ITMI961514A1 - Laminato per la realizzazione di scambiatori di calore e relativo metodo di produzione - Google Patents

Description

"LAMINATO PER LA REALIZZAZIONE DI SCAMBIATORI DI CALORE E RELATIVO METODO DI PRODUZIONE"

La presente invenzione propone un laminato, in particolare un laminato metallico quale ad esempio alluminio rame o simili, per la realizzazione di scambiatori di calore e, in particolare, per la realizzazione di alette da utilizzare in questo tipo di apparecchiature.

Il laminato secondo l'invenzione presenta, su uno o su entrambi i lati, una serie di rigature o di microalette le quali determinano un sensibile aumento della superficie di scambio senza per questo influire sulle dimensioni complessive dello scambiatore.

I laminati secondo l'invenzione trovano applicazione particolarmente vantaggiosa se utilizzati per la fabbricazione delle alette utilizzate dagli scambiatori, ma è chiaro che l'invenzione non è limitata a questo specifico uso, comprendendo invece anche l'utilizzazione di tali laminati per la realizzazione di tubi, condotti, pareti e di tutte le parti in genere che costituiscono uno scambiatore di calore.

L'invenzione riguarda anche il metodo per la produzione di questi laminati.

E' noto che l'efficienza e il rendimento di scambiatori di calore sono funzione, fra l'altro, anche dell'estensione della superficie di contatto fra lo scambiatore e il fluido che cede o assorbe calore.

Per questa ragione il corpo dello scambiatore, sia esso costituito da un tubo, da una serpentina, da una parete o altro, è generalmente fornito di una pluralità di alette le quali, aumentando la superficie di contatto fra lo scambiatore e il fluido che cede o preleva calore, ne aumentano l 'efficienza.

Uno dei problemi comuni a tutti gli utilizzatori di scambiatori è quello di contenere quanto più possibile le dimensioni dell'apparecchio, per ovvie ragioni di praticità.

Si pensi, per citare un esempio fra i più comuni, ai vantaggi derivanti dalla possibilità di ridurre le dimensioni degli scambiatori nei condizionatori d'aria usati nelle abitazioni, oppure nei radiatori per auto ecc., ove la possibilità di risparmiare spazio porta ad indubbi e notevolissimi vantaggi.

Sono stati compiuti numerosi studi relativamente ai sistemi per migliorare l'efficenza di questi scambiatori, studi che hanno portato a determinare la densità ottimale delle alette, i materiali migliori con i quali realizzare lo scambiatore, eventuali trattamenti i quali verniciatura con vernice idrofilica o simili, trattamenti volti, tutti, a consentire di ottenere uno scambio efficiente con un apparecchio di dimensioni contenute.

Gli stessi apparecchi sono suscettibili di ulteriori miglioramenti e, in questo settore, si inserisce la presente invenzione che propone un laminato per la realizzazione di scambiatori di calore il quale si caratterizza per il fatto di prevedere, su una o entrambe le superfici, una serie di rigature o microalette in grado di aumentare notevolmente la superficie di scambio con il fluido riscaldante o refrigerante.

La presente invenzione sarà ora descritta dettagliatamente, con riferimento alle figure allegate in cui:

- le figura 1 e 2 sono una vista, al microscopio, della superficie di un laminato secondo l'invenzione;

- le figure da 3 a 4 sono fotografie al microscopio di un laminato secondo l'invenzione, riprese in sezione trasversale con due scale differenti, in modo da evidenziare il profilo delle alette ricavate sulla superficie;

- la figura 5 è un disegno che illustra schematicamente, in sezione, un laminato secondo l'invenzione.

Con riferimento alla figura 5, con il numero 1 si indica un laminato secondo l'invenzione il quale presenta, su almeno una delle superfici, nel caso specifico sulla superficie superiore 2, una serie di scanalature 3 le quali determinano altrettante parti in rilievo o microalette 4.

L'estensione della superficie del lato superiore del profilato 1, grazie alla presenza di queste ondulazioni, è molto maggiore rispetto alla superficie inferiore, e dipenderà dall'ampiezza, dalla forma e dalla altezza di queste microalette 4.

Con microalette di forma sostanzialmente semicircolare, la superficie superiore del pannello sarà circa 1,7 volte la superficie inferiore; variando opportunamente l'altezza o la configurazione delle alette è perciò facile raddoppiare l'ampiezza della superficie a contatto con un fluido refrigerante o riscaldante.

L'invenzione riguarda anche un procedimento per la produzione dei laminati, che prevede le fasi di:

- produrre un laminato dello spessore richiesto, mediante le tecniche di laminazione note, preferibilmente per mezzo di un laminatoio quarto;

- sottoporre il laminato così ottenuto ad una ulteriore fase di laminazione tramite un laminatoio in cui almeno uno dei cilindri presenta una superficie rigata tale da realizzare, sulla superficie della lastra sottoposta alla lavorazione, la serie di alette richiesta.

Il cilindro o i cilindri di questo secondo laminatoio potranno essere prodotti con la tecnica della fotoincisione, realizzando il disegno delle rigature su un supporto che viene poi applicato sulla superficie del cilindro, per poi trattare questa superficie a mezzo di un acido in opportuna concentrazione e per un tempo predeterminato in modo da realizzare le incisioni aventi la profondità necessaria.

Come detto sopra, la forma e la dimensione delle alette potranno variare entro ampi limiti, in funzione del materiale da trattare e del risultato richiesto.

Da una serie di prove effettuate dalla richiedente è emerso che buoni risultati si ottengono incidendo la superficie del laminato in modo da ottenere una serie di alette o rilievi aventi una larghezza H (figura 5) di circa 40 micron e un'altezza di circa 23 micron.

Sono stati realizzati dei laminati in alluminio aventi uno spessore di circa 0,30 min. e che presentano una superficie rigata, con le alette delle dimensioni sopra indicate. La superficie di uno di questi profilati è illustrata nelle fotografie riprese al microscopio e riprodotte nelle figure da 1 a 4.

Nel caso di utilizzazione per la realizzazione di alette, i laminati potranno presentare una o entrambe le superfici rigate con le microalette, mentre in altri casi, ad esempio quando il laminato è utilizzato per realizzare tubi o altri componenti di uno scambiatore, una superficie, ad esempio quella interna potrà essere liscia e potranno essere previste le microalette solamente sulla superficie esterna a contatto con l'aria.

I laminati secondo l'invenzione, grazie alle caratteristiche sopra descritte, permettono di ridurre, a parità di efficienza, le dimensioni dello scambiatore, oppure di migliorarne sensibilmente le caratteristiche senza aumentarne l'ingombro.

Un esperto del ramo potrà poi prevedere numerose modifiche e varianti, che potranno però ritenersi tutte comprese nell'ambito del presente trovato.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Laminati per la realizzazione di scambiatori di calore, caratterizzati dal fatto di prevedere, su una almeno delle superfici, una serie di rigature atte a determinare altrettante microalette in modo da aumentare l'ampiezza della corrispondente superficie di scambio laminato/ fluido.
2. 2. Laminati secondo la rivendicazione 1, caratterizzati dal fatto che dette microalette hanno dimensioni (larghezza e altezza) comprese fra 5 e 200 micron.
3. 3. Laminati secondo la rivendicazione 2, caratterizzati dal fatto che dette microalette hanno una larghezza compresa fra 30 e 60 micron e un'altezza compresa fra 10 e 30 micron.
4. 4. Laminati secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzati dal fatto di essere costituiti da un foglio metallico su almeno una superficie del quale sono incise una pluralità di rigature atte a determinare altrettanti rilievi o microalette su detta superficie.
5. 5. Uso di laminati secondo le rivendicazioni da 1 a 4, per la produzione di scambiatori di calore.
6. 6. Uso di laminati secondo la rivendicazione 5, per la realizzazione di alette di raffreddamento da utilizzare in dispositivi scambiatori di calore.
7. 7. Procedimento per la produzione di laminati secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere le seguenti fasi: - laminazione di un foglio metallico fino ad ottenere lo spessore richiesto; - successiva laminazione del foglio così ottenuto mediante un laminatoio a rulli in cui almeno uno di detti rulli presenta sulla superficie una serie di incisioni atte ad incidere la corrispondente superficie del laminato per ricavare dette microalette.
8. 8. Procedimento secondo le rivendicazioni 7 e 8, in cui la superficie di detto cilindro del secondo laminatoio è lavorata mediante le tecniche di fotoincisione.
9. 9. Laminati per la realizzazione di scambiatori di calore come descritti e illustrati.