IT9015153U1

IT9015153U1 - HEAT EXCHANGER, IN PARTICULAR EVAPORATOR FOR CIRCUITS FRIGORI FERI.

Info

Publication number: IT9015153U1
Application number: IT015153U
Authority: IT
Original assignee: Bundy S R L
Priority date: 1990-09-05
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1992-03-05
Also published as: IT9015153V0; IT222993Z2

Description

DESCRIZIONE del modello industriale di utilità dal titolo: "Scambiatore di calore, in particolare evaporatore per circuiti frigoriferi." DESCRIPTION of the industrial utility model entitled: "Heat exchanger, in particular evaporator for refrigeration circuits."

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Il trovato si riferisce agli scambiatori di calore, in particolare agli evaporatori per circuiti frigoriferi comprendenti almeno una lamiera, sulla quale sono fissati uno o più tubi, in particolare almeno un tubo a serpentino, o simili. The invention relates to heat exchangers, in particular to evaporators for refrigeration circuits comprising at least one sheet, on which one or more tubes are fixed, in particular at least one coil tube, or the like.

Il trovato si basa sul problema di realizzare uno scambiatore di calore del suddetto tipo in modo tale, da ottenere, con poche fasi operative e con un limitato dispendio economico un prodotto con superfici tali che possa venire montato direttamente nei circuiti a cui è destinato oppure possa venire passato direttamente nella successiva fase di verniciatura, o simili. The invention is based on the problem of realizing a heat exchanger of the aforesaid type in such a way as to obtain, with a few operating steps and with a limited economic expenditure, a product with surfaces such that it can be mounted directly in the circuits for which it is intended or it can be be passed directly to the subsequent painting phase, or the like.

Negli scambiatori di calore del suddetto tipo, per mantenere elevato lo scambio termico, è di fondamentale importanza che il fissaggio del o dei tubi alla lamiera assicuri un elevato coefficente di trasmissione termica tra gli stessi. A tale scopo, attualmente il od i tubi vengono fissati alla lamiera, per graffatura od utilizzando nastri di materiali diversi mono o biadesivizzati. Nel caso che il fissaggio venga ottenuto per brasatura, dopo la fase di fissaggio, per ottenere un prodotto pulito è necessario sottoporre lo scambiatore ad una fase di decapaggio e di finitura, prima che questo possa venire uitlizzato direttamente oppure inviato alla verniciatura. Tutti i metodi su menzionati presentano delle difficoltà operative. In heat exchangers of the aforesaid type, in order to keep the heat exchange high, it is of fundamental importance that the fixing of the tube (s) to the sheet metal ensures a high coefficient of thermal transmission between them. For this purpose, currently the tube or tubes are fixed to the metal sheet, by stapling or by using tapes of different mono or double-sided adhesive materials. If the fixing is obtained by brazing, after the fixing phase, to obtain a clean product it is necessary to subject the exchanger to a pickling and finishing phase, before it can be used directly or sent for painting. All the methods mentioned above present operational difficulties.

Il trovato risolve il suddetto problema con uno scambiatore di calore del tipo descritto all'inizio, nel quale i tubi od il tubo a serpentino sono fissati alla lamiera mediante saldatura ad ultrasuoni. The invention solves the aforesaid problem with a heat exchanger of the type described at the beginning, in which the tubes or the serpentine tube are fixed to the sheet metal by ultrasonic welding.

Vantaggiosamente i tubi od il tubo a serpentino possono essere costituiti d'acciaio alluminato oppure d'alluminio e la lamiera può essere costituita anch'essa di alluminio o d'acciaio alluminato. Advantageously, the tubes or the serpentine tube can be made of aluminized steel or aluminum and the sheet can also be made of aluminum or aluminized steel.

Grazie all'accorgimento secondo il trovato, il collegamento tra i tubi od il tubo a serpentina e la lamiera avviene tra lo strato superficiale d'alluminio od il rivestimento d'alluminio i quali, soggetti all'azione degli ultrasuoni si compenetrano reciprocamente . La lamiera ed il od i tubi da fissare su di essa non venendo assoggettati all'azione di una tradizionale fonte di calore, come per esempio il riscaldamento in un forno, oppure mediante sistemi di saldatura o di brasatura tradizionali, la cui azione di riscaldamento interessa larga parte dello scambiatore, sono quindi liberi da scorie che vengono usualmente prodotti. L'impiego di un dispositivo di saldatura ad ultrasuoni evita tali inconvenienti e mantiene inoltre estremamente limitata per quanto riguarda la sua estensione, in particolare trasversalmente al od ai tubi, la zona di fusione. Nelle zone d'angolo tra il tubo e la lamiera si riduce fortemente l'accumulo di materiale fuso. Il prodotto così ottenuto è completamente libero da scorie o macchie dovute al riscaldamento ed ai flussi e si presenta nelle zone di saldatura tra i tubi e la lamiera con superfici ben definite e pulite, mentre Il coefficente di trasmissione termica tra il od i tubi e lamiera resta comunque di grandezza ottimale, garantendo la perfetta funzionalità dello scambiatore. Grazie all'accorgimento secondo il trovato quindi, lo scambiatore così costruito non deve venire sottoposto a ulteriori trattamenti di pulizia e di finitura superficiale e può venire o utilizzato direttamente oppure inviato ad una successiva fase, per esempio di verniciatura. Thanks to the device according to the invention, the connection between the tubes or the serpentine tube and the sheet metal takes place between the surface layer of aluminum or the aluminum coating which, subject to the action of ultrasounds, interpenetrate each other. The sheet metal and the tubes to be fixed on it are not subjected to the action of a traditional heat source, such as for example heating in an oven, or by means of traditional welding or brazing systems, the heating action of which affects a large part of the exchanger, are therefore free from slag that are usually produced. The use of an ultrasonic welding device avoids these drawbacks and also keeps the melting zone extremely limited as regards its extension, in particular transversely to the pipes or tubes. In the corner areas between the tube and the sheet, the accumulation of molten material is greatly reduced. The product thus obtained is completely free from slag or stains due to heating and flows and appears in the welding areas between the tubes and the sheet with well-defined and clean surfaces, while the coefficient of thermal transmission between the tube or tubes and sheet however, it remains of optimal size, guaranteeing perfect functionality of the exchanger. Thanks to the device according to the invention, therefore, the exchanger thus constructed does not have to be subjected to further cleaning and surface finishing treatments and can be either used directly or sent to a subsequent phase, for example painting.

Le caratteristiche ed i vantaggi del trovato risulteranno con maggiore chiarezza dalla seguente descrizione di un esempio esecutivo illustrato nei disegni allegati, nei quali: The characteristics and advantages of the invention will become clearer from the following description of an executive example illustrated in the attached drawings, in which:

La fig. 1 illustra uno scambiatore di calore secondo il trovato, con un tubo a serpentino. Fig. 1 shows a heat exchanger according to the invention, with a serpentine tube.

La fig. 2, illustra una sezione trasversale attraverso un ramo del tubo a serpentino fissato alla lamiera, essendo ambedue realizzati di alluminio. Fig. 2, shows a cross section through a branch of the serpentine tube fixed to the sheet, both being made of aluminum.

La fig. 3 è un'illustrazione analoga alla fig. 2, con il tubo realizzato in acciaio alluminato. Fig. 3 is an illustration similar to fig. 2, with the tube made of aluminized steel.

Nella fig. 1, con 1 è indicato il tubo a serpentino di uno scambiatore di calore sotto forma di evaporatore per frigoriferi. Con 2 è indicata la lamiera, alla quale deve essere fissato il detto tubo 1. Nel tubo 1 passa il fluido frigorifero ed opera come superfice primaria, mentre la lamiera 2 funziona da superficie secondaria di scambio termico con l'ambiente da raffreddare. In fig. 1, 1 indicates the coil tube of a heat exchanger in the form of an evaporator for refrigerators. 2 indicates the sheet metal, to which said tube 1 must be fixed. The refrigerant fluid passes through the tube 1 and acts as a primary surface, while the sheet 2 acts as a secondary surface for heat exchange with the environment to be cooled.

Fra il tubo 1 e la lamiera 2 deve quindi essere ottenuto un collegamento di fissaggio che assicura il massimo possibile coefficente di trasmissione termica. A tale scopo, la lamiera 2 ed il tubo 1 possono essere costituiti ambedue completamente d'alluminio (vedi fig. 2) oppure, uno di essi od entrambi possono essere costituiti d'acciaio alluminato. Nell'esempio secondo la fig. 3, il tubo 1 è realizzato d'acciaio alluminato e presenta un'anima 101 d'acciaio provvista di un rivestimento d'allumino 201. A fixing connection must therefore be obtained between the pipe 1 and the sheet metal 2 which ensures the maximum possible coefficient of thermal transmission. For this purpose, the sheet 2 and the tube 1 can both be made entirely of aluminum (see Fig. 2) or, one or both of them can be made of aluminized steel. In the example according to fig. 3, the tube 1 is made of aluminized steel and has a steel core 101 provided with an aluminum coating 201.

Il tubo 1 d'allumino o d'acciaio alluminato viene quindi fissato alla lamiera 2 d'allumino o d'acciaio alluminato per saldatura, o più precisamente, provocando nella zona di contatto del tubo 1 con la lamiera 2 una compenetrazione reciroca, nel primo caso di uno strato superficiale d'allumino della lamiera 2 e del tubo 1, nel secondo caso di uno strato superficiale d'alluminio della lamiera 2 e del rivestimento d'alluminio 101 del tubo 1 d’acciaio alluminato . The aluminum or aluminized steel tube 1 is then fixed to the aluminum or aluminized steel sheet 2 by welding, or more precisely, causing a reciprocal interpenetration in the contact area of the tube 1 with the sheet 2, in the first case of an aluminum surface layer of the sheet 2 and of the tube 1, in the second case of an aluminum surface layer of the sheet 2 and of the aluminum coating 101 of the aluminized steel tube 1.

Secondo il trovato, la suddetta fusione viene ottenuta vantaggiosamente grazie ad un dispositivo di saldatura ad ultrasuoni. Ciò garantisce da un lato il vantaggio di limitare l'estensione della zona di riscaldamento sostanzialmente ad una strettissima banda lungo la zona di contatto tra il tubo 1 e la lamiera 2 (figg. 2 e 3) e d'altro lato di evitare il deposito di scorie sullo scambiatore ed un conseguente suo imbrattamento, come nel caso degli usuali dispositivi di saldatura. La testa di saldatura ad ultrasuoni può infatti venire per esempio fatta aderire con la dovuta forza contro il lato della lamiera 2 opposto al lato di fissaggio del tubo 1, lungo i rami rettilinei e tra loro paralleli dello stesso. Lo scambiatore di calore così fabbricato presenta una grande pulizia ed una grande precisione delle zone di saldatura. According to the invention, the aforementioned fusion is advantageously obtained thanks to an ultrasonic welding device. This guarantees on the one hand the advantage of limiting the extension of the heating zone substantially to a very narrow band along the contact area between the tube 1 and the sheet 2 (figs. 2 and 3) and on the other hand of avoiding the deposit. of slag on the exchanger and its consequent soiling, as in the case of the usual welding devices. The ultrasonic welding head can in fact be made to adhere with the due force against the side of the sheet 2 opposite the fixing side of the tube 1, along the straight and mutually parallel branches thereof. The heat exchanger thus manufactured has a great cleanliness and a great precision of the welding areas.

Con la saldatura ad ultrasuoni del tubo 1 alla lamiera 2, si ottiene quindi un prodotto finito che può venire direttamente sia utilizzato sia sottoposto alle eventuali fasi operative di confezionamento per la vendita o di verniciatura. Grazie alla compenetrazione dello strato superficiale o del rivestimento 101 d'alluminio del tubo 1 con lo strato superficiale d'alluminio della lamiera 2, il coefficiente di trasmissione termica non subisce alcuna riduzione, restando ai livelli massimi per garantire un efficace rendimento di scambio termico tra il tubo 1 e la lamiera 2. With the ultrasonic welding of the tube 1 to the sheet 2, a finished product is thus obtained which can be directly used and subjected to any operational stages of packaging for sale or painting. Thanks to the interpenetration of the surface layer or the aluminum coating 101 of the pipe 1 with the aluminum surface layer of the sheet 2, the thermal transmission coefficient does not undergo any reduction, remaining at the maximum levels to ensure an effective heat exchange efficiency between tube 1 and sheet 2.

Naturalmente il trovato può comprendere i modelli che conseguono pari utilità, utilizzando lo stesso concetto innovativo. Naturally, the invention can comprise models which achieve equal utility, using the same innovative concept.

Claims

CLAIMS 1. Heat exchanger, in particular evaporator for refrigeration circuits comprising at least one sheet (2), on which one or more tubes are fixed, in particular at least one coil tube (1), or the like, characterized in that the tubes or the serpentine tube (1) are fixed to the plate (2) by ultrasonic welding.

2. Exchanger according to claim 1, characterized in that the tube (1) and the sheet (2) are made entirely of aluminum.

3. Exchanger according to claims 1 or 2, characterized in that the tube (1) consists of a steel core (201) which is provided with an aluminum coating (101), while the sheet ( 2) is made entirely of aluminum, or vice versa.

4. Exchanger according to claim 3, characterized in that the tube (1) and the sheet (2) are both made of steel coated with an aluminum layer.

5. Exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the corner zone on both sides of the contact zone between the tube (s) (1) and the sheet (2) the accumulation of aluminum casting and welding.

6. Exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the impressions of the ultrasonic welding device are arranged on the side of the sheet metal (2) opposite to the fixing side of a serpentine tube (1) and extend in particular only along the rectilinear sections parallel to each other of the serpentine tube (1).,

7. Heat exchanger, in particular evaporator for refrigeration circuits or the like substantially as described, illustrated and for the purposes set out above.