ITMI20101804A1

ITMI20101804A1 - Procedimento di realizzazione di uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi.

Info

Publication number: ITMI20101804A1
Application number: IT001804A
Authority: IT
Inventors: Mario Morini
Original assignee: Unical Ag Spa
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2012-04-02
Also published as: WO2012041542A1; EP2621649B1; EP2621649A1; US20130192812A1

Description

"PROCEDIMENTO DI REALIZZAZIONE DI UNO SCAMBIATORE DI CALORE AD ELEMENTI PRESSOFUSI"

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha come oggetto un procedimento di realizzazione di uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi e lo scambiatore di calore ottenibile dal procedimento stesso.

Sono noti scambiatori di calore realizzati da elementi pressofusi di numero variabile a seconda delle potenze termiche che lo scambiatore di calore deve raggiungere.

Nella sua configurazione minima, uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi è realizzato da un elemento pressofuso attraversato da una condotta nella quale scorre il fluido con il quale realizzare lo scambio termico.

Negli scambiatori di calore di tipo noto, tale condotta è realizzata da una pluralità di primi elementi tubolari metallici, dalla conformazione rettilinea, inseriti all'interno dell'elemento pressofuso in modo tale da risultare paralleli gli uni agli altri e da una pluralità di secondi elementi tubolari metallici, dalla conformazione curvilinea, esterni rispetto all'elemento pressofuso e saldati ai primi elementi metallici, in corrispondenza delle loro estremità, in modo tale da realizzare una condotta continua che attraversa ripetutamente l'elemento pressofuso.

Generalmente, il procedimento di realizzazione di uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi di tipo noto, prevede la realizzazione del singolo elemento pressofuso per mezzo di un fase di pressofusione in uno stampo nel quale è inserita una pluralità di anime atte a definire i fori di passaggio dei primi elementi tubolari.

Ottenuta la pressofusione, tali anime vengo rimosse e, al loro posto, vengono inseriti i primi elementi tubolari che vengono successivamente messi in comunicazione tra loro con i secondi elementi tubolari e fissati agli stessi mediante la saldatura .

Tali scambiatori di calore di tipo noto ad elementi pressofusi non sono scevri da inconvenienti tra i quali va annoverato il fatto che, essendo la condotta attraversata da un fluido in pressione ed a volte anche corrosivo, i cordoni di saldatura presenti tra un tratto di condotta e l'altro non garantiscono una corretta tenuta idraulica della condotta stessa.

Inoltre, un altro inconveniente degli scambiatori di calore di tipo noto consiste nel fatto di avere un'efficienza termica ridotta rispetto a quella ideale, in quanto la condotta prevede dei tratti esterni all'elemento pressofuso che non solo non contribuiscono allo scambio di calore ma sono causa della dispersione del calore stesso .

Compito precipuo del presente trovato è quello di mettere a punto un procedimento di realizzazione di uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi che consenta di ottenere scambiatori di calore che risolvano e superino, rispettivamente, gli inconvenienti ed i limiti della tecnica nota.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di mettere a punto un procedimento di realizzazione che sia economicamente competitivo rispetto a quello impiegato nella tecnica nota.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un procedimento di realizzazione di uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi comprendente una fase di pressofusione di almeno un elemento di uno scambiatore di calore per mezzo di almeno uno stampo, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di posizionamento di almeno una condotta sagomata all'interno di detto stampo effettuata prima di detta fase di pressofusione.

Inoltre, il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da uno scambiatore di calore comprendente almeno un elemento pressofuso caratterizzato dal fatto di comprendere completamente all'interno di detto elemento pressofuso almeno una condotta sagomata realizzata da un unico tubo metallico.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di uno scambiatore di calore e di un procedimento di realizzazione di uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi, secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli allegati disegni, in cui:

la figura 1 è uno schema a blocchi rappresentante il procedimento di realizzazione di uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi, secondo il trovato;

la figura 2 è una vista schematica in esploso dello stampo impiegato dal procedimento schematizzato in figura 1 per la realizzazione di uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi, secondo il trovato.

Con riferimento alle figure citate, il procedimento di realizzazione di uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi, indicato globalmente con il numero di riferimento 100, comprende una fase di pressofusione 101 di almeno un elemento di uno scambiatore di calore per mezzo di almeno uno stampo 1 realizzato da due semi stampi 2 e 3, rispettivamente, uno superiore ed uno inferiore. Più dettagliatamente, i due semistampi 2 e 3 definiscono la forma 6 nella quale avviene la pressocolata e nella quale, secondo il trovato, viene posizionata almeno una condotta sagomata 4 mediante un'apposita fase di posizionamento 102 effettuata antecedente alla fase di pressofusione.

Più precisamente, la condotta sagomata 4 è ottenuta mediante una fase di curvatura 103, preceduta da una fase di taglio 104, di un tubo metallico 5 in alluminio ottenuto mediante una fase di estrusione 105 o di trafilatura 106.

In questo modo, la condotta sagomata 4 è completamente alloggiata internamente all'elemento pressofuso ed è realizzata prima di effettuare la pressofusione così da non necessitare di ulteriori lavorazioni di completamento effettuate successivamente alla fase di pressofusione.

Più precisamente, l'impiego dell'alluminio sia per la realizzazione del tubo metallico 5, che può presentare alette interne per l'aumento della superficie di scambio termico, sia per la fase di pressofusione 101 implica particolari accorgimenti nella progettazione dello stampo, nonché durante la stessa fase di pressofusione 101.

Innanzitutto i due semistampi 2 e 3 dovranno avere più attacchi di colata alternati al tubo metallico 5, in quanto il materiale fuso sotto pressione non deve investirlo direttamente, per non intaccarlo, deformarlo o fonderlo.

Inoltre, al fine di favorire 1'aggrappaggio del materiale fuso, si può riscaldare il tubo metallico 5 a circa 80-100°c.

In caso di necessità il tubo metallico 5 può essere raffreddato con circolazione interna di liquido (azoto, acqua, olio, etc.).

Ottenuto l'elemento pressofuso che, a seconda della potenza termica richiesta allo scambiatore di calore, può essere destro, sinistro o intermedio, si passa alla fase di di montaggio 107 di una pluralità di elementi pressofusi di numero variabile a seconda delle specifiche di progetto della potenze desiderate.

In questo modo è possibile realizzare uno scambiatore di calore comprendente una pluralità di elementi pressofusi associati tra loro, o almeno un elemento pressofuso, presentanti ciascuno al suo interno almeno una condotta sagomata 4 realizzata da un unico tubo metallico 5.

Si è in pratica constatato come il procedimento di realizzazione di uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi, secondo il presente trovato, assolva pienamente il compito e gli scopi prefissati in quanto consente di ottenere scambiatori di calore ottenuti da elementi pressofusi alloggianti al loro interno condotte sagomate prive di saldatura così da garantire una perfetta tenuta idraulica.

Un altro vantaggio del procedimento di realizzazione, secondo il presente trovato, consiste nel fatto di essere economicamente competitivo se paragonato alla tecnica nota in quanto, una volta effettuata la fase di pressofusione, la condotta sagomata non necessita di ulteriori lavorazioni di completamento.

Il procedimento di realizzazione di uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi e lo scambiatore di calore con esso realizzabile, così concepiti, sono suscettibili di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti .

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica .

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento (100) di realizzazione di uno scambiatore di calore ad elementi pressofusi comprendente una fase di pressofusione (101) di almeno un elemento di uno scambiatore di calore per mezzo di almeno uno stampo (2, 3), caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di posizionamento (102) di almeno una condotta sagomata (4) all'interno di detto stampo (2, 3) effettuata prima di detta fase di pressofusione (101).
2. Procedimento (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di estrusione (105) di un tubo metallico (5) per la realizzazione di detta condotta sagomata (4), detta fase di estrusione (105) essendo effettuata precedentemente a detta fase di posizionamento (102).
3. Procedimento (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di trafilatura (106) di un tubo metallico (5) per la realizzazione di detta condotta sagomata (4), detta fase di trafilatura (106) essendo effettuata precedentemente a detta fase di posizionamento (102).
4. Procedimento (100) secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di taglio (104) di detta tubo metallico (5) estruso o trafilato, detta fase di taglio (104) essendo effettuata successivamente a detta fase di estrusione (105) o a detta fase di trafilatura (106) e precedentemente a detta fase di posizionamento (102).
5. Procedimento (100) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di curvatura (103) di un tubo metallico (5) tagliato, detta fase di curvatura (103) essendo effettuata successivamente a detta fase di taglio (104) e precedentemente a detta fase di posizionamento (102).
6. Procedimento (100) secondo le rivendicazioni 4 e 5, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di montaggio (107) di una pluralità di elementi pressofusi ottenuti da detta fase di pressofusione (101) per la realizzazione di detto scambiatore di calore.
7. Scambiatore di calore (1) comprendente almeno un elemento pressofuso caratterizzato dal fatto di comprendere completamente all'interno di detto elemento pressofuso almeno una condotta sagomata (4) realizzata da un unico tubo metallico (5) .
8. Scambiatore di calore (1) secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di elementi pressofusi associati tra loro e presentanti al loro interno almeno una condotta sagomata (4) realizzata da un unico tubo metallico (5)
9. Scambiatore di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni 7 e 8, caratterizzato dal fatto che detto tubo metallico (5) è realizzato in alluminio .