MXPA01007481A

MXPA01007481A - Metodo para fabricar una aleta de intercambiador de calor, aletas de acuerdo con el metodo y modulo de intercambio que incluye esas aletas.

Info

Publication number: MXPA01007481A
Application number: MXPA01007481A
Authority: MX
Inventors: Martins Carlos
Original assignee: Valeo Thermique Moteur Sa
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2003-05-19
Also published as: ATE293238T1; US20020020519A1; DE60109998D1; FR2812382B1; EP1176378A1; US6502305B2; FR2812382A1; JP2002102975A; EP1176378B1

Abstract

La invencion se refiere a un metodo para fabricar una aleta para un modulo de intercambio de calor que comprende al menos dos intercambiadores de calor equipados con tubos de circulacion de fluido y que comprende aletas de enfriamiento comunes a los intercambiadores; la aleta consiste de una tira de metal que tiene un ancho divido en al menos dos regiones de intercambio de calor mediante al menos una serie de agujeros oblongos longitudinales espaciados aparte uno de otro; de acuerdo con el metodo de la invencion, se forma al menos una serie de ranuras longitudinales, espaciadas aparte una de otra, en la tira de metal, y las ranuras longitudinales se ensanchan como para formar una serie de agujeros oblongos espaciados aparte uno de otro; de acuerdo con una variante de modalidad, se forman estampados entre las ranuras longitudinales, y esos estampados se aplanan como para ensanchar las ranuras y formar los agujeros oblongos.

Description

MÉTODO PARA FABRICAR UNA ALETA DE INTERCAMBIADOR DE CALOR. ALETAS DE ACUERDO CON EL MÉTODO Y MODULO DE INTERCAMBIO QUE INCLUYE ESAS ALETAS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a intercambiadores de calor, en particular para vehículos a motor.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se refiere más en particular a un método para fabricar una aleta para un módulo intercambiador de calor que comprende al menos dos intercambiadores de calor que incluye cada uno un cuerpo equipado con tubos de circulación de fluido y que comprende además aletas de enfriamiento comunes a los intercambiadores, la aleta consiste de una tira de metal que tiene un ancho divido en al menos dos regiones de intercambio de calor mediante al menos una serie de agujeros oblongos longitudinales espaciados aparte uno de otro. Existen dos tecnologías principales para producir intercambiadores de calor para vehículos de motor. De acuerdo con una primera tecnología, las partes constituyentes del intercambiador se ensamblan, y después se integran en una sola operación de soldado. Para este tipo de intercambiador, las aletas consisten de espaciadores corrugados dispuestos entre los tubos y paralelos a ellos. De acuerdo con otra tecnología, las partes constituyentes del intercambiador se ensamblan exclusivamente por medios mecánicos tales como plegado. Este tipo de intercambiador incluye aletas delgadas, planas, dispuestas perpendicularmente a los tubos de circulación. Un vehículo de motor incluye generalmente varios intercambiadores de calor, por ejemplo un radiador para enfriar el motor, un condensador que forma parte de un circuito de aire acondicionado y, si es adecuado, un enfriador de aire de sobrecarga o un enfriador de aceite. Es ventajoso agrupar esos intercambiadores juntos en un solo módulo que se puede montar en el vehículo en una sola operación. Los módulos de intercambio incluyen entonces ventajosamente aletas comunes y están atravesados por el mismo flujo de aire. El hecho de que las aletas son comunes a los varios intercambiadores simplifica la fabricación y hace posible, adicionalmente, hacer el ensamble más compacto. Dado que los diferentes intercambiadores que constituyen el módulo operan a temperaturas diferentes, es necesario, en esas aletas comunes, delimitar regiones de intercambio de calor de manera específica a cada intercambiador. Para este fin, se sabe formar series de agujeros oblongos separados por intervalos angostos de material como para evitar puentes térmicos entre las varias regiones de intercambio de calor de la aleta. De acuerdo con la técnica que se utiliza actualmente, esos agujeros oblongos se producen removiendo material, por ejemplo mediante perforación con punzón. Este método tiene la desventaja de generar material de desperdicio que es difícil de manejar en producción y es muy costoso. El objeto preciso de la invención es un método para fabricar aletas para un módulo de intercambio de calor que incluye varios intercambiadores que elimina la producción de material de desperdicio. Este resultado se obtiene, de acuerdo con la invención, mediante el hecho de que: - se forma al menos una serie de ranuras longitudinales, espaciadas una de otra, en la tira de metal; y - las ranuras longitudinales se ensanchan como para formar una serie de agujeros oblongos espaciados aparte uno de otro. Por virtud de este método, se elimina el material de desperdicio, debido a que los agujeros oblongos no se obtienen removiendo material sino produciendo una ranura la cual después se ensancha con el fin de constituir el agujero oblongo. Siendo así, se elimina la necesidad de manejar el material de desperdicio. Además, la aleta se puede producir a partir de una tira de metal de ancho más angosto, lo cual también conduce a una reducción en su costo de fabricación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con una primera variable del método, se forman estampados entre las ranuras longitudinales y esos estampados se aplanan como para hacer más anchas las ranuras y formar los agujeros oblongos. De acuerdo con otra variante del método, se forma al menos una serie de ranuras, distribuidas en dos filas paralelas espaciadas aparte una de otra en la dirección del ancho de la tira de metal, y la tira de metal se estira en la dirección de su ancho como paran ensanchar las ranuras y formar los agujeros oblongos. Las ranuras de las dos filas se traslapan preferiblemente parcialmente en la dirección longitudinal de la tira de metal. La invención también se refiere a una aleta para un módulo de intercambio de calor que comprende al menos dos intercambiadores de calor que incluye cada uno un cuerpo equipado con tubos de circulación de fluido y que además comprende aletas de enfriamiento comunes a los intercambiadores. Esta aleta se obtiene mediante el método de la invención. Finalmente, la invención se refiere a un módulo de intercambio de calor que comprende al menos dos intercambiadores de calor que incluye cada uno un cuerpo equipado con tubos de circulación de fluido y que además comprende aletas de enfriamiento comunes a los intercambiadores. Las aletas se obtienen mediante el método de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otras características y ventajas de la invención surgirán de manera adicional con la lectura de la descripción que sigue de ejemplos de modalidades que se dan a manera de ilustración con referencia a los dibujos que se anexan. En esos dibujos: La figura 1 es una vista parcial en perspectiva de un módulo de intercambio de calor que consiste de dos ¡ntercambiadores combinados. La figura 2 es una vista superior parcial de una tira de metal para producir una aleta mediante el método de la invención. La figura 3A es una vista parcial en perspectiva de un estampado formado entre las ranuras de la tira de metal representada en la figura 2. La figura 3B es una vista parcial en perspectiva que corresponde a la figura 3A, después de aplanar el estampado. La figura 4 es una vista superior parcial de la tira de metal representada en las figuras 1 y 2 en una etapa posterior del método de la invención. La figura 5 es una vista en perspectiva de una aleta que se obtiene a partir de la tira de metal representada en la figura 4. La figura 6 es una vista en una escala agrandada del detalle VI de la figura 5.

La figura 7 es una vista superior parcial, similar a la figura 2, de una tira de metal para producir una aleta de acuerdo con una variante del método de la invención. La figura 8 es una vista superior parcial de la tira de metal representada en la figura 7 en una etapa posterior del método de la invención. La figura 9 es una vista en perspectiva de una aleta que se obtiene a partir de la tira de metal representada en la figura 8; y La figura 10 es una vista en una escala agrandada del detalle X de la figura 9.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS El módulo de intercambio de calor representado en la figura 1 consiste de un radiador 1 para enfriar un motor de vehículo a motor y de un condensador de aire acondicionado 2, esos dos intercambiadores siendo generalmente planos. El radiador 1 consiste, en una manera conocida, de un banco de tubos de circulación de fluido 5, verticales, montados entre dos cámaras de múltiple 6 (se ha representado una sola cámara), las cámaras de múltiple 6 estando dispuestas a lo largo de dos lados paralelos del banco de tubos y equipadas con tubería de entrada y salida 8 para el fluido de enfriamiento. El condensador 2 también consiste de un banco de tubos de circulación de fluido 10, verticales, montados entre dos cámaras de múltiple 12 (se ha representado una sola cámara), las cámaras de múltiple están dispuestas a lo largo de dos lados paralelos del banco y equipadas con tubería de entrada y salida para el fluido refrigerante (no se representa). Las aletas del módulo de intercambio de calor son comunes a los dos intercambiadores. En una modalidad, consisten de espaciadores 30 de lámina de metal corrugada dispuestos entre los tubos 5 y 10. La cámara de múltiple 6 del intercambiador 1 (figura 1) está formada a partir de láminas de metal delgadas, de manera ventajosa de aluminio, formadas mediante operaciones convencionales de corte y estampado. Incluye un fondo 32 que es generalmente plano y de forma alargada rectangular. Este fondo 32 está diseñado para constituir la placa de múltiple, también llamada "placa de agujero", de la cámara de múltiple 6. Para este fin, incluye una pluralidad de agujeros espaciados 34 de forma alargada - diseñados para recibir los tubos 5 del intercambiador 1. La cámara de múltiple 6 comprende además dos paredes laterales 36 dobladas cara a cara, las cuales son generalmente planas y paralelas una a otra. Esas paredes 36 están conectadas sustancialmente de manera perpendicular al fondo 32 mediante dos líneas de pliegue que están paralelas una a otra. La tubería 8 está formada en una de las paredes laterales 36. La cámara de múltiple 6 está cerrada mediante una tira de metal 37 de ancho dado que posee generatrices paralelas. Esta tira 37 ajusta entre las paredes laterales 36 de la cámara de múltiple 6 como para formar un ensamble que está listo para ser soldado al mismo tiempo que la tubería 8.

La cámara de múltiple 12 del intercambiador 2 exhibe la forma general de un cilindro alargado completo con perforaciones 39 diseñadas para recibir los tubos 10 del intercambiador. En la figura 2 se ha representado una tira de lámina de metal 14 de longitud grande diseñada para la producción de una aleta 30 para un módulo de calor igual al que está representado en la figura 1. La tira de metal 14 tiene una longitud L1 que se divide en una primera región de intercambio de calor 18 y una segunda región de intercambio de calor 20 mediante una serie de ranuras longitudinales 22 formadas en la tira de lámina de metal 14. La tira de lámina de metal 14 está dividida en tantas regiones de intercambio de calor como hay intercambiadores en el módulo. Dado que el módulo de la figura 1 incluye dos intercambiadores, es decir el radiador 1 y el condensador 2, la tira 14 se divide en dos regiones de intercambio de calor 18 y 20. En otra modalidad, el módulo de intercambio de calor podría comprender tres intercambiadores, por ejemplo un enfriador de aire de sobrecarga además del radiador 1 y el condensador 2. En este caso, la tira de metal 14 se dividiría en tres regiones de intercambio de calor mediante dos series de ranuras longitudinales 22. Se notará, adicionalmente, que los anchos de las regiones 18 y 20 no son necesariamente iguales. El ancho de cada una de esas regiones corresponde al ancho de los tubos de circulación de fluido de cada uno de los intercambiadores. Si los tubos del radiador 1 son más largos que los tubos del condensador 2, la región de intercambio de calor 18 diseñada para establecer un intercambio de calor con los tubos del radiador 1 será más larga que la región de intercambio de calor 20 diseñada para establecer un intercambio de calor con los tubos del condensador 2. Las ranuras 22 no se extienden sobre toda la longitud de la tira de metal 14. Por el contrario, están espaciadas una de otra por regiones en las cuales permanece algo de material. En la modalidad del ejemplo que se representa en la figura 2, los estampados 24 (consultar figura 3A) están formados en esas regiones de material. Por el contrarío, es posible formar primero los estampados, después producir las ranuras 22 entre los estampados. Los estampados 24 se aplanan enseguida como para espaciar las orillas de las ranuras 22 lejos una de otra y para formar agujeros oblongos 26 separados uno de otro mediante lengüetas de lámina de metal 28, como se representa en las figuras 3B y 4. Se notará que, al contrarío del método de la técnica anterior, los agujeros oblongos 26 no se han producido mediante remoción de material sino ensanchando la tira de lámina de metal 14 en la dirección de su ancho. Esta última exhibe por lo tanto un ancho L2 que es muy ligeramente más grande que su ancho original L1 , este incremento en ancho corresponde al ancho de los agujeros oblongos 26. En una etapa subsecuente del método, la tira de lámina de metal 14 se corruga en una manera conocida como para formar un espaciador corrugado 30 como se representa en la figura 5. Este espaciador está dividido en dos regiones de intercambio de calor 18 y 20 mediante loa agujeros oblongos 26 que están interrumpidos a intervalos regulares por las lengüetas de lámina de metal 28 que hace posible proveer la resistencia mecánica del espaciador. De esta manera se evita un puente térmico entre las regiones de intercambio de calor 18 y 20, el intercambio de calor siendo posible solamente por medio de las lengüetas de lámina de metal 28, la longitud de las cuales es mucho más reducida en comparación con la longitud del espaciador como un todo. En la figura 7 se ha representado una tira de lámina de metal 32 dividida en dos regiones de intercambio de calor 18 y 20 mediante una serie de ranuras longitudinales 22. En esta variante, las ranuras 22 no están dispuestas en la extensión de una a otra, como en la variante de las figuras 2 a 6, sino que están distribuidas en dos filas paralelas espaciadas aparte una de otra en la dirección del ancho de la tira 32. Más aún, las ranuras 22 que pertenecen a cada una de las dos filas se traslapan parcialmente en cada una de sus extremidades. De esta manera delimitan por lo tanto lengüetas delgadas de lámina de metal 34 entre esas extremidades. En una etapa subsecuente del método, la tira 32 se estira en la dirección de su ancho L1 en una serie de rodillos que producen un espaciamiento de las dos superficies de intercambio 18 y 20 y en consecuencia un espaciamiento de las orillas de las ranuras 22. Esto resulta por lo tanto en que la tira posee un ancho L2 más grande que L1. De esta manera se forman agujeros oblongos 26, que se extienden longitudinalmente y fuera de centro de manera alternativa a la izquierda y a la derecha con respecto uno a otro, y separados uno de otro por lengüetas de lámina de metal 34. La tira de lámina de metal 32 se corruga entonces como para, en una manera conocida, producir un espaciador corrugado 38 como se representa en la figura 9. El espaciador 38 se divide en dos regiones de intercambio de calor 18 y 20 separadas una de otra por los agujeros oblongos 26 interrumpidos a intervalos regulares por las lengüetas de lámina de metal 34 dispuestas de manera oblicua con respecto al eje longitudinal de la tira de lámina de metal 32, como se puede observar en la figura 10. Esto, hasta el máximo grado posible, evita que se establezca un puente térmico entre las regiones de intercambio de calor 18 y 20. Se notará que, también en esta modalidad, los agujeros oblongos 26 se obtienen sin remoción de material, lo cual es una ventaja considerable debido a que evita tener que manejar dicho desperdicio durante la fabricación del espaciador 38. Mediante referencia a las figura 1 a 10, se ha descrito el módulo de intercambio de calor que incluye intercambiadores de tipo soldado. No es necesario decir que la invención también se aplica a intercambiadores de tipo plegado, ensamblados mecánicamente. En dichos intercambiadores, las aletas consisten de tiras delgadas de lámina de metal dispuestas perpendicularmente a los tubos de circulación de fluido. Con el fin de evitar que se establezca un puente térmico entre las dos regiones de intercambio de calor de las lengüetas, las últimas se dividen, en una manera idéntica, en dos regiones mediante al menos una serie de ranuras longitudinales interrumpidas a intervalos regulares mediante lengüetas de material que están diseñadas para proveer la resistencia mecánica de la aleta. Las dos variantes de modalidades del método que se han descrito mediante referencia a las figuras 2 a 6 y 7 a 10 respectivamente se aplican de la misma manera a la producción de dichas aletas. Puesto de manera sencilla, las aletas permanecen planas y no se forman en tiras de lámina de metal corrugadas como para un intercambiador de tipo soldado. En contraste, esas aletas deben ser perforadas con el fin de permitir que los tubos de los intercambiadores 1 y 2 pasen a través de las mismas. Claramente, la invención no está limitada a las modalidades que se describen anteriormente y se extiende a otras variantes.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un método para fabricar una aleta para un módulo de intercambio de calor que comprende al menos dos intercambiadores de calor (1 , 2) equipados con tubos de circulación de fluido y que además comprende aletas de enfriamiento (30, 38) comunes a los intercambiadores (1 , 2), la aleta (30, 38) consiste de una tira de metal (14, 32) que tiene un ancho (L1) dividido en al menos dos regiones de intercambio de calor (18, 20) mediante al menos una serie de agujeros oblongos longitudinales (26) espaciados aparte uno de otro, caracterizado porque: se forma al menos una serie de ranuras longitudinales (22), espaciadas aparte una de otra, en la tira de metal (14, 32); y las ranuras longitudinales (22) están ensanchadas como para formar una serie de agujeros oblongos (26) espaciados aparte uno de otro.

2.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque los estampados (24) están formados entre las ranuras longitudinales (22), y porque esos estampados (24) están aplanados como para ensanchar las ranuras (22) y formar los agujeros oblongos (26).

3.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque se forma al menos una serie de ranuras (22), distribuidas en dos filas paralelas espaciadas aparte una de otra en la dirección del ancho (L1 ) de la tira de metal (32), y en que la tira de metal (32) se estira en la dirección de su ancho (L1) con el fin de ensanchar las ranuras (22) y formar los agujeros oblongos (26).

4.- El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque las ranuras (22) de las dos filas se traslapan parcialmente en la dirección longitudinal de la tira de metal (32).

5.- Una aleta para un módulo de intercambio de calor que comprende al menos dos intercambiadores de calor (1 , 2) equipados con tubos de circulación de fluido y que además comprende aletas de enfriamiento (30, 38) comunes a los intercambiadores (1 , 2), caracterizada porque se obtiene mediante un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6.- Un módulo para intercambio de calor que comprende al menos dos intercambiadores de calor (1 , 2) que incluye cada uno un cuerpo equipado con tubos de circulación de fluido y que además comprende aletas de enfriamiento (30, 38) comunes a los dos intercambiadores (1 , 2), caracterizado porque las aletas (30, 38) se obtienen mediante un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.