MXPA01002121A

MXPA01002121A - Modulo de intercambio de calor especialmente para un vehiculo automotor.

Info

Publication number: MXPA01002121A
Application number: MXPA01002121A
Authority: MX
Inventors: Potier Michel
Original assignee: Valeo Thermique Moteur Sa
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2002-08-20
Also published as: DE60109510D1; FR2805605B1; KR20010085507A; EP1128149B1; BR0100791B1; FR2805605A1; ATE291727T1; US6899167B2; US20010047860A1; EP1128149A1; JP2001263985A; BR0100791A

Abstract

Un modulo de intercambio de calor tiene un intercambiador principal y por lo menos un intercambiador secundario, teniendo cada uno un cuerpo con tubos de circulacion de fluido, y aletas de enfriamiento, sujetandose el intercambiador secundario al intercambiador principal; el modulo incluye un grupo de aletas comunes al intercambiador principal y por lo menos a un intercambiador secundario, estando montadas estas aletas en los tubos del intercambiador principal y proyectandose desde este intercambiador, las partes que se proyectan de las aletas incluyendo huecos para acomodar los tubos del intercambiador secundario; el intercambiador secundario se asegura con de medios de sujecion en la posicion en la cual sus tubos engranan en los huecos; (figura 2).

Description

MODULO DE INTERCAMBIO DE CALOR ESPECIALMENTE PARA UN VEHÍCULO AUTOMOTOR CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un módulo de intercambio de calor, y muy particularmente comprendiendo dicho módulo un intercambiador principal y por lo menos un intercambiador secundario incluyendo cada uno un cuerpo generalmente plano equipado con tubos de circulación de fluido, y además comprendiendo aletas de enfriamiento, ajustándose el intercambiador secundario al intercambiador principal de manera que el mismo flujo de aire pueda pasar sobre los respectivos cuerpos de dichos intercambiadores.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Estos intercambiadores generalmente adoptan la forma de un cuerpo equipado con tubos de circulación de fluido y con aletas para el intercambio de calor con el medio ambiente exterior. Este cuerpo está unido al menos a un distribuidor que distribuye el fluido en los tubos de circulación. Es común ensamblar uno o más intercambiadores en un intercambiador principal, como un radiador para enfriar un motor de vehículo automotor para constituir un ensamble, también llamado módulo, listo para instalarse en el vehículo. Este intercambiador secundario con frecuencia consiste de un enfriador de aire de sobrealimentación para el motor, un condensador de aire acondicionado o un radiador de aceite. El ensamble del intercambiador secundario o intercambiadores en el intercambiador principal se logra generalmente por medio de talones integrados al segundo intercambiador y tornillos insertados en los distribuidores del intercambiador principal. También se han propuesto sistemas de ensamble por encajado o por sujeción de los radiadores. Estos ensambles conocidos de ¡ntercambiadores primarios y secundarios muestran el inconveniente de requerir operaciones que son caras en términos de tiempo y herramientas. Además, los elementos para unir los intercambiadores principales y secundarios requieren una cierta cantidad de espacio lo cual demerita el tamaño compacto del módulo. Además, estos elementos de unión muestran cierto volumen transversal y por ello no hacen posible tener la misma superficie de intercambio disponible para los intercambiadores principal y secundario. La presente invención pretende poner remedio a estos inconvenientes. Muy particularmente, el objetivo de la invención es proveer un módulo de intercambio de calor cuya producción, y especialmente operaciones de ensamble, sean lo más simples posible.

También es un objetivo de la invención proveer un módulo de intercambio de calor, que no incluya, en la medida de lo posible, piezas de ensamble entre los intercambiadores principal y secundario. Además, la invención pretende proveer un método para producir un módulo de intercambio de calor que no requiera operación de ensamble o cuando eso sea imposible, incluya sólo un mínimo número de ellas. También es un objetivo de la invención proveer un módulo de intercambio de calor con un espesor menor que los de la técnica anterior. También es un objetivo de la invención proveer un módulo de intercambio de calor que muestre características de intercambio de calor mejoradas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un aspecto de la invención se provee un módulo de intercambio de calor, que comprende un intercambiador principal y por lo menos un ¡ntercambiador secundario incluyendo cada uno un cuerpo generalmente plano equipado con tubos de circulación de fluido, y que comprende además aletas de enfriamiento, estando el intercambiador secundario sujeto al ¡ntercambiador principal de manera que el mismo flujo de aire pueda pasar sobre los respectivos cuerpos de los ¡ntercambiadores, en donde el módulo incluye un grupo de aletas que es común al intercambiador principal y por lo menos a un intercambiador secundario, estando dichas aletas montadas en los tubos de circulación de fluido del intercambiador principal y proyectándose desde este ¡ntercambiador sustancial y perpendicularmente a su plano, incluyendo las partes de las aletas que se proyectan desde el ¡ntercambiador principal, huecos para acomodar los tubos de circulación de fluido del intercambiador secundario, y proveyendo los medios de sujeción con el fin de fijar el intercambiador secundario en la posición en la que los tubos de circulación de fluido engranen en dichos huecos. Los intercambiadores se ensamblan de este modo por medio de su cuerpo, gracias a sus tubos de circulación de fluido y a un grupo común de aletas de enfriamiento. Esto da como resultado una simplificación del ensamble del módulo de intercambio de calor. Además, el módulo puede presentar dimensiones más pequeñas, esto se debe a que ningún elemento de ensamble se proyecta fuera de la sección transversal de los intercambiadores. Además, los cuerpos pueden estar tan cerca uno del otro como se desee. Esto también da como resultado un espesor menor para el módulo, y la posibilidad, para cada ¡ntercambiador, de tener la máxima superficie de intercambio disponible. En una modalidad particular, las aletas de enfriamiento se proyectan desde el ¡ntercambiador principal por uno de sus lados para ensamblar un intercambiador secundario y el intercambiador principal.

En otra modalidad, las aletas de enfriamiento se proyectan desde el ¡ntercambiador principal por ambos lados para ensamblar dos intercambiadores secundarios y el intercambiador principal. Convenientemente, los huecos de las aletas se abren hacia el intercambiador secundario. La expresión "medios de sujeción" como se ha utilizado hasta el momento pretende generalmente abarcar los medios mecánicos adecuados para inmovilizar el intercambiador secundario o intercambiadores con respecto al intercambiador principal. En una modalidad de la invención, los medios de sujeción comprenden el ajuste a presión de los tubos del intercambiador secundario en los huecos de las aletas. En otra modalidad de la invención, los medios de sujeción comprenden medios de enclavamiento de perfil. Estos medios de sujeción pueden comprender muescas alineadas hechas en uno de los lados perpendiculares a los planos de los ¡ntercambiadores, de la parte que se proyecta de las aletas y un elemento de sujeción proveniente del ¡ntercambiador secundario y capaz de engranar en dichas muescas. En una modalidad, el elemento de sujeción comprende por lo menos una depresión provista en por lo menos una de las caras del intercambiador secundario.

En otra modalidad, el elemento de sujeción comprende por lo menos un talón proveniente de al menos un lado de un distribuidor del ¡ntercambiador secundario. Los medios de sujeción también pueden comprender muescas alineadas formadas en uno de los lados perpendiculares a los planos de los intercambiadores, de la parte que se proyecta de las aletas y un elemento de sujeción adherido, adecuado para engranar en dichas muescas. En una modalidad, este elemento de sujeción adherido es una tira equipada con una saliente configurada para engranar en dichas muescas, y se proveen medios de enclavamiento para asegurar el elemento de sujeción al intercambiador secundario. Convenientemente, los medios de enclavamiento comprenden talones de enganche integrados a una cara montada en el ¡ntercambiador secundario para enganchar el elemento de sujeción en el ¡ntercambiador secundario. Los medios de sujeción pueden comprender por lo menos un travesano con una sección transversal en forma de U que muestra dos orillas opuestas adecuadas para soportar dos caras opuestas de las aletas y que incluyen un talón adecuado para engranar en una muesca provista en un distribuidor del ¡ntercambiador secundario. Otro objetivo adicional de la invención es un método para producir un módulo de intercambio de calor que comprende un ¡ntercambiador principal y por lo menos un intercambiador secundario incluyendo cada uno un cuerpo equipado con tubos de circulación de fluido, y comprendiendo además aletas de enfriamiento, y en el cual el intercambiador secundario se ajusta al ¡ntercambiador principal de manera que el mismo flujo de aire pueda pasar sobre los respectivos cuerpos de dichos ¡ntercambiadores. De acuerdo con la invención, el método comprende las etapas que consisten en producir el ¡ntercambiador principal con aletas que se proyectan desde este intercambiador sustancial y perpendicularmente a su plano, incluyendo las partes que se proyectan de las aletas huecos para acomodar los tubos de circulación de fluido del intercambiador secundario, producir el intercambiador secundario sin aletas de enfriamiento, colocar el intercambiador secundario engranando sus tubos de circulación de fluido en dichos huecos, y sujetando el ¡ntercambiador secundario en esta posición.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Ahora se describirán varias modalidades preferidas de la invención, a manera de ejemplos no limitantes, haciendo referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los cuales: la figura 1 es una vista en perspectiva de un módulo de intercambio de calor de conformidad con una primera modalidad de la invención; la figura 2 es una vista en perspectiva aumentada, a mayor escala, de una parte del módulo de la figura 1 antes del ensamble; la figura 3 es una vista parcial que muestra los tubos del intercambiador secundario engranado en las muescas de las aletas después del ensamble; la figura 4 es una vista parcial en perspectiva de un módulo de intercambio de calor de conformidad con una segunda modalidad de la invención; las figuras 5 y 6 son dos vistas parciales en perspectiva que ilustran el ensamble del módulo de la figura 4; las figuras 7 y 8 son dos vistas parciales en perspectiva que ilustran el ensamble de un módulo de conformidad con una tercera modalidad de la invención; las figuras 9 y 10 son dos vistas en perspectiva que ¡lustran el ensamble de un módulo de conformidad con una cuarta modalidad de la invención; la figura 11 es una vista en perspectiva aumentada, a mayor escala, de una parte del módulo de las figuras 9 y 10, antes del ensamble; la figura 12 es una vista similar a la figura 11 que muestra el módulo durante el ensamble; la figura 13 es una vista similar a la figura 11 que muestra el módulo ensamblado; y la figura 14 es una vista parcial en perspectiva de un módulo de intercambio de calor de conformidad con una cuarta modalidad de la invención.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS En las diferentes figuras, los signos de referencia similares indican partes similares a menos que se especifique de otra forma. El módulo de intercambio de calor de la figura 1 está hecho de un radiador 1 para enfriar el motor de un vehículo automotor y de un condensador de aire acondicionado 2, siendo estos dos intercambiadores generalmente planos. El radiador 1 está construido de la manera conocida por un cuerpo 3 producido de un banco de tubos verticales de circulación de fluido y montado entre dos distribuidores 4 y 5, disponiendo los distribuidores a lo largo de dos lados paralelos del cuerpo y estando equipados con tubos de entrada y salida de líquido de enfriamiento 6. El condensador 2 también está construido de un cuerpo 7 producido de un banco de tubos verticales de circulación de fluido y montado entre dos distribuidores 8 y 9, disponiendo los distribuidores a lo largo de dos lados paralelos del cuerpo y equipándolos con tubos de entrada y salida de fluido refrigerante 10. Podrá apreciarse más adelante que los intercambiadores de calor 1 y 2 se ensamblan por medio de su cuerpo 3 y 7 respectivamente, gracias a aletas 11 comunes a los dos intercambiadores.

Estas aletas 11 , mejor representadas en las figuras 2 y 3, se montan de una forma convencional en los tubos 22 del cuerpo 3 del intercambiador de calor 1. Sin embargo, tienen la característica particular de incluir extensiones que se proyectan 12, perpendicularmente al plano de los intercambiadores, en el lado del intercambiador de calor 2. Las extensiones 12 incluyen huecos 13 abiertos hacia el intercambiador 2. Estos huecos tienen una forma que corresponde a la sección transversal de los tubos 23 del ¡ntercambiador 2, que aquí son tubos planos, y la misma inclinación que estos tubos, con el fin de acomodar dichos tubos (figura 3). En la modalidad de las figuras 1 a 3, los tubos 23 del intercambiador secundario 12 se ensamblan a presión en los huecos 13 de las aletas. Esto provee una sujeción por fricción entre las paredes de los tubos 23 y las orillas de los huecos 13. Además, el intercambiador 2 comprende 2 caras laterales 15 a lo largo de sus lados perpendiculares a los distribuidores 8 y 9 (figura 2). Estas caras pueden hacer presión, si se juzga adecuado, contra los lados de la aleta con el fin de contribuir a sostener el ¡ntercambiador secundario. El ensamble del intercambiador 1 equipado con sus aletas 11 con el intercambiador 2 carente de aletas ocurre de la siguiente manera. El intercambiador 2 simplemente se presiona contra el intercambiador 1 engranando a presión los tubos 23 del intercambiador 2 en los huecos 13 de las extensiones 12 de las aletas, lo cuaj sujeta el intercambiador 2. El módulo de intercambio de calor de las figuras 4 a 6 es similar al de las figuras 1 a 3. Sin embargo, ¡la sujeción del intercambiador secundario 2 con respecto al ¡ntercambiador principal 1 ocurre aquí por enclavamiento de perfil. Con este fin, cada extensión 12 de las aletas incluye además una muesca 14 formada en cada uno de sus lados perpendiculares a los planos de los intercambiadores (figura 5). Las muescas 14 están alineadas de manera que forman dos hendiduras verticales opuestas en la unidad de aletas. El intercambiador secundario 2 incluye dos caras laterales 15 similares a las de la modalidad de las figuras 1 a 3. Sin embargo, por lo menos una de las caras 15 comprende depresiones 24, aquí tres en número (figura 4), que están volteadas al mismo lado que las aletas y que pretenden engranar por enclavamiento de perfil en la muesca 14. Así se asegura la sujeción por un elemento proveniente del intercambiador secundario. El módulo se ensambla presionado el ¡ntercambiador dos contra el intercambiador 1 (figura 5 y 6) de manera que los tubos 23 del intercambiador dos engranen en los huecos 13 de las extensiones 12 de las aletas. Después, las depresiones 24, que están preferiblemente precortadas, se deforman en dirección de la muesca 14 con el fin de proveer la sujeción. El módulo de intercambio de calor de las figuras 7 y 8 es similar al de las figuras 4 a 6, y la sujeción del intercambiador secundario 2 con respecto al intercambiador principal 1 también se lleva a cabo por medios de enclavamiento de perfil. La extensión 12 de las aletas también incluye dos muescas 14 similares a las de la modalidad de las figuras 4 a 6, de manera que forman dos hendiduras verticales opuestas en la unidad de aletas. El ¡ntercambiador 2 comprende un elemento de sujeción que se forma de por lo menos un talón proveniente de por lo menos un lado de un distribuidor 8 del ¡ntercambiador de calor 2. Los dos distribuidores 8 y 9 del intercambiador 2 están cada uno preferiblemente equipados con dos talones 25 lo que hace un total de 4 talones. El módulo se ensambla presionando el intercambiador 2 contra el ¡ntercambiador 1 (figura 7 y 8) con el fin de engranar los tubos 23 del ¡ntercambiador 2 en los huecos 13 de las extensiones 12 de las aletas.

Después, cada uno de los talones 25 se dobla para engranarse en una muesca 14 con el fin de proveer la sujeción. El módulo de intercambio de calor de ¡as figuras 9 a 13 es similar al de las figuras 4 a 6 y al de las figuras 7 y 8, en el sentido de que la sujeción del ¡ntercambiador secundario 2 con respecto al intercambiador principal 1 también se lleva a cabo por medios de enclavamiento de perfil. La extensión 12 de las aletas también incluye dos muescas 14 (figura 11) que son similares a las descritas anteriormente.

Las caras 15 del intercambiador 2 incluyen cada una dos bordes 16 que se proyectan hacia el exterior del intercambiador, extendiéndose estos mismos bordes por medio de talones de enganche 17 (figuras 11 a 13). Se provee, además una tira de sujeción 18, que consiste por ejemplo, de un segmento de una barra seccional de plástico, para enclavarse con cada una de las caras 15. Esta tira constituye un elemento de sujeción que está adherido y no proviene del intercambiador 2. Cada tira tiene una sección transversal sustancialmente en forma de T. Comprende un cuerpo 19 de un ancho sustancialmente igual a la distancia entre los dos bordes 16, y un espesor sustancialmente igual a la altura de los bordes 16. Además, comprende una saliente 20 con la misma sección transversal que las muescas 14. Las dimensiones de la tira 18 son tales que pueden engranarse entre los bordes 16 con la saliente 20 en las muescas 14.

Con este fin, las caras 15 incluyen una ranura 21 que permite a la saliente 20 pasar a través de ella. El intercambiador 1 equipado con sus aletas 11 se ensambla así con el intercambiador 2, carente de aletas, de la siguiente manera. El intercambiador 2 se presiona antes que nada contra el ¡ntercambiador 1 engranando los tubos 23 del ¡ntercambiador 2 en los huecos 13 de las extensiones 12 de las aletas. En esta posición, la ranura 21 queda frente a las muescas 14 (figura 12). La tira 18 se coloca entonces entre los bordes 16 y en la ranura 21 y las muescas 14.

Finalmente, los talones 17 se enganchan en la tira 18 con el fin de inmovilizarla (figuras 10 y 13). El ¡ntercambiador 2 se asegura así al intercambiador 1. En el módulo del intercambio de calor de la figura 14, la sujeción del intercambiador secundario 2 con respecto al intercambiador principal 1 también se realiza por medios de enclavamiento de perfil. Estos medios de sujeción comprenden por lo menos un travesano 26 con una sección transversal en forma de U que muestra una membrana generalmente plana 27 que descansa entre dos orillas opuestas 28. Estas orillas son capaces de hacer presión contra dos caras opuestas 29 y 30 de las aletas que constituyen respectivamente las dos caras principales del módulo. El módulo comprende preferiblemente dos travesanos 26. Cada travesano aquí incluye dos talones 31 y 32, cada uno capaz de engranar en una muesca 33 ó 34 respectivamente, provistos en el distribuidor 8 ó 9 respectivamente del ¡ntercambiador secundario. La invención no se limita a las modalidades antes descritas y se extiende a otras variantes. De este modo, aunque se provea un solo intercambiador secundario aquí, siempre será posible proveer un segundo intercambiador adoptando la misma configuración antes descrita en el lado opuesto al intercambiador 2. Para hacer esto, será suficiente extender las aletas 11 en el otro lado del plano del ¡ntercambiador 1.

El centro del ¡ntercambiador 1 puede formarse de cualquier tipo de tubos, en sección transversal planos o circulares. También puede tener una o más capas.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un módulo de intercambio de calor, que comprende un intercambiador principal y por lo menos un ¡ntercambiador secundario incluyendo cada uno un cuerpo generalmente plano equipado con tubos de circulación de fluido, y que comprende además aletas de enfriamiento, estando el segundo intercambiador ajustado al primer ¡ntercambiador de manera que el mismo flujo de aire pueda pasar sobre los respectivos cuerpos de dichos intercambiadores, caracterizado porque el módulo incluye un grupo de aletas que son comunes al intercambiador principal y por lo menos a un intercambiador secundario, estando dichas aletas montadas en los tubos de circulación de fluido en el ¡ntercambiador principal y proyectándose desde este intercambiador sustancial y perpendicularmente a su plano, incluyendo las partes de las aletas que se proyectan desde el ¡ntercambiador principal huecos para acomodar los tubos de circulación de fluido del ¡ntercambiador secundario y proveyéndose sujeciones con el fin de sujetar el ¡ntercambiador secundario en la posición en la cual sus tubos de circulación de fluido engranen en los huecos.

2.- El módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las aletas de enfriamiento se proyectan desde el ¡ntercambiador principal en uno de sus lados para ensamblar un intercambiador secundario y el intercambiador principal.

3.- El módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las aletas de enfriamiento se proyectan desde el ¡ntercambiador principal en sus dos lados para ensamblar dos intercambiadores secundarios con el intercambiador principal.

4.- El módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los huecos de las aletas están abiertos hacia el intercambiador secundario.

5.- El módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los medios de sujeción comprenden un ajuste a presión de los tubos del intercambiador secundario en los huecos de las aletas.

6.- El módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los medios de sujeción comprenden enclavamientos de perfil.

7.- El módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los medios de sujeción comprenden muescas alineadas formadas en uno de los lados, que son perpendiculares a los planos de los ¡ntercambiadores, de la parte que se proyecta de las aletas y un elemento de sujeción proveniente del intercambiador secundario y capaz de engranar en dichas muescas.

8.- El módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el elemento de sujeción comprende por lo menos una depresión provista en por lo menos una cara del intercambiador secundario.

9.- El módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el elemento de sujeción comprende por lo menos un talón proveniente de por lo menos un lado de un distribuidor del intercambiador secundario.

10.- El módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los medios de sujeción comprenden muescas alineadas formadas en uno de los lados, que son perpendiculares a los planos de los intercambiadores, de la parte que se proyecta de las aletas y un elemento de sujeción anexo adecuado para engranar en dichas muescas.

11.- El módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el elemento de sujeción anexo es una tira equipada con una saliente configurada para engranar en las muescas, proveyéndose un dispositivo de enclavamiento para asegurar el elemento de sujeción al intercambiador secundario.

12.- El módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque los dispositivos de enclavamiento comprenden talones de enganche integrados a una cara montada en el intercambiador secundario para enganchar el elemento de sujeción al intercambiador secundario.

13.- El módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los medios de sujeción comprenden por lo menos un travesano con una sección transversal en forma de U que muestra dos orillas opuestas adecuadas para soportar dos caras opuestas de las aletas y que incluyen un talón adecuado para engranar en una muesca provista en un distribuidor del intercambiador secundario.

14.- Un método para producir un módulo de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende un intercambiador principal y por lo menos un intercambiador secundario incluyendo cada uno un cuerpo equipado con tubos de circulación de fluido, y comprendiendo además aletas de enfriamiento, y caracterizado porque el intercambiador secundario se ajusta en el intercambiador principal de manera que el mismo flujo de aire pueda pasar sobre los respectivos cuerpos de los intercambiadores, comprendiendo el método: producir el intercambiador principal con aletas que se proyectan desde este intercambiador sustancial y perpendicularmente a su plano, incluyendo las partes de las aletas que se proyectan huecos para acomodar los tubos de circulación de fluido del intercambiador secundario; producir el intercambiador secundario sin aletas de enfriamiento, colocar el intercambiador secundario engranándolo por medio de sus tubos de circulación de fluido en dichos huecos; y ajustar el ¡ntercambiador secundario en esta posición.