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ES2557388A1 - Intercambiador de calor provisto de deflector - Google Patents

Intercambiador de calor provisto de deflector Download PDF

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ES2557388A1
ES2557388A1 ES201431124A ES201431124A ES2557388A1 ES 2557388 A1 ES2557388 A1 ES 2557388A1 ES 201431124 A ES201431124 A ES 201431124A ES 201431124 A ES201431124 A ES 201431124A ES 2557388 A1 ES2557388 A1 ES 2557388A1
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Abstract

Intercambiador de calor provisto de un deflector. Intercambiador de calor 1, que comprende tubos paralelos 2 apilados, una carcasa 3 en cuyo interior están alojados los tubos 2, estando los tubos 2 separados entre sí de modo que se configura un canal de paso de fluido refrigerante constituido por unas secciones de paso 4 entre tubos 2 contiguos en la dirección de apilamiento y unas secciones de paso 5 entre tubos y carcasa 3; y unos deflectores 6, 7 del fluido refrigerante que son dos cuerpos laminares 6, 7 de una pieza dispuestos en un plano normal a la dirección longitudinal y recortados de modo que cada uno tiene una primera sección 8 adaptada para obstruir parcialmente una sección de paso 5 entre tubos y carcasa 3, unas extensiones 9 que se extienden desde dicha primera extensión 8 y perpendiculares a ésta y que están adaptadas para obstruir secciones de paso 4 entre tubos 2 contiguos en la dirección de apilamiento.

Description

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DESCRIPCION
INTERCAMBIADOR DE CALOR PROVISTO DE DEFLECTOR
La presente invencion se refiere a un intercambiador de calor provisto de uno o mas deflectores de guiado del flujo refrigerante para lograr un intercambio optimo de calor entre fluido refrigerante y fluido refrigerado.
Antecedentes de la invencion
Son conocidos en el sector del automovil los intercambiadores de calor que comprenden:
• al menos una columna de tubos paralelos de seccion rectangular dispuestos apilados que definen una direccion longitudinal;
• una carcasa en cuyo interior estan alojados los tubos, estando los tubos provistos en sus lados superior e inferior de protuberancias destinadas a mantener los tubos unidos entre si y con la carcasa con una separacion de modo que se configura un canal de paso de fluido refrigerante constituido por:
o secciones de paso entre tubos contiguos en la direccion de apilamiento; o secciones de paso entre tubos y carcasa.
Por lo tanto, el fluido refrigerante esta forzado a pasar por las mencionadas secciones de paso, en contacto con la superficie externa de los tubos, de modo que se produce un intercambio de calor entre el fluido a refrigerar que pasa por el interior de los tubos y el fluido refrigerante.
En general, por razones de espacio, hay pocas posibilidades para disponer las entradas y salidas, tanto del fluido refrigerado, que se introduce por un extremo de los tubos y sale por el otro extremo, es decir que recorre el intercambiador de calor segun la direccion longitudinal, como del fluido refrigerante, que se introduce superiormente por la parte delantera del intercambiador, para salir por la parte posterior, preferentemente lateralmente.
Esta configuracion, que puede ser objeto de muchas variantes, permite un control limitado de la configuration de los gradientes termicos entre ambos fluidos, pues es posible que
queden zonas del intercambiador, en especial aquellas esquinas alejadas de las entradas y
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salidas de fluido refrigerante, tambien llamadas zonas de estancamiento, en las que el flujo de refrigerante sea menor, y por lo tanto que la eficiencia de refrigeracion se vea perjudicada.
Para reducir las zonas de estancamiento, es conocido el uso de deflectores del fluido refrigerante, que consisten en obstaculos que se disponen en las secciones de paso con la finalidad de configurar el flujo de manera mas eficiente.
Sin embargo, no existe una solucion versatil a dla de hoy que sea compatible con un procedimiento de ensamblado de tubos y deflectores.
Descripcion de la invencion
Para satisfacer esta carencia, se propone un intercambiador de calor, que comprende:
• al menos una columna de tubos paralelos dispuestos apilados que definen una direccion longitudinal;
• una carcasa en cuyo interior estan alojados los tubos, estando los tubos separados entre si, de modo que se configura un canal de paso de fluido refrigerante constituido por:
o secciones de paso entre tubos contiguos en la direccion de apilamiento; o secciones de paso entre tubos y carcasa; y
• unos deflectores del fluido refrigerante;
que se caracteriza por el hecho de los deflectores son al menos dos cuerpos laminares de una pieza dispuestos en un plano normal a la direccion longitudinal y recortados de modo que cada uno tiene:
- una primera seccion adaptada para obstruir parcialmente una seccion de paso entre tubos y carcasa,
- unas extensiones que se extienden desde dicha primera extension y perpendiculares a esta y que estan adaptadas para obstruir secciones de paso entre tubos contiguos en la direccion de apilamiento,
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Siendo la longitud de las extensiones de cada una de los cuerpos laminares tal que las extensiones de uno de los cuerpos laminares se solapan con las extensiones del otro cuerpo laminar, de modo que cada cuerpo laminar puede introducirse lateralmente con respecto a los tubos y constituir un deflector del fluido refrigerante.
Preferentemente, los tubos estan provistos en sus lados superior e inferior de protuberancias destinadas a mantener los tubos unidos entre si y con la carcasa.
Preferentemente, los tubos son de seccion rectangular.
Ventajosamente, el intercambiador comprende dos columnas contiguas de tubos paralelos de seccion rectangular dispuestos apilados.
Preferentemente, cada cuerpo laminar comprende una seccion extrema paralela a las extensiones y que obstruye la seccion de paso de fluido refrigerante entre la carcasa y el tubo inferior o superior del apilamiento.
Ventajosamente, la seccion extrema de los cuerpos laminares comprende unos recortes adaptados para cooperar con las protuberancias de la carcasa.
Mas ventajosamente, el intercambiador comprende una entrada de fluido refrigerante frontal superior y una salida de fluido refrigerante posterior lateral, dos cuerpos laminares dispuestos para obstruir la seccion de paso de fluido refrigerante por la parte superior inmediatamente aguas abajo de la entrada de fluido refrigerante frontal superior y dos cuerpos laminares dispuestos para obstruir la seccion de paso refrigerante por la parte inferior inmediatamente aguas arriba de la salida de fluido refrigerante posterior lateral.
Finalmente, cada una de las primeras secciones comprende unas pestanas que se extienden perpendicularmente desde su borde de contacto con los tubos, de modo que constituyen unas placas de fijacion a los tubos.
Breve descripcion de las figuras
Para mejor comprension de cuanto se ha expuesto se acompanan unos dibujos en los que, esquematicamente y tan solo a tltulo de ejemplo no limitativo, se representa un caso practico de realization del intercambiador de la invention.
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La figura 1 es una seccion en alzado del intercambiador segun la invencion.
La figura 2 es una perspectiva en despiece del intercambiador segun la invencion.
La figura 3 es una vista frontal.
Las figuras 4 y 5 son unos alzados lateral y frontal de una de las piezas unitarias que constituyen los medios deflectores.
La figura 6 es una vista en perspectiva en despiece de un conjunto tubos y de dos pares de piezas deflectoras.
Descripcion de una realizacion preferida
Tal como puede apreciarse en las figuras, la invencion se refiere a un intercambiador de calor 1, que comprende:
• al menos una columna de tubos paralelos 2, muy preferentemente de seccion rectangular, dispuestos apilados que definen una direccion longitudinal;
• una carcasa 3 en cuyo interior estan alojados los tubos 2, estando los tubos 2 separados entre si, de modo que se configura un canal de paso de fluido refrigerante constituido por:
o secciones de paso 4 entre tubos 2 contiguos en la direccion de apilamiento; o secciones de paso 5 entre tubos y carcasa 3; y
• unos deflectores 6, 7 del fluido refrigerante;
caracterizado por el hecho de que los deflectores son al menos dos cuerpos laminares 6, 7 de una pieza dispuestos en un plano normal a la direccion longitudinal y recortados de modo que cada uno tiene:
- una primera seccion 8 adaptada para obstruir parcialmente una seccion de paso 5 entre tubos y carcasa 3,
- unas extensiones 9 que se extienden desde dicha primera extension 8 y
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perpendiculares a esta y que estan adaptadas para obstruir secciones de paso 4 entre tubos 2 contiguos en la direccion de apilamiento,
siendo la longitud de las extensiones 9 de cada una de los cuerpos laminares 6, 7 tal que las extensiones 9 de uno de los cuerpos laminares 6 se solapan con las extensiones 9 del otro cuerpo laminar 7, de modo que cada cuerpo laminar 6, 7 puede introducirse lateralmente con respecto a los tubos 2 y constituir un deflector del fluido refrigerante.
Por lo tanto, dicho de otro modo, los deflectores estan constituidos por dos piezas que tienen forma de peine, y que se ensamblan lateralmente introduciendo las puas del peine entre los tubos 2. Los extremos de estos "peines", se superponen para constituir el equivalente de una unica pieza.
El hecho de que el ensamblado se realice de lado perpendicularmente en contraste con el ensamblado en paralelo, es decir mediante introduction en la direccion longitudinal, es que evita tener que prever recortes correspondientes a las protuberancias de union en las piezas que constituyen el deflector. Estos recortes son numerosos, y por lo tanto implicarla unos pasos preferentes no deseados para el fluido refrigerante.
Tal como puede apreciarse en las figuras, los tubos 2 estan provistos en sus lados superior e inferior de protuberancias P destinadas a mantener los tubos 2 unidos entre si y con la carcasa 3.
Tal como puede apreciarse en las figuras, segun una realization preferida, el intercambiador comprende dos columnas contiguas de tubos paralelos 2 de section rectangular dispuestos apilados. En este caso, obviamente, la seccion de paso entre tubos contiguos segun la direccion horizontal no queda tapada por las piezas o "peines", pero se trata de una seccion de poca importancia.
Cada cuerpo laminar 6, 7 comprende una seccion extrema 10 paralela a las extensiones 9 y que obstruye la seccion de paso de fluido refrigerante entre la carcasa 3 y el tubo inferior o superior del apilamiento. Esta seccion extrema 10 se puede unir por soldadura a la superficie superior (inferior) del tubo superior (inferior), para contribuir a fijar los deflectores a los tubos.
El intercambiador comprende una entrada de fluido refrigerante frontal superior 11 y una
salida de fluido refrigerante posterior lateral 12, dos cuerpos laminares 6, 7 dispuestos para obstruir la seccion de paso de fluido refrigerante por la parte superior inmediatamente aguas abajo de la entrada de fluido refrigerante frontal superior 11 y dos cuerpos laminares 6', 7' dispuestos para obstruir la seccion de paso refrigerante por la parte inferior inmediatamente 5 aguas arriba de la salida de fluido refrigerante posterior lateral 12.
En la figura 1 se puede apreciar la modification general del flujo de refrigerante que se consigue con los dos pares de piezas deflectoras. Evidentemente, se puede utilizar cualquier combination de piezas deflectoras para lograr el flujo deseado.
10
Cada una de las primeras secciones 8 comprende unas pestanas 13 que se extienden perpendicularmente desde su borde de contacto con los tubos, de modo que constituyen 15 unas placas de fijacion lateral a los tubos 2.
Finalmente, las piezas que constituyen los deflectores comprenden unos recortes 14 destinados a dejar pasar las protuberancias de union internas de la carcasa, pues el montaje de esta se hace por deslizamiento sobre el conjunto una vez colocados y fijados los 20 deflectores en y a los tubos.
Tal como puede apreciarse por ejemplo en las figuras 1 y 3, las piezas cubren entre la mitad y dos tercios de la seccion de paso, aunque en cada caso se podra determinar el numero de pares de piezas optimo para lograr el flujo de refrigerante deseado.
25
A pesar de que se ha hecho referencia a una realization concreta de la invention, es evidente para un experto en la materia que el intercambiador descrito es susceptible de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser substituidos por otros tecnicamente equivalentes, sin apartarse del ambito de protection 30 definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (7)

  1. 5
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    15
    20
    25
    30
    35
    REIVINDICACIONES
    1. Intercambiador de calor (1), que comprende:
    • al menos una columna de tubos paralelos (2) dispuestos apilados que definen una direccion longitudinal;
    • una carcasa (3) en cuyo interior estan alojados los tubos (2), estando los tubos (2) separados entre si de modo que se configura un canal de paso de fluido refrigerante constituido por:
    o secciones de paso (4) entre tubos (2) contiguos en la direccion de apilamiento;
    o secciones de paso (5) entre tubos y carcasa (3); y
    • unos deflectores (6, 7) del fluido refrigerante;
    caracterizado por el hecho de que los deflectores son al menos dos cuerpos laminares (6, 7) de una pieza dispuestos en un plano normal a la direccion longitudinal y recortados de modo que cada uno tiene:
    - una primera seccion (8) adaptada para obstruir parcialmente una seccion de paso (5) entre tubos y carcasa (3),
    - unas extensiones (9) que se extienden desde dicha primera extension (8) y perpendiculares a esta y que estan adaptadas para obstruir secciones de paso (4) entre tubos (2) contiguos en la direccion de apilamiento,
    Siendo la longitud de las extensiones (9) de cada una de los cuerpos laminares (6, 7) tal que las extensiones (9) de uno de los cuerpos laminares (6) se solapan con las extensiones (9) del otro cuerpo laminar (7), de modo que cada cuerpo laminar (6, 7) puede introducirse lateralmente con respecto a los tubos (2) y constituir un deflector del fluido refrigerante.
  2. 2. Intercambiador segun la reivindicacion 1, en el que los tubos (2) estan provistos en sus lados superior e inferior de protuberancias (P) destinadas a mantener los tubos (2) unidos entre si y con la carcasa (3).
  3. 3. Intercambiador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los tubos
    8
    son de seccion rectangular.
  4. 4. Intercambiador segun la reivindicacion 1 o la 2, que comprende dos columnas contiguas de tubos paralelos (2) de seccion rectangular dispuestos apilados.
    5
  5. 5. Intercambiador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada cuerpo laminar (6, 7) comprende una seccion extrema (10) paralela a las extensiones (9) y que obstruye la seccion de paso de fluido refrigerante entre la carcasa (3) y el tubo inferior o superior del apilamiento.
    10
  6. 6. Intercambiador segun la reivindicacion 2 y la 5, en el que la seccion extrema (10) de los cuerpos laminares (6, 7) comprende unos recortes (14) adaptados para cooperar con las protuberancias (P) de la carcasa (3).
    15 7. Intercambiador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una
    entrada de fluido refrigerante frontal superior (11) y una salida de fluido refrigerante posterior lateral (12), dos cuerpos laminares (6, 7) dispuestos para obstruir la seccion de paso de fluido refrigerante por la parte superior inmediatamente aguas abajo de la entrada de fluido refrigerante frontal superior (11) y dos cuerpos laminares (6', 7') dispuestos para obstruir la 20 seccion de paso refrigerante por la parte inferior inmediatamente aguas arriba de la salida de fluido refrigerante posterior lateral (12).
  7. 8. Intercambiador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada una de las primeras secciones (8) comprende unas pestanas (13) que se extienden 25 perpendicularmente desde su borde de contacto con los tubos, de modo que constituyen unas placas de fijacion a los tubos (2).
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