ITBO950551A1

ITBO950551A1 - HIGH TURBULENCE HEAT EXCHANGER AND PROCEDURE FOR ITS REALIZATION.

Info

Publication number: ITBO950551A1
Application number: IT95BO000551A
Authority: IT
Inventors: Renato Ferroni
Original assignee: Renato Ferroni
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1997-05-24
Also published as: IT1280270B1; ITBO950551A0

Abstract

Uno scambiatore di calore entro cui viene fatto fluire, attraverso un primo condotto (2), un liquido da raffreddare per il tramite di una coppia di collettori (3, 4) di entrata ed uscita; lo scambiatore presenta, sulle sue facce prevalenti, una pluralità di prime alette (5), sviluppantisi trasversalmente rispetto al suo sviluppo longitudinale (X), ognuna delle quali realizzata da una pluralità di spezzoni lamellari (6), sagomati in pianta a definire una serpentina, ed in grado di realizzare, unitamente agli spezzoni (6) adiacenti, più linee (F) di flusso turbolento per un fluido aeriforme in passaggio esternamente allo scambiatore.[FIG. 1].A heat exchanger through which a liquid to be cooled is flowed through a first conduit (2) by means of a pair of inlet and outlet manifolds (3, 4); the exchanger has, on its prevailing faces, a plurality of first fins (5), which develop transversely with respect to its longitudinal development (X), each of which is made from a plurality of lamellar segments (6), shaped in plan to define a coil , and able to produce, together with the adjacent segments (6), several turbulent flow lines (F) for an aeriform fluid passing outside the exchanger. [FIG. 1].

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

annessa a domanda di breveto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: SCAMBIATORE DI CALORE AD ALTA TURBOLENZA E PROCEDIMENTO PER LA SUA REALIZZAZIONE, attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION entitled: HIGH TURBULENCE HEAT EXCHANGER AND PROCEDURE FOR ITS REALIZATION,

II presente trovato concerne uno scambiatore di calore ad alta turbolenza, ed il procedimento per la sua realizzazione. The present invention relates to a high turbulence heat exchanger and the process for its realization.

Come è noto, gli scambiatori di calore sono una componente essenziale di molte apparecchiature ed impianti; tali scambiatori sono, in molti casi, determinanti per la definizione deta funzionalità pratica dete apparecchiature a cui sono asserviti ed anche per definire il costo dete stesse. As is known, heat exchangers are an essential component of many equipment and systems; these exchangers are, in many cases, decisive for the definition of the practical functionality of the equipment to which they are enslaved and also for defining the cost of the same.

E' pertanto necessario e fondamentale cercare di realizzare degli scambiatori di calore, i quali risultino efficienti per quanto riguarda la capacità di dissipazione di calore e, contemporaneamente, presentino carateristiche di economicità di costo unite ad un basso dimensionamento di tuto l'elemento (ovviamente a parità di rendimento). It is therefore necessary and fundamental to try to create heat exchangers, which are efficient as regards the heat dissipation capacity and, at the same time, have characteristics of cost-effectiveness combined with a low sizing of the whole element (obviously with parity of performance).

Ovviamente non è semplice riunire in un unico elemento scambiatore le sopra citate caratteristiche, ed infatti ato stato atuale deta tecnica sono conosciuti vari tipi di scambiatori di calore preposti ato scambio termico tra fluidi, liquidi o misti, come ad esempio tra aria ed olio: in una prima soluzione sono presenti dei semplici elementi tubolari estrusi dotati di alette ricavate per scalpellatura o sgorbiatura, i quali vengono disposti a schiera; in questi elementi tubolari scorre il primo fluido (di tipo liquido) in corrispondenza dei suoi canali interni, mentre il secondo fluido (di tipo gassoso) investe dall'esterno le alette, con direzioni di volta in volta più opportune. Obviously, it is not easy to combine the aforementioned characteristics in a single exchanger element, and in fact, in the current state of the art, various types of heat exchangers are known for high heat exchange between fluids, liquids or mixed, such as between air and oil: in a first solution consists of simple extruded tubular elements equipped with fins obtained by chiselling or gouging, which are arranged in an array; in these tubular elements the first fluid (of the liquid type) flows in correspondence with its internal channels, while the second fluid (of the gaseous type) strikes the fins from the outside, with more appropriate directions from time to time.

Una seconda soluzione prevede lo scambiatore formato da una serie di lamine affiancate tra le quali vengono formate delle intercapedini per lo scorrimento dei vari fluidi, solitamente sono previste delle lamine che definiscono passaggi sottili per il liquido e passaggi più ampi per il gas. Queste lamine sono sostenute da particolari rilievi interni sagomati a mò di grecature, i quali oltre ad aumentare l'azione meccanica di resistenza dell'elemento verso la pressione di esercizio, hanno il compito di accrescere le superfici di contatto o di scambio del calore. A second solution provides for the exchanger formed by a series of side by side plates between which cavities are formed for the flow of the various fluids, usually there are plates that define thin passages for the liquid and wider passages for the gas. These sheets are supported by particular internal reliefs shaped as a type of ribs, which in addition to increasing the mechanical resistance action of the element towards the operating pressure, have the task of increasing the contact or heat exchange surfaces.

Le sopra citate lamine vengono realizzate appiattite, ed in modo tale da presentare due facce prevalenti dalle quali si estendono, trasversalmente, delle alette di raffreddamento. Le lamine così strutturate vengono poi affiancate l'una all'altra per realizzare un radiatore (ovviamente con l'apporto di collettori per l'afflusso e l'efflusso del liquido da raffreddare collocati in corrispondenza dei fianchi di sviluppo minore delle varie lamine). The aforementioned plates are made flattened, and in such a way as to have two prevailing faces from which cooling fins extend transversely. The sheets thus structured are then placed side by side to create a radiator (obviously with the addition of manifolds for the inflow and outflow of the liquid to be cooled located in correspondence with the smaller sides of the various sheets).

Queste due soluzioni di scambiatori di calore presentano tutti però alcuni inconvenienti: il primo degli scambiatori illustrati non è di semplice realizzazione ed inoltre presenta un rendimento termico modesto; il secondo scambiatore menzionato presenta un rendimento termico elevato, ma risulta molto costoso in quanto vi è la necessità di accoppiare una pluralità di elementi (semilavorati) attraverso la loro singola saldatura, ed inoltre presenta alcune carenze strutturali che ne limitano il rendimento termico nel tempo: le sollecitazioni meccaniche e le vibrazioni a cui lo scambiatore è sottoposto determinano spesso dei distacchi fisici tra elemento ed elemento (ad esempio tra lamina ed aletta), ed è ben noto che è proprio la trasmissione di calore per conduzione che è alla base di una buon rendimento termico dello scambiatore. However, these two solutions of heat exchangers all have some drawbacks: the first of the exchangers illustrated is not easy to make and also has a modest thermal efficiency; the second exchanger mentioned has a high thermal efficiency, but it is very expensive as there is the need to couple a plurality of elements (semi-finished) through their single welding, and also has some structural deficiencies that limit its thermal efficiency over time: the mechanical stresses and vibrations to which the exchanger is subjected often cause physical detachments between element and element (for example between sheet and fin), and it is well known that it is precisely the transmission of heat by conduction that is the basis of a good thermal efficiency of the exchanger.

Lo scopo del presente trovato è pertanto quello di eliminare gli inconvenienti ora menzionati attraverso la realizzazione di uno scambiatore di calore ad alta turbolenza di tipo economico, compatto, con buona tenuta meccanica e con elevato rendimento termico sia che questo venga utilizzato su dispositivi presentanti medie o basse portate del fluido operante al suo interno. The object of the present invention is therefore to eliminate the aforementioned drawbacks by providing a high-turbulence heat exchanger of an economical, compact type, with good mechanical seal and high thermal efficiency, whether this is used on devices having medium or low flow rates of the fluid operating inside it.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui: The technical characteristics of the invention, according to the aforementioned purposes, are clearly verifiable from the content of the claims reported below and the advantages thereof will be more evident in the detailed description that follows, made with reference to the attached drawings, which represent a purely exemplary embodiment and non-limiting, in which:

- la figura 1 illustra uno scambiatore di calore ad alta turbolenza oggetto del presente trovato, in una vista in pianta dall'alto con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre; Figure 1 illustrates a high turbulence heat exchanger object of the present invention, in a top plan view with some parts removed to better highlight others;

la figura 2 illustra lo scambiatore di cui a figura 1 in una vista laterale; Figure 2 illustrates the exchanger of Figure 1 in a side view;

la figura 3 illustra un particolare in scala ingrandita dello scambiatore di cui a figura 2, in una vista frontale; Figure 3 shows a detail on an enlarged scale of the exchanger of Figure 2, in a front view;

la figura 4 illustra un particolare in scala ingrandita di cui a figura 3, sempre in una vista laterale da A; Figure 4 illustrates a detail on an enlarged scale of Figure 3, again in a side view from A;

la figura 5 illustra una variante realizzativa di un elemento facente parte dello scambiatore in oggetto, in una vista prospettica parziale; Figure 5 illustrates a variant embodiment of an element forming part of the exchanger in question, in a partial perspective view;

la figura 6 illustra un particolare B ingrandito dello scambiatore di cui a figura 1, in una vista prospettica schematica; Figure 6 illustrates an enlarged detail B of the exchanger of Figure 1, in a schematic perspective view;

le figure 7, 8, 9 e 10 illustrano le varie fasi di realizzazione dello scambiatore di calore in oggetto, le figure risultano in viste rispettivamente prospettica, laterale ed in pianta dall'alto per quanto riguarda la figura 7 ed 8; figures 7, 8, 9 and 10 illustrate the various manufacturing steps of the heat exchanger in question, the figures are respectively perspective, side and top plan views as regards figures 7 and 8;

la figura 11 illustra un ulteriore particolare C in scala ingrandita di una matrice di taglio illustrata in figura 9, ed in particolare due coppie di lame di taglio di alette, il tutto in una vista frontale schematica. Figure 11 illustrates a further detail C on an enlarged scale of a cutting die illustrated in Figure 9, and in particular two pairs of blades for cutting fins, all in a schematic front view.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, e con particolare riferimento alle figure 1 e 2, lo scambiatore di calore in oggetto è costituito da uno o più elementi tubolari 1 (qui viene illustrato un solo elemento a puro titolo esemplificativo), sostanzialmente a sviluppo piatto, entro cui viene fatto fluire un primo fluido (che preferenzialmente è olio) attraverso un primo condotto 2 suddiviso in più canali 2a paralleli disposti lungo lo sviluppo trasversale dell'elemento tubolare 1. In accordance with the figures of the attached drawings, and with particular reference to figures 1 and 2, the heat exchanger in question consists of one or more tubular elements 1 (only one element is shown here purely by way of example), substantially flat, within which a first fluid (which preferably is oil) is made to flow through a first duct 2 divided into several parallel channels 2a arranged along the transversal extension of the tubular element 1.

Questo primo fluido attraversa l'elemento tubolare l tramite il collegamento con una coppia di collettori 3 e 4 di entrata ed uscita (illustrati solo in linea discontinua in quanto non facenti strettamente parte del trovato) e collegati, ognuno, alle rispettive estremità opposte dell'elemento tubolare 1 : ovviamente questi collettori possono essere previsti per unire e raccogliere più eiementi tubolari disposti parallelamente uno sopra l'altro. This first fluid passes through the tubular element l through the connection with a pair of inlet and outlet manifolds 3 and 4 (shown only in a discontinuous line as they are not strictly part of the invention) and each connected to the respective opposite ends of the tubular element 1: obviously these manifolds can be provided to join and collect a plurality of tubular elements arranged parallel one above the other.

L'elemento tubolare 1 presenta, sulle sue facce prevalenti, una pluralità di prime alette 5 atte a creare un elemento di scambio termico in corrispondenza del passaggio di un secondo fluido esterno all'elemento tubolare 1 (che può essere ad esempio aria). The tubular element 1 has, on its prevailing faces, a plurality of first fins 5 adapted to create a heat exchange element in correspondence with the passage of a second fluid external to the tubular element 1 (which can be, for example, air).

Ognuna di queste alette 5 è realizzata, secondo il presente trovato, discontinua, ovvero da una pluralità di spezzoni lamellari 6 della stessa; la congiungente dei tratti terminali 6a di ognuno di questi spezzoni lamellari 6 forma un angolo (indicato schematicamente con a) rispetto ad una direzione trasversale, indicata con Y, delle alette 5 rispetto alla direzione X di sviluppo dell'elemento tubolare 1. Nel caso illustrato, gli spezzoni 6 sono sagomati in pianta a definire una serpentina in grado di realizzare, unitamente agli spezzoni 6 adiacenti, più linee F di flusso turbolento per il secondo fluido in passaggio. Each of these fins 5 is made, according to the present invention, discontinuous, or from a plurality of lamellar sections 6 of the same; the joining of the terminal portions 6a of each of these lamellar segments 6 forms an angle (indicated schematically with a) with respect to a transverse direction, indicated with Y, of the fins 5 with respect to the direction X of development of the tubular element 1. In the illustrated case , the segments 6 are shaped in plan to define a coil capable of producing, together with the adjacent segments 6, several turbulent flow lines F for the second fluid in passage.

In pratica ogni aletta 5 originaria viene segmentata (come vedremo meglio in seguito ed illustrato nel dettaglio in figura 6) in tanti spezzoni lamellari 6 che nel contempo vengono sagomati a serpentina. In practice, each original fin 5 is segmented (as we shall see better below and illustrated in detail in Figure 6) into many lamellar segments 6 which at the same time are shaped like a serpentine.

Come ben visibile sempre in figura 1 ed in figura 6, tra due successivi spezzoni lamellari 6 è interposta un'aletta 7 intermedia a conformazione triangolare (o trapezoidale) che viene generata, se presente, durante il taglio degli spezzoni lamellari 6; questa aletta 7 permette un ulteriore aumento dei flussi di turbolenza dei secondo fluido in passaggio tra gli spezzoni 6. As clearly visible again in Figure 1 and Figure 6, between two successive lamellar lengths 6 there is interposed an intermediate fin 7 with a triangular (or trapezoidal) conformation which is generated, if present, during the cutting of the lamellar lengths 6; this fin 7 allows a further increase in the turbulence flows of the second fluid passing between the lengths 6.

Come visibile nelle figure 2, 3 e 4, in ogni canale 2a definente il suddetto primo condotto 2 sono realizzate una pluralità di seconde alette 8 sviluppantisi lungo tutta la lunghezza dei canali 2a, sporgenti dallo stesso, e disposte alternativamente su due superfici contraffacciate, indicate con 2b e^2c, di ogni canale 2a del primo condotto 2. Tali alette 8 hanno lo scopo di rendere il flusso del primo fluido il meno laminare possibile e contemporaneamente effettuare un più facile scambio di calore con le pareti dei vari canali 2a. As can be seen in Figures 2, 3 and 4, in each channel 2a defining the aforementioned first duct 2 there are made a plurality of second fins 8 extending along the entire length of the channels 2a, projecting therefrom, and arranged alternately on two counter-facing surfaces, indicated with 2b and ^ 2c, of each channel 2a of the first conduit 2. These fins 8 have the purpose of making the flow of the first fluid as less laminar as possible and at the same time effecting an easier heat exchange with the walls of the various channels 2a.

Per ottenere un ulteriore aumento della turbolenza del flusso del primo fluido interno al'elemento tubolare 1, viene prevista una lamina 9 di turbolenza (vedi figure 3 e 4 in particolare) inserita all'interno di ogni canale 2a definente il primo condotto 2; ogni lamina 9 è sagomata lungo il proprio sviluppo per ottenere un condotto non rettilineo, ovvero per deviare il primo fluido in passaggio lungo direzioni trasversali rispetto allo sviluppo del canale 2a e quindi del flusso originale, ed alternativamente contrapposte tra loro: ad esempio potranno realizzare un flusso verso l'alto e verso il basso rispetto allo sviluppo longitudinale dei vari canali 2a. To obtain a further increase in the turbulence of the flow of the first fluid inside the tubular element 1, a turbulence lamina 9 is provided (see Figures 3 and 4 in particular) inserted inside each channel 2a defining the first conduit 2; each lamina 9 is shaped along its own development to obtain a non-rectilinear duct, or to divert the first fluid in passage along directions transversal with respect to the development of the duct 2a and therefore of the original flow, and alternatively opposed to each other: for example, they can create a upward and downward flow with respect to the longitudinal development of the various channels 2a.

Più in dettaglio, ogni lamina 9 di turbolenza è composta da un nastro 10 di sviluppo pari allo sviluppo di ogni canale 2a del primo condotto 2, e presenta, lungo il suo sviluppo, una pluralità di barrette 11 di irrigidimento sagomate secondo direzioni, alternativamente, inclinate verso il basso e verso l'alto per generare i suddetti flussi di turbolenza in corrispondenza del passaggio del primo fluido. More in detail, each turbulence lamina 9 is composed of a belt 10 which extends along the length of each channel 2a of the first duct 2, and has, along its development, a plurality of stiffening bars 11 shaped according to directions, alternatively, inclined downwards and upwards to generate the aforementioned turbulence flows in correspondence with the passage of the first fluid.

In figura 5 è illustrata una variante realizzativa della suddetta lamina 9 di turbolenza, la quale è costituita da un'asta 12 presentante, su due facce contrapposte, pluralità di profili 13, ricavati da una coppia di alette 14 per ogni faccia dell'asta 11, ed inclinati secondo direzioni diverse (in questo caso lateralmente rispetto allo sviluppo dell'asta, in modo da ottenere le suddette deviazioni del primo fluido in passaggio. Figure 5 illustrates a variant embodiment of the aforementioned turbulence lamina 9, which is constituted by a rod 12 having, on two opposite faces, a plurality of profiles 13, obtained from a pair of fins 14 for each face of the rod 11 , and inclined according to different directions (in this case laterally with respect to the extension of the rod, so as to obtain the aforementioned deviations of the first fluid in passage.

Per ottenere lo scambiatore appena descritto si esegue un procedimento che prevede una prima fase a) in cui si ottiene la formatura di un suddetto elemento tubolare 1 , tramite estrusione, presentante pareti spesse e dotato, al suo interno, del primo condotto 2 suddiviso in una pluralità di canali 2a, i quali sono già dotati della suddetta pluralità di seconde alette 8 (vedi figura 7). To obtain the exchanger just described, a procedure is carried out which provides for a first phase a) in which the forming of the aforementioned tubular element 1 is obtained, by extrusion, having thick walls and equipped, internally, with the first duct 2 divided into a plurality of channels 2a, which are already equipped with the aforementioned plurality of second fins 8 (see Figure 7).

Più in dettaglio ogni canale 2a viene realizzato, ad esempio nel caso di utilizzo per il passaggio di olio da raffreddare con una portata che deve essere tra uno e sei litri al minuto, con una sezione di passaggio compresa tra i 10 mm<2 >ed i 30 mm<2 >; preferibilmente la sezione di ogni canale 2a non deve essere superiore ai 30 mm<2>. Abitualmente la conformazione di ogni canale 2a viene definita da un rettangolo che, nel caso ora illustrato, presenta un Iato maggiore di dieci millimetri ed un lato minore variabile tra uno e tre millimetri. More in detail, each channel 2a is made, for example in the case of use for the passage of oil to be cooled with a flow rate that must be between one and six liters per minute, with a passage section between 10 mm <2> and i 30 mm <2>; preferably the section of each channel 2a must not exceed 30 mm <2>. Usually the conformation of each channel 2a is defined by a rectangle which, in the case illustrated here, has a side greater than ten millimeters and a smaller side varying between one and three millimeters.

Dopo questa prima fase è prevista una seconda fase b) in cui si realizza, in corrispondenza delle facce prevalenti la e lb dell'elemento tubolare 1, le prime alette 5, continue, presentanti però uno sviluppo rettilineo secondo una linea trasversale Y rispetto allo sviluppo dell'elemento tubolare 1, e mediante una serie di intagli ottenuti con un relativo utensile 14 (vedi figura 8). Quest'ultimo utensile 14 è visualizzato in figura 8 come una pluralità di frese circolari posta uno a fianco dell'altra fino a coprire l'estensione longitudinale delle pareti la e lb dell'elemento tubolare 1. After this first phase, a second phase b) is provided in which, in correspondence with the prevailing faces la and lb of the tubular element 1, the first continuous fins 5 are realized, however, having a rectilinear development along a transversal line Y with respect to the development of the tubular element 1, and by means of a series of notches obtained with a relative tool 14 (see Figure 8). This last tool 14 is shown in Figure 8 as a plurality of circular cutters placed side by side until covering the longitudinal extension of the walls 1a and 1b of the tubular element 1.

In una terza fase c) (vedi figura 9) vi è la definizione delle suddette porzioni lamellari 6 a serpentina ricavate dalle prime alette 5, tramite taglio delle stesse con una matrice 15 dotata di una pluralità di lame 16 sviluppantisi secondo direttrici parallele tra loro ed inclinate rispetto all'asse Y del suddetto angolo α. In questa terza fase viene realizzata, contemporaneamente alle porzioni lamellari 6, l'aletta intermedia 7 tra ogni due porzioni lamellari 6 successive. In a third step c) (see Figure 9) there is the definition of the aforementioned serpentine lamellar portions 6 obtained from the first fins 5, by cutting them with a matrix 15 equipped with a plurality of blades 16 developing along parallel lines and inclined with respect to the Y axis by the aforementioned angle α. In this third step, the intermediate flap 7 between each two successive lamellar portions 6 is formed simultaneously with the lamellar portions 6.

Sorprendentemente, il Richiedente ha intuito che disponendo di coppie di lame 16 inclinate del suddetto angolo a, ed intervallate luna dall'altra di un valore LA pari alla lunghezza della porzione lamellare 6 che si vuole ottenere, la semplice fase di penetrazione verticale della matrice 15 al di sopra delle alette 5 non solo realizza il taglio delle stesse in spezzoni lamellari 6, ma definisce altresì una piegatura delle porzioni estreme 6a degli stessi spezzoni a realizzare la conformazione a serpentina di cui sopra. Surprisingly, the Applicant has guessed that by having pairs of blades 16 inclined by the aforementioned angle a, and spaced apart by a value LA equal to the length of the lamellar portion 6 to be obtained, the simple step of vertical penetration of the matrix 15 above the fins 5 it not only cuts them into lamellar portions 6, but also defines a bending of the extreme portions 6a of the same portions to achieve the aforementioned serpentine conformation.

Questo è dovuto alle componenti delle forze di taglio in virtù dell'angolazione tra lama 16 ed aletta 5, ed in virtù anche della maggiore deformabilità di quest'ultime alette rispetto alle lame 16 realizzate in acciaio. Ancora più sorprendentemente, qual'ora le dette lame 16 fossero disposte a coppie ravvicinate e fra loro a contatto (come illustrato in figura 11) in modo da realizzare, tra ciascuna coppia una distanza LI tra i taglienti 16t definita dall'assottigliarsi delle lame stesse, si è rilevato che ciascuna coppia, durante la corsa di taglio, viene a realizzare la suddetta aletta intermedia 7 che, ancora in virtù delle forze elastiche in gioco, assume una conformazione triangolare o trapezoidale, come visibile ancora in figura 11. This is due to the components of the cutting forces by virtue of the angle between the blade 16 and the fin 5, and also by virtue of the greater deformability of the latter fins compared to the blades 16 made of steel. Even more surprisingly, if said blades 16 are arranged in close pairs and in contact with each other (as illustrated in Figure 11) so as to provide, between each pair, a distance L1 between the cutting edges 16t defined by the thinning of the blades themselves , it has been found that each pair, during the cutting stroke, forms the aforementioned intermediate fin 7 which, again by virtue of the elastic forces involved, assumes a triangular or trapezoidal shape, as can be seen again in figure 11.

Con questa conformazione delle lame 16 si è poi riscontrato che aumenta il valore di angolazione dell'angolo a risultante e che, con le lame 16 orientate di 45° rispetto all'asse Y, assumerà un valore pressoché corrispondente a quest'ultimo asse. With this conformation of the blades 16 it was then found that the angle value of the resulting angle a increases and that, with the blades 16 oriented by 45 ° with respect to the Y axis, it will assume a value almost corresponding to this latter axis.

ii tipo di sagomatura delle porzioni lamellari 6 e la realizzazione dell'eventuale aletta 7 intermedia verrà effettuata in funzione delle esigenze che possono derivare dalla disponibilità di una più o meno sufficiente ventilazione presente nella struttura in cui lo scambiatore deve essere inserito. The type of shaping of the lamellar portions 6 and the realization of the possible intermediate fin 7 will be carried out according to the needs that may derive from the availability of a more or less sufficient ventilation present in the structure in which the exchanger is to be inserted.

Vi è infine una quarta fase d) in cui si realizzano le suddette lamine 9 di turbolenza per ogni canale 2a del condotto 2; ogni lamina 9 viene realizzata a misura e viene inserita e bloccata all'intemo di ogni canale 2a (vedi figura 10). Finally, there is a fourth phase d) in which the aforementioned turbulence plates 9 are formed for each channel 2a of the duct 2; each lamina 9 is made to measure and is inserted and locked inside each channel 2a (see Figure 10).

La realizzazione e l'inserimento della lamina 9 potranno essere effettuati in due fasi distinte oppure attraverso una unica fase in cui si prevede la realizzazione con taglio a misura di un numero di lamine 9 pari ai canali 2a presenti ed un contemporaneo inserimento delle stesse all'interno dei relativi canali 2a, con successiva eventuale punzonatura delle estremità dell'elemento tubolare 1 per ottenere una diminuzione della luce di ogni canale 2a e bloccare al suo interno la relativa lamina 9. The realization and insertion of the sheet 9 can be carried out in two distinct phases or through a single phase in which it is foreseen the realization with cut to size of a number of sheets 9 equal to the channels 2a present and a simultaneous insertion of the same into the of the relative channels 2a, with subsequent possible punching of the ends of the tubular element 1 to obtain a decrease in the opening of each channel 2a and block the relative lamina 9 inside it.

Eseguita quest'ultima fase si procede, se necessario, all'unione di più elementi tubolari 1 così realizzati, ed infine all'unione dei suddetti collettori 3 e 4 che permettono il collegamento con i condotti di afflusso e deflusso del primo fluido. Once this last step has been carried out, if necessary, one proceeds to the union of several tubular elements 1 thus made, and finally to the union of the aforementioned manifolds 3 and 4 which allow the connection with the inflow and outflow ducts of the first fluid.

Grazie a questa struttura si è riusciti ad intervenire in maniera decisa sui valori di turbolenza dei fluidi, ovvero lo scambiatore presenta caratteristiche di elevata turbolenza dei flussi sia del primo che del secondo fluido di passaggio, grazie alla particolare sagomatura delle alette esterne e delle alette intermedie, e della lamina di turbolenza interna unita alle alesature del condotto. Thanks to this structure it has been possible to intervene decisively on the turbulence values of the fluids, i.e. the exchanger has characteristics of high turbulence of the flows of both the first and the second passing fluid, thanks to the particular shaping of the external fins and the intermediate fins , and of the internal turbulence plate joined to the bores of the duct.

Questo tipo di scambiatore quindi, pur mantenendo degli ingombri giobali ridotti, presenta un rendimento elevato nello scambio termico tra i due fluidi, derivante proprio dalla elevata turbolenza che si viene a creare durante il passaggio dei fluidi nello scambiatore. This type of exchanger therefore, while maintaining reduced overall dimensions, has a high efficiency in the heat exchange between the two fluids, deriving precisely from the high turbulence that is created during the passage of fluids in the exchanger.

Oltre a ciò vi è da notare anche la particolare economicità e velocità di realizzazione dello stesso scambiatore che non comporta particolari e laboriose operazioni rispetto a metodologie precedenti a tale soluzione. In addition to this, it should also be noted the particular cheapness and speed of manufacturing of the exchanger itself, which does not involve particular and laborious operations compared to methods prior to this solution.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept. Furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements.

Claims

CLAIMS 1. High turbulence heat exchanger, comprising at least one tubular element (1), substantially flat, within which the first of one of said fluids is made to flow through at least a first duct (2) by means of a pair of inlet and outlet manifolds (3, 4) each connected to the respective opposite ends of said tubular element (1); said tubular element (1) presenting, on its main faces, a plurality of first fins (5) developing in a direction (Y) transversal with respect to the longitudinal development (X) of said tubular element (1) and suitable for creating an element of heat exchange in correspondence with the passage of a second fluid external to said tubular element (1), characterized in that each of said first fins (5) is made up of a plurality of lamellar sections (6) of the same fin, each forming, with the joining of the corresponding terminal portions (6a), an angle (a) with respect to said transverse direction (Y), and capable of creating, together with the adjacent portions (6), more turbulent flow lines (F) for said second fluid in passage.

2. Exchanger according to claim 1, characterized in that each of said lamellar lengths (6) is shaped in plan to substantially define a coil.

3. Exchanger according to claim 1, characterized in that an intermediate fin (7) is provided between two successive said lamellar lengths (6).

4. Exchanger according to claim 3, characterized in that said intermediate fin (7) has a substantially triangular cross-sectional conformation.

5. Exchanger according to claim 3, characterized in that said intermediate fin (7) has a substantially trapezoidal shape in section.

6. Exchanger according to claim 1, characterized by the fact that inside said at least one first duct (2) a plurality of second fins (8) are formed, extending along the entire length of said first duct (2), projecting from it , and arranged alternately on two opposite surfaces (2a, 2b) of said first duct (2).

7. Exchanger according to claim 1, characterized in that inside said at least one first duct (2) there is a turbulence sheet (9) shaped along its own development, capable of defining a non-rectilinear duct, or rather diverting said first fluid in passage along transversal and alternatively opposite directions with respect to the longitudinal extension of said first duct (2).

8. Exchanger according to claim 1, characterized by the fact that inside said at least one first duct (2) there are made a plurality of second fins (8) extending along the entire length of said first duct (2), projecting therefrom , and arranged alternately on two opposite surfaces (2b, 2c) of said first duct (2); Within said at least one first duct (2), a turbulence sheet (9) is also provided, shaped along its own development, capable of defining a non-rectilinear duct, or of diverting the said first fluid in passage along transverse directions and alternatively opposed to each other with respect to the longitudinal development of said first duct (2).

9. Exchanger according to claim 6, characterized in that said turbulence lamina (9) is composed of a strip (10) having a development at least equal to the development of said at least one first duct (2) having along its development a plurality of stiffening ribs (11) shaped in alternately downward and upwardly inclined directions and adapted to generate turbulence flows at the passage of said first fluid.

10. Exchanger according to claim 7, characterized in that said turbulence lamina (9) is constituted by a rod (12) having, on two opposite faces, a plurality of profiles (13), obtained from a pair of fins (17 ) made on said rod (11), and inclined according to different directions so as to obtain deviations of said first fluid in passage.

11. Exchanger according to claim 1, wherein said first duct (2) passes a said first fluid having a flow rate of between one and six liters per minute, characterized in that said first duct (2) has a section or passage light between 10 and 30 mm <2>.

12. Exchanger according to claim 1, wherein said first duct (2) passes a said first fluid having a flow rate of between one and six liters per minute, characterized in that said first duct (2) has a section or passage opening comprised between 10 and 30 mm <2>, with said section having a rectangular conformation whose sides have, one dimension equal to 10 mm and the other dimension between 1 and 3 mm.

13. Process for manufacturing an exchanger according to claims 1 to 12, characterized in that it provides for the following steps. a) forming of a said tubular element (1), by extrusion, having thick walls and provided with at least one said first duct (2) having, inside it, the plurality of said second fins (8); b) realization, in correspondence with the prevailing faces (la, 1b) of said tubular element (1), of said first fins (5) having a rectilinear development along a transversal line (Y) with respect to the development of said tubular element (1) by means of a series of notches obtained with a relative tool (14); c) definition of said inclined lamellar portions (6) obtained from said first fins (5), and by cutting them with a matrix (35) equipped with a plurality of blades (16) developing along parallel lines and inclined with respect to said axis (X) of longitudinal development of said tubular element (1); d) making at least one turbulence lamina (9) to size with relative insertion and locking thereof within said at least one conduit (2).

14. Process according to claim 12, characterized by the fact that in said step c) an intermediate fin (7) is made simultaneously with said lamellar portions (6) between each two said successive portions (6).

15. Heat exchanger according to claims 1 to 12 and method according to claims 13 and 14 and according to what is described and illustrated with reference to the figures of the accompanying drawings and for the aforementioned purposes.