MX2011004502A - Aleta para un intercambiador de calor e intercambiador de calor que incluye tal aleta. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una aleta (6) para un intercambiador de calor que comprende un cuerpo provisto con por lo menos un orificio (8) para el paso de un tubo (4) de dicho intercambiador de calor (1) y medios separadores (14), el orificio (8) tiene un contorno con dos lados conocidos como lados largos (10) y dos lados conocidos como lados cortos (12), y en cuyos medios separadores (14) se provee un lado corto (12) del contorno del orificio (8) para el paso del tubo (4); de acuerdo con la invención, los medios separadores (14) incluyen una superficie de soporte (16) capaz de soportar otra aleta (6); la invención puede utilizarse particularmente en la industria automotriz.

Description

ALETA PARA UN INTERCAMBIADOR DE CALOR E INTERCAMBIADOS DE CALOR QUE INCLUYE TAL ALETA MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a una aleta para un intercambiador de calor y a un intercambiador de calor que comprende tal aleta.

Se refiere específicamente a una aleta para un intercambiador de calor que comprende un cuerpo equipado con por lo menos un orificio para el paso de un tubo del intercambiador de calor y un medio conocido como un medio separador, en cuya aleta, el orificio tiene un contorno con dos lados conocidos como lados largos y dos lados conocidos como lados cortos, y en cuya aleta, los medios separadores están colocados sobre un lado corto del contorno del orificio de paso del tubo.

Tal aleta se utiliza en un intercambiador conocido como un intercambiador mecánico por referencia a su método de ensamble, por ejemplo un radiador de enfriador de motor.

Un intercambiador de calor del tipo mecánico generalmente está hecho de por lo menos un núcleo de intercambio de calor que comprende tubos y elementos de intercambio de calor conocidos como aletas. Las aletas están colocadas paralelas entre sí y perpendiculares a los tubos. En otras palabras, las aletas están sobrepuestas una sobre otra. En general, las aletas están perforadas con orificios para el paso de los tubos, el número de orificios es igual al número de tubos en dicha fila.

El haz de núcleo de tubos de aletas se sostiene mecánicamente por medio de una herramienta, también conocida como una oliva, insertada dentro de los tubos para deformar las paredes de los tubos y forzarlos contra los orificios hechos en las aletas. Las aletas están separadas cada una por un espacio de separación, por ejemplo del orden de un milímetro.

Los extremos de los tubos entonces están cada uno insertados en una placa recolectora que tiene aberturas para recibir los tubos. Las placas recolectoras después se tapan con cubiertas para formar tanques para alimentación por gravedad.

También se sabe en la práctica, en un intercambiador de tipo mecánico, para la placa recolectora a ajustarse en una junta. Los tubos y las placas recolectoras se ensamblan utilizando una operación de engarce conocida como "expansión" que consiste en expandir los extremos respectivos de los tubos para comprimir la junta y de este modo ensamblar permanentemente y fluidamente los extremos de los tubos y la placa.

Una aleta como la descrita anteriormente es conocida por el documento US 3 771 595. En ese documento, los espacios de separación entre las dos aletas adyacentes se logra utilizando un medio separador. Los medios separadores se obtienen al cortar y perforar la tira de metal que constituye la aleta con un corte idéntico a la forma de la sección transversal de los tubos, ahorrando pequeños espacios de material alrededor de la periferia del corte. Estas piezas de material, también conocidas como bridas, se levantan para formar los medios separadores.

El intercambiador de calor en el documento US 3 771 595 tiene tubos de sección transversal ovalada. Los orificios de paso en la aleta para los tubos también son por lo tanto de forma ovalada con dos ejes de simetría perpendiculares, respectivamente con una dimensión mayor o una menor.

Sin embargo, estas aletas tienen la desventaja de no ser capaces de aplicarse en intercambiadores de calor en los que el espacio que separa las dos aletas es mayor que la dimensión menor del orificio de paso para el tubo del intercambiador de calor.

Específicamente, en tal un ejemplo, el espacio de separación de la aleta no puede exceder la dimensión menor del orificio de paso del tubo. Mencionado de manera diferente en ese documento, el espacio de separación está limitado por la altura de la brida.

Para solucionar esta desventaja, la invención propone una aleta como se describió anteriormente, en la que los medios separadores comprenden una superficie de soporte capaz de soportar otra aleta.

Tal aleta hace posible obtener un espacio de separación que es mayor que la dimensión menor del paso de tubo y para hacerlo considera una posible recalibración del espacio de separación.

Específicamente, en el contexto de la invención, la superficie de soporte está colocada en la continuación de los medios separadores, lo cual significa que el espacio de separación puede ajustarse independientemente de la altura de los medios separadores o la brida.

Las modalidades particulares de la invención proponen que: - la superficie de soporte es capaz de soportar otra aleta a formarse como una parte integral de dichos medios separadores, - la superficie de soporte es capaz de soportar otra aleta a producirse en la forma de un borde levantado sustancialmente paralelo a un plano conocido como el plano total de la extensión de la aleta, - la aleta comprende adicionalmente por lo menos un medio capaz de interrumpir un flujo de aire que pasa a través de la aleta, y - los medios capaces de interrumpir el flujo de aire se forman de rejillas, dichas rejillas son paralelas a la dirección de dicho flujo de aire.

La invención también se refiere a un intercambiador de calor que comprende por lo menos una aleta como se describe en la presente anteriormente y en la cual la aleta tiene tubos de intercambio de calor a través de la misma.

En la siguiente descripción detallada, la cual se da a manera únicamente de ejemplo, se hace referencia a los dibujos anexos en los cuales: La figura 1 es una vista esquemática de un intercambiador de calor tipo mecánico, La figura 2 es una vista en perspectiva parcial y una vista en planta de un haz de núcleo de tubos y aletas de acuerdo con la invención La figura 3 es una vista en perspectiva parcial de una aleta de acuerdo con la invención, La figura 4 es una vista en perspectiva parcial y una vista lateral de un haz de núcleo de tubos y aletas de acuerdo con la invención, y La figura 5 muestra varios pasos en la parte del método de elaboración de una aleta de acuerdo con la invención.

Como se ilustra en la figura 1 , un intercambiador de calor 1 del tipo mecánico comprende dos tanques para alimentación por gravedad 2. Los tanques para alimentación por gravedad 2 están colocados en comunicación por medio de por lo menos una serie de tubos 4 dispuesta en una configuración alineada, a través de la cual se hace circular el fluido de transferencia de calor.

El intercambiador de calor 1 puede utilizarse como un enfriador para enfriar el refrigerante de motor. En tal un ejemplo, el fluido de transferencia de calor es refrigerante de motor tal como, por ejemplo, agua que contiene glicol.

En la modalidad que se ilustra en las figuras 2 a 4, los tubos 4 son de forma oblonga con dos lados conocidos como lados largos y dos lados conocidos como lados cortos, los lados cortos son de forma redonda. En esta modalidad, los lados largos opuestos tienen cada uno una forma cóncava. Esta forma de tubo se conoce también como "forma de frijol" o "forma de cacahuate".

Los tubos 4 están alienados paralelos entre si en una dirección conocida como la primera dirección. La primera dirección es, en este ejemplo, perpendicular a la dirección de un flujo F de aire que pasa a través del intercambiador de calor. En otras palabras, los tubos están sobrepuestos uno sobre otro en una primera dirección.

El fluido de transferencia de calor que se hace circular a través de los tubos 4 intercambia la energía térmica con el flujo de aire F. Para aumentar el intercambio de calor entre el fluido de transferencia de calor y el flujo de aire, los elementos paralelos de intercambio de calor, aquí producidos en la forma de aletas 6, se proporcionan entra los tanques para alimentación por gravedad 2. Una aleta 6 está prevista para que pase el flujo de aire a través de ésta en una dirección dada conocida como la segunda dirección.

Las aletas 6 están dispuestas transversalmente al eje de los tubos 4 y paralelas a los tanques para alimentación por gravedad 2. En otras palabras, las aletas 6 están sobrepuestas una sobre otra, la distancia que separa las dos aletas adyacentes definida por el espacio de separación. La dirección de la sobreposición de las aletas 6 es perpendicular a la dirección de la sobreposición de los tubos 4.

En este ejemplo, las aletas 6 son tiras de metal de forma sustancialmente rectangular y tienen dimensiones de ancho y largo sustancialmente iguales a aquellas de los tanques para alimentación por gravedad 2. Cada aleta 6 se extiende sustancialmente en una plano conocido como el plano total de la extensión.

Una aleta 6 comprende un cuerpo equipado con por lo menos un orificio 8 para el paso de un tubo 4 del intercambiador de calor 1. Este orificio se muestra en la figura 3 de la presente solicitud.

El orificio 8 tiene un contorno, en este ejemplo, un contorno alargado, correspondiente a la forma del tubo 4 que pasa a través de la aleta 6. En la modalidad aquí mostrada, el contorno del tubo 8 comprende dos lados conocidos como lados largos 10 y dos lados conocidos como lados cortos 12.

Más particularmente, el contorno del orificio 8 en este ejemplo tiene una forma oblonga en la que cada uno de los dos lados largos 10 tiene una forma cóncava. Lo que se quiere decir con una forma oblonga es una forma que es más larga que su ancho y que tiene una parte redonda en estos dos extremos.

La aleta 6 además comprende medios conocidos como un medio separador 14. Los medios separadores 14 también conocidos como un pico, en este ejemplo están colocados en un lado corto 12 del orificio de paso 8 del tubo 4. Aquí, los medios separadores 14 están colocados perpendiculares a la dirección del flujo de aire F.

En este ejemplo, los medios separadores 14 se extienden desde el cuerpo de la tira de metal de la cual está hecha la aleta y lo hace en un plano diferente desde el plano total de la extensión de la aleta 6. En este ejemplo, los medios separadores 14 se extienden sustancialmente perpendiculares al plano total de extensión de la aleta. Los medios separadores 14 en este ejemplo se forman como una parte integral del cuerpo de la aleta 6.

Los medios separadores 14 se obtienen de manera particular al perforar y levantar el metal del que está hecha la aleta 6. Cuando se realiza la perforación, se toman medidas para asegurar que dos fragmentos del material se dejan, estos dos fragmentos se levantan para formar los medios separadores 14.

Los medios separadores o brida 14 definen el espacio de separación entre dos aletas adyacentes del haz de núcleo de intercambio de calor. Como un recordatorio, el espacio de separación significa la distancia que separa dos aletas en la dirección en la que la última está apilada en el intercambiador de calor.

De acuerdo con la invención, la brida 14 comprende adicionalmente una superficie 16 capaz de soportar otra aleta.

En otras palabras, los medios separadores 14 están equipados con una protuberancia 16 que se extiende en un plano diferente al del plano de extensión de estos medios. En este ejemplo, la protuberancia o superficie de soporte 16 de los medios separadores 16 se extienden sustancialmente paralelos al plano total de extensión de la aleta 6. Esta protuberancia hace posible mantener un espacio de separación uniforme entre las aletas 6 del intercambiador de calor 1.

De otra manera dicho nuevamente, una superficie 16 capaz de soportar otra aleta puede observarse como una proyección que se extiende en un plano diferente al de la brida 14.

En la modalidad mostrada, la superficie 16 capaz de soportar otra aleta se produce en la forma de un borde o lengüeta levantada 16. En otras palabras, los medios separadores 14 comprenden un extremo conectado a la aleta 6 y un extremo distal del extremo conectado a la aleta 6. El extremo distal de los medios separadores o brida 14 comprende la superficie de soporte 16, la cual, en este ejemplo, se extiende sustancialmente paralelos al plano total de extensión de la aleta 6.

La lengüeta 16 está en la continuación de los medios separadores 14 y es de forma sustancialmente alargada, plana y angosta. La conexión entre los medios separadores 14 y la lengüeta 16 es, en este ejemplo, por medio de una parte redondeada. En otras modalidades, la lengüeta 16 se conecta a la brida 14. Mencionado de manera diferente nuevamente, la lengüeta 16 se produce como una parte integral de los medios separadores 14 y el cuerpo de la aleta 6.

La superficie 16 capaz de soportar otra aleta se obtiene al laminar los dos fragmentos de material que forman los medios separadores 14 hacia afuera. Esta laminación se obtiene utilizando un punzón redondeado.

Una aleta 6 de acuerdo con la invención permite de este modo reusar parte del material normalmente desechado después de la operación de perforación utilizado para crear el orificio 8 para el tubo. Se observará que este material adicional guardado en el intercambiador y en contacto con el tubo únicamente puede ayudar con el intercambiador de calor.

La aleta 6 además comprende por lo menos un medio 18 capaz de interrumpir el flujo de aire F. Aquí, los medios 18 capaces de interrumpir el flujo de aire F se produce en la forma de rejillas paralelas a la dirección del flujo de aire F.

Una aleta 6 puede obtenerse mediante un método que incluye por lo menos los siguientes pasos: - la tira de metal se perfora para formar un orificio 8 para el paso del tubo 4, manteniendo dos fragmentos de material 14 (paso A), los dos fragmentos de material 14 se voltean utilizando un punzón y un disco (paso B) los dos fragmentos de material 14 se laminan hacia la parte externa del orificio 8 utilizando un punzón redondeado (paso C) para formar la superficie 16 capaz de soportar otra aleta.

Se podrá observar que la perforación se lleva a cabo utilizando punzones adecuados para la forma del tubo. En este ejemplo, los punzones utilizados son de los que se denomina una forma de cacahuate.

Es posible planear pasos de elaboración adicionales en los que la altura de los fragmentos de materiales 14 se calibre para obtener la separación deseada, utilizando un bloque desabollador de batido y/o en la cual las ranuras transversales se forman para obtener los medios 18 capaces de interrumpir el flujo de aire, y/o en la cual la hoja de metal se corta para obtener por lo menos dos tiras de metal.

La invención no está limitada a las modalidades descritas anteriormente en la presente meramente a manera de ejemplos, sino que abarca todas las formas alternativas que un experto en la técnica puede imaginar en el alcance de las reivindicaciones anexas. Las formas alternativas en la presente descritas pueden tomarse en cuenta por separado o en combinación entre sí.

Claims (7)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una aleta (6) para un intercambiador de calor que comprende un cuerpo equipado con por lo menos un orificio (8) para el paso de un tubo (4) de dicho intercambiador de calor (1 ) y medios (14) conocidos como medios separadores, el orificio (8) tiene un contorno con dos lados conocidos como lados largos (10) y dos lados conocidos como lados cortos (12), y los medios separadores (14) están colocados en el lado corto (12) del contorno del orifico de paso (8) del tubo (4), en donde los medios separadores (14) comprenden una superficie de soporte (16) capaz de soportar otra aleta.

2 - La aleta de conformidad con la reivindicación anterior, caracterizada además porque la superficie de soporte (16) capaz de soportar otra aleta está formada como una parte integral de dichos medios separadores (14).

3. - La aleta de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada además porque la superficie de soporte (16) capaz de soportar otra aleta se produce en la forma de un borde levantado (16) sustancialmente paralelo a un plano conocido como el plano total de extensión de la aleta.

4. - La aleta de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada además porque comprende adicionalmente por lo menos un medio (18) capaz de interrumpir un flujo (F) de aire que pasa a través de dicha aleta (6).

5. - La aleta de conformidad con la reivindicación anterior, caracterizada además porque dicho medio (18) capaz de interrumpir dicho flujo de aire está formado por rejillas, dichas rejillas son paralelas a la dirección de dicho flujo de aire (F).

6. - Un intercambiador de calor (1 ) que comprende por lo menos una aleta (6) de una de las reivindicaciones anteriores, dicha aleta tiene, pasando a través de ella, tubos (4) en los cuales se hace circular un fluido de transferencia de calor.

7.- El intercambiador de calor de conformidad con la reivindicación anterior, caracterizado además porque los tubos (4) son de forma oblonga.