ES2219448T3 - Caja colectora con conducto para intercambiador de calor. - Google Patents
Caja colectora con conducto para intercambiador de calor.Info
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Abstract
Caja colectora para intercambiador de calor que comprende una placa colectora cerrada por una pared con el fin de delimitar una cámara en la cual desemboca al menos un conducto, caracterizada por el hecho de que comprende: una primera parte (10;50;72) formada a partir de una hoja metálica conformada que presenta únicamente un fondo (14; 54; 76) y dos flancos laterales (22; 56; 78) doblados en correspondencia, de los cuales uno al menos está provisto de una abertura (30; 66) para adicionar un conducto (32; 68; 84), y una segunda parte (12; 52; 74) formada a partir de una hoja metálica conformada adecuada para adaptarse a los flancos laterales (22; 56; 78) de la primera parte para formar una tapa en la parte opuesta del fondo (14; 54; 76) de esta primera parte, por el hecho de que una primera parte (10; 50; 72) o de la segunda parte (12; 52; 74) comprende la placa colectora (14; 58; 76), y por el hecho de que la primera parte (10; 50; 72), la segunda parte (12; 52; 74) y el conducto (32; 68;84) se unen por soldadura.
Description
Caja colectora con conducto para intercambiador
de calor.
La invención se refiere a los intercambiadores de
calor, particularmente para vehículos automóviles.
La invención se refiere más particularmente a una
caja colectora para intercambiador de calor, que comprende una placa
colectora cerrada por una pared con el fin de delimitar una cámara
en la cual desemboca al menos un conducto. Una caja colectora de
este tipo es conocida por el documento
EP-A-718580.
En una caja colectora de este tipo, la placa
colectora, que se llama también placa de orificios, presenta una
multiplicidad de orificios en los cuales son recibidos los extremos
de tubos que constituyen el haz del intercambiador de calor. Con
estos tubos están asociadas unas aletas que contribuyen a aumentar
la superficie de intercambio de calor.
La placa colectora está cerrada por una pared con
el fin de delimitar una cámara que se comunica con los tubos para
permitir la circulación de un fluido por el haz.
Habitualmente, la pared anteriormente citada está
provista de al menos un conducto para permitir la entrada o la
salida del fluido anteriormente citado.
La concepción de estos conductos plantea
numerosos problemas en la práctica dado que deben colocarse en
lugares precisos de la pared en función de las condiciones dictadas
por la implantación del intercambiador de calor en el vehículo
considerado.
Además, el conducto debe conformarse de forma
particular, por ejemplo acodado, para presentar un elemento tubular
que se extienda en una dirección dada para ser introducido con un
conducto flexible.
Se conocen ya cajas colectoras de este tipo en
las cuales la placa colectora es metálica, mientras que la pared
está moldeada en material plástico con el o los conductos que le son
asociados.
En este caso, la estanqueidad entre la placa
colectora y la pared está asegurada por mediación de una junta de
estanqueidad, estando la placa colectora provista de garras dobladas
o engastadas contra un reborde periférico de la pared.
La realización de una pared de este tipo con al
menos un conducto asociado necesita moldes de formas complejas.
Se conocen también cajas colectoras de este tipo
en las cuales los diferentes elementos son piezas metálicas unidas
entre sí por soldadura.
Aquí también eso plantea dificultades para
realizar e implantar el conducto en un lugar apropiado,
especialmente cuando este conducto está acodado.
La invención tiene particularmente por objeto
superar los inconvenientes anteriormente citados.
La misma propone a este efecto una caja colectora
del tipo definido en la introducción, la cual comprende:
- una primera parte formada a partir de una hoja
metálica conformada que presenta un fondo y dos flancos laterales
doblados en correspondencia, de los cuales uno al menos está
provisto de una abertura para adicionar allí un conducto y,
- una segunda parte formada a partir de una hoja
metálica conformada adecuada para adaptarse a los flancos laterales
de la primera parte para formar una tapa en la parte opuesta del
fondo de esta primera
parte.
parte.
Además, una de la primera parte o de la segunda
parte comprende la placa colectora, y esta primera parte, esta
segunda parte y el conducto se unen entre sí por soldadura.
Se pueden así realizar todos los elementos de la
caja colectora, comprendido el conducto, mediante piezas metálicas
conformadas, particularmente por embutición, que se unen
seguidamente por soldadura.
Así, los elementos constitutivos de la caja
colectora podrán soldarse en un horno, al mismo tiempo que el resto
del intercambiador de calor, lo cual simplifica notablemente las
operaciones de fabricación.
Ventajosamente, los dos flancos laterales de la
primera parte son generalmente planos y paralelos entre sí y se unen
perpendicularmente con el fondo.
Resulta ventajoso que los dos flancos laterales
de la primera parte comprendan cada uno una ranura periférica para
la recepción de un borde longitudinal de la segunda parte. Esto
contribuye a una buena sujeción provisional de la primera parte y de
la segunda parte entre sí.
En variante se puede proporcionar esta sujeción
provisional por el hecho de que los dos flancos laterales de la
primera parte comprenden cada uno una serie de recortes que
delimitan zonas de apoyo formadas en saliente por el lado interno
para la recepción de un borde longitudinal de la segunda parte.
De preferencia, estas zonas de apoyo están
formadas cada una por embutición de los flancos laterales por el
lado interno.
Para contribuir a la sujeción, es preferible que
cada borde longitudinal de la segunda parte esté provisto de uñas en
saliente adecuadas para acoplarse respectivamente en los recortes de
los flancos laterales.
Según también otra característica de la
invención, la segunda parte que forma una tapa está definida por una
chapa conformada para tener generatrices generalmente paralelas
entre sí.
En una primera forma de realización de la
invención, la placa colectora se encuentra comprendida en el fondo
de la primera parte y se une con los flancos laterales, mientras que
la segunda parte constituye una tapa cerrada.
En este caso, los dos flancos laterales presentan
ventajosamente unas prolongaciones respectivas en correspondencia,
de las cuales una al menos está provista de una abertura para el
conducto.
En una segunda forma de realización de la
invención, la placa colectora está comprendida en la segunda parte,
mientras que el fondo de la primera parte está cerrado y se une con
los flancos laterales.
En la invención, la primera parte y la segunda
parte son obtenidas cada una por embutición y recorte de una hoja
metálica. Esta última es ventajosamente una hoja de un material que
comprende aluminio.
Bajo otro aspecto, la invención se refiere a un
intercambiador de calor que comprende al menos una caja colectora
como se ha definido anteriormente.
En la descripción que sigue, realizada solamente
a título de ejemplo, se hace referencia a los dibujos adjuntos, en
los cuales:
- la figura 1 es una vista en perspectiva
fragmentada de una caja colectora según una primera forma de
realización de la invención;
- la figura 2 es una vista en perspectiva análoga
a la figura 1 después del montaje de la caja colectora;
- la figura 3 es una vista lateral
correspondiente a la figura 2;
- la figura 4 es una vista en sección según la
línea IV-IV de la figura 3;
- la figura 5 es una vista por encima de la caja
colectora de la figura 2;
- la figura 6 es una vista en sección según la
línea VI-VI de la figura 5;
- la figura 7 es una vista lateral de una caja
colectora, en estado montado, según una segunda forma de realización
de la invención;
- la figura 8 es una vista en sección según la
línea VIII-VIII de la figura 7;
- la figura 9 es una vista por encima
correspondiente a la figura 7;
- la figura 10 es una vista en sección según la
línea XI-XI de la figura 9;
- la figura 11 es una vista lateral de una caja
colectora, en estado montado, según una tercera forma de realización
de la invención;
- la figura 12 es una vista por encima
correspondiente a la figura 11;
- la figura 13 es una vista en sección según la
línea XIII-XIII de la figura 11;
- la figura 14 es una vista en sección según la
línea XIV-XIV de la figura 11;
- la figura 15 es una vista parcial en
perspectiva de la caja colectora de la figura 11 antes del
montaje;
- la figura 16 representa el detalle XVI, a
escala ampliada de la figura 15; y
- la figura 17 representa el detalle de la figura
16, después del montaje.
Se hace referencia primeramente a la forma de
realización de las figuras 1 a 7, en la cual la caja colectora
comprende una primera parte 10 y una segunda parte 12 formada cada
una a partir de una hoja metálica, ventajosamente de aluminio, que
se conforma por operaciones clásicas de recorte y embutición.
La primera parte 10 comprende un fondo 14 que es
generalmente plano y de forma rectangular alargada. Este fondo 14
está destinado para constituir la placa colectora, también llamada
"placa de orificios", de la caja colectora. Este fondo
comprende a este efecto una pluralidad de orificios espaciados 16 de
forma alargada destinados para recibir tubos 18 que forman parte de
un haz de un intercambiador de calor (figuras 1 y 2). En el ejemplo,
se trata de tubos planos entre los cuales están dispuestas unas
aletas 20 realizadas en forma de elementos de intercalación
ondulados.
La hoja comprende además dos flancos laterales 22
plegados en correspondencia, que son generalmente planos y paralelos
entre sí. Estos flancos se unen sensiblemente de forma perpendicular
con el fondo 14 por dos líneas de plegado 24 que son paralelas entre
sí.
Los flancos laterales 22 son de forma alargada y
comprenden, en su parte central, unas prolongaciones respectivas 26
y 28 situadas en correspondencia y presentando cada una forma de
"gorro de guardia civil". En el ejemplo, la prolongación 26
comprende una abertura 30, mientras que la prolongación 28 se
encuentra completamente cerrada. La abertura 30 tiene forma circular
y está destinada para permitir la adaptación de un conducto 32 de
sección circular.
Los dos flancos laterales 22 de la primera parte
10 comprenden cada uno una ranura periférica 34 para la recepción de
un borde longitudinal 38 de la segunda parte 12. Esto contribuye a
una buena sujeción provisional de la primera parte y de la segunda
parte entre sí.
La segunda parte 12 que forma una tapa está
definida por una chapa conformada para tener unas generatrices
generalmente paralelas entre sí.
Así, los elementos constitutivos de la caja
colectora podrán soldarse en un horno, al mismo tiempo que el resto
del intercambiador de calor, lo cual simplifica notablemente las
operaciones de fabricación.
En la forma de realización de las figuras 7 a 10,
la placa colectora está comprendida en la segunda parte 52, mientras
que el fondo 54 de la primera parte 50 está cerrado y se une a los
flancos laterales 56.
Como en el caso de la forma de realización
precedente, las dos partes pueden ser realizadas por operaciones
clásicas de recorte y de embutición de una hoja metálica.
En la forma de realización de las figuras 11 a
17, la sujeción provisional se proporciona por el hecho de que los
dos flancos laterales 78 de la primera parte 72 comprenden cada uno
una serie de recortes 86 que delimitan zonas de apoyo 88 formadas en
saliente por el lado interno para la recepción de un borde
longitudinal 90 de la segunda parte 74. Estas zonas de apoyo 88
están formadas cada una por embutición de los flancos laterales 78
por el lado interno.
Cada borde longitudinal 90 de la segunda parte 74
está provisto de uñas 92 en saliente adecuadas para acoplarse
respectivamente en los recortes 86 de los flancos laterales 78
(figuras 15 a 17).
Se asegura así una sujeción provisional de las
dos partes 74 y 76 en una posición correcta antes de la
soldadura.
Como en el caso de las dos formas de realización
anteriores, las dos partes pueden ser realizadas mediante
operaciones clásicas de recorte y embutición.
Después del montaje de las dos partes y del
conducto, el conjunto puede ser soldado en un horno, al mismo tiempo
que el resto del intercambiador de calor a fabricar.
Se realiza así una operación de soldadura durante
la cual todos los elementos del intercambiador de calor son
soldados, lo cual simplifica las operaciones de fabricación.
La invención encuentra una aplicación particular
en los intercambiadores de calor para vehículos automóviles para
constituir por ejemplo un radiador de refrigeración del motor, o
también un radiador de calentamiento del habitáculo.
Claims (13)
1. Caja colectora para intercambiador de calor
que comprende una placa colectora cerrada por una pared con el fin
de delimitar una cámara en la cual desemboca al menos un
conducto,
caracterizada por el hecho de que
comprende:
una primera parte (10;50;72) formada a partir de
una hoja metálica conformada que presenta únicamente un fondo (14;
54; 76) y dos flancos laterales (22; 56; 78) doblados en
correspondencia, de los cuales uno al menos está provisto de una
abertura (30; 66) para adicionar un conducto (32; 68; 84), y
una segunda parte (12; 52; 74) formada a partir
de una hoja metálica conformada adecuada para adaptarse a los
flancos laterales (22; 56; 78) de la primera parte para formar una
tapa en la parte opuesta del fondo (14; 54; 76) de esta primera
parte,
por el hecho de que una primera parte (10; 50;
72) o de la segunda parte (12; 52; 74) comprende la placa colectora
(14; 58; 76),
y por el hecho de que la primera parte (10; 50;
72), la segunda parte (12; 52; 74) y el conducto (32; 68; 84) se
unen por soldadura.
2. Caja colectora según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que los dos flancos laterales
(22; 56; 78) de la primera parte (10; 50; 72) son generalmente
planos y paralelos entre sí y se unen perpendicularmente con el
fondo (14, 54; 76).
3. Caja colectora según una de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizada por el hecho de que los
dos flancos laterales (22) de la primera parte (10) comprenden cada
una una ranura periférica (34) para la recepción de un borde
longitudinal (38) de la segunda parte (12).
4. Caja colectora según una de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizada por el hecho de que los
dos flancos laterales (78) de la primera parte (72) comprenden cada
uno una serie de recortes (86) que delimitan regiones de apoyo (88)
formadas en saliente por el lado interno para la recepción de un
borde longitudinal (90) de la segunda parte (74).
5. Caja colectora según la reivindicación 4,
caracterizada por el hecho de que las zonas de apoyo (88)
están formadas cada una por embutición de los flancos laterales (78)
por el lado interno.
6. Caja colectora según una de las
reivindicaciones 4 y 5, caracterizada por el hecho de que
cada borde longitudinal (90) de la segunda parte (74) está provisto
de uñas (92) en saliente adecuadas para acoplarse respectivamente en
los recortes (86) de los flancos laterales (78).
7. Caja colectora según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por el hecho de que la
segunda parte (12; 52; 74) que forma una tapa está definida por una
chapa conformada para tener generatrices generalmente paralelas
entre sí.
8. Caja colectora según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por el hecho de que la
placa colectora está comprendida en el fondo (14; 76) de la primera
parte (10; 72) y se une a los flancos laterales (22; 78), mientras
que la segunda parte (12; 74) constituye una tapa cerrada.
9. Caja colectora según la reivindicación 8,
caracterizada por el hecho de que los dos flancos laterales
(22) tienen unas prolongaciones (26; 28) respectivas en
correspondencia, de las cuales una al menos (26) está provista de
una abertura (30) para el conducto (32).
10. Caja colectora según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por el hecho de que la
placa colectora está comprendida en la segunda parte (52), mientras
que el fondo (54) de la primera parte (50) está cerrado y se une a
los flancos laterales (56).
11. Caja colectora según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por el hecho de que la
primera parte (10; 50; 72) y la segunda parte (12; 52; 74) se
obtienen cada una por embutición y recorte de una pieza de hoja
metálica.
12. Caja colectora según la reivindicación 11,
caracterizada por el hecho de que la primera parte (10; 50;
72) y la segunda parte (12; 52; 74) se obtienen cada una a partir de
una hoja de un material que comprende aluminio.
13. Intercambiador de calor que comprende al
menos una caja colectora según una de las reivindicaciones 1 a
12.
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