MXPA02004903A

MXPA02004903A - Pieza lateral de autoinstalacion para intercambiadores termicos cobresoldados.

Info

Publication number: MXPA02004903A
Application number: MXPA02004903A
Authority: MX
Inventors: F Birkholz Donald
Original assignee: Modine Mfg Co
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2004-12-13
Also published as: US20020174975A1; KR20020090304A; EP1265047A1; US6823932B2; TW593967B; JP2003028589A; CN1396429A; BR0201960A

Abstract

El gasto anadido de proporcionar accesorios para retener piezas laterales en intercambiadores termicos en su lugar durante el ensamblado se evita en un intercambiador termico que tiene un nucleo con cuando menos una fila de hileras rectas, paralelas, espaciadas (12-20); (70-86) de tuberia aplanada (10) que incluye primera y ultima hileras laterales espaciadas (12), (20); (70), (92) que definen un lado asociado en lados opuestos de la fila. Las aletas (36), (62) hacen puente en el espaciamiento entre cada una de la pluralidad de hileras y se extienden de manera opuesta desde lados orientados hacia afuera (42), (44); en la primera y ultima hileras (12. (20); (70), (92); y se ligan a la tuberia (10), Un par de piezas laterales (46), una para cada lado de la fila, se proporcionan y se enganchan en los extremos asociados de la primera y ultima hileras (12), (20); (70), (92). Las piezas laterales (46) son de autoinstalacion debido a que estan enganchadas en la tuberia.

Description

PIEZA LATERAL DE AUTOINSTALACIÓN PARA INTERCAMBIADORES TÉRMICOS COBRESOLDADOS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con intercambiadores térmicos, y más particularmente, con intercambiadores térmicos cobresoldados que tienen piezas laterales .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Muchos intercambiadores térmicos en la actualidad emplean varias hileras paralelas de tubería recta de sección transversal, aplanada que están espaciadas una de la otra. Entre las hileras rectas de tuberías, existen aletas que pueden ser aletas de placa o aletas de serpentina. Las hileras definen cuando menos una fila de hileras de tubo y la primera hilera de la fila define un lado y la última hilera en la fila define el lado opuesto. De manera típica, las aletas estarán fijadas a ambas, la primera y última filas para extenderse hacia afuera de los lados del núcleo resultante. Cuando las hileras se hacen de piezas individuales de tubería, colectores recibirán los extremos respectivos de cada una de las piezas individuales de tubería. Cuando las hileras se definen por longitudes rectas de un tramo de tubería enrollado en serpentina, los colectores se colocarán en un extremo de ambas de la primera y segunda hileras y vueltas de 180s formadas en la tubería interconectarán los extremos de las hileras intermedias. Nuevamente, las aletas se extenderán entre las hileras así como hacia afuera desde lados opuestos de la primera y última hileras. Las piezas laterales también se emplean de manera típica en estas construcciones. En muchos casos, las piezas laterales se extenderán completamente entre los colectores justamente hacia afuera de las aletas más externas de la primera y última hileras para proporcionar rigidez al intercambiador térmico una vez que es cobresoldado ó tiene de otra manera sus componentes ligados juntos y sirven para proteger las aletas que están exteriores de las hileras de tubo así como para dar rigidez al intercambiador térmico. Piezas laterales similares se emplearán en intercambiádores térmicos del tipo de serpentina, pero evidentemente no se pueden extender entre los colectores debido a que solamente habrá un colector en cada una de la primera y última hileras . En el caso usual, estos intercambiadores térmicos se colocan en un accesorio con los tubos y aletas siendo introducidos hacia el accesorio en forma alternada, en donde los tubos son piezas individuales de tubería. Cuando el intercambiador térmico es de una forma de serpentina, las aletas se introducen entre las hileras adyacentes y en los lados del núcleo. Las piezas laterales se colocan contra las aletas en los lados del núcleo. Las partes se retienen en su lugar mediante accesorios. Luego los accesorios de llevan a través de un horno de cobresoldado o lo semejante para unir los componentes . Un costo substancial en la fabricación de estos intercambiadores térmicos es el establecimiento de los colectores, tubos, aletas y piezas laterales en los accesorios. Se podría evitar considerable gasto de fabricación si los propios componentes fueran de autoinstalación , permitiendo que se evite el uso de accesorios separados. Un tipo de intercambiador térmico de autoinstalación de esta clase general se describe en la solicitud comúnmente cedida No. de Serie 09/778,310, presentada el 7 de febrero de 2001, titulada " Intercambiador Térmico" a nombre de Stephen Memory y col. La exposición completa de la solicitud de Memory y col, se incorpora en la presente por referencia. Describe un intercambiador térmico de autoinstalación pero no trata con el asunto de piezas laterales.

Consecuentemente, la protección para los extremos de las aletas que se extienden más allá de la primera y última hileras de tubo y el efecto de dar rigidez que acompaña las piezas laterales no están presentes. La presente invención está dirigida a proporcionar una pieza lateral de autoinstalación, nueva y mejorada, para utilizarse en intercambiadores térmicos, tales como, pero no limitados a aquellos descritos en la solicitud de Memory y col.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN El objeto principal de la invención es proporcionar una construcción de pieza lateral nueva y mejorada para intercambiadores térmicos. De manera más especifica, es un objeto de la invención proporcionar un intercambiador térmico nuevo y mejorado con una pieza lateral de autoinstalación. Una modalidad ejemplar de la invención logra los objetos anteriores en un intercambiador térmico que incluye un núcleo que tiene cuando menos una fila de una pluralidad de hileras rectas, paralelas, espaciadas, de tubería aplanada que incluye primera y última hileras separadas y cada una definiendo un lado asociado en lados opuestos de la fila, aletas que hacen puente en el espaciamiento entre cada una de la pluralidad de hileras y que se extienden hacia afuera de manera opuesta desde lados orientados hacia afuera de la primera y última hileras y ligadas a la tubería, y una pieza lateral en cuando menos un lado de la fila y que empareda las aletas en la misma contra una de la primera y última hileras. La invención incluye la mejora en donde la pieza lateral tiene una longitud suficiente para extenderse substancialmente entre los extremos de cuando menos una de la primera o última hileras de tubo y extremos volteados hacia adentro enganchados sobre la una hilera en sus extremos . En una modalidad preferida, la pieza lateral está cobresoldada a la Una hilera y a cuando menos algunas de las aletas entre la pieza lateral y la una hilera para proporcionar rigidez al intercambiador térmico . En una modalidad altamente preferida, se encuentra un par de las piezas laterales, una en cada lado de la fila. Una modalidad preferida de la invención contempla que los extremos dirigidos hacia adentro de las piezas laterales incluyan muescas que tienen una anchura justo ligeramente mayor que la dimensión menor de la primera y última hileras en sus extremos respectivos. En una modalidad, las hileras de tubo, las aletas, y las piezas laterales son de aluminio y están unidas juntas mediante cobresoldadura. Una modalidad de la invención contempla que las hileras se definan por tramos rectos de una pieza de tubería formada en serpentina. En otra modalidad, las hileras se definen mediante tramos individuales de tubería recta. En una modalidad de la invención, las aletas son aletas de serpentina. En otra modalidad de la invención, las aletas son aletas de placa. Otros objetos y ventajas se harán evidentes a partir de la siguiente especificación tomada en conexión con los dibujos que se acompañan.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una elevación de un intercambiador térmico de serpentina con aletas de placa y que modaliza las piezas laterales de la invención; La Figura 2 es una vista en sección de una pieza típica de tubería aplanada utilizada en la invención; La Figura 3 es una vista en perspectiva de una pieza lateral hecha de conformidad con la invención; La Figura 4 es una elevación fragmentaria de un intercambiador térmico hecho de conformidad con la invención y que modaliza las aletas de serpentina; y La Figura 5 es una elevación de un intercambiador térmico de flujo paralelo con aletas de placa y que modaliza las piezas laterales de conformidad con la invención.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Las modalidades de ejemplo de la invención se ilustran en los dibujos y en general, estarán hechas de cuando menos una pieza de tubería aplanada, aletas de placa o serpentina, y piezas laterales hechas de conformidad con la invención. Los colectores están colocados en extremos opuestos de la pieza o piezas de tubería . De preferencia, los componentes de aluminio para facilidad de cobresoldadura y peso ligero aún cuando se podrían utilizar otros materiales. Además, los componentes se podrían ligar juntos por otros medios, tal como por ejemplo, soldadura. No se pretende limitación a nada de lo anterior, excepto en tanto se manifieste en las reivindicaciones anexas. Haciendo referencia a la Figura 1, una modalidad de la invención es un intercambiador térmico de serpentina que tiene una sola pieza de tubería aplanada, generalmente designada 10, configurada en una forma de serpentina. Es decir, la misma tendrá una pluralidad de hileras 12, 14, 16, 18, 20 rectas de la tubería 10. Las hileras rectas 12, 14, 16, 18 y 20 están interconectadas mediante dobleces 22 de 180° que tienen un radio suficiente como para impedir el arrugamiento de la tubería 10. El resultado será que las hileras están paralelas y separadas una de la otra. La Figura 2 ilustra una sección transversal típica de la tubería 10. La misma tiene paredes 24 laterales externas planas, la distancia que define la dimensión menor L . Las paredes laterales planas están conectadas mediante vueltas 26 que definen la dimensión mayor Dk. El tubo puede o no incluir tramas 28 interiores. Para aplicaciones de alta presión, las tramas 28 normalmente estarán presentes, mientras que para aplicaciones de bajá presión, se pueden omitir las tramas 28. Cuando se involucra funcionamiento elevado, las tramas 28 estarán presentes para definir portillos 30 individuales, cada uno de los cuales tendrá un diámetro hidráulico de 1.78 mm (0.07 pulgadas) o menos. Volviendo a la Figura 1, los extremos 32 de la tubería 10 están provistos con colectores 34 de una forma convencional. Cada uno de los colectores 34 tendrá una entrada o un portillo de salida de construcción convencional . En la modalidad ilustrada en la Figura 1, las aletas 36 de placa, tales como aquellas empleadas en la solicitud anteriormente identificada de Memory y col. se proporcionan. Las aletas de placa se extienden desde los extremos 38 de mano derecha (según se ve en la Figura 1) a los extremos 40 de mano izquierda de las hileras rectas 12, 14, 16, 18 y 20. Es decir, las aletas 36 se extienden desde un lado del intercambiador térmico al otro, substancialmente entre los extremos 38, 40 de las hileras rectas 12, 13, 16, 18 y 20 o los colectores cuando están presentes. Se observará particularmente que en el lado 42 orientado hacia afuera de la hilera 12 y el lado 44 orientado hacia afuera de la hilera 20, cuyas hileras constituyen la primera y última hileras en una fila de las hileras 12, 14, 16, 18 y 20 que forman el núcleo del intercambiador térmico están orientadas de manera opuesta y hacia afuera una de la otra. Las aletas 36 tienen extremos 45 que se extienden desde dichos lados 42, 44 para acoplar una pieza lateral asociada, designada generalmente 46, hecha de conformidad con la invención. Como se ve en la Figura 3, cada pieza lateral incluye una sección 48 central alargada que tiene extremos 50 y 52 volteados hacia adentro. La longitud de la sección 48 central es tal que se extiende entre los extremos 38, 40 de las hileras rectas 12, 14, 16, 18. 20. Aún cuando la Figura 3 ilustra los extremos 50 y 52 volteados hacia dentro como estando a ángulos rectos con respecto a la sección 48 central, se pueden utilizar otros ángulos. Cada uno de los extremos 50 y 52 volteados hacia adentro incluye una muesca 54 de extremo abierto. Cada muesca tiene una anchura que es aproximadamente aquella de la dimensión menor Los extremos volteados hacia adentro, y específicamente las muescas 54 en los mismos, están enganchadas sobre las hileras 12 y 20, es decir, la primera y última hileras, en sus extremos 38, 40 de manera que acoplan substancialmente los extremos 45 de cada una de las aletas 36 y emparedan aquella parte de la aleta 46 que se extiende más allá del lado 42 o 44, según sea el caso contra la hilera correspondiente 12 o 20. El metal de cobresoldadura está colocado en donde se desee, de manera que los componentes se puedan cobresoldar juntos. De manera típica, el metal de cobresoldadura puede estar en la tubería 10, aún cuando si se desea, podría colocarse sobre las piezas 42 de extremo y las aletas 36 así como en los colectores 34, Como resultado de la operación de cobresoldadura, las piezas 46 de extremo estarán cobresoldadas a una correspondiente de las hileras 12 o 20 así como a los extremos 45 de las aletas 36. A este respecto, puede no ser posible, debido a tolerancias, lograr proximidad suficientemente estrecha de toda la sección 48 central de las piezas 46 laterales a los extremos 45 de todas las aletas 36 y en dichas ubicaciones, la cobresoldadura no ocurrirá. Sin embargo, el contacto se hará en la mayoría de los casos, resultando en que la sección 48 central de cada pieza 46 lateral queda cobresoldada a los extremos 45 de las aletas 36 en sus puntas 60. De esta manera, las piezas laterales 46 proporcionarán su función normal de proteger los extremos 45 de las aletas 36 del contacto de daño o deformación durante la fabricación o instalación. Además, debido a que están ligadas mediante cobresoldadura a las puntas 60 de las aletas 36, se introduce una medida añadida de rigidez al intercambiador térmico resultante. La invención también se puede emplear cuando se utilizan aletas 62 de serpentina en lugar de aletas 36 de placa. En este caso, las crestas 64 de las aletas 62 de serpentina se ligarán a las hileras 16, 20 de tubo así como a la sección 48 central de la pieza lateral 46. Dicha construcción se ilustra en la Figura 4, por e emplo . Además, la invención no está limitada al uso con condensadores de serpentina. La Figura 5 ilustra un denominado condensador de flu o paralelo en donde las hileras de tubo 70, 7 , 76, 78, 80, 82, 84 y 86 se extienden entre los colectores 90 y están en comunicación de fluido con el interior de los mismos por medio de ranuras 92 en cada uno de los colectores 90 que están alineados uno con otro. En la modalidad ilustrada en la Figura 5, las aletas 36 de placa nuevamente del tipo descrito en la solicitud de Memory y col. arriba identificada, se emplean. Los tubos 70 están hechos de piezas individuales de tuberia recta y están paralelos y separados como se ilustra. Nuevamente, la primera hilera 70 y la última hilera 86 tienen superficies 94 planas que están orientadas en alejamiento una de la otra y hacia afuera. Los extremos 45 de las aletas 36 nuevamente se extienden hacia afuera y en alejamiento de las superficies 93, 94 de la primera y última hileras de tubo 70, 92. La sección central 48 de cada una de las piezas laterales 46 empareda los extremos de aleta 45 contra la superficie 93, 94, según sea el caso, de la primera y última hileras 90 y 92. Las piezas laterales 46 pueden tener la misma configuración que la previamente descrita y como se ilustra en la Figura 3 y están enganchadas sobre la primera y última hileras de tubo 70, 92 en la misma forma. Las relaciones dimensionales son las mismas. Como se ilustra en el lado de mano derecha de la Figura 5, una más extrema de las aletas de placa 36 se ha eliminado totalmente para proporcionar una área de aseguramiento de manera que el extremo 50 volteado hacia adentro de la pieza 46 lateral superior y el extremo 52 volteado hacia adentro de la pieza 46 lateral inferior se puedan enganchar sobre la primera y última hileras de tubo 70, 92 en sus extremos. Si se desea, en algunos casos, se puede utilizar una aleta de placa más corta tal como se muestra en 100 en el lado de mano izquierda de la Figura 5 para añadir superficie exterior al intercambiador térmico mientras que todavía proporciona espacio para los extremos 52, 50 volteados hacia adentro de la primera y última hileras de tubo 70, 92 respectivamente. De nuevo, las secciones centrales 48 de las piezas laterales 46 se cobresoldarán a cuando menos algunos de los extremos 45 de aleta para proporcionar rigidez estructural y una medida de protección para esos extremos . Se observará a partir de la descripción anterior que, por medio de un ajuste apretado logrado entre las piezas de extremo 48 y la primera y última hileras correspondientes de la tubería, las piezas laterales 46 son de autoinstalación . Es decir, no requieren de la presencia de un accesorio para retenerlas en su lugar durante una operación de ensamblado tal como cobresoldadura . Consecuentemente, los accesorios de fijación de pieza lateral se pueden eliminar, eliminando de esta manera equipo requerido en la operación de ensamblado asi como el tiempo gastado por un ensamblador en colocar los accesorios en el intercambiador térmico. Como resultado, los intercambiadores térmicos que emplean la invención se pueden fabricar de manera más económica que los intercambiadores térmicos conocidos hasta ahora.

Claims

REIVINDICACIONES

1. - En un intercambiador térmico que incluye un núcleo que tiene cuando menos una fila de una pluralidad de hileras rectas, paralelas, separadas de tubería aplanada, que incluyen primera y última hileras laterales espaciadas, y cada una definiendo un lado asociado en lados opuestos de la fila; aletas que hacen puente en el espaciamiento entre cada una de la pluralidad de hileras y que se extienden hacia afuera de manera opuesta desde lados orientados hacia afuera de las primera y última hileras, y ligadas a la tubería; y un par de piezas laterales, una en cada lado de la hilera y hacia afuera de las aletas en la misma, la mejora en donde cada pieza lateral es alargada para extenderse substancialmente entre los extremos de la primera y última hileras y empareda las aletas contra la primera y última hileras, cada pieza lateral incluyendo un extremo dirigido hacia adentro enganchado en una asociada de la primera y última hileras en los extremos de las mismas.

2. - El intercambiador térmico de conformidad con la reivindicación 1, en donde cada extremo dirigido hacia adentro incluye una muesca que tiene una anchura aproximadamente a aquella de una dimensión menor de la primera y última hileras en su extremo respectivo, y cada pieza de extremo está ligada al tubo en el que se engancha y a cuando menos algunas de las aletas emparedadas entre cada pieza lateral y la correspondiente de la primera y última hileras.

3. - El intercambiador térmico de confprmidad con la reivindicación 2, en donde las hileras de tubo, las aletas y las piezas laterales son de aluminio y están ligadas juntas mediante cobresoldadura.

4. - El intercambiador térmico de conformidad con la reivindicación 1, en donde las hileras están definidas por tramos rectos de una pieza de tubería formada en serpentina.

5. - El intercambiador térmico de conformidad con la reivindicación 1, en donde las hileras están definidas por tramos individuales de tubería recta.

6. - El intercambiador térmico de conformidad con la reivindicación 1, en donde las aletas son aletas de serpentina.

7. - El intercambiador térmico de conformidad con la reivindicación 1, en donde las aletas son aletas de placa.

8. - En un intercambiador térmico que incluye un núcleo que tiene cuando menos una fila de una pluralidad de hileras rectas, paralelas, separadas de tubería aplanada, que incluyen primera y última hileras laterales espaciadas, y cada una definiendo un lado asociado en lados opuestos de la hilera; aletas que forman puente en el espaciamiento entre cada una de la pluralidad de hileras y que se extienden hacia afuera de manera opuesta desde lados orientados hacia afuera de la primera y última hileras, y ligadas a la tubería, una pieza lateral en cuando menos un lado de la hilera y que empareda las aletas en la misma contra una de la primera y última hileras, la mejora en donde la pieza lateral qüe tiene una longitud suficiente para extenderse substancialmente entre el extremo de una hilera y extremos volteados hacia adentró enganchados sobre la hilera en los extremos de esa una hilera. 9.- En un intercambiador térmico que incluye un núcleo que tiene cuando menos una fila de una pluralidad de hileras rectas, paralelas, separadas de tubería aplanada, que incluyen primera y última hileras laterales espaciadas, y cada una definiendo un lado asociado en lados opuestos de la hilera; aletas que hacen puente en el espaciamiento entre cada una de la pluralidad de hileras y que se extienden hacia afuera de manera opuesta desde lados orientados hacia afuera de la primera y última hileras, y ligadas a la tubería, una pieza lateral cuando menos un lado de la hilera y que empareda las aletas en la misma contra la primera y última hileras, la mejora en donde la pieza lateral que tiene una longitud suficiente para extenderse substancialmente entre el extremo de una hilera y extremos volteados hacia adentro enganchados sobre dicha una hilera en los extremos de esa hilera, la pieza lateral estando cobresoldada a la hilera y cuando menos algunas de las aletas entre la pieza lateral y esa una hilera . 10. - El intercambiador térmico de conformidad con la reivindicación 7, en donde las hileras son tramos rectos de una pieza de tubería formada en serpentina y las aletas son aletas de placa que se extienden en la longitud de la hilera. 11. - El intercambiador térmico de conformidad con la reivindicación 9, en donde los extremos volteados hacia adentro incluyen muescas de extremo abierto ajustadas sobre y que reciben apretadamente los extremos de la primera y última hileras.