ES2204041T3 - Tubo colector para intercambiador de calor. - Google Patents
Tubo colector para intercambiador de calor.Info
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Abstract
Intercambiador de calor con un bloque de tubos realizado a partir de varios tubos de intercambiador de calor y con un tubo colector provisto de un tubo (1), en cuya pared del tubo está situada una ranura longitudinal (2) común para extremos (5a) de los tubos de intercambiador de calor (5) que haya que introducir en el mismo, caracterizado porque el tubo colector (1) está fabricado a partir de varios tubos individuales, introducidos unos en otros o conectados unos con otros por el lado frontal, estando prevista en cada caso al menos una ranura longitudinal (2), abierta por un lado frontal del tubo individual (1b), antes o después del montaje del tubo colector.
Description
Tubo colector para intercambiador de calor.
La invención se refiere a un intercambiador de
calor, tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 1.
Un intercambiador de calor de este tipo se conoce, por ejemplo, por
la publicación DE-B-1277282.
Un intercambiador de calor de este
tipo se conoce también por la publicación EP 0 845 647 A1. En el
tubo colector allí previsto está situada una ranura longitudinal
limitada axialmente por ambos lados, en la cual están dispuestos, de
forma hermética a los fluidos, de manera consecutiva, unos extremos
torsionados 90º de tubos planos rectilíneos de un bloque tubo/aleta
de refrigeración. A causa de tolerancias de fabricación, en
especial en cuanto a la anchura de los tubos planos y con ello de la
extensión paralela hacia la ranura longitudinal de tubo colector de
los extremos de tubo torsionados que hay que introducir allí,
pueden surgir problemas al situar los extremos de tubo en la ranura
longitudinal. Cuando, por ejemplo, la anchura del tubo plano se
encuentra, para la mayoría de los tubos planos del bloque
tubo/aleta de refrigeración, en el límite superior de tolerancia o
incluso lo supera, la dilatación longitudinal de la ranura
longitudinal puede resultar justa para este fin, de tal manera que
los extremos de tubo en su totalidad se puedan introducir únicamente
con dificultad en la ranura. Por el contrario, la ranura
longitudinal puede resultar más bien larga, cuando la anchura del
tubo plano está en el límite de tolerancia inferior o queda por
debajo del mismo, con lo cual resulta el peligro de faltas de
estanqueidad de la ranura longitudinal tras la soldadura estanca de
los extremos de tubo introducidos.
La invención se plantea el problema técnico de
proponer un tubo colector del tipo mencionado al principio en el
cual los extremos de los tubos de intercambiador de calor de un
bloque de tubos se puedan introducir, independientemente de las
tolerancias de fabricación, de forma fiable herméticos a los
fluidos en una ranura longitudinal común del tubo colector.
La invención resuelve este problema proponiendo
un tubo colector que presenta las características de la
reivindicación 1. En dicho tubo colector, el tubo está fabricado,
de manera característica, a partir de varios tubos introducidos unos
en otros o conectados unos con otros por el lado frontal con, en
cada caso antes o después del montaje del tubo colector, al menos
una ranura longitudinal abierta por un lado frontal de tubo
individual, es decir, que desemboca axialmente. La longitud real
útil para introducir los extremos de los tubos de intercambiador de
calor de la ranura longitudinal de tubo colector, formada a partir
de varias ranuras longitudinales de tubo individual alineadas, no
está con ello fijada desde el principio sino que es variable en un
margen extenso, el cual es suficiente para compensar las
tolerancias de fabricación que puedan aparecer eventualmente en la
extensión axial de los extremos de tubo que hay que introducir.
Tras la introducción de todos los extremos de tubo en la ranura
longitudinal se puede proceder entonces, de manera adecuada, con la
parte de la ranura longitudinal que queda en cada caso libre, no
ocupada por los extremos de tubo introducidos.
Por ejemplo, esta parte de la ranura longitudinal
que ha quedado libre se puede obturar con posterioridad o junto con
la soldadura estanca de los extremos de tubo introducidos, o el
tubo colector se puede introducir con esta parte de la ranura
longitudinal que ha quedado libre, de manera estanca en un tubo de
conexión. Alternativamente, un tubo colector fabricado con tubos
individuales puede contener, al menos en uno de los lados finales,
un tubo individual cerrado por el lado frontal exterior con una
ranura longitudinal abierta únicamente hacia el lado frontal
interior, que se pueden introducir uno en otro con su lado frontal
interior, con longitud variable, en un tubo individual contiguo, de
tal manera que la dilatación de la ranura longitudinal se puede
ajustar gracias a ello de manera variable. Según la invención, se
pueden situar por consiguiente los extremos de los tubos de
intercambiador de calor sin problemas en la ranura longitudinal
común también cuando los extremos de los tubos presenten
inexactitudes de fabricación evidentes.
En un tubo colector perfeccionado según la
reivindicación 2, el tubo contiene varios tubos individuales
extrusionados, cerrados con suelos por el lado frontal, los cuales
están ensamblados con sus suelos chocando unos con otros, donde la
ranura longitudinal de tubo colector es introducida,
preferentemente, tras este ensamblaje de los tubos individuales.
Los suelos de tubo conectados entre sí forman entonces paredes de
separación transversales en el tubo colector.
En un tubo colector perfeccionado según la
reivindicación 3 está prevista en el tubo individual
correspondiente una ranura longitudinal abierta por ambos lados que,
en este caso, está fabricada mediante doblado de una pieza de chapa
antes preferentemente plana. En caso necesario, el doblado de la
pieza de chapa para dar un tubo puede tener lugar, simultáneamente,
con la introducción de los extremos de tubo de intercambiador de
calor, de tal manera que el tubo colector se puede adaptar también,
en cuanto a la dimensión transversal de su ranura longitudinal, sin
problemas a eventuales tolerancias de fabricación de los extremos
de tubo de intercambiador de calor en esta dirección de dilatación.
En otro perfeccionamiento de esta característica, según la
reivindicación 4, las dos superficies de borde que limitan la
ranura longitudinal de la pieza de chapa están formadas de tal
manera que, tras el doblado de la pieza de chapa para dar el tubo,
están opuestas paralelamente entre sí, de modo que se pueden poner
en contacto planas contra unas superficies exteriores planas
paralelas de los extremos de tubo de intercambiador de calor
introducidos, lo cual favorece la estabilidad y la estanqueidad de
la conexión de soldadura.
En un tubo colector perfeccionado según la
reivindicación 5, la ranura longitudinal está formada como paso, es
decir, los bordes de ranura longitudinal presentan un recorrido
doblado hacia dentro o hacia fuera y pueden, de este modo, albergar
los extremos de tubo de intercambiador de calor de forma
elásticamente flexible durante la introducción.
Un tubo colector perfeccionado según la
reivindicación 6 contiene un manguito el cual puede ser colocado
por deslizamiento encerrándolo sobre la correspondiente zona del
extremo frontal del tubo colector ranurada de la ranura longitudinal
que desemboca abierta. Con el manguito se puede obturar una parte
del lado final de la ranura longitudinal que, tras la introducción
de los extremos de tubo de intercambiador de calor, quede
eventualmente libre. Además, el manguito estabiliza el tubo colector
durante el funcionamiento contra doblado hacia arriba en caso de
presiones de funcionamiento altas de un medio de intercambio de
calor que circule por el interior. En otro perfeccionamiento de
esta característica el manguito presenta, según la reivindicación 7,
una ranura de entrada abierta por un lado en la dirección de
colocación por deslizamiento, que sirve como ranura de entrada para
uno o varios extremos de tubo de intercambiador de calor
introducidos, en la zona final correspondiente, en la ranura
longitudinal de tubo colector. El manguito puede estar, en este
caso, colocado por deslizamiento en la zona de la parte del tubo
colector o de la ranura longitudinal ocupada por extremos de tubos
introducidos, p. ej. hasta que el tope final de la ranura de
entrada entra en contacto con un extremo de tubo de intercambiador
de calor, de tal manera que una parte que haya quedado
eventualmente libre de la ranura longitudinal de tubo colector que
desemboca libre puede ser tapada permanentemente de forma fiable
por el manguito.
En un tubo colector perfeccionado según la
reivindicación 8, el manguito presenta un suelo cerrado o está
formado allí abierto y puede ser cerrado mediante una tapa de
cierre que se coloca por separado. En cualquier caso, con ello se
puede cerrar el tubo colector de forma hermética a los fluidos en
el lado frontal correspondiente.
En un intercambiador de calor perfeccionado según
la reivindicación 9 está formado en el manguito un mandril de
fijación y/o un elemento de sujeción. Con ello se puede conectar de
la manera deseada, tras el montaje del manguito en el tubo colector,
el tubo colector, y con ello el bloque de tubos correspondiente,
mediante el mandril de fijación o el elemento de sujeción, de forma
fija con otra pieza constructiva.
En un intercambiador de calor perfeccionado según
la reivindicación 10, el tubo colector está fabricado a partir de
varios tubos individuales, estando por lo menos uno de los dos
tubos del extremo final cerrado por su lado frontal exterior y
estando dotado con una ranura longitudinal abierta únicamente por
su lado frontal interior. Este tubo del extremo final puede ser
insertado con longitud variable con el tubo individual contiguo, de
tal manera que se puede preparar una ranura longitudinal cerrada
por ambos lados con longitud variable ajustable, haciendo que los
tubos de intercambiador de calor sean introducidos antes de la
introducción uno en otro de forma completa y fijando los dos tubos
individuales mencionados.
En los dibujos están representadas realizaciones
ventajosas de la invención que se describen a continuación. Los
dibujos muestran:
la Fig. 1, una vista lateral de un tubo colector
con ranura longitudinal abierta por un lado,
la Fig. 2, una vista lateral de un tubo colector
con ranura longitudinal abierta por ambos lados,
la Fig. 3, una vista superior a modo de sección
sobre un bloque tubo/aleta de refrigeración de un intercambiador de
calor con un tubo colector lateral,
la Fig. 4, una vista lateral de uno de los
manguitos utilizados para el tubo colector de la Fig. 3,
la Fig. 5, una vista lateral de un manguito
modificado para el tubo colector de la Fig. 3,
la Fig. 6, una vista en sección transversal a lo
largo de la línea VI-VI de la Fig. 3,
la Fig. 7, una vista lateral correspondiente de
la Fig. 6, si bien para un tubo colector con ranura longitudinal
formada como paso,
la Fig. 8, una vista en sección transversal
correspondiente a la línea VIII-VIII de la Fig. 3,
si bien con manguito modificado,
la Fig. 9, una vista en sección transversal
correspondiente a la línea IX-IX de la Fig. 3, si
bien para otra modificación del manguito,
la Fig. 10, una vista en sección longitudinal de
un tubo colector realizado a partir de dos tubos individuales con
ranura longitudinal cerrada por ambos lados, ajustable de manera
variable, y
la Fig. 11, una vista en sección longitudinal
parcial de un tubo colector estructurado a partir de varios tubos
individuales con suelos cerrados conectados unos con otros.
En la Fig. 1 se representa un tubo colector 1 el
cual está realizado a partir de un tubo circular en cuya pared del
tubo está situada una ranura longitudinal 2 que discurre
axialmente. La ranura longitudinal 2 está cerrada en una zona del
extremo frontal 1a del tubo colector 1, donde acaba a distancia del
extremo frontal del tubo correspondiente, mientras que en la otra
zona del extremo frontal del tubo colector 1b desemboca abierto.
La Fig. 2 muestra un tubo colector 3, el cual
presenta una ranura longitudinal 4 que discurre axialmente, el cual
se extiende de manera continua a lo largo de la totalidad de la
longitud del tubo colector y por ello desemboca abierto en las dos
zonas del extremo frontal 3a, 3b del tubo colector. Este tubo
colector 3 se puede fabricar como un tubo ranurado de manera
continua o, alternativamente, mediante el curvado de una tira de
chapa correspondientemente dimensionada.
Los tubos colectores con ranura longitudinal
abierta por un lado o por ambos lados, tales como los representados
a título de ejemplo en las Figuras 1 y 2, se pueden utilizar en
tubos colectores para intercambiadores de calor con un bloque de
tubos formado por varios tubos de intercambiador de calor, en
especial para intercambiadores de calor en los cuales se utilizan
tubos planos con extremos de tubo torsionados como tubos de
intercambiador de calor. Un ejemplo de un intercambiador de calor de
este tipo, como los que se pueden utilizar para un refrigerador de
gas o un evaporador de una instalación de refrigeración mediante
CO_{2} de un automóvil, está representado en sección en la Fig. 3.
Este intercambiador de calor contiene un bloque tubo/aleta de
refrigeración formado por una pila de tubos planos 5 distanciados,
entre los cuales están introducidas unas aletas onduladas 6
conductoras del calor. Los extremos 5a de los tubos planos están
torsionados respecto de la zona central del tubo plano 90º
alrededor del eje longitudinal central del tubo plano,
seleccionándose la distancia de apilamiento de las zonas centrales
de tubo plano igual que la anchura del tubo plano, de tal manera
que los extremos de tubo 5a torsionados estén situados, uno tras
otro, en una hilera en contacto o en cualquier caso estén situados
unos junto a otros a una distancia muy pequeña. Mediante el
torsionado de 90º el eje transversal del tubo plano se encuentra,
en la parte exterior de los extremos de tubo 5a torsionados,
paralelo respecto de la dirección de apilamiento del bloque
tubo/aleta de refrigeración y con ello paralelo respecto del eje
longitudinal 7 de un tubo colector 8 que discurre, por el lado del
bloque tubo/aleta de refrigeración, en esta dirección de apilamiento
o dirección de altura de bloque.
El tubo colector 8 presenta, en su pared de tubo,
una ranura longitudinal 9 común para los tubos planos 5 en la cual
están introducidos herméticos a los fluidos todos los tubos planos
5a torsionados situados en este lado del bloque. El tubo colector 8
puede ser, en especial, de uno de los tipos constructivos
representados en las Figuras 1 y 2. Para cerrar el tubo colector 8
por su zona inferior en la Fig. 3, en la cual la ranura
longitudinal 9, dependiendo de la realización, desemboca abierta o
está cerrada, está previsto un manguito 10 en forma de copa, el
cual es colocado por deslizamiento sobre la zona frontal
correspondiente del tubo colector 8. El manguito 10 en forma de copa
cierra, por un lado con su suelo, el tubo colector 8 abierto
axialmente y, por el otro con una zona de pared lateral
correspondiente, una parte que está todavía libre, no llenada por un
extremo de tubo plano 5a insertado, de la ranura longitudinal 9. La
conexión hermética a los fluidos del manguito 10 con el tubo
colector 8 puede tener lugar, conjuntamente con la conexión
hermética a los fluidos de los extremos de tubo plano 5a con el tubo
colector 8, mediante soldadura estanca, para lo cual el tubo
colector 8 puede estar realizado de material plaqueado para
soldadura.
El manguito 10 puede estar fabricado, por
ejemplo, mediante un procedimiento de embutición profunda o
extrusión. Como se puede apreciar en la vista lateral de la Fig. 4,
presenta en la dirección de la colocación por deslizamiento del
manguito 10 sobre el tubo colector 8 una ranura de entrada 11
abierta por un lado, es decir, que desemboca en el lado opuesto al
suelo del manguito, con el que engarza, al menos parcialmente, el
extremo torsionado del tubo plano 5b más inferior en la Fig. 3,
cuando el manguito 10 es colocado por deslizamiento sobre el tubo
colector 8. Para ello la anchura de la ranura de entrada 11
corresponde, esencialmente al grosor de los tubos planos 5.
Dependiendo de la longitud del manguito 10 y de su ranura de
entrada 11, el manguito 10 comprende de este modo, en el estado
colocado o deslizamiento, una parte, más o menos grande, del extremo
del tubo plano 5b más bajo que desemboca en el tubo colector 8 o,
alternativamente, la totalidad del extremo del tubo plano 5b más
bajo y, en su caso, adicionalmente otros extremos de tubo plano y
está de este modo en disposición de compensar las tolerancias de
fabricación que aparezcan, es decir, independientemente de éstas,
garantizar la hermeticidad a los fluidos tras la soldadura
estanca.
La Fig. 5 muestra en la vista lateral un
casquillo 12 modificado respecto del de la Fig. 4, en el cual en el
suelo está formado un mandril de fijación 13 adicional, el cual se
puede utilizar para montar otra pieza constructiva de manera
deseada, en el intercambiador de calor recién montado, con el
manguito 12 colocado por deslizamiento sobre el tubo colector 8,
mediante medios de fijación adecuados, que interactúan con el
mandril de fijación 13. Por lo demás, el manguito 12 presenta
también una ranura de entrada 11a para albergar una pieza
correspondiente de la hilera de extremos de tubos planos 5a
torsionados introducida en la ranura longitudinal 9 del tubo
colector 8.
Los manguitos 10, 12 pueden, a causa de la ranura
de entrada 11, 11a abierta por un lado, ser colocados por
deslizamiento en tal medida sobre el tubo colector 8 hasta que el
extremo de tubo plano, más bajo en la Fig. 3, introducido en el tubo
colector 8 entre en contacto contra la limitación axial de la
ranura de entrada 11, 11a o el tubo colector 8 entre en contacto
con su superficie frontal inferior contra el suelo del manguito. De
manera adecuada, la anchura de la ranura de entrada 11, 11a
corresponde esencialmente al grosor de tubo plano. En casos de
aplicación en los cuales el manguito es colocado por deslizamiento
sobre el tubo colector 8 únicamente hasta, a lo sumo, alcanzar el
extremo de tubo plano más exterior, se puede prescindir de la ranura
de entrada.
Cuando el tubo colector 8 está también cerrado
axialmente, en su lado frontal no mostrado en la Fig. 3, y/o la
ranura longitudinal 9 necesita allí también una obturación, de
manera correspondiente, puede disponerse un segundo manguito sobre
esta zona frontal del tubo colector 8. El manguito en cada caso en
el extremo frontal garantiza no sólo la estanqueidad deseada sino
que impide, simultáneamente, que el tubo colector 8, por ejemplo
bajo la acción de al presión durante la utilización, se doble hacia
arriba o se desmonte, lo que es especialmente importante para la o
las zona(s) frontal(es) del tubo colector 8, en las
cuales la ranura longitudinal de tubo colector 9 desemboca
abierta.
Para una buena estabilidad y estanqueidad de la
conexión de los extremos de tubo plano 5a introducidos en la ranura
longitudinal de tubo colector 9 con el tubo colector 8 es favorable
que los bordes de la ranura longitudinal 9 formen superficies de
guía para los extremos de tubo 5a introducidos, estando en contacto
superficial con los mismos. En las Figuras 6 y 7 están
representados unos perfeccionamientos ventajosos bajo este punto de
vista. La Fig. 6 muestra una variante que es adecuada en especial
también para el caso en que el tubo colector 8 se haya fabricado
mediante curvado de un tira de chapa. En esta variante las dos
superficies de borde, que limitan la ranura longitudinal 9, están
situadas paralelas entre sí a una distancia mutua que es igual de
grande o menor que el grosor de los extremos de tubo plano 5a
introducidos. Cuando el tubo colector 8 se fabrica a partir de una
tira de chapa plana esto significa que sus dos superficies de borde
que limitan la ranura longitudinal deben ser llevadas,
preferentemente antes del doblado de la tira de chapa, a una forma
correspondiente para que después del doblado, se opongan paralelas
con la distancia exigida y no inclinadas una respecto de la
otra.
La Fig. 7 muestra una variante en la cual un tubo
colector 8a modificado está dotado con una ranura longitudinal 9a
formada como paso, es decir, los bordes 15a, 15b de la pared del
tubo colector, que limitan la ranura longitudinal, están doblados
radialmente, en el caso mostrado hacia dentro, alternativamente
hacia fuera, y forman con ello una sujeción elásticamente flexible
para la introducción de los extremos de tubo plano 5a. Además, los
bordes 15a, 15b doblados están situados opuestos a una distancia que
es igual o ligeramente menor que el grosor de los tubos planos 5a.
El tubo colector 8a actúa en este caso como un resorte, que se
extiende ligeramente durante la introducción de los extremos de
tubo plano 5a y que, a continuación, sujeta elásticamente los
extremos de tubo plano 5a introducidos. Esto facilita el montaje,
en especial en el caso en el que en primer lugar se monten
previamente sueltos el bloque tubo/aleta de refrigeración y una o
varias unidades de tubo colector laterales formadas por tubo
colector 8 y manguito 10 y, a continuación, en un proceso de
soldadura común, son soldadas para dar una estructura de
intercambiador de calor sólida. Simultáneamente se pueden
compensar, mediante esta estructuración de la ranura longitudinal a
modo de paso, en cierta medida, las tolerancias de fabricación en
cuanto al grosor de los tubos planos 5a.
La Fig. 8 muestra otra variante referida a la
formación del manguito en la cual se coloca por deslizamiento sobre
el tubo colector 8 un anillo de manguito 16 abierto axialmente por
ambos lados. El tubo colector 8 está cerrado, en este ejemplo, por
el lado frontal mediante una chapa redonda 17 que actúa como tapa
de cierre, la cual presenta un saliente 17a, que se ocupa de la
obturación hermética a los fluidos de la ranura longitudinal 9 que,
de lo contrario, desemboca abierta. De forma reconocible, como
también ocurre en las otras formaciones de manguito, el diámetro
interior del anillo de manguito 16 corresponde esencialmente con el
diámetro exterior del tubo colector 8.
La Fig. 9 muestra otra realización de un manguito
18, que corresponde al manguito 12 de la Fig. 5 con la excepción de
que, además del mandril de fijación 13 y de la ranura de entrada
11a para un extremo de tubo plano 5a albergado allí dentro, está
formada una brida de fijación 19 que sobresale radialmente hacia
fuera, a través de la cual el intercambiador de calor montado por
completo se puede fijar de la manera deseada a una pieza
constructiva correspondiente, además o alternativamente a la
instalación de una pieza constructiva correspondiente en el mandril
de fijación 13.
La Fig. 10 muestra un ejemplo de realización de
un tubo colector formado por dos tubos individuales 20, 21
introducidos uno en otro. Al mismo tiempo, el diámetro exterior del
tubo 20 de menor diámetro corresponde esencialmente al diámetro
interior del tubo 21 de mayor diámetro de tal manera que el primero
y el último, con ejes longitudinales 22 coincidentes, se pueden
insertar hasta una profundidad deseada y, a continuación, ser
conectados herméticos a fluidos, p. ej. soldados, con éste. Los dos
tubos individuales 20, 21 están abiertos únicamente por sus
extremos frontales 20a, 21a introducidos uno en otro, y en los
extremos frontales 20b, 21b están, por el contrario, cerrados con un
suelo. Se pueden fabricar, por ejemplo, en primer lugar como tubos
abiertos por ambos lados los cuales son cerrados, en cada caso por
un lado frontal, mediante rodaje entre discos planos con la
formación del suelo mencionado.
En los dos tubos 20, 21 está prevista en cada
caso una ranura longitudinal 23, 24, la cual está cerrada hacia el
extremo frontal exterior del tubo 20b, 21b, es decir, que acaba a
distancia del suelo de tubo allí existente, mientras que en el lado
frontal del tubo 20a, 21a interior opuesto acaba abierta. Durante
la formación del tubo colector se insertan conjuntamente los dos
tubos 20, 21, como se ha mostrado, con las ranuras longitudinales
23, 24 alineadas, de tal manera que las dos ranuras longitudinales
23, 24 proporcionen conjuntamente una ranura longitudinal de tubo
colector cerrada por ambos lados. Su longitud se puede ajustar de
forma variable insertando los dos tubos individuales 20, 21 más o
menos uno en el otro. Para la fabricación del intercambiador de
calor se introducen, en primer lugar, los dos tubos 20, 21
individuales ligeramente uno en el otro, y a continuación se
introducen los extremos de los tubos de intercambiador de calor
sueltos en la ranura longitudinal de tubo colector todavía
suficientemente larga. Para que la dilatación de la ranura
longitudinal sea suficiente en cualquier caso, se elige para los dos
tubos 20, 21 individuales, de manera adecuada, una longitud de en
cada caso de aproximadamente 0,6 veces a 0,8 veces la longitud del
bloque del bloque de tubos en dirección ascendente. Tan pronto como
han sido introducidos todos los extremos de tubos de intercambiador
de calor, los dos tubos individuales 20, 21 son juntados
completamente hasta que chocan contra los extremos de tubo de
intercambiador de calor introducidos y la ranura longitudinal de
tubo colector es llenada por éstos. De este modo se pueden
compensar, de nuevo sin problemas, las tolerancias de fabricación de
los extremos de tubo de intercambiador de calor. A continuación se
fija la conexión juntada suelta, p. ej. mediante soldadura
estanca.
Se entiende que, como variante del ejemplo de la
Fig. 10, entre los dos tubos individuales 20, 21 pueden estar
previstos uno o varios tubos individuales adicionales los cuales,
en cada caso, están dotados con una ranura longitudinal pasante, que
desemboca en ambos extremos frontales del tubo. También en este
caso se puede ajustar de forma variable la dilatación de la ranura
longitudinal de tubo colector, formada a partir de las ranuras
longitudinales de los tubos individuales, mediante inserción
variable uno en otro de por lo menos uno de los tubos individuales
exteriores en el tubo individual contiguo.
La Fig. 11 muestra una sección de otro ejemplo
para la realización de un tubo colector a partir de varios tubos
individuales. En este ejemplo está prevista, para la totalidad del
tubo colector o en cada caso para la sección de tubo colector
mostrada, una formación a partir de tubos individuales 25, 26, 27,
los cuales están cerrados por ambos lados frontales en cada caso
con un suelo 25a, 26a, 26b, 27a. Los tubos individuales 25, 26, 27
están dotados de ranuras longitudinales 29, 30, 31 pasantes y
conectados unos con otros con suelos 25a, 26a; 26b, 27a que chocan
entre sí y el eje longitudinal 28 común, cuyas ranuras
longitudinales 29, 30, 31 están alineadas, dando como resultado una
ranura longitudinal de tubo colector pasante. Los tubos
individuales 25, 26, 27 están fabricados, preferentemente, a partir
de piezas en bruto extrusionadas abiertas por ambos lados, en las
cuales entonces se forman los suelos 25a, 26a, 26b, 27a, en el lado
frontal, mediante rodadura entre discos planos. En los suelos que
chocan entre sí 25a, 26a; 26b, 27a, los tubos individuales 25, 26,
27 están conectados de manera fija entre sí, formando cada par de
suelos 25a, 26a; 26b, 27a ensamblados una pared de separación
transversal del tubo colector, de tal manera que están formados
espacios colectores separados consecutivos en la dirección
longitudinal del tubo colector. En los suelos 25a, 26a, 26b, 27a
están previstas, mediante unas ranuras longitudinales 29, 30, 31
pasantes, unas ranuras correspondientes las cuales pueden albergar
en esta zona los extremos de tubo de intercambiador de calor que hay
que introducir. Preferentemente, el grosor de pared de la envoltura
del tubo de los tubos individuales 25, 26, 27 está en una relación
de aproximadamente 2:1 respecto del grosor de los suelos 25a, 26a,
26b, 27a del lado frontal. En esta caso, el grosor de la pared de
separación corresponde al grosor de la pared del tubo.
Los ejemplos mostrados ponen de manifiesto que la
unidad de tubo colector según la invención con una ranura
longitudinal en el tubo colector, abierta al menos por un lado o
ajustable de manera variable en su longitud, hace posible la
realización de intercambiadores de calor, estancos de forma fiable
también a presiones de funcionamiento elevadas, con un bloque de
tubos realizado a partir de varios tubos de intercambiador de calor,
los cuales desembocan, en cada caso en una zona final
correspondiente, en la ranura longitudinal común del tubo colector.
Se entiende que la invención no comprende únicamente las
realizaciones mostradas sino otras, p. ej. aquellas en las cuales un
tubo de conexión está conectado directamente de forma hermética a
fluidos al extremo frontal del tubo colector. Además, la invención
no está limitada al caso mostrado de tubos planos rectilíneos con
extremos torsionados en ángulo rector, sino que se puede utilizar en
todos aquellos lugares en que varios tubos de intercambiador de
calor desembocan por su extremo final en una ranura longitudinal de
un tubo colector. Se entiende además que, en lugar del tipo de tubo
circular mostrado, se pueden utilizar unos tubos colectores con
otras formas de sección transversal, p. ej. aquellos que presentan
una sección transversal ovalada o poligonal. En todos los ejemplos
de realización pueden estar previstas, además, una o varias paredes
de separación en el tubo colector, para poner a disposición en éste
varios espacios colectores.
En cualquier caso la invención garantiza,
proporcionando una ranura longitudinal al menos abierta por un lado
o ajustable de manera variable, común a los extremos que hay que
introducir de varios tubos de intercambiador de calor
correspondientes, una compensación sin problemas de las tolerancias
de fabricación de los extremos de tubo introducidos, en especial
con vistas a su dilatación en la dirección longitudinal de dicha
ranura.
Claims (10)
1. Intercambiador de calor con un bloque de tubos
realizado a partir de varios tubos de intercambiador de calor y con
un tubo colector provisto de un tubo (1), en cuya pared del tubo
está situada una ranura longitudinal (2) común para extremos (5a) de
los tubos de intercambiador de calor (5) que haya que introducir en
el mismo, caracterizado porque el tubo colector (1) está
fabricado a partir de varios tubos individuales, introducidos unos
en otros o conectados unos con otros por el lado frontal, estando
prevista en cada caso al menos una ranura longitudinal (2), abierta
por un lado frontal del tubo individual (1b), antes o después del
montaje del tubo colector.
2. Intercambiador de calor según la
reivindicación 1, caracterizado porque el tubo colector
contiene varios tubos individuales (26, 26, 27) extrusionados,
cerrados con suelos por el lado frontal, los cuales están
ensamblados con sus suelos (25a; 26a; 27a) chocando unos con otros
y están dotados de ranuras longitudinales (29, 30, 31) alineadas
pasantes.
3. Intercambiador de calor según la
reivindicación 1, caracterizado porque en cada caso el tubo
individual con una ranura longitudinal (4) abierta por ambos lados
frontales (3a, 3b) se fabrica mediante doblado de una pieza de
chapa.
4. Intercambiador de calor según la
reivindicación 3, caracterizado porque las dos superficies
de borde (14a, 14b) limitadas por una ranura longitudinal de la
correspondiente pieza de chapa están formadas de tal manera que,
tras el doblado de la pieza de chapa, están opuestas paralelamente
entre sí para proporcionar el tubo individual.
5. Intercambiador de calor según unas de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la ranura
longitudinal (9a) está formada como paso.
6. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende un
manguito (10), el cual encierra el tubo colector (8), y se puede
colocar sobre éste por deslizamiento por el lado frontal.
7. Intercambiador de calor según la
reivindicación 6, caracterizado porque el manguito (10)
presenta una ranura de entrada (11) abierta por un lado en la
dirección de colocación por deslizamiento.
8. Intercambiador de calor según la
reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque el manguito (10)
en su extremo frontal, posterior en la dirección de colocación por
deslizamiento, presenta un suelo cerrado o está abierto, y en este
último caso se puede obturar mediante una tapa de cierre (17).
9. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque en el manguito
(18) está formado un mandril de fijación (13) y/o un elemento de
sujeción (19).
10. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el tubo
colector está fabricado a partir de varios tubos individuales (20,
21), estando por lo menos uno de los dos tubos del extremo final
cerrado por su lado frontal (20b, 21b) exterior y estando dotado
con una ranura longitudinal abierta únicamente por su lado frontal
(20a, 21a) interior y estando insertado junto con el tubo individual
contiguo.
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