE DI CALORE CON MIGLIORATE HEAT EXCHANGER TUBE WITH IMPROVED
CARATTERISTICHE DI CONDUCIBILITA? CONDUCTIVITY CHARACTERISTICS?
DESCRIZIONE DESCRIPTION
CAMPO TECNICO TECHNICAL FIELD
La presente invenzione rientra nell?ambito della realizzazione di scambiatori di calore particolarmente, ma non esclusivamente, per il settore petrolchimico. In particolare, l?invenzione si riferisce ad un tubo di scambio termico del tipo bi-componente, cio? formato da almeno due componenti. Il tubo di scambio termico presenta migliorate caratteristiche di conducibilit? del calore. L?invenzione ? altres? relativa ad uno scambiatore di calore comprendente una pluralit? di tubi di scambio termico secondo l?invenzione e ad un procedimento per la realizzazione di un tubo di scambio termico. The present invention falls within the scope of the production of heat exchangers particularly, but not exclusively, for the petrochemical sector. In particular, the invention refers to a heat exchange tube of the bi-component type, i.e. made up of at least two components. Does the heat exchange tube have improved conductivity characteristics? of the heat. The invention? otherwise? relating to a heat exchanger comprising a plurality? of heat exchange tubes according to the invention and to a process for manufacturing a heat exchange tube.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE ART
Come noto gli scambiatori di calore vengono utilizzati ogni qual volta vi sia la necessit? di trasferire il calore da un fluido ad alta temperatura ad un fluido a bassa temperatura. In particolare, in una vasta tipologia di impianti (ad esempio nel settore petrolchimico, energetico, manifatturiero, produttivo in generale) vengono utilizzati scambiatori di calore comprendenti una pluralit? di elementi di scambio termico di tipo alettato. As known, heat exchangers are used whenever there is a need? to transfer heat from a high temperature fluid to a low temperature fluid. In particular, in a vast typology of plants (for example in the petrochemical, energy, manufacturing, production sectors in general) heat exchangers are used comprising a plurality of heat exchangers. of finned type heat exchange elements.
Fra le diverse tipologie di scambiatori noti sul mercato si considerano quelli formati da batterie di tubi di scambio termico del tipo bi-componente. In particolare, con il termine ?bicomponente? si vuole indicare che il tubo comprende almeno due componenti: un componente interno (o base) destinato ad essere attraversato da un primo fluido, ed un componente esterno destinato ad essere lambito da un secondo fluido. Among the various types of exchangers known on the market, those formed by batteries of heat exchange tubes of the bi-component type are considered. In particular, with the term ?two-component? it is meant to indicate that the pipe comprises at least two components: an internal component (or base) intended to be crossed by a first fluid, and an external component intended to be lapped by a second fluid.
Tipicamente, il componente base ? realizzato in un materiale metallico conduttivo ad elevata resistenza meccanica (normalmente acciaio), mentre il componente esterno ? realizzato in un materiale metallico ad elevata conducibilit? termica (solitamente alluminio, rame o sue leghe). In una loro forma di realizzazione nota, i due componenti sono formati da due corpi tubolari coassiali a sezione cilindrica. Typically, the basic component ? made of a conductive metallic material with high mechanical resistance (normally steel), while the external component? made of a high conductivity metallic material? thermal (usually aluminum, copper or its alloys). In a known embodiment thereof, the two components are formed by two coaxial tubular bodies with a cylindrical section.
Nell?ambito dei tubi di scambio termico bi-componente si individuano quelli ad alette radiali, normalmente conosciuti anche con la denominazione inglese ?finned tube?. In una prima forma di realizzazione nota, descritta ad esempio nel brevetto concesso IT0001349756, i due componenti del tubo di scambio termico presentano entrambi una configurazione tubolare e sono collegati coassialmente. In particolare, il componente base definisce una cavit? longitudinale destinata ad essere attraversata da un primo fluido, solitamente ad alta temperatura. Il componente esterno ? invece calzato su quello base, in modo cio? che la superficie pi? esterna del componente interno sia collegata e a contatto con la superficie pi? interna del componente esterno. In the context of bi-component heat exchange tubes, those with radial fins are identified, normally also known by the English denomination ?finned tube?. In a first known embodiment, described for example in the granted patent IT0001349756, the two components of the heat exchange tube both have a tubular configuration and are coaxially connected. In particular, does the base component define a cavity? longitudinal section intended to be crossed by a first fluid, usually at a high temperature. The external component? instead shod on the base one, so what? that the surface pi? external part of the internal component is connected and in contact with the surface pi? internal part of the external component.
Il componente esterno comprende una porzione sagomata definente, in un unico pezzo, le alette sopra indicate. Tali alette presentano un profilo circolare se osservate su un piano di sezione ortogonale all?asse intorno al quale si sviluppano i due elementi. Invece, se considerate su un piano contenente l?asse del tubo scambiatore, esse definiscono una spirale continua coassiale con detto asse longitudinale. In particolare, le alette vengono realizzate attraverso una operazione di espansione e deformazione plastica realizzata con opportuni mezzi formatori. Un tubo di scambio termico di questa tipologia viene solitamente indicato anche con il termine inglese ?extruded? e le temperature di esercizio possono essere anche superiori ai 250?. The external component comprises a shaped portion defining, in a single piece, the tabs indicated above. These fins have a circular profile if observed on a section plane orthogonal to the axis around which the two elements develop. Instead, if considered on a plane containing the axis of the exchanger tube, they define a continuous spiral coaxial with said longitudinal axis. In particular, the flaps are made through an expansion and plastic deformation operation carried out with suitable forming means. A heat exchange tube of this type is usually referred to by the English term ?extruded? and the operating temperatures can even be higher than 250?.
In un?altra forma di realizzazione nota, il tubo scambiatore si differenzia da quello ?extruded? sopra descritto per una diversa configurazione del componente esterno, mentre quello interno ? sempre di forma tubolare. Infatti, in questo caso il componente esterno ? definito da un nastro in materiale termicamente conduttore che viene collegato a spirale in modo continuo intorno alla superficie esterna del componente base. Per effetto della disposizione a spirale, il corpo del nastro definisce le alette anche in questo caso di forma circolare se osservate su un piano trasversale all?asse del tubo. I tubi basati su questo principio costruttivo vengono normalmente indicati anche conosciuti con la denominazione ?tubi ad aletta applicata?. In another known embodiment, the exchanger tube differs from the ?extruded? described above for a different configuration of the external component, while the internal one ? always tubular in shape. In fact, in this case the external component ? defined by a ribbon of thermally conductive material that is connected in a continuous spiral around the outer surface of the base component. As a result of the spiral arrangement, the body of the strip also defines the fins in this case with a circular shape if observed on a plane transverse to the axis of the tube. The tubes based on this constructive principle are normally also referred to as ?applied fin tubes?.
Pi? precisamente, il nastro viene collegato, in corrispondenza di una sua superficie di bordo, alla superficie esterna del componente base. A seconda della modalit? con cui questo collegamento viene attuato, i tubi di scambio termico assumono diverse denominazioni. A tal proposito, in figura 2 ? mostrata una forma realizzativa comunemente indicata con la denominazione inglese ?L finned tube?, in cui la porzione di bordo del nastro definente le alette ? ripiegata di 90?, cos? da conferire alle alette stesse un profilo ad L, se valutato su un piano di sezione longitudinale. In particolare, per ciascun?aletta, la porzione di bordo coincide con la porzione di piede dell?aletta, mentre il corpo dell?aletta ? definito dalla parte rimanente del nastro. Pi? precisely, the tape is connected, at one of its edge surfaces, to the outer surface of the base component. Depending on the mode with which this connection is implemented, the heat exchange tubes take on different names. In this regard, in figure 2 ? shown is an embodiment commonly indicated by the English denomination ?L finned tube?, in which the edge portion of the strip defining the fins ? folded 90?, cos? to give the fins themselves an L-shaped profile, if evaluated on a longitudinal section plane. In particular, for each? fin, the edge portion coincides with the foot portion of the fin, while the body of the fin? defined by the remainder of the tape.
La porzione di bordo del nastro viene collegata alla superficie esterna del componente di base tipicamente attraverso ricalcatura meccanica o saldatura. L?estensione della porzione di bordo individua il passo della spirale, cio? la distanza longitudinale, fra un?aletta e l?altra. The edge portion of the web is bonded to the outer surface of the base component typically by swaging or welding. The extension of the edge portion identifies the pitch of the spiral, ie? the longitudinal distance between one flap and the other.
In un?altra forma di realizzazione, mostrata in figura 3 e conosciuta nel settore con la denominazione inglese ?KL finned tube?, la porzione di bordo dell?aletta ? ripiegata in un modo analogo a quanto previsto per un ?L finned tube? sopra descritto. In questo caso per?, per favorire il collegamento, prima del collegamento del nastro, la superficie esterna del componente viene zigrinata. A seguito del collegamento, anche la porzione di bordo dell?aletta subisce una zigrinatura o comunque un processo di ricalcatura, allo scopo di incrementare l?adesione contro la superficie del componente base. In another embodiment, shown in figure 3 and known in the sector with the English denomination ?KL finned tube?, the edge portion of the fin ? folded in a similar way to what is foreseen for a ?L finned tube? described above. In this case however, to favor the connection, before the connection of the tape, the outer surface of the component is knurled. Following the connection, the edge portion of the flap also undergoes a knurling or in any case an upsetting process, in order to increase adhesion against the surface of the base component.
In un?ulteriore forma di realizzazione nota, mostrata in figura 4 e nota con la denominazione inglese ?LL finned tube?, la porzione di bordo del nastro, oltre ad essere ripiegata a 90? rispetto al corpo come nei casi precedenti, ? sagomata in modo da definire una prima regione e una seconda regione, su piani diversi, rispettivamente adiacente e distale dal corpo del nastro. In questo caso, la porzione di bordo viene fissata in modo che, per ciascuna aletta, la seconda regione risulti a contatto con la superficie esterna del componente base, mentre la prima regione si sovrapponga ad una seconda regione di una aletta adiacente. Pertanto, in una vista in sezione longitudinale come quella di figura 4, per ciascuna aletta, la porzione di bordo risulta collegata alla superficie interna del componente base e contestualmente collegata e sovrapposta ad una parte della porzione di piede di un?aletta adiacente. In a further known embodiment, shown in figure 4 and known by the English denomination ?LL finned tube?, the edge portion of the strip, in addition to being folded at 90? compared to the body as in the previous cases, ? shaped so as to define a first region and a second region, on different planes, respectively adjacent and distal to the body of the tape. In this case, the edge portion is fixed so that, for each tab, the second region is in contact with the outer surface of the base component, while the first region overlaps a second region of an adjacent tab. Therefore, in a longitudinal sectional view such as that of figure 4, for each flap, the edge portion is connected to the internal surface of the base component and contextually connected and superimposed on a part of the foot portion of an adjacent flap.
La figura 5 si riferisce ad un?ulteriore forma di realizzazione, in cui la porzione di bordo ? inserita in una scanalatura a spirale preventivamente realizzata sulla superficie esterna del componente base. In questa forma di attuazione, normalmente conosciuta con la denominazione inglese ?G embedded finned tube?, dopo l?inserimento nella scanalatura a spirale, i bordi della stessa scanalatura vengono ricalcati, attraverso un opportuno utensile, contro i lati opposti della porzione di bordo, in modo da assicurare il fissaggio meccanico del nastro. Figure 5 refers to a further embodiment, in which the edge portion ? inserted in a spiral groove previously made on the external surface of the base component. In this embodiment, normally known by the English denomination ?G embedded finned tube?, after being inserted into the spiral groove, the edges of the same groove are pressed, using a suitable tool, against the opposite sides of the edge portion, in order to ensure the mechanical fastening of the tape.
In generale, indipendentemente dalla loro specifica configurazione (L, LL; KL, G embedded, extruded), i tubi di scambio termico delle tipologie sopra descritte, e di altre ad esse riconducibili, vengono utilizzati in batterie nell?ambito di scambiatori di calore, tipicamente raffreddatori, di grandi dimensioni. I tubi di tipo ?extruded?, ad esempio, vengono impiegati per la realizzazione di raffreddatori ad aria (air cooler) destinati al settore petrolchimico con temperature di esercizio fio a 280 C?. Nel caso di batterie di tubi G ?embedded?, le temperature di esercizio possono essere addirittura superiori arrivando fino anche ai 450 C?. In ogni caso, in questi raffreddatori, il componente base del tubo scambiatore ? attraversato da un liquido ad alta temperatura e le alette definite dal componente esterno (in forma tubolare o di nastro applicato) sono lambite da aria normalmente forzata attraverso una soffiante o altri mezzi equivalenti. In general, regardless of their specific configuration (L, LL; KL, G embedded, extruded), the heat exchange tubes of the types described above, and others related to them, are used in batteries in heat exchangers, typically coolers, large in size. The ?extruded? type pipes, for example, are used for the construction of air coolers for the petrochemical sector with operating temperatures up to 280 C?. In the case of arrays of ?embedded? G tubes, the operating temperatures can be even higher, even reaching 450 C?. In any case, in these coolers, the basic component of the exchanger tube? crossed by a high temperature liquid and the fins defined by the external component (in the form of tubular or applied tape) are lapped by air normally forced through a blower or other equivalent means.
? noto che per svolgere efficacemente la loro funzione, questi dispositivi di raffreddamento necessitano di un elevato numero di tubi di scambio termico. Per fornire un esempio, in uno scambiatore di medie dimensioni sono tipicamente previste diverse batterie di tubi di scambio termico il cui numero varia tipicamente fra 70 e 400 tubi per singola batteria. Le batterie possono essere disposte in serie o in parallelo, o anche funzionare singolarmente, cio? in modo indipendente dalle altre batterie. In questi dispositivi, la lunghezza dei tubi ? tipicamente compresa fra i 2, 5 e 18 metri, indipendentemente dalla loro configurazione. ? It is known that to perform their function effectively, these cooling devices require a large number of heat exchange tubes. To provide an example, in a medium-sized exchanger several heat exchange tube banks are typically provided, the number of which typically varies between 70 and 400 tubes for each bank. The batteries can be arranged in series or in parallel, or even work individually, that is? independently from other batteries. In these devices, the length of the pipes ? typically between 2.5 and 18 metres, regardless of their configuration.
La capacit? di scambio termico, ovvero la conducibilit? termica, di ciascun tubo ? un fattore determinante, non solo in termini di efficienza generale, ma anche in riferimento ai costi di realizzazione e all?ingombro finale del dispositivo di raffreddamento, nonch? a tutti gli aspetti ad esso correlati (quantit? e costi del materiale impiegato, costi di installazione e trasporto, costi delle fondazioni e in generale delle strutture necessarie alla messa in opera nell?impianto che comprende il dispositivo di raffreddamento, difficolt? nella progettazione e nella suddivisione degli spazi dell?impianto stesso). The capacity? of heat exchange, or the conductivity? thermal, of each tube ? a determining factor, not only in terms of general efficiency, but also in reference to the construction costs and to the final size of the cooling device, as well as? to all aspects related to it (quantity and costs of the material used, costs of installation and transport, costs of the foundations and in general of the structures necessary for implementation in the plant which includes the cooling device, difficulties in the design and in the subdivision of the spaces of the plant itself).
? pertanto sentita l?esigenza di fornire tubi scambiatori ad alte prestazioni e al contempo di migliorare la conducibilit? termica dei singoli tubi scambiatori, nelle configurazioni gi? note (quali ad esempio quelle sopra descritte). Questo non solo allo scopo di migliorare, a parit? di dimensioni, le prestazioni di un dispositivo di raffreddamento, ma anche allo scopo di diminuire, a parit? di prestazioni, le dimensioni del dispositivo stesso eliminando o quanto meno attenuando gli altri inconvenienti correlati alle dimensioni stesse. ? therefore felt the need to supply exchanger tubes with high performance and at the same time to improve the conductivity? thermal of the individual exchanger tubes, in the configurations already? notes (such as those described above). This is not only for the purpose of improving, on equal terms? in size, the performance of a cooler, but also for the purpose of decreasing, parity? performance, the size of the device itself by eliminating or at least mitigating the other drawbacks related to the size itself.
Malgrado questa esigenza sia sentita da molti anni, le soluzioni proposte non hanno finora permesso di raggiungere risultati accettabili o comunque tali da rappresentare un significativo passo avanti nel settore. Nel citato brevetto IT0001349756, ad esempio, ? stata proposta una soluzione per migliorare lo scambio termico fra i due elementi costituenti un tubo di tipo ?extruded?. In particolare, viene prevista la realizzazione di rilievi sulla superficie pi? esterna del componente interno, che si ancorano al componente esterno a seguito delle forze che si generano durante la sua deformazione finalizzata alla realizzazione delle alette. Although this need has been felt for many years, the proposed solutions have so far not allowed to achieve acceptable results or in any case such as to represent a significant step forward in the sector. In the aforementioned patent IT0001349756, for example, ? a solution has been proposed to improve the heat exchange between the two elements constituting an ?extruded? type pipe. In particular, the creation of reliefs on the surface more? external part of the internal component, which are anchored to the external component following the forces that are generated during its deformation aimed at making the fins.
Altre soluzioni proposte nel settore intendono migliorare le prestazioni del tubo scambiatore ricorrendo alla combinazione e/o alla scelta di materiali maggiormente performanti. In particolare alcune soluzioni proposte riguardano particolari geometrie e/o configurazioni previste per le alette. A tal proposito, sono state proposte alette sagomate, ad esempio forate, tagliate, realizzate in due materiali (ad esempio parzialmente in rame e parzialmente in altro materiale conduttore). Altre soluzioni prevedono di migliorare la conducibilit? dei componenti del tubo scambiatore attraverso lavorazioni della superficie pi? interna del componente base, ad esempio una rigatura elicoidale atta ad aumentare la turbolenza. Other solutions proposed in the sector intend to improve the performance of the exchanger tube by resorting to the combination and/or choice of more performing materials. In particular, some proposed solutions concern particular geometries and/or configurations envisaged for the fins. In this regard, shaped fins have been proposed, for example perforated, cut, made of two materials (for example partially copper and partially other conductive material). Other solutions plan to improve the conductivity? of the components of the exchanger tube through machining of the surface pi? internal part of the basic component, for example a helical rifling designed to increase turbulence.
Queste soluzioni trovano per? dei limiti in riferimento ai tempi e ai costi necessari alla loro realizzazione e/o ai costi relativi alle materie prime necessarie alla loro implementazione. Nel complesso, ? stata dunque constatata la necessit? di disporre di una nuova soluzione tecnica che consenta di incrementare fortemente le prestazioni dei tubi di scambio di termico senza stravolgere il processo produttivo alla base della loro realizzazione. These solutions find for? limits in reference to the times and costs necessary for their realization and/or the costs relating to the raw materials necessary for their implementation. All in all, ? was therefore established the need? to have a new technical solution that allows to significantly increase the performance of the heat exchange tubes without upsetting the production process at the basis of their realization.
SOMMARIO SUMMARY
Compito precipuo della presente invenzione ? quello di fornire una soluzione che consenta di superare o quanto meno attenuare i problemi sopra indicati. Nell?ambito di questo compito un primo scopo della presente invenzione ? quello di fornire un tubo di scambio termico del tipo bicomponente con migliorate prestazioni, in termini di conducibilit? termica, rispetto a tubi scambiatori di tipo noto della stessa tipologia. Altro scopo ? quello di fornire un tubo di scambio termico in cui le maggiori prestazioni in termini di conducibilit? siano ottenibili senza incrementare, in modo significativo, i costi di processo rispetto a quelli attuali. Ulteriore scopo ? quello di fornire un tubo scambiatore che sia affidabile e di facile realizzazione a costi competitivi. Main task of the present invention ? to provide a solution that allows to overcome or at least mitigate the problems indicated above. Within the scope of this task, a first object of the present invention is that of providing a two-component heat exchange tube with improved performance, in terms of conductivity? thermal, compared to known type exchanger tubes of the same type. Other purpose? to provide a heat exchange tube in which the best performance in terms of conductivity? are obtainable without significantly increasing the process costs compared to the current ones. Additional purpose? that of providing an exchanger tube that is reliable and easy to make at competitive costs.
I Richiedenti hanno constatato che il compito e gli scopi sopra proposti possono essere raggiunti predisponendo uno strato di interfaccia conduttivo nella regione, o nelle regioni, in cui si realizza il collegamento fra i due elementi costituenti il tubo scambiatore. Infatti, misure e analisi microscopiche condotte in questa, o in queste, regioni hanno rivelato che fra le superfici dei due elementi (base ed esterno) ? riscontrabile una intercapedine o ?gap? (nell?ordine dei micron) determinata dalla morfologia e dalla finitura delle superfici stesse. Tale ?gap? limita inevitabilmente lo scambio termico fra i due elementi del tubo in quanto, per effetto della mancanza di continuit?, la trasmissione di calore dal componente base a quello esterno non avviene per conduzione, ma per convenzione e/o irraggiamento. Indipendentemente dalla sua specifica configurazione (L, LL, KL, G, etc.), nel caso di un tubo scambiatore di tipo ?embedded?, la regione critica si rileva fra la porzione di piede delle alette e la superficie esterna del componente base, mentre in un tubo di tipo ?extruded?, il gap microscopico fra la superficie interna del tubo esterno e la superficie esterna del componente base incide sulla massima potenza termica che pu? essere smaltita. The Applicants have found that the above proposed aim and objects can be achieved by providing a conductive interface layer in the region or regions in which the connection between the two elements constituting the exchanger tube is achieved. In fact, measurements and microscopic analyzes conducted in this, or in these, regions have revealed that between the surfaces of the two elements (base and exterior) ? detectable a cavity or ?gap? (in the order of microns) determined by the morphology and finish of the surfaces themselves. This ?gap? it inevitably limits the heat exchange between the two elements of the pipe since, due to the lack of continuity, the transmission of heat from the base component to the external one does not occur by conduction, but by convection and/or radiation. Regardless of its specific configuration (L, LL, KL, G, etc.), in the case of an "embedded" type exchanger tube, the critical region is found between the foot portion of the fins and the external surface of the base component, while in an ?extruded? type tube, the microscopic gap between the inner surface of the outer tube and the outer surface of the base component affects the maximum thermal power that can be used? be disposed of.
L?idea alla base della presente invenzione ? dunque quella di prevedere un?interfaccia altamente conduttiva formata da uno strato comprendente grafene in forma pura o in forma di derivato, laddove tale strato annulla o quanto meno limita fortemente il gap microscopico sopra indicato. Pi? precisamente, la Richiedente ha constatato che il compito e gli scopi prefissati possono essere raggiunti attraverso un tubo scambiatore di calore bi-componente comprendente: The idea behind the present invention ? therefore that of providing a highly conductive interface formed by a layer comprising graphene in pure form or in the form of a derivative, wherein this layer annuls or at least strongly limits the microscopic gap indicated above. Pi? precisely, the Applicant has found that the intended aim and objects can be achieved by means of a bi-component heat exchanger tube comprising:
- almeno un componente interno in materiale metallico di forma tubolare comprendente almeno una superficie pi? esterna ed almeno una superficie pi? interna, laddove questa ultima definisce una cavit? longitudinale per il passaggio di un primo fluido; - at least one internal component in metallic material of tubular shape comprising at least one surface more? external and at least one surface pi? internal, where the latter defines a cavity? longitudinal for the passage of a first fluid;
- almeno un componente esterno in materiale metallico comprendente una superficie di base in corrispondenza della quale risulta essere collegato a detto primo componente, laddove detto componente esterno ? atto ad essere lambito da un secondo fluido. - at least one external component made of metallic material comprising a base surface at which it is connected to said first component, wherein said external component ? capable of being lapped by a second fluid.
Il tubo di scambio termico secondo l?invenzione si caratterizza per il fatto che fra la superficie pi? esterna del componente interno e la superficie di base di detto componente esterno ? previsto uno strato comprendente grafene in forma pura o in forma di derivato. The heat exchange tube according to the invention is characterized by the fact that between the most? exterior of the inner component and the base surface of said outer component ? a layer comprising graphene in pure form or in derivative form is provided.
Vantaggiosamente, lo strato di grafene agisce da ponte termico fra i due componenti che formano il tubo di scambio termico incrementando fortemente la conducibilit? termica fra gli stessi. Durante il processo produttivo del tubo scambiatore, il grafene in forma pura o in forma di derivato pu? essere applicato alla superficie di base del componente pi? esterno e/o alla superficie pi? esterna del componente interno in modo da dare origine a detto strato a seguito del collegamento dei due componenti. Advantageously, the graphene layer acts as a thermal bridge between the two components that form the heat exchange tube, greatly increasing the thermal conductivity. thermal between them. During the production process of the exchanger tube, graphene in pure form or in the form of a derivative can be applied to the base surface of the component pi? external and/or to the surface pi? exterior of the internal component so as to give rise to said layer following the connection of the two components.
In accordo ad una forma di realizzazione preferita, il componente esterno ? configurato in modo da definire almeno una aletta di scambio termico, atta ad essere lambita da detto secondo fluido, la quale si sviluppa intorno al componente interno. According to a preferred embodiment, the external component ? configured so as to define at least one heat exchange fin, capable of being lapped by said second fluid, which develops around the internal component.
In accordo ad una possibile forma di realizzazione, il componente esterno ? configurato in modo da definire una pluralit? di alette, che si sviluppano intorno al componente base in modo continuo secondo un profilo a spirale, valutato su un piano di sezione longitudinale contenente un asse longitudinale di detto componente interno. Dette alette presentano una forma circolare considerata su un piano trasversale ortogonale a detto asse longitudinale. According to a possible embodiment, the external component ? configured to define a plurality? of fins, which develop around the base component in a continuous manner according to a spiral profile, evaluated on a longitudinal section plane containing a longitudinal axis of said internal component. Said fins have a circular shape considered on a transversal plane orthogonal to said longitudinal axis.
In una possibile variante realizzativa, il componente esterno ? definito da un corpo tubolare definente una cavit? cilindrica nella quale ? alloggiato il componente interno di forma tubolare; in questa variante realizzativa, la superficie di base del componente esterno delimita detta cavit? cilindrica. In a possible embodiment variation, the external component ? defined by a tubular body defining a cavity? cylindrical in which ? housed the internal tubular component; in this embodiment variant, the base surface of the external component delimits said cavity? cylindrical.
In una altra possibile forma di realizzazione, il tubo scambiatore comprende una pluralit? di componenti esterni ciascuno comprendente un collare definente una superficie interna in corrispondenza della quale risulta collegato alla superficie esterna di detto componente interno, ciascun componente esterno definisce una aletta che si sviluppa da detto collare circondandolo. Tali componenti esterni sono collegati al componente interno in modo da risultare affiancati longitudinalmente. Per ciascuno di essi ? previsto uno strato di grafene, in forma pura o di derivato, fra la superficie interna del collare e la superficie pi? esterna del componente interno. In accordo ad una possibile forma di realizzazione, il secondo componente ? definito da un nastro in materiale metallico applicato, in corrispondenza di una sua porzione di bordo, su detta superficie pi? esterna di detto componente interno secondo un andamento a spirale. In another possible embodiment, the exchanger tube comprises a plurality of of outer components each comprising a collar defining an inner surface at which it is connected to the outer surface of said inner component, each outer component defines a lug extending from said collar surrounding it. These external components are connected to the internal component so as to be longitudinally side by side. For each of them ? foreseen a layer of graphene, in pure or derivative form, between the inner surface of the collar and the outermost surface. external part of the internal component. According to a possible embodiment, the second component ? defined by a tape in metallic material applied, in correspondence with one of its edge portions, on said surface more? exterior of said internal component according to a spiral pattern.
In una possibile variante, detta porzione di bordo ? una porzione longitudinale ripiegata rispetto al corpo del nastro per cui dette alette, generate a seguito dell?applicazione a spirale di detto nastro su detto componente interno, presentano una conformazione sostanzialmente ad L, valutata su un piano di sezione longitudinale contenente l?asse longitudinale del componente interno; per ciascuna aletta, considerata su detto piano di sezione, si individua una porzione di piede e una porzione di corpo, laddove detta porzione di piede ? definita da un tratto della porzione di bordo del nastro. In questa variante, lo strato comprendente grafene viene previsto fra almeno un primo lato della porzione di piede, rivolto al componente interno, e la superficie pi? esterna dello stesso componente interno. In a possible variant, called edge portion ? a longitudinal portion folded with respect to the body of the tape so that said fins, generated following the spiral application of said tape on said internal component, have a substantially L-shaped shape, evaluated on a longitudinal section plane containing the longitudinal axis of the internal component; for each fin, considered on said sectional plane, a foot portion and a body portion are identified, wherein said foot portion ? defined by a section of the edge portion of the tape. In this variant, the layer comprising graphene is provided between at least one first side of the foot portion, facing the internal component, and the outermost surface. external part of the same internal component.
In una ulteriore possibile variante, per ciascuna delle alette, considerate sul piano di sezione longitudinale sopra indicato, la porzione di piede comprende una prima regione e una seconda regione, in cui la seconda regione risulta compresa fra la prima regione e la porzione di corpo. Tali regioni sono configurate in modo da essere ?sfalsate? per cui un lato interno della prima regione e un lato interno della seconda regione sono rispettivamente adiacente e distale dalla superficie pi? esterna del componente interno. A seguito dell?avvolgimento a spirale del nastro intorno al componente interno, la seconda regione della porzione di piede risulta sovrapposta alla prima regione di una aletta adiacente. In questa variante, lo strato di grafene ? previsto fra la superficie esterna del componente base e il lato interno della prima regione della porzione di piede di ciascuna aletta. In a further possible variant, for each of the wings, considered on the longitudinal section plane indicated above, the foot portion comprises a first region and a second region, wherein the second region is comprised between the first region and the body portion. These regions are configured to be ?staggered? whereby an inner side of the first region and an inner side of the second region are respectively adjacent and distal to the outermost surface? external part of the internal component. As a result of spiraling the web around the inner component, the second region of the foot portion overlaps the first region of an adjacent flap. In this variant, the graphene layer? provided between the outer surface of the base component and the inner side of the first region of the foot portion of each fin.
Preferibilmente, un ulteriore strato di grafene, in forma pura o di derivato, ? previsto fra le regioni sovrapposte di due alette adiacenti. Preferably, a further layer of graphene, in pure or derivative form, is provided between the overlapping regions of two adjacent fins.
In accordo ad una altra forma realizzativa, la porzione di bordo del nastro ? inserita in una scanalatura a spirale predefinita sulla superficie esterna del componente interno; in questo caso, lo strato di grafene ? definito almeno fra le superfici di detta scanalatura a spirale e la porzione di bordo di detto nastro in essa inserita. According to another embodiment, the edge portion of the tape is inserted into a predefined spiral groove on the outer surface of the inner component; in this case, the graphene layer? defined at least between the surfaces of said spiral groove and the edge portion of said belt inserted therein.
In accordo ad una ulteriore forma realizzativa, il corpo di detto nastro ? ripiegato su s? stesso in modo che almeno due sue porzioni risultino affacciate definendo uno spazio internamente al quale ? previsto un ulteriore strato di grafene in forma pura o in forma di derivato. According to a further embodiment, the body of said tape is folded on s? itself so that at least two of its portions face each other, defining a space inside which ? a further layer of graphene is provided in pure form or in the form of a derivative.
Nell?ambito di questa forma realizzativa, in accordo ad una prima possibile variante, il corpo del nastro ? ripiegato in modo che dette due porzioni risultino affacciate fra loro secondo una configurazione a U, laddove tale U ? rivolta verso la superficie esterna del componente base. In accordo ad una altra possibile variante, la porzione di corpo ? ripiegata in modo tale che dette due porzioni risultano affacciate e collegate in modo tale che detto ulteriore strato risulti completamente circondato dal corpo del nastro. In the context of this embodiment, according to a first possible variant, the body of the tape is folded so that said two portions face each other according to a U configuration, where such a U ? facing the outer surface of the base component. According to another possible variant, the portion of the body ? folded in such a way that said two portions face each other and connected in such a way that said further layer is completely surrounded by the body of the tape.
In accordo ad una ulteriore possibile variante, la porzione di corpo del nastro ? ripiegata in modo tale che dette alette, definite a seguito dell?applicazione di detto nastro su detto componente interno, presentino una conformazione sostanzialmente a ?diapason? per la quale si individua una parte di base e una parte di testa, in cui ciascuna parte risulta definita da due porzioni di nastro mutuamente affacciate, in cui detto ulteriore strato di grafene ? definito fra le due porzioni definenti la parte di base. According to a further possible variant, the body portion of the tape ? folded in such a way that said flaps, defined following the application of said tape on said internal component, have a substantially ?tuning fork? for which a base part and a top part are identified, in which each part is defined by two mutually facing portions of tape, in which said further layer of graphene ? defined between the two portions defining the base part.
ELENCO DELLE FIGURE LIST OF FIGURES
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?invenzione risulteranno meglio evidenti dall?esame della seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, del tubo di scambio termico secondo l?invenzione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo, col supporto dei disegni allegati, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become more apparent from an examination of the following detailed description of some preferred, but not exclusive, embodiments of the heat exchange tube according to the invention, illustrated by way of non-limiting example, with the support of the drawings attachments, in which:
- le figure da 1 a 5 si riferiscono a forme di realizzazione note di tubi scambiatori di tipobicomponente con alette; - figures 1 to 5 refer to known embodiments of exchanger tubes of the two-component type with fins;
- le figure da 6 a 15 mostrano ciascuna una possibile forma di realizzazione di un tubo scambiatore di calore secondo la presente invenzione; - figures 6 to 15 each show a possible embodiment of a heat exchanger tube according to the present invention;
Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti. The same reference numbers and letters in the figures identify the same elements or components.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION
Con riferimento alle citate figure, la presente invenzione ? dunque relativa ad un tubo di scambio termico indicato genericamente con il riferimento 1. Il tubo di scambio termico 1 verr? di seguito anche indicato con l?espressione ?tubo scambiatore 1? o pi? semplicemente ?tubo 1?. Il tubo di scambio termico 1 ? destinato alla realizzazione di un dispositivo scambiatore di calore, ad esempio un raffreddatore di tipo liquido-aria, preferibilmente operante in un intervallo di temperature compreso i 100 e i 500 C?. With reference to the cited figures, the present invention ? therefore relative to a heat exchange tube indicated generically with the reference 1. The heat exchange tube 1 will be? hereinafter also indicated with the expression ?exchanger tube 1? or more simply ?tube 1?. The heat exchange tube 1 ? intended for the construction of a heat exchange device, for example a liquid-air cooler, preferably operating in a temperature range between 100 and 500°C.
In ogni caso, il tubo di scambio termico 1 secondo l?invenzione ? del tipo bicomponente, cio? comprendente almeno due componenti (o elementi) collegati tra loro, che ne definiscono la struttura. In any case, the heat exchange tube 1 according to the invention is of the two-component type, that is? comprising at least two components (or elements) connected to each other, which define its structure.
In particolare, il tubo 1 comprende almeno un componente interno 10 (di seguito indicato anche con l?espressione ?componente base 10?) di forma tubolare e realizzato in un materiale metallico. La forma ?tubolare? prevede una superficie pi? esterna 11 ed almeno una superficie pi? interna 12; quest?ultima definisce una cavit? longitudinale per il passaggio di un primo fluido, preferibilmente ad alta temperatura. In particular, the tube 1 comprises at least one internal component 10 (hereinafter also referred to as the "base component 10") having a tubular shape and made of a metallic material. The ?tubular? provides a surface more? external 11 and at least one surface more? internal 12; the latter defines a cavity? longitudinal for the passage of a first fluid, preferably at a high temperature.
In accordo ad una forma di realizzazione preferita, visibile nelle allegate figure, le due superfici 11, 12 sono cilindriche e pertanto il componente base 10 ? un cilindro cavo con un asse longitudinale rettilineo 100. Tuttavia, il termine ?tubolare? non ? limitato a questa configurazione. Infatti, il componente base 10 potrebbe presentare una sezione trasversale, cio? ortogonale all?asse longitudinale, diversa da quella cilindrica, ad esempio rettangolare, ellittica o altro. Allo stesso tempo, anche la forma della superficie pi? esterna 11 potrebbe differire dalla forma della superficie pi? interna 12. In accordance with a preferred embodiment, visible in the attached figures, the two surfaces 11, 12 are cylindrical and therefore the base component 10? a hollow cylinder with a straight longitudinal axis 100. However, the term ?tubular? Not ? limited to this configuration. In fact, the basic component 10 could have a cross section, that is? orthogonal to the longitudinal axis, different from the cylindrical one, for example rectangular, elliptical or other. At the same time, the shape of the surface is also more? external 11 could differ from the shape of the surface pi? internal 12.
Il tubo scambiatore 1 comprende almeno un componente esterno 20 comprendente un corpo in materiale metallico definente almeno una superficie di base 21B in corrispondenza della quale tale corpo risulta collegato al componente base 10. Pi? precisamente, in corrispondenza di tale superficie di base 21B il corpo in materiale metallico del componente esterno 20 ? collegato alla superficie pi? esterna 11 del componente base 10. Il componente esterno 20 ? destinato ad essere lambito da un secondo fluido, preferibilmente a bassa temperatura, cio? ad una temperatura inferiore a quella del fluido che attraversa la cavit? del componente base 10. Di preferenza infatti, la trasmissione del calore realizzata dal tubo scambiatore 1 avviene dal primo fluido verso il secondo fluido. The exchanger tube 1 comprises at least one external component 20 comprising a body made of metallic material defining at least one base surface 21B in correspondence with which this body is connected to the base component 10. Pi? precisely, in correspondence with this base surface 21B, the body made of metallic material of the external component 20 is connected to the surface pi? external 11 of the basic component 10. The external component 20 ? intended to be lapped by a second fluid, preferably at a low temperature, cio? at a lower temperature than that of the fluid passing through the cavity? of the basic component 10. Preferably, in fact, the heat transmission performed by the exchanger tube 1 takes place from the first fluid to the second fluid.
In ogni caso, nell?ambito della presente invenzione, il tubo scambiatore 1 e i due componenti 10, 20 che lo compongono sono configurati, in termini di materiali e struttura, scelti in modo da consentire un utilizzo, singolo o in batteria con altri tubi scambiatori, ad esempio per la realizzazione di un raffreddatore con temperature di esercizio fra i 100 C? e i 500 C?. In any case, within the scope of the present invention, the exchanger tube 1 and the two components 10, 20 which compose it are configured, in terms of materials and structure, chosen so as to allow use, single or in series with other exchanger tubes , for example for the construction of a cooler with operating temperatures between 100 C? and the 500 C?.
In accordo ad una forma di realizzazione preferita, il corpo del componente esterno 20 ? configurato in modo da definire almeno un?aletta di scambio termico, che si sviluppa intorno al componente base 10, per essere lambita dal secondo fluido, preferibilmente a bassa temperatura, cio? ad una temperatura inferiore a quella del fluido che attraversa la cavit? del componente base 10. Preferibilmente, il componente esterno 20 configura una pluralit? di alette 25 affiancate in senso longitudinale, cio? secondo una direzione parallela all?asse longitudinale 100 del componente base 10. In accordance with a preferred embodiment, the outer component body 20 is configured in such a way as to define at least one heat exchange fin, which develops around the base component 10, to be lapped by the second fluid, preferably at a low temperature, i.e. at a lower temperature than that of the fluid passing through the cavity? of the basic component 10. Preferably, the external component 20 configures a plurality? of fins 25 side by side in the longitudinal direction, that is? according to a direction parallel to the longitudinal axis 100 of the basic component 10.
In ogni caso, secondo la presente invenzione, almeno fra la superficie di base 21B del componente esterno 20 e la superficie pi? esterna 11 del componente base 10, ? previsto uno strato 5 comprendente grafene in forma pura o in forma di derivato. Questo strato costituisce in sostanza un?interfaccia altamente conduttiva fra i due elementi costituenti il tubo 1, in quanto il grafene presenta un indice di conducibilit? termica molto elevato, fra i 1000 W/mK ai 5000 W/mK. Attraverso lo strato comprendente grafene, viene costituito un ponte termico che aumenta fortemente la trasmissione di calore per conduzione fra i due componenti del tubo scambiatore 1. In any case, according to the present invention, at least between the base surface 21B of the external component 20 and the outermost surface? external 11 of the basic component 10, ? a layer 5 comprising graphene in pure form or in the form of a derivative is provided. This layer essentially constitutes a highly conductive interface between the two elements constituting the tube 1, since graphene has a conductivity index of very high thermal, between 1000 W/mK and 5000 W/mK. Through the layer comprising graphene, a thermal bridge is formed which greatly increases the transmission of heat by conduction between the two components of the exchanger tube 1.
Preferibilmente, il grafene presente nello strato sopra indicato ? in forma pura, detto anche ?originario? (o ?pristine? in inglese). Alternativamente, pu? essere presente in forma di derivato, principalmente come ossido di grafene (o ?GO? dall?inglese ?Graphene Oxide?). In proposito, in una sua possibile modalit? di impiego, il grafene pu? essere anche funzionalizzato con altri atomi o gruppi di atomi oltre all?ossigeno. Nel caso in cui il grafene sia presente in forma di derivato, il carbonio costituisce preferibilmente almeno il 90% in peso del derivato ancora pi? preferibilmente almeno il 95% in peso. Preferably, the graphene present in the layer indicated above is in pure form, also called ?original? (or ?pristine? in English). Alternatively, can be present in the form of a derivative, mainly as graphene oxide (or ?GO? from the English ?Graphene Oxide?). In this regard, in one of its possible modalities? of use, graphene pu? also be functionalized with other atoms or groups of atoms in addition to oxygen. In the event that the graphene is present in the form of a derivative, the carbon preferably constitutes at least 90% by weight of the derivative, even more? preferably at least 95% by weight.
In accordo ad una forma di realizzazione visibile nelle figure, il componente esterno 20 ? configurato in modo da definire una pluralit? di alette 25, che si sviluppano intorno al componente base 10 in modo continuo secondo un profilo a spirale, valutato su un piano di sezione longitudinale contenente l?asse longitudinale 100 del tubo 1. Tali alette 25 presentano una forma circolare considerata su un piano trasversale, ortogonale a detto asse longitudinale 100. According to an embodiment visible in the figures, the external component 20 is configured to define a plurality? of fins 25, which develop around the base component 10 in a continuous manner according to a spiral profile, evaluated on a longitudinal section plane containing the longitudinal axis 100 of the tube 1. These fins 25 have a circular shape considered on a transversal plane , orthogonal to said longitudinal axis 100.
La Figura 6 si riferisce ad una prima forma di realizzazione di un tubo scambiatore 1 secondo la presente invenzione, la cui struttura ? sostanzialmente riconducibile a quella di un tubo di tipo ?extruded?. In particolare, il componente base 10 ? formato da un corpo cilindrico in materiale metallico, preferibilmente acciaio. Anche il componente esterno 20 ? definito da un corpo tubolare definente una cavit? cilindrica 25, nella quale ? alloggiato il corpo cilindrico definente il componente base 10. In questa forma di realizzazione, la superficie di base 21B del componente esterno 20 coincide con la superficie pi? interna del componente esterno 20 delimitante la cavit? cilindrica 25 di alloggiamento del componente base 10. Pertanto, in accordo alla presente invenzione, lo strato 5, comprendente grafene, ? previsto fra la superficie cilindrica interna del componente esterno 20 e la superficie cilindrica esterna 11 del componente base 10. Figure 6 refers to a first embodiment of an exchanger tube 1 according to the present invention, the structure of which ? substantially referable to that of an ?extruded? type pipe. In particular, the base component 10 ? formed by a cylindrical body in metallic material, preferably steel. Also the external component 20 ? defined by a tubular body defining a cavity? cylindrical 25, in which ? the cylindrical body defining the base component 10 is housed. In this embodiment, the base surface 21B of the external component 20 coincides with the outermost surface? inside of the external component 20 delimiting the cavity? cylinder 25 for housing the base component 10. Therefore, according to the present invention, the layer 5, comprising graphene, is provided between the inner cylindrical surface of the outer component 20 and the outer cylindrical surface 11 of the base component 10.
Nella figura 6, lo strato di grafene 5 si estende per una lunghezza inferiore all?estensione longitudinale del tubo scambiatore 1. In ogni caso, preferibilmente, lo strato di grafene 5 si estende per tutta la lunghezza del tubo scambiatore 1, lunghezza misurata parallelamente al suo asse longitudinale 100. In figure 6, the graphene layer 5 extends for a shorter length than the longitudinal extension of the exchanger tube 1. In any case, preferably, the graphene layer 5 extends for the whole length of the exchanger tube 1, a length measured parallel to the its longitudinal axis 100.
Sempre con riferimento a figura 6, il componente esterno 20 ? definito da un corpo in materiale metallico ad alta conducibilit? termica e facilmente deformabile. A tal proposito, materiali preferiti per il componente esterno 20 sono l?alluminio, il rame o sue leghe. In ogni caso, il componente esterno 20 comprende una pluralit? di alette 25 che si sviluppano intorno al componente di base 10 in modo continuo secondo un profilo a spirale, valutato su un piano di sezione longitudinale contenente l?asse longitudinale 100 del tubo 1. Tali alette 25 presentano invece una forma circolare considerata su un piano trasversale, ortogonale a detto asse longitudinale 100. Still with reference to figure 6, the external component 20 is defined by a body in high conductivity metal material? thermal and easily deformed. In this regard, preferred materials for the external component 20 are aluminium, copper or alloys thereof. In any case, the external component 20 comprises a plurality of fins 25 which develop around the base component 10 in a continuous manner according to a spiral profile, evaluated on a longitudinal section plane containing the longitudinal axis 100 of the tube 1. These fins 25, on the other hand, have a circular shape considered on a plane transversal, orthogonal to said longitudinal axis 100.
Viene di seguito descritta una possibile forma di attuazione di un procedimento per realizzare il tubo scambiatore di Figura 6. In particolare, il processo prevede le fasi di: A possible embodiment of a process for making the exchanger tube of Figure 6 is described below. In particular, the process involves the steps of:
a) predisporre un primo corpo tubolare, preferibilmente in materiale metallico ad alta resistenza meccanica, definente il componente base 10 e predisporre un secondo corpo tubolare, in un materiale con elevato indice di conducibilit? termica, definente il componente esterno 20; b) applicare uno strato comprendente grafene in forma pura o in forma di derivato sulla superficie pi? esterna 11 del componente base 10 e/o sulla superficie di base 21B del componente esterno 20; a) preparing a first tubular body, preferably made of metallic material with high mechanical resistance, defining the base component 10 and preparing a second tubular body, made of a material with a high conductivity index? thermal, defining the external component 20; b) applying a layer comprising graphene in pure form or in the form of a derivative on the surface of the? outer surface 11 of the base component 10 and/or on the base surface 21B of the outer component 20;
c) inserire il componente base 10 all?interno del componente esterno 20; c) inserting the base component 10 inside the external component 20;
d) deformare, a caldo o a freddo, il secondo componente 20 in modo da realizzare dette alette 25, laddove tale deformazione viene attuata attraverso l?azione di mezzi formatori che generano una pressione su detto componente esterno 20 a seguito della quale la superficie di base 21B dello stesso aderisce alla superficie pi? esterna del componente base 10. d) deforming, hot or cold, the second component 20 so as to form said fins 25, wherein this deformation is carried out through the action of forming means which generate a pressure on said external component 20 as a result of which the base surface 21B of the same adheres to the surface pi? external part of the base component 10.
In accordo ad una forma di realizzazione preferita, prima della fase b), il processo prevede la fase di pulire la superficie pi? esterna 11 del componente base 10 e/o sulla superficie di base 21B del componente esterno 20. Tale fase viene attuata per limitare il pi? possibile la presenza di impurit? che potrebbero ridurre l?efficienza del grafene. In una prima forma di attuazione, questa pulizia avviene attraverso un?azione meccanica (ad esempio attraverso carteggiatura, spazzolatura, sabbiatura classica, sabbiatura ad anidride carbonica). In alternativa, possono essere utilizzati mezzi chimici, quali ad esempio bachi chimici, solventi o reagenti. According to a preferred embodiment, before step b), the process provides for the step of cleaning the surface most? outer 11 of the base component 10 and/or on the base surface 21B of the outer component 20. This step is implemented to limit the most? possible the presence of impurities? which could reduce the efficiency of graphene. In a first embodiment, this cleaning takes place through a mechanical action (for example through sanding, brushing, traditional sandblasting, carbon dioxide sandblasting). Alternatively, chemical means can be used, such as for example chemical bugs, solvents or reagents.
In una forma di attuazione preferita del processo sopra descritto, nella fase b) il grafene viene applicato disperso in un liquido quale pu? essere acqua o un solvente organico. Preferibilmente, l?applicazione di tale dispersione sulle superfici prescelte (la superficie pi? esterna 11 del componente base 10 e/o sulla superficie di base 21B del componente esterno 20) viene realizzata attraverso una tecnica di deposizione meccanica, quale pu? essere ad esempio la spalmatura, la spruzzatura, l?applicazione attraverso un tampone impregnato, la verniciatura, la deposizione per immersione o velatura o altre tecniche di deposizione equivalenti effettuate con mezzi meccanici. In a preferred embodiment of the process described above, in step b) the graphene is applied dispersed in a liquid which may be be water or an organic solvent. Preferably, the application of this dispersion on the selected surfaces (the outermost surface 11 of the base component 10 and/or on the base surface 21B of the external component 20) is carried out through a mechanical deposition technique, which can be be for example coating, spraying, application using an impregnated pad, painting, deposition by dipping or glazing or other equivalent deposition techniques carried out by mechanical means.
In una forma di realizzazione alternativa, comunque rientrante nell?ambito della presente invenzione, il grafene disperso nel liquido pu? essere applicato anche attraverso una tecnica di deposizione chimica (ad esempio mediante deposizione PVD, CVD, ALD, PLD) o elettrochimica/elettroforetica (utilizzo mezzi galvanici e/o correnti fra anodo e catodo). In an alternative embodiment, however falling within the scope of the present invention, the graphene dispersed in the liquid can also be applied through a chemical deposition technique (for example by means of PVD, CVD, ALD, PLD deposition) or electrochemical/electrophoretic (use of galvanic means and/or currents between anode and cathode).
Indipendentemente dalla modalit? con cui la dispersione di grafene viene applicata, nella fase d), la deformazione plastica attuata sul componente esterno 20 porta ad un innalzamento della temperatura dei due componenti 10 e 20 a seguito del quale il liquido o solvente della dispersione sopra indicata evapora. Pertanto, al termine del processo produttivo, l?interfaccia conduttiva fra i due componenti 10,20 ? formata dal solo grafene in forma pura o in forma di derivato a seconda dei casi. Regardless of the mode with which the graphene dispersion is applied, in step d), the plastic deformation carried out on the external component 20 leads to a rise in the temperature of the two components 10 and 20 as a result of which the liquid or solvent of the above dispersion evaporates. Therefore, at the end of the production process, the conductive interface between the two components 10,20 ? formed by graphene alone in pure form or in the form of a derivative depending on the case.
In una forma possibile forma di attuazione comunque rientrante nell?ambito della presente invenzione, il liquido nel quale ? disperso il grafene potrebbe essere fatto evaporare prima di inserire il componente base 10 nel componente esterno 20. In a possible embodiment, however falling within the scope of the present invention, the liquid in which it is dispersed graphene could be evaporated before inserting the base component 10 into the external component 20.
In una ulteriore forma di realizzazione, il grafene potrebbe essere applicato alle superfici di interesse allo stato di polvere, cio? senza disperso in liquido, solvente o in una matrice organica. A tal proposito, il grafene in polvere potrebbe essere applicato attraverso scattering, utilizzando campi magnetici e/o elettrostatici. Allo stesso scopo potrebbe essere utilizzata una tecnica galvanica prevedendo il deposito di una base compatibile sulle superfici da rivestire di grafene e veicolando questo ultimo attraverso correnti elettriche. Una ulteriore tecnica utilizzabile per il deposito del grafene in polvere potrebbe essere quella del plasma spray o del plasma freddo. In accordo ad una forma di attuazione preferita del processo sopra descritto, il componente base 10 viene calzato su un mandrino che rimane all?interno dello stesso durante l?esecuzione della fase c). In particolare, nell?ambito della fase c) il mandrino viene messo in rotazione cos? da portare in rotazione il componente base 10. Pertanto, questo ultimo viene mantenuto in rotazione durante il suo inserimento all?interno del secondo componente 20 che invece rimane fermo durante questa fase. In a further embodiment, the graphene could be applied to the surfaces of interest in the powder state, i.e. without dispersed in liquid, solvent or in an organic matrix. In this regard, graphene powder could be applied through scattering, using magnetic and/or electrostatic fields. For the same purpose, a galvanic technique could be used by providing for the deposit of a compatible base on the surfaces to be coated with graphene and conveying the latter through electric currents. A further technique that can be used for the deposition of graphene powder could be that of plasma spray or cold plasma. In accordance with a preferred embodiment of the process described above, the base component 10 is fitted onto a mandrel which remains inside it during the execution of step c). In particular, in the context of phase c) is the spindle rotated so? to make the base component 10 rotate. Therefore, the latter is kept in rotation during its insertion inside the second component 20 which instead remains stationary during this phase.
A tal proposito, preferibilmente, il mandrino viene inserito nel componente base 10 prima l?applicazione dello strato di grafene sulla superficie pi? esterna 11 del componente base 10 e/o sulla superficie di base 21B del componente esterno 20. In una forma di attuazione alternativa il mandrino potrebbe essere inserito nel componente base 10 dopo l?applicazione dello strato di grafene sulla o sulle superfici interessate. In this regard, preferably, the mandrel is inserted into the basic component 10 before the application of the graphene layer on the surface more? outer 11 of the base component 10 and/or on the base surface 21B of the outer component 20. In an alternative embodiment, the mandrel could be inserted into the base component 10 after applying the graphene layer on the affected surface or surfaces.
In una forma di attuazione alternativa, il componente base 10 ? spinto e viene fatto ruotare attraverso un sistema di ruote esterne senza ricorrere all?impiego di un mandrino. In an alternative embodiment, the base component 10 ? pushed and is rotated through a system of external wheels without resorting to the use of a spindle.
Con riferimento nuovamente alla fase c), il componente base 10 viene inserito nel componente esterno 20 secondo un primo verso di inserimento. Al termine di tale inserimento, l?insieme dei due componenti 10,20 viene movimentato in un secondo verso, opposto al primo, in modo da essere sottoposto all?azione dei mezzi formatori. With reference again to step c), the base component 10 is inserted into the external component 20 according to a first insertion direction. At the end of this insertion, the set of two components 10, 20 is moved in a second direction, opposite to the first, so as to be subjected to the action of the forming means.
In proposito, in accordo ad una possibile forma del processo di fabbricazione, nella fase d) i mezzi formatori presentano una conformazione sostanzialmente riconducibile a quella descritta nel documento US 2779223. In sostanza, essi comprendono un gruppo formato da tre unit? utensili a lame disposte in posizioni angolarmente equi-distanziate di 120? intorno all?asse longitudinale 100 del tubo scambiatore 1. Durante il movimento in detto secondo verso, le unit? utensili agiscono sul componente esterno 20 pressandolo contro il componente base 10 e deformandone la superficie esterna cos? da definire le alette 25, le quali presentano la conformazione sopra indicata. In this regard, according to a possible form of the manufacturing process, in step d) the forming means have a conformation substantially attributable to that described in document US 2779223. In essence, they comprise a group formed by three units? tools with blades arranged in equally spaced angular positions of 120? around the longitudinal axis 100 of the exchanger tube 1. During the movement in said second direction, the units? tools act on the external component 20 by pressing it against the base component 10 and deforming its external surface so? to be defined the fins 25, which have the configuration indicated above.
Il procedimento di fabbricazione appena sopra descritto potrebbe essere realizzato anche in linea. In questo ipotesi, l?insieme dei componenti 10, 20 verrebbe fatto avanzare nello stesso verso di movimentazione gi? precedentemente seguito dal componente base 10 per inserirsi nel componente esterno 20. The manufacturing process just described above could also be carried out online. In this hypothesis, the set of components 10, 20 would be made to advance in the same movement direction already? previously followed by the base component 10 to fit into the external component 20.
In una possibile forma di attuazione del processo di fabbricazione, nella fase d) viene previsto l?impiego di lubrificante contenente grafite (anche di tipo intercalata o espandibile), il quale viene depositato sulla superficie esterna del componente esterno 20 durante l?azione dei mezzi formatori e/o sulle alette 25 generate a seguito dell?azione di detti mezzi formatori. Vantaggiosamente, le elevate temperature e gli sforzi di taglio, che si generano sulle superfici in cui agiscono i mezzi formatori, consentono una conversione in-situ, sulle stesse superfici, della grafite in grafene, con ulteriore aumento della conducibilit? termica del tubo scambiatore. In una ulteriore possibile forma di attuazione del procedimento di fabbricazione, al termine della fase d), su una o pi? regioni del componente esterno 20 viene applicato un ulteriore strato di grafene per incrementare la conducibilit? della sua superficie esterna. Tale ulteriore strato, ad esempio, potrebbe essere applicato su una regione o su pi? regioni della superficie delle alette 25, ad esempio in prossimit? delle estremit? delle alette e/o in prossimit? del piede delle alette stesse. In a possible embodiment of the manufacturing process, in step d) the use of lubricant containing graphite (also of the intercalated or expandable type) is envisaged, which is deposited on the external surface of the external component 20 during the action of the means formers and/or on the fins 25 generated following the action of said former means. Advantageously, the high temperatures and the shear stresses, which are generated on the surfaces where the forming means act, allow an in-situ conversion, on the same surfaces, of the graphite into graphene, with a further increase in the thermal conductivity. temperature of the exchanger tube. In a further possible embodiment of the manufacturing process, at the end of step d), on one or more? regions of the external component 20 is applied a further layer of graphene to increase the conductivity? of its external surface. This additional layer, for example, could be applied to a region or more? regions of the surface of the fins 25, for example in the vicinity? of the extremities? of the fins and/or in the vicinity? of the foot of the fins themselves.
Tale ulteriore strato pu? essere applicato secondo una qualsiasi delle tecniche sopra indicate in riferimento allo strato di grafene previsto fra i due componenti 10, 20. In una possibile forma di attuazione, ad esempio, l?applicazione di detto ulteriore strato di grafene potrebbe avvenire attraverso una verniciatura delle alette 25 nelle regioni di interesse. Tale verniciatura potrebbe interessare tutta la superficie del componente esterno 20 cos? come eventuali porzioni di estremit? del componente base 10 non rivestite dal componente esterno 20. This additional layer pu? be applied according to any of the techniques indicated above with reference to the layer of graphene provided between the two components 10, 20. In a possible embodiment, for example, the application of said further layer of graphene could take place by painting the fins 25 in the regions of interest. This painting could affect the whole surface of the external component 20 so? as any portions of the ends? of the base component 10 not covered by the external component 20.
In una sua possibile forma di attuazione, il procedimento di fabbricazione potrebbe comprendere anche l?ulteriore fase di realizzare delle incisioni sulle alette 25 per aumentare la turbolenza e quindi lo scambio termico con il fluido che le lambisce. In proposito, tali incisioni potrebbero essere fatte con la tecnica nota nel settore con il termine ?serrated? per cui le incisioni sono effettuate attraverso lame che agiscono sulla sommit? delle alette in senso parallelo all?asse longitudinale 100 del tubo 1. Le incisioni definite con questa tecnica appaiono essere sostanzialmente radiali su un piano di osservazione sostanzialmente ortogonale a detto asse longitudinale 100. In one possible embodiment thereof, the manufacturing process could also comprise the further step of making incisions on the fins 25 to increase the turbulence and therefore the heat exchange with the fluid which laps them. In this regard, these incisions could be made with the technique known in the sector with the term ?serrated? for which the incisions are made through blades that act on the top? of the fins in a direction parallel to the longitudinal axis 100 of the tube 1. The incisions defined with this technique appear to be substantially radial on an observation plane substantially orthogonal to said longitudinal axis 100.
In altre possibili forme di attuazione, le alette 25 potrebbero essere anche forate o punzonate, in combinazione o meno con incisioni come quelle sopra descritte o di altro tipo. In other possible embodiments, the wings 25 could also be perforated or punched, in combination or not with incisions such as those described above or of other types.
Le Figure da 7 a 13 si riferiscono ad ulteriori possibili forme di realizzazione di un tubo di scambio termico secondo l?invenzione. In particolare, queste forme realizzative sono della tipologia ?ad aletta applicata?, in cui cio? le alette sono definite a seguito dell?applicazione a spirale, sulla superficie pi? esterna 11 del componente base 10, del secondo componente 20, che a questo scopo risulta definito in forma di nastro in materiale metallico conduttore, preferibilmente un nastro di alluminio o rame. In riferimento alle figure da 7 a 10, nel prosieguo per indicare il ?secondo componente 20? verr? utilizzata l?espressione ?nastro 20?. Figures 7 to 13 refer to further possible embodiments of a heat exchange tube according to the invention. In particular, these embodiments are of the ?applied flap? the fins are defined as a result of the application in a spiral, on the surface pi? outer 11 of the base component 10, of the second component 20, which for this purpose is defined in the form of a tape made of conductive metallic material, preferably an aluminum or copper tape. With reference to figures 7 to 10, hereinafter to indicate the ?second component 20? will come the expression ?tape 20? is used.
Nello specifico, la figura 7 si riferisce ad una forma di realizzazione riconducibile ad un tubo scambiatore del tipo ?L finned?. In particolare, il nastro 20 ? applicato, in corrispondenza di una sua porzione di bordo 31B, alla superficie pi? esterna 11 del componente base 10. Tale porzione di bordo 31B, ? definita dal ripiegamento di un bordo del nastro 20, per cui le alette 25, generate a seguito dell?applicazione a spirale del nastro 20, presentano una conformazione sostanzialmente ad L, valutata su un piano di sezione longitudinale contenente l?asse longitudinale del tubo scambiatore 1. Considerando le alette 25 su una vista in sezione longitudinale, come in figura 7, per ciascuna aletta 25 si individua una porzione di piede 41B e una porzione di corpo 41C. La porzione di piede 41B di ciascuna aletta 25 ? dunque definita da un tratto della porzione di bordo 31B del nastro, mentre la porzione di corpo 41C ? definita dal corpo del nastro 20 rispetto al quale risulta ripiegata la porzione di bordo 31B. Specifically, figure 7 refers to an embodiment attributable to an exchanger tube of the "L finned" type. In particular, the tape 20 ? applied, in correspondence with one of its edge portions 31B, to the surface more? outer 11 of the base component 10. This edge portion 31B, ? defined by the folding of an edge of the strip 20, whereby the fins 25, generated following the spiral application of the strip 20, have a substantially L-shaped shape, evaluated on a longitudinal section plane containing the longitudinal axis of the exchanger tube 1. Considering the fins 25 on a longitudinal sectional view, as in figure 7, for each fin 25 a foot portion 41B and a body portion 41C are identified. The foot portion 41B of each flap 25 is therefore defined by a section of the edge portion 31B of the tape, while the body portion 41C is defined by the body of the strip 20 with respect to which the edge portion 31B is folded.
Per ciascuna aletta 25, sulla porzione di piede 41B si individua un primo lato L1 rivolto alla superficie pi? esterna 11 del componente base 10 ed un secondo lato L2 opposto al primo lato L1. In questa forma realizzativa, lo strato 5 comprendente grafene viene previsto fra il primo L1 lato della porzione di piede 41B e la superficie esterna 11 del componente base 10. For each flap 25, on the foot portion 41B a first side L1 is identified facing the surface more? outer 11 of the base component 10 and a second side L2 opposite the first side L1. In this embodiment, the layer 5 comprising graphene is provided between the first L1 side of the foot portion 41B and the outer surface 11 of the base component 10.
Viene di seguito descritto un possibile processo di fabbricazione del tubo scambiatore di figura 7 che nella sostanza prevede le fasi di: A possible manufacturing process of the heat exchanger tube shown in figure 7 is described below which essentially involves the steps of:
a1) predisporre un primo corpo tubolare in materiale metallico, preferibilmente ad alta resistenza meccanica, definente il componente base 10; a1) providing a first tubular body made of metallic material, preferably with high mechanical resistance, defining the base component 10;
a2) predisporre un nastro in materiale metallico, preferibilmente con elevato indice di conducibilit? termica, definente il componente esterno 20; a2) prepare a tape in metallic material, preferably with a high conductivity index? thermal, defining the external component 20;
a3) ripiegare una porzione di bordo 31B del nastro per tutta la sua lunghezza secondo una configurazione ad L; a3) folding an edge portion 31B of the tape along its entire length according to an L-shaped configuration;
a4) applicare uno strato comprendente grafene in forma pura o in forma di derivato sulla superficie pi? esterna 11 del componente base 10 e/o sul lato della porzione di bordo 31B, destinata ad essere collegata alla superficie pi? esterna 11 del componente base 10; a4) apply a layer comprising graphene in pure form or in the form of a derivative on the surface more? external 11 of the base component 10 and/or on the side of the edge portion 31B, intended to be connected to the outermost surface? external 11 of the basic component 10;
a5) collegare meccanicamente, secondo un avvolgimento a spirale, la porzione di bordo 31B del nastro 20 alla detta superficie esterna 11 del componente base 10 in modo che detto strato 5 comprendente grafene si collochi fra detta porzione di bordo 31B e detta superficie pi? esterna 11 del componente base 10. a5) mechanically connecting, according to a spiral winding, the edge portion 31B of the tape 20 to said external surface 11 of the base component 10 so that said layer 5 comprising graphene is placed between said edge portion 31B and said uppermost surface; external 11 of the basic component 10.
In accordo ad una forma di attuazione preferita, il collegamento meccanico della porzione di bordo 31B avviene attraverso una sua ricalcatura contro la superfice esterna del componente base 10. Tale collegamento potrebbe essere effettuato anche attraverso una saldatura per punti o comunque una qualsiasi altra tecnica adatta allo scopo. In accordance with a preferred embodiment, the mechanical connection of the edge portion 31B occurs through its upsetting against the external surface of the base component 10. This connection could also be effected through spot welding or in any case any other technique suitable for scope.
La figura 8 mostra una altra possibile forma di realizzazione di un tubo scambiatore secondo l?invenzione riconducibile ad un tubo scambiatore del tipo ?KL finned?. Similmente a quanto previsto in figura 7, anche in questo caso il nastro 20 ? collegato alla superficie esterna 11 del componente base 10 attraverso una sua porzione di bordo 31 ripiegata rispetto al corpo del nastro 20 in modo che, a seguito dell?avvolgimento a spirale, le alette 25 assumono una conformazione sostanzialmente ad L. Pertanto anche in questo caso lo strato comprendente grafene in forma pura o di derivato ? previsto fra la porzione di bordo 31B e la superficie esterna 11 del componente base 10. Figure 8 shows another possible embodiment of an exchange tube according to the invention attributable to an exchange tube of the ?KL finned? type. Similarly to what is foreseen in figure 7, also in this case the belt 20 is connected to the outer surface 11 of the base component 10 through a portion of its edge 31 folded with respect to the body of the tape 20 so that, following the spiral winding, the fins 25 assume a substantially L-shaped shape. Therefore also in this case the layer comprising graphene in pure or derivative form? provided between the edge portion 31B and the outer surface 11 of the base component 10.
Di fatto, la forma realizzativa di figura 8 si distingue da quella in figura 9 per il procedimento di fabbricazione, che prevede di zigrinare la superficie pi? esterna 11 del componente base 10 prima di applicare lo strato di grafene sulla stessa e in ogni caso comunque prima di applicare il nastro 20 definente le alette 25. In fact, the embodiment of figure 8 differs from that in figure 9 due to the manufacturing process, which envisages knurling the uppermost surface. external 11 of the base component 10 before applying the layer of graphene on it and in any case before applying the tape 20 defining the fins 25.
In ogni caso, la porzione di bordo 31B del nastro 20, ovvero la porzione di piede 41B delle alette 25, viene pressata contro la superficie esterna 11 del componente base 10, eventualmente ancora attraverso una zigrinatura, fino a fissare stabilmente le due parti. In any case, the edge portion 31B of the belt 20, or the foot portion 41B of the wings 25, is pressed against the outer surface 11 of the base component 10, possibly again through a knurling, until the two parts are stably fixed.
Pertanto, rispetto al procedimento di fabbricazione sopra descritto comprendente le fasi a1) -a5), per la realizzazione del tubo scambiatore 1 di figura 8 ? prevista, prima della fase a5), anche la fase di zigrinare la superficie pi? esterna 11 del componente base 10. Preferibilmente, a seguito della fase a5) viene prevista anche l?ulteriore fase di zigrinare la porzione di bordo 31B sul lato opposto a quello in contatto con lo strato 5 di grafene. Therefore, with respect to the manufacturing process described above comprising steps a1) -a5), for making the exchanger tube 1 of figure 8? expected, before the phase a5), also the phase of knurling the surface pi? outer 11 of the base component 10. Preferably, following step a5) the further step of knurling the edge portion 31B on the side opposite to that in contact with the graphene layer 5 is also provided.
La figura 9 si riferisce ad una terza forma di realizzazione di un tubo scambiatore secondo l?invenzione riconducibile ad un tubo scambiatore del tipo ?LL finned?. Anche in questo caso il nastro 20 ? collegato alla superficie esterna 11 del componente base 10 attraverso una sua porzione di bordo 31 ripiegata rispetto al corpo del nastro 20 secondo una conformazione ad L. Differentemente dalla forma realizzativa descritta in figura 9, in questo caso, per la porzione di bordo 31, si individua una prima regione 31-1 e una seconda regione 31-2, laddove detta seconda regione 31-2 risulta compresa fra la prima regione 31-2 e il corpo del nastro 20. In particolare, le due regioni 31-1, 31-2, pur collegate, sono ?sfalsate? in modo che il lato interno (cio? quello rivolto al componente base 10) della prima regione 31-1 sia sostanzialmente adiacente alla superficie esterna 11 del componente base 10, mentre il lato interno della seconda regione 31-2 ne risulta distanziato. Figure 9 refers to a third embodiment of an exchange tube according to the invention attributable to an exchange tube of the "LL finned" type. Also in this case the tape 20 ? connected to the outer surface 11 of the base component 10 through an edge portion 31 thereof folded with respect to the body of the tape 20 according to an L-shape. Differently from the embodiment described in figure 9, in this case, for the edge portion 31, identifies a first region 31-1 and a second region 31-2, wherein said second region 31-2 is included between the first region 31-2 and the body of the tape 20. In particular, the two regions 31-1, 31- 2, although connected, are ?staggered? so that the internal side (that is, the one facing the base component 10) of the first region 31-1 is substantially adjacent to the external surface 11 of the base component 10, while the internal side of the second region 31-2 is spaced from it.
Come visibile da figura 9, a seguito dell?avvolgimento a spirale intorno al componente base 10, le due regioni 31-1, 31-2 sopra indicate si riconoscono nella porzione di piede 41B di ciascuna delle alette 25 considerate su un piano di sezione longitudinale. Pi? precisamente, per ciascuna aletta 25, la seconda regione 31-2 della porzione di piede 41B risulta essere sovrapposta alla prima regione 31-1 di una aletta adiacente. As can be seen from figure 9, following the spiral winding around the base component 10, the two regions 31-1, 31-2 indicated above are recognized in the foot portion 41B of each of the fins 25 considered on a longitudinal section plane . Pi? precisely, for each flap 25, the second region 31-2 of the foot portion 41B is superimposed on the first region 31-1 of an adjacent flap.
In questa forma realizzativa, almeno un primo strato 5 comprendente grafene ? previsto fra la superficie pi? esterna 11 del componente base 10 e il lato interno della prima regione 31-1 della porzione di piede 41B. Preferibilmente, un secondo strato 51 di grafene ? previsto fra le regioni sovrapposte di due alette adiacenti. In this embodiment, at least one first layer 5 comprising graphene? expected between the surface pi? outer side 11 of the base component 10 and the inner side of the first region 31-1 of the foot portion 41B. Preferably, a second layer 51 of graphene is provided between the overlapping regions of two adjacent fins.
Rispetto al procedimento di fabbricazione sopra descritto comprendente le fasi a1) -a5), nel caso della fabbricazione del tubo 1 di figura 9, il procedimento prevede di sagomare la porzione di bordo 31B del nastro 20 in modo da configurare le due regioni 31-1, 31-2 sopra definite. Tale sagomatura potrebbe essere fatta nell?ambito della fase a3) sopra indicata o alternativamente prima o dopo la fase a3). Preferibilmente, nell?ambito della fase a4) il grafene in forma pura o in forma di derivato viene applicato su tutto il lato interno della porzione di bordo 31 del nastro 20 in modo definire detto primo strato 5 fra la superficie esterna 11 del componente base 10 e il lato interno della prima regione 31-1 della porzione di bordo 31 e detto secondo strato 51 fra le regioni sovrapposte di due alette adiacenti, considerate su un piano di sezione longitudinale. La figura 10 ? relativa ad una ulteriore forma realizzativa del tubo secondo l?invenzione, riconducibile ad un tubo ?G embedded?. In questo caso, il bordo del nastro 20 non ? ripiegato, ma inserito in una scanalatura a spirale predefinita sulla superficie esterna 11 del componente base 10. In una forma di attuazione preferita, prima di procedere a tale inserimento, nella scanalatura viene depositato grafene in forma pura o in forma di derivato. Una volta che il nastro 20 ? stato inserito nella scanalatura, i bordi della stessa vengono pressati/ricalcati contro i due lati opposti del nastro 20 fissando cos? questo ultimo al componente base 10. In una possibile forma di attuazione, anche sul nastro 20, almeno sulla sua porzione di bordo 31, viene preventivamente applicato grafene in forma pura o in forma di derivato. With respect to the manufacturing process described above comprising steps a1) -a5), in the case of manufacturing the pipe 1 of Figure 9, the process provides for shaping the edge portion 31B of the strip 20 so as to configure the two regions 31-1 , 31-2 defined above. This shaping could be performed in the context of step a3) indicated above or alternatively before or after step a3). Preferably, in step a4) the graphene in pure form or in derivative form is applied on the whole internal side of the edge portion 31 of the tape 20 so as to define said first layer 5 between the external surface 11 of the base component 10 and the inner side of the first region 31-1 of the edge portion 31 and said second layer 51 between the superimposed regions of two adjacent flaps, considered on a plane of longitudinal section. Figure 10 ? relating to a further embodiment of the tube according to the invention, attributable to a ?G embedded? tube. In this case, the edge of the tape 20 is not folded, but inserted into a predefined spiral groove on the outer surface 11 of the base component 10. In a preferred embodiment, before proceeding with this insertion, graphene is deposited in the groove in pure form or in derivative form. Once the tape 20 ? been inserted in the groove, the edges of the same are pressed / pressed against the two opposite sides of the tape 20 thus fixing? the latter to the basic component 10. In a possible embodiment, also on the tape 20, at least on its edge portion 31, graphene is previously applied in pure form or in the form of a derivative.
In ogni caso, a seguito del fissaggio del nastro 20, viene definito uno strato comprendente grafene nell?interfaccia fra la cavit? a spirale definita sulla superficie esterna 11 del componente base e la porzione di bordo 31 del nastro 20 in essa inserita. In any case, following the fastening of the tape 20, a layer comprising graphene is defined in the interface between the cavity spiral defined on the outer surface 11 of the base component and the edge portion 31 of the tape 20 inserted therein.
Viene di seguito descritto un procedimento di fabbricazione del tubo scambiatore 1 di figura 10. Tale procedimento prevede le fasi di: A manufacturing process of the exchanger tube 1 of figure 10 is described below. This process includes the steps of:
b1) predisporre un primo corpo tubolare in materiale metallico, preferibilmente ad alta resistenza meccanica, definente il componente base 10; b1) providing a first tubular body made of metallic material, preferably with high mechanical resistance, defining the base component 10;
b2) predisporre un nastro in materiale metallico, preferibilmente con elevato indice di conducibilit? termica, definente detto componente esterno 20; b2) prepare a tape in metallic material, preferably with a high conductivity index? thermal, defining said external component 20;
b3) realizzare una scanalatura a spirale sulla superficie esterna 11 del componente base 10; b4) depositare grafene in forma pura o in forma di derivato, in detta scanalatura a spirale e/o in corrispondenza di una porzione di bordo 31B, destinata ad essere collegata a detta superficie esterna 11 di detto componente base 10; b3) making a spiral groove on the outer surface 11 of the base component 10; b4) depositing graphene in pure form or in derivative form, in said spiral groove and/or in correspondence with an edge portion 31B, intended to be connected to said external surface 11 of said base component 10;
b5) collegare meccanicamente detto nastro 20 a detta superficie esterna 11 di detto componente base 10 inserendo la porzione di bordo 31B del nastro in detta scanalatura a spirale e ricalcando/pressando, a seguito di tale inserimento, i bordi della scanalatura contro le superfici opposte di detto nastro 20 bloccandolo cos? nella scanalatura a spirale. b5) mechanically connecting said tape 20 to said outer surface 11 of said base component 10 by inserting the edge portion 31B of the tape in said spiral groove and following this insertion, tracing/pressing the edges of the groove against the opposite surfaces of said tape 20 blocking it cos? in the spiral groove.
In accordo ad una forma di attuazione preferita, prima della fase b5) il nastro 20 viene preformato in modo da imprimere allo stesso una forma circolare adatta al collegamento alla superficie pi? esterna 11 del componente base 10. La preformatura del nastro pu? essere realizzata prima o dopo il deposito del grafene, cio? prima o dopo l?esecuzione della fase b4). Nell?ambito della fase b3), la scanalatura a spirale viene realizzata attraverso un opportuno utensile che agisce sulla superficie esterna 11 mentre il componente base 10 ? fatto ruotare intorno al suo asse longitudinale 100. Nell?ambito della fase b5), il componente base 10 viene fatto avanzare lungo una direzione di movimentazione mantenendolo sempre in rotazione. Il nastro 20 viene portato intorno al componente base 10 e viene inserito nella scanalatura a spirale dopo averlo portato alla stessa velocit? tangenziale. Immediatamente dopo, i bordi della scanalatura vengono pressati/ricalcati cos? da bloccare stabilmente il nastro 20. In accordance with a preferred embodiment, before step b5) the tape 20 is preformed so as to give it a circular shape suitable for connection to the surface most? external 11 of the basic component 10. The preforming of the tape can? be made before or after the graphene deposit, the cio? before or after execution of phase b4). In the context of step b3), the spiral groove is made by means of a suitable tool which acts on the external surface 11 while the base component 10 ? rotated about its longitudinal axis 100. In the context of step b5), the base component 10 is made to advance along a movement direction, keeping it always in rotation. The tape 20 is brought around the base component 10 and is inserted into the spiral groove after having brought it to the same speed ring road. Immediately afterwards, the edges of the groove are pressed/upset so? to block the tape 20 stably.
Le figure 11, 12 e 13 si riferiscono ad ulteriori possibili forme di realizzazione di un tubo scambiatore 1 ad aletta riportata. In particolare, rispetto alle forme realizzative mostrate nelle figure da 7 a 10, in questo caso il corpo del nastro 20 viene ripiegato su s? stesso in modo da definire uno spazio fra almeno due porzioni che si trovano affacciate a seguito di tale ripiegamento. All?interno di tale spazio viene previsto uno strato di grafene 55 in forma pura o in forma di derivato. Preferibilmente, la ripiegatura del nastro 20 e il deposito del grafene in detto spazio vengono sono operazioni effettuate prima del fissaggio del nastro 20 sulla superficie esterna 11 del componente base 10. Figures 11, 12 and 13 refer to further possible embodiments of an exchanger tube 1 with inserted fin. In particular, with respect to the embodiments shown in figures 7 to 10, in this case the body of the tape 20 is folded over itself? itself so as to define a space between at least two portions which face each other as a result of this folding. Inside this space, a layer of graphene 55 is provided in pure form or in the form of a derivative. Preferably, the folding of the tape 20 and the deposition of the graphene in said space are operations carried out before the fixing of the tape 20 on the external surface 11 of the base component 10.
A tal proposito, per ciascuna delle forme realizzative mostrate nelle figure 11, 12 e 13, il nastro 20 potrebbe essere applicato secondo uno dei principi sopra descritti a commento delle forme realizzative mostrate nelle figure da 7 a 11. In this regard, for each of the embodiments shown in figures 11, 12 and 13, the tape 20 could be applied according to one of the principles described above as a comment on the embodiments shown in figures 7 to 11.
Nella forma realizzativa mostrata in figura 11, il corpo del nastro 20 ? fissato alla superficie pi? esterna 11 del componente base 10 secondo lo stesso principio sopra descritto a commento di figura 10. Il corpo del nastro 20 ? invece ripiegato su s? stesso in modo che per ciascuna aletta 25, valutata su un piano di sezione longitudinale, due porzioni 25-1, 25-2 risultino affacciate fra loro secondo una configurazione a U, laddove tale U ? rivolta verso la superficie pi? esterna 11 del componente base 10. In tale spazio, viene previsto detto ulteriore strato 55 di grafene. In proposito, in accordo ad una possibile forma realizzativa, il grafene pi? essere applicato, prima del ripiegamento del nastro 20, su una o su entrambe le superfici delle porzioni 25-1, 25-2 che risulteranno poi affacciate a seguito del ripiegamento del nastro stesso. In the embodiment shown in Figure 11, the body of the tape 20 is fixed to the surface pi? external 11 of the basic component 10 according to the same principle described above as a comment of figure 10. The body of the tape 20 is instead folded on s? same so that for each fin 25, evaluated on a longitudinal section plane, two portions 25-1, 25-2 face each other according to a U-shaped configuration, where this U ? facing the surface pi? external 11 of the base component 10. In this space, said further layer 55 of graphene is provided. In this regard, according to a possible embodiment, graphene is more? be applied, before folding the tape 20, on one or both surfaces of the portions 25-1, 25-2 which will then be facing following the folding of the tape itself.
Differentemente dalla soluzione appena descritta, in quella mostrata in figura 12, il corpo del nastro 20 ? ripiegato sempre in modo da definire, per ciascuna aletta 25, due porzioni 25-1, 25-2 mutuamente affacciate che in questo caso per? sono collegate in modo che lo spazio definito fra le stesse sia chiuso, laddove tale spazio ? sempre valutato nello stesso piano di sezione longitudinale nel quale sono considerate le alette. Il grafene in forma pura o di derivato viene previsto in tale spazio chiuso e risulta pertanto completamente circondato dal corpo dell?aletta 25. Differently from the solution just described, in the one shown in figure 12, the body of the tape 20 is always folded so as to define, for each flap 25, two mutually facing portions 25-1, 25-2 which in this case for? are connected so that the space defined between them is closed, where this space ? always evaluated in the same longitudinal section plane in which the fins are considered. Graphene in pure or derivative form is provided in this enclosed space and is therefore completely surrounded by the body of the fin 25.
Anche in questo caso, il ripiegamento del corpo del nastro 20 e l?applicazione del grafene sono operazioni effettuate prima dell?applicazione del nastro 20 al componente base 10. In proposito la porzione di bordo 31B pu? essere applicata secondo il principio descritto per il tubo scambiatore in figura 10 o secondo uno dei principi descritti per una qualsiasi delle forme realizzative nelle figure da 7 a 10. Also in this case, the folding of the body of the tape 20 and the application of the graphene are operations carried out before the application of the tape 20 to the base component 10. In this regard, the edge portion 31B can? be applied according to the principle described for the exchanger tube in figure 10 or according to one of the principles described for any of the embodiments in figures 7 to 10.
Nella forma realizzativa mostrata in figura 13, considerando le alette 25 su un piano di sezione longitudinale queste presentano una conformazione sostanzialmente a ?diapason?, nella quale ? possibile individuare una parte di base 251 e una parte di testa 252. La porzione di base 251 definisce la porzione di bordo 31 che viene applicata alla superficie esterna 11 del componente base 10, secondo una qualsiasi delle modalit? sopra descritte. In the embodiment shown in figure 13, considering the fins 25 on a longitudinal sectional plane, these have a substantially "tuning fork" shape, in which ? It is possible to identify a base part 251 and a head part 252. The base portion 251 defines the edge portion 31 which is applied to the external surface 11 of the base component 10, according to any of the methods? described above.
Le due parti 251, 252 presenta una conformazione sostanzialmente simmetrica rispetto ad un piano trasversale ortogonale all?asse longitudinale 100. Tale conformazione ? ottenuta a seguito di un ripiegamento del nastro 20 per cui entrambe le parti 251, 252 risultano definite da due porzioni di nastro 20 affacciato, rispettivamente 251A-251B e 252A-252B. Fra le due porzioni di nastro 251A-251B definenti la prima parte 251 ? previsto detto ulteriore strato 55 di grafene in forma pura o di derivato. The two parts 251, 252 have a substantially symmetrical shape with respect to a transversal plane orthogonal to the longitudinal axis 100. This shape is? obtained following a folding of the ribbon 20 so that both parts 251, 252 are defined by two facing portions of ribbon 20, respectively 251A-251B and 252A-252B. Between the two portions of tape 251A-251B defining the first part 251 ? said further layer 55 of graphene in pure or derivative form is provided.
Vantaggiosamente, nelle forme realizzative mostrate nelle figure da 11 a 13, la presenza di detto ulteriore strato di grafene 55 incrementa ulteriormente la conducibilit? delle alette 25 e dunque le prestazioni del tubo scambiatore 1. Advantageously, in the embodiments shown in figures 11 to 13, the presence of said further layer of graphene 55 further increases the conductivity of the graphene. of the fins 25 and therefore the performance of the exchanger tube 1.
La figura 14 ? relativa ad una ulteriore possibile forma di realizzazione di un tubo di scambio termico secondo l?invenzione. In particolare, in questo caso il tubo scambiatore 1 comprende una pluralit? di componenti esterni 20 ciascuno comprendente un collare 23 definente una superficie interna in corrispondenza risulta collegato alla superficie esterna 11 del componente base 10. Ciascun componente esterno 20 definisce una aletta 25 che si sviluppa da detto collare 23 circondandolo e dunque circondando il componente base 10. I componenti esterni 20 sono collegati al componente base 10 in modo da risultare affiancati longitudinalmente lungo una direzione di sviluppo del tubo scambiatore 1. Per ciascun componente esterno 20 ? previsto uno strato di grafene fra la superficie interna del collare 23 e la superficie esterna 11 del componente base 10. Figure 14 ? relating to a further possible embodiment of a heat exchange tube according to the invention. In particular, in this case the exchanger tube 1 comprises a plurality of external components 20 each comprising a collar 23 defining an internal surface correspondingly connected to the external surface 11 of the base component 10. Each external component 20 defines a fin 25 which develops from said collar 23 surrounding it and therefore surrounding the base component 10. The external components 20 are connected to the base component 10 so as to be longitudinally side by side along a development direction of the exchanger tube 1. For each external component 20 ? a layer of graphene is provided between the inner surface of the collar 23 and the outer surface 11 of the base component 10.
Nella forma realizzativa di figura 14, le alette 25 definite dai componenti esterni 20 presentano una conformazione quadrata valutata secondo un piano di osservazione ortogonale all?asse longitudinale 100 del tubo 1. Rientra comunque nell?ambito della presente invenzione la possibilit? che le alette presentino una conformazione diversa, ad esempio circolare o ellittica. In proposito, le alette 25 potrebbero presentare delle incisioni effettuate secondo la tecnica ?serrated? sopra indicante in riferimento alla possibile variante realizzativa della soluzione mostrata in figura 6. In the embodiment of figure 14, the fins 25 defined by the external components 20 have a square shape evaluated according to an observation plane orthogonal to the longitudinal axis 100 of the tube 1. However, the possibility of that the fins have a different shape, for example circular or elliptical. In this regard, the flaps 25 could have incisions made according to the ?serrated? indicated above with reference to the possible alternative embodiment of the solution shown in figure 6.
In riferimento alle forme realizzative mostrate nelle figure da 1 a 14, per ciascuna di queste potrebbe essere prevista l?applicazione di ulteriori strati di grafene in forma pura o in forma di derivato in una o pi? regioni del componente esterno 20 o dei componenti esterni 20, in modo del tutto analogo a quanto sopra indicato in riferimento alla variante realizzativa della soluzione mostrata in figura 6. With reference to the embodiments shown in figures from 1 to 14, for each of these the application of further layers of graphene in pure form or in derivative form could be envisaged in one or more? regions of the external component 20 or of the external components 20, in a completely analogous way to what is indicated above with reference to the alternative embodiment of the solution shown in figure 6.
La figura 15 mostra una ulteriore possibile forma di realizzazione di un tubo 1 in cui il componente esterno 20 non definisce alette, presentando una configurazione tubolare definente una cavit? cilindrica nella quale ? inserito il componente base 10. In questa forma realizzativa, lo strato di grafene, in forma pura o in forma di derivato, viene dunque previsto fra la superficie pi? esterna 11 del componente di base 10 e la superficie pi? interna (di base 21B) del componente pi? esterno 20. La superficie pi? esterna 22 del componente esterna 20 ? destinata ad essere lambita dal secondo fluido e potrebbe essere rivestita, completamente o parzialmente, da un ulteriore strato di grafene. Figure 15 shows a further possible embodiment of a tube 1 in which the external component 20 does not define fins, presenting a tubular configuration defining a cavity cylindrical in which ? inserted the basic component 10. In this embodiment, the layer of graphene, in pure form or in the form of a derivative, is therefore provided between the surface more? external 11 of the basic component 10 and the surface pi? internal (basic 21B) of the component pi? external 20. The surface pi? external 22 of the external component 20 ? intended to be lapped by the second fluid and could be completely or partially covered by a further layer of graphene.
La presente invenzione ? dunque relativa anche ad uno scambiatore di calore comprendente una pluralit? di elementi di scambio termico 1 secondo l?invenzione. Pi? precisamente, uno scambiatore di calore secondo l?invenzione pu? comprendere una pluralit? di tubi scambiatori 1 secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione descritte e mostrate nelle figure cos? come altre possibili forme di realizzazione equivalenti comunque rientranti nell?ambito della presente invenzione. The present invention ? therefore also related to a heat exchanger comprising a plurality? of heat exchange elements 1 according to the invention. Pi? precisely, a heat exchanger according to the invention can? understand a plurality of exchanger tubes 1 according to any one of the embodiments described and shown in the figures so? as other possible equivalent embodiments in any case falling within the scope of the present invention.
In una possibile forma di realizzazione, uno scambiatore di calore secondo l?invenzione pu? comprendente una o pi? batterie di tubi scambiatori del tipo mostrato in figura 10, e una o pi? batterie di tubi scambiatori senza alette del tipo mostrato in figura 15. Le batterie di tubi vengono disposte in modo da lavorare in serie, cio? in modo che i tubi scambiatori senza alette realizzano un primo salto termico, cio? per ridurre il salto termico richiesto a quelli comprendenti alette. In a possible embodiment, a heat exchanger according to the invention can including one or more batteries of exchanger tubes of the type shown in figure 10, and one or more? coils of exchanger tubes without fins of the type shown in figure 15. The coils of tubes are arranged so as to work in series, ie? so that the exchanger tubes without fins make a first thermal jump, the cio? to reduce the thermal head required for those including fins.
Le soluzioni tecniche sopra indicate consentono di raggiungere pienamente i compiti e gli scopi prefissati. L?impiego di grafene fra le superfici di interfaccia dei due componenti aumenta la conducibilit? termica dei tubi scambiatori consentendo dunque di realizzare, a parit? di dimensioni, dispositivi scambiatori di calore pi? performanti o di ridurre, a parit? di prestazioni, la dimensione di detti dispositivi scambiatori di calore. The technical solutions indicated above make it possible to fully achieve the pre-established tasks and purposes. The use of graphene between the interface surfaces of the two components increases the conductivity? heat exchanger tubes allowing therefore to achieve, parity? in size, devices heat exchangers pi? performing or to reduce, on equal terms? of performance, the size of said heat exchanger devices.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2152331A (en) * | 1936-10-26 | 1939-03-28 | Chase Brass & Copper Co | Helical-fin heat-exchange unit and method of production |
US2779223A (en) | 1955-08-24 | 1957-01-29 | Herman A Schuster | Apparatus for forming fins |
US3077928A (en) * | 1959-03-03 | 1963-02-19 | Baldwin Lima Hamilton Corp | Finned tubing |
WO2001042728A2 (en) * | 1999-12-06 | 2001-06-14 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method to construct a tube having metal fins |
US20170211899A1 (en) * | 2016-01-27 | 2017-07-27 | GM Global Technology Operations LLC | Heat exchangers containing carbon nanotubes and methods for the manufacture thereof |
CN110470154A (en) * | 2019-08-07 | 2019-11-19 | 山东烯泰天工节能科技有限公司 | A kind of idle call microchannel heat sink |
-
2021
- 2021-03-16 IT IT102021000006266A patent/IT202100006266A1/en unknown
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2152331A (en) * | 1936-10-26 | 1939-03-28 | Chase Brass & Copper Co | Helical-fin heat-exchange unit and method of production |
US2779223A (en) | 1955-08-24 | 1957-01-29 | Herman A Schuster | Apparatus for forming fins |
US3077928A (en) * | 1959-03-03 | 1963-02-19 | Baldwin Lima Hamilton Corp | Finned tubing |
WO2001042728A2 (en) * | 1999-12-06 | 2001-06-14 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method to construct a tube having metal fins |
US20170211899A1 (en) * | 2016-01-27 | 2017-07-27 | GM Global Technology Operations LLC | Heat exchangers containing carbon nanotubes and methods for the manufacture thereof |
CN110470154A (en) * | 2019-08-07 | 2019-11-19 | 山东烯泰天工节能科技有限公司 | A kind of idle call microchannel heat sink |
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