ITTO20150222A1

ITTO20150222A1 - ARRANGEMENT OF HYDRAULIC CONNECTIONS FOR A HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: ITTO20150222A1
Application number: ITTO2015A000222A
Authority: IT
Original assignee: Denso Thermal Systems Spa
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2016-10-20

Description

DESCRIZIONE DELL?INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO: "Disposizione di connessioni idrauliche per uno scambiatore di calore" DESCRIPTION OF THE INDUSTRIAL INVENTION TITLE: "Arrangement of water connections for a heat exchanger"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce in generale agli scambiatori aria/refrigerante per veicoli, del tipo comprendente un fascio tubiero formato da una pluralit? di circuiti di refrigerante indipendenti l?uno dall?altro. The present invention relates in general to air / refrigerant exchangers for vehicles, of the type comprising a tube bundle formed by a plurality of tubes. of refrigerant circuits independent from each other.

Un esempio di tali scambiatori ? costituito dagli evaporatori utilizzati negli impianti di climatizzazione degli autoveicoli. An example of such exchangers? consisting of evaporators used in vehicle air conditioning systems.

In tali scambiatori, la superficie di scambio termico con l?aria ambiente deve essere il pi? possibile estesa; tale esigenza comporta la necessit? di prevedere un numero relativamente elevato di circuiti indipendenti relativamente corti, al fine di conseguire un?elevata efficienza di scambio termico pur con dimensioni compatte. In these exchangers, the surface of heat exchange with the ambient air must be the most? possible extended; this need implies the necessity? to provide a relatively large number of relatively short independent circuits, in order to achieve a high heat exchange efficiency even with compact dimensions.

Nelle soluzioni note ? previsto che il refrigerante sia ripartito nello scambiatore da un raccordo di ingresso costituito da un diffusore e da una pluralit? di diramazioni tubiere curve uscenti dal diffusore. Tali diramazioni sono in numero pari al numero di circuiti dello scambiatore, e ciascuna di esse ? collegata a un ingresso del rispettivo circuito dello scambiatore. In known solutions? provided that the refrigerant is divided into the exchanger by an inlet fitting consisting of a diffuser and a plurality of of curved tube branches exiting the diffuser. Are these branches equal in number to the number of exchanger circuits, and each of them? connected to an inlet of the respective exchanger circuit.

Per rendere il pi? possibile uniforme la ripartizione della portata di refrigerante fra i vari circuiti indipendenti, ? previsto di calibrare in modo opportuno le lunghezze e le curve delle varie diramazioni di ingresso che conducono a tali circuiti. Una tale operazione ? affetta da un scarsa ripetibilit? dei risultati ottenuti, ed inoltre il costo dei componenti risulta essere relativamente elevato. To make the pi? possible uniform distribution of the refrigerant flow among the various independent circuits,? planned to properly calibrate the lengths and curves of the various input branches leading to these circuits. Such an operation? affected by a poor repeatability? of the results obtained, and furthermore the cost of the components is relatively high.

Uno scopo della presente invenzione ? quello di rendere disponibile una disposizione di connessioni idrauliche per uno scambiatore aria/refrigerante in grado di ovviare almeno in parte agli inconvenienti sopra indicati. A purpose of the present invention? that of making available an arrangement of hydraulic connections for an air / refrigerant exchanger capable of at least partially obviating the drawbacks indicated above.

Forma pertanto oggetto dell?invenzione una disposizione di connessioni idrauliche per uno scambiatore aria/refrigerante che comprende un fascio tubiero formato da una pluralit? di circuiti di refrigerante indipendenti l?uno dall?altro, in cui detta disposizione comprende un raccordo di ingresso avente una pluralit? di connessioni atte ad essere collegate a rispettivi ingressi dei circuiti di refrigerante e previste per ripartire refrigerante fra i circuiti di refrigerante, in cui detto raccordo di ingresso comprende un tubo di ingresso e un collettore di ingresso tubolare, il tubo di ingresso essendo collegato a una parete laterale del collettore di ingresso, e in cui dette connessioni sono ricavate sulla parete laterale del collettore di ingresso come una serie di orifizi o fori calibrati aventi sezione differente per uniformare la ripartizione del refrigerante fra i circuiti di refrigerante. Therefore, the subject of the invention is an arrangement of hydraulic connections for an air / refrigerant exchanger which comprises a tube bundle formed by a plurality of pipes. of refrigerant circuits independent of each other, in which said arrangement comprises an inlet fitting having a plurality of of connections adapted to be connected to respective inlets of the refrigerant circuits and provided for dividing refrigerant between the refrigerant circuits, in which said inlet fitting comprises an inlet pipe and a tubular inlet manifold, the inlet pipe being connected to a side wall of the inlet manifold, and in which said connections are made on the side wall of the inlet manifold as a series of calibrated orifices or holes having different cross-sections to uniform the distribution of the refrigerant between the refrigerant circuits.

Secondo l?invenzione, le perdite di carico stabilite per uniformare la ripartizione della portata del refrigerante sono concentrate negli orifizi o fori calibrati. L?ottenimento delle perdite di carico richieste ? pertanto pi? semplice, ed inoltre pi? facilmente ripetibile, rispetto alle configurazioni convenzionali in cui ? richiesto di dimensionare lunghezze e curve delle tubazioni di ingresso. According to the invention, the pressure drops established to uniform the distribution of the refrigerant flow rate are concentrated in the calibrated orifices or holes. Obtaining the required pressure drops? therefore pi? simple, and moreover more? easily repeatable, compared to conventional configurations in which? required to size lengths and curves of the inlet pipes.

Forma inoltre oggetto dell?invenzione un procedimento di fabbricazione di un raccordo di ingresso per uno scambiatore aria/refrigerante, avente una pluralit? di connessioni atte ad essere collegate a rispettivi ingressi di circuiti di refrigerante indipendenti dello scambiatore, il procedimento comprendendo le fasi seguenti: The invention also relates to a process for manufacturing an inlet fitting for an air / refrigerant exchanger, having a plurality of elements. of connections suitable for being connected to respective inlets of independent refrigerant circuits of the exchanger, the process comprising the following steps:

- formare un tubo di ingresso, - form an inlet pipe,

- formare un collettore di ingresso tubolare, avente una parete laterale provvista di un?apertura di ingresso e di una serie di aperture di uscita, - ricavare, in corrispondenza delle aperture di uscita, una serie di orifizi o fori calibrati aventi sezione differente, - forming a tubular inlet manifold, having a side wall provided with an inlet opening and a series of outlet openings, - obtaining, in correspondence with the outlet openings, a series of calibrated orifices or holes having different cross-sections,

- collegare il tubo di ingresso alla parete laterale del collettore di ingresso, in corrispondenza dell?apertura di ingresso. - connect the inlet pipe to the side wall of the inlet manifold, at the inlet opening.

Forme di realizzazione preferite dell?invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti, che sono da intendersi come parte integrante della presente descrizione. Preferred embodiments of the invention are defined in the dependent claims, which are to be understood as an integral part of the present description.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?invenzione diverranno pi? chiari con la seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione del trovato, fatta con riferimento ai disegni allegati, forniti a titolo puramente illustrativo e non limitativo, in cui: Further features and advantages of the invention will become more clear with the following detailed description of an embodiment of the invention, made with reference to the attached drawings, provided for illustrative and non-limiting purposes only, in which:

- la figura 1 ? una vista semplificata e in pianta di uno scambiatore munito di un raccordo di ingresso secondo l?invenzione; - figure 1? a simplified plan view of an exchanger equipped with an inlet fitting according to the invention;

- la figura 2 ? una vista in prospettiva di una disposizione di connessioni idrauliche secondo l?invenzione; e - figure 2? a perspective view of an arrangement of hydraulic connections according to the invention; And

- la figura 3 ? una vista in parziale sezione longitudinale di una parte del raccordo di ingresso di figura 1. - figure 3? a partial longitudinal section view of a part of the inlet fitting of figure 1.

In figura 1 ? rappresentato in maniera semplificata uno scambiatore aria/refrigerante, ad esempio un evaporatore, indicato complessivamente con 10. Lo scambiatore 10 comprende un fascio tubiero 12 formato da una pluralit? di circuiti di refrigerante 14. Per semplicit?, nel disegno ? rappresentata solo una parte dei vari circuiti, ciascuno dei quali pu? presentare in realt? diversi tratti rettilinei e curve all?interno dello scambiatore. In figure 1? represented in a simplified manner an air / refrigerant exchanger, for example an evaporator, indicated as a whole with 10. The exchanger 10 comprises a tube bundle 12 formed by a plurality of tubes. of refrigerant circuits 14. For simplicity, in the drawing? represented only a part of the various circuits, each of which can? actually present? several straight and curved sections inside the exchanger.

Ciascun circuito 14 dello scambiatore comprende un rispettivo ingresso 16. Nel disegno non sono rappresentate le uscite dei circuiti 14, che nell?esempio illustrato sono disposte sullo stesso lato degli ingressi. Each circuit 14 of the exchanger comprises a respective input 16. The drawing does not show the outputs of the circuits 14, which in the illustrated example are arranged on the same side as the inputs.

In figura 1 ? inoltre rappresentato un raccordo di ingresso 20 avente una pluralit? di connessioni collegate ai rispettivi ingressi 16 dei circuiti di refrigerante 14 dello scambiatore, e previste per ripartire refrigerante fra i circuiti di refrigerante 14. In figure 1? also shown is an inlet fitting 20 having a plurality of of connections connected to the respective inlets 16 of the refrigerant circuits 14 of the exchanger, and provided for dividing the refrigerant between the refrigerant circuits 14.

Con riferimento anche alla figura 2, il raccordo di ingresso 20 comprende un tubo metallico di ingresso 21, una cui estremit? 21a ? collegata, in particolare fissata e saldata, a una parete laterale 23a di un collettore di ingresso tubolare metallico 23, in corrispondenza di un?apertura 23b ricavata su tale parete laterale 23a. With reference also to Figure 2, the inlet fitting 20 comprises a metal inlet pipe 21, one end of which is 21a? connected, in particular fixed and welded, to a side wall 23a of a metal tubular inlet manifold 23, in correspondence with an opening 23b made in said side wall 23a.

Nell?esempio illustrato, il raccordo di ingresso 20 comprende inoltre una pluralit? di manicotti metallici 25, ciascuno dei quali presenta un?estremit? rastremata 25a (si veda la figura 3) inserita in una corrispondente apertura 23c ricavata sulla parete laterale 23. Ciascuno dei manicotti 25 ? atto ad essere collegato a un ingresso 16 del rispettivo circuito di refrigerante 14 dello scambiatore. L?estremit? rastremata 25a di ciascun manicotto 25 definisce un orifizio calibrato; in generale gli orifizi calibrati definiti dalle estremit? rastremate 25a dei manicotti 25 presentano sezione d, d? differente l?uno dall?altro per uniformare la ripartizione del refrigerante fra i circuiti di refrigerante 16. In the illustrated example, the inlet fitting 20 further comprises a plurality of of metal sleeves 25, each of which has an end? tapered 25a (see Figure 3) inserted in a corresponding opening 23c obtained in the side wall 23. Each of the sleeves 25? adapted to be connected to an inlet 16 of the respective refrigerant circuit 14 of the exchanger. The end tapered 25a of each sleeve 25 defines a calibrated orifice; in general, the calibrated orifices defined by the extremities? tapered sleeves 25a of the sleeves 25 have section d, d? different from each other to uniform the distribution of the refrigerant between the refrigerant circuits 16.

Secondo modi di realizzazione alternativi, non illustrati, gli orifizi calibrati possono essere ricavati in corrispondenza di altre sezioni dei manicotti, diverse dalle estremit? rastremate. Secondo ulteriori modi di realizzazione, fori calibrati possono essere ricavati direttamente sulla parete laterale del collettore tubolare. Inoltre, secondo un?ulteriore realizzazione i manicotti possono essere assenti. According to alternative embodiments, not illustrated, the calibrated orifices can be obtained in correspondence with other sections of the sleeves, other than the ends. tapered. According to further embodiments, calibrated holes can be made directly on the side wall of the tubular manifold. Furthermore, according to a further embodiment, the sleeves can be absent.

In figura 2 ? anche rappresentato un raccordo di ingresso 30 comprendente un tubo metallico di uscita 31, una cui estremit? 31a ? collegata, in particolare fissata e saldata, a una parete laterale 33a di un collettore di uscita tubolare metallico 33, in corrispondenza di un?apertura 33b ricavata su tale parete laterale 33a. In Figure 2? also shown is an inlet fitting 30 comprising an outlet metal tube 31, one end of which? 31a? connected, in particular fixed and welded, to a side wall 33a of a tubular metal outlet manifold 33, in correspondence with an opening 33b made in said side wall 33a.

Nell?esempio illustrato, il raccordo di uscita 30 comprende inoltre una pluralit? di manicotti metallici 35, ciascuno dei quali presenta un?estremit? rastremata inserita in una corrispondente apertura ricavata sulla parete laterale 33a del collettore di uscita 33. Ciascuno dei manicotti 35 ? atto ad essere collegato a un?uscita del rispettivo circuito di refrigerante 14 dello scambiatore. In the illustrated example, the outlet fitting 30 further comprises a plurality of of metal sleeves 35, each of which has an end? tapered inserted in a corresponding opening formed in the side wall 33a of the outlet manifold 33. Each of the sleeves 35? adapted to be connected to an outlet of the respective refrigerant circuit 14 of the exchanger.

Claims

CLAIMS 1. Arrangement of hydraulic connections for an air / refrigerant exchanger (10) which comprises a tube bundle (12) formed by a plurality of? of refrigerant circuits (14) independent from each other, in which said arrangement comprises an inlet fitting (20) having a plurality of of connections adapted to be connected to respective inlets (16) of the refrigerant circuits (14) and provided for distributing refrigerant between the refrigerant circuits (14), the arrangement being characterized in that said inlet fitting comprises an inlet pipe ( 21) and a tubular inlet manifold (23), the inlet pipe (21) being connected to a side wall (23a) of the inlet manifold (23), in which said connections are made on the side wall (23a) of the manifold inlet (23) as a series of orifices or calibrated holes (25a) having different cross-sections to uniform the distribution of the refrigerant between the refrigerant circuits (14).

2. Arrangement according to claim 1, in which said connections comprise a series of sleeves (25) inserted in corresponding openings (23c) obtained on the side wall (23a) of the inlet manifold (23), in which said calibrated orifices are obtained on the sleeves (25).

3. Arrangement according to claim 2, in which said sleeves (25) have ends? tapered (25a) inserted in the openings (23c) obtained on the side wall (23a) of the inlet manifold (23), and in which said calibrated orifices are obtained on the ends? tapered sleeves (25a) of the sleeves (25).

4. Arrangement according to claim 1, in which said calibrated holes are made directly on the side wall (23a) of the inlet manifold (23).

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, in which said inlet pipe, inlet manifold and eventual sleeves are each constituted by a metal element obtained in one piece, and fixed and welded to each other.

6. Air / refrigerant exchanger (10) comprising a tube bundle (12) formed by a plurality of of refrigerant circuits (14) independent from each other, as well as? an arrangement of hydraulic connections according to one of the preceding claims, having a plurality of of connections connected to respective inlets (16) of the refrigerant circuits (14).

7. Process of manufacturing an inlet fitting (20) for an air / refrigerant exchanger (10), having a plurality of of connections suitable for being connected to respective inlets (16) of independent refrigerant circuits (14) of the exchanger, characterized in that they comprise the following phases: - forming an inlet tube (21), - forming a tubular inlet manifold (23), having a side wall (23a) provided with an inlet opening (23b) and a series of outlet openings (23c), - obtain, in correspondence with the outlet openings (23c), a series of calibrated orifices or holes (25a) having a different section, - connect the inlet pipe (21) to the side wall (23a) of the inlet manifold (23), in correspondence with the inlet opening (23b).

8. Process according to claim 7, further comprising: - forming a series of sleeves (25), - connect the sleeves (25) to the side wall (23a) of the inlet manifold (23), in correspondence with the outlet openings (23c), - making said calibrated orifices on the sleeves.

9. Process according to claim 8, wherein said sleeves (25) have ends? tapered (25a) inserted in the openings (23c) obtained on the side wall (23a) of the inlet manifold (23), and in which said calibrated orifices are obtained on the ends? tapered (25a) of the sleeves (25)

Method according to one of claims 7 to 9, wherein said calibrated holes are made directly on the side wall (23a) of the inlet manifold (23).

11. Process according to one of claims 7 to 10, wherein said inlet pipe, inlet manifold and eventual sleeves are each constituted by a metal element obtained in one piece, and are fixed and welded to each other.