ES2240502T3

ES2240502T3 - Intercambiador de calor para una maquina de refrigeracion de ciclo de stirling, cuerpo del intercambiador de calor, y metodo de fabricacion del cuerpo del intercambiador de calor.

Info

Publication number: ES2240502T3
Application number: ES01963405T
Authority: ES
Inventors: Hitoshi Mochizuki; Yoshiaki Ogura
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2005-10-16
Anticipated expiration: 2021-08-30
Also published as: CA2419724C; CN1483129A; TW552384B; DE60110813D1; EP1314938A1; DE60110813T2; BR0114038A; CN1206489C; WO2002021056A1; EP1314938A4; KR100523776B1; EP1314938B1; CA2419724A1; KR20030028830A; BR0114038B1

Abstract

Un miembro del intercambiador de calor que comprende un cuerpo tubular (4) y un elemento (42) del intercambiador de calor para un refrigerador de ciclo de Stirling, en el que el intercambiador de calor (42) comprende: una lámina corrugada anular (421) formada por el corrugado de un material de lámina, con el fin de tener un gran número de ranuras, en forma cilíndrica con las ranuras (420 a, b, e) paralelas a un eje del perfil cilíndrico; y un miembro en forma de anillo interno (422) colocado en contacto con una periferia interna de la lámina corrugada anular (421), en el que la lámina corrugada anular y el miembro en forma de anillo interior (422) están fijados en forma fija entre sí, en el que el elemento (42) del intercambiador de calor es operable para ser insertado dentro del cuerpo tubular, en el que el diámetro interno del cuerpo tubular (41) es menor que el diámetro externo del elemento (42) de intercambio de calor.

Description

Intercambiador de calor para una máquina de refrigeración de ciclo de Stirling, cuerpo del intercambiador de calor, y método de fabricación del cuerpo del intercambiador de calor.

Campo técnico

La presente invención está relacionada con un miembro de un intercambiador de calor, tal como un absorbedor de calor o eliminador de calor, provisto en un refrigerador de ciclo de Stirling, de un elemento del intercambiador de calor para su utilización en dicho miembro del intercambiador de calor, y con un método de fabricación de dicho miembro del intercambiador de calor.

Antecedentes del arte

Se describirá en primer lugar una configuración típica de un refrigerador de ciclo de Stirling del tipo de pistón libre que aprovecha el ciclo de Stirling. La figura 29 es un diagrama que muestra esquemáticamente una sección, tal como se observa desde un lado, de un refrigerador de ciclo de Stirling del tipo de pistón libre. Dentro de un cilindro 1, un absorbedor de calor 2 que actúa como una parte de baja temperatura, un regenerador 3, y un eliminador de calor 4 actuando como una parte de alta temperatura, se encuentran dispuestos en este orden. El absorbedor de calor 2 y el eliminador de calor 4 están construidos cada uno como un miembro de intercambiador de calor compuesto por un cuerpo tubular 21 ó 41, teniendo un elemento de intercambiador de calor 22 ó 42, montados sobre una superficie interior del mismo en un extremo. Dentro del cilindro 1, los elementos 22 y 42 son cada uno contiguos al

\hbox{regenerador 3.}

Dentro del cilindro 1 se encuentran dispuestos también un desplazador 6 montado firmemente en un extremo de una biela 5 del desplazador, y un pistón 7 a través del cual se coloca la biela 5 del desplazador. El otro extremo de la biela 5 del desplazador está conectado a un resorte 8. Dentro del cilindro 1, el desplazador 6 y el pistón 7 crean un espacio de expansión 9 en el absorbedor de calor 2 y en el espacio de compresión 10 en el eliminador de calor 4. El espacio de expansión 9 y el espacio de compresión 10 se comunican entre sí a través del regenerador 3, y por tanto forman un circuito cerrado.

A continuación se describirá la forma de operar de este refrigerador de ciclo de Stirling del tipo de pistón libre. El pistón 7 está hecho para que tenga un movimiento de vaivén a lo largo del eje del cilindro 1 con un periodo predeterminado mediante una fuente de calor externa, tal como un motor lineal (no mostrado). El espacio de compresión 10 está rellenado con antelación con un gas de trabajo, tal como el helio.

Conforme se desplaza el pistón 7, se comprime el gas de trabajo en el espacio de compresión 10. Esto provoca que el gas de trabajo circule a través del elemento 42 del intercambiador de calor, a continuación a través del regenerador 3 al interior del espacio de expansión 9 (según se indica por las flechas A de trazos en la figura). Mientras tanto, el gas de trabajo libera primeramente calor en el eliminador de calor 4, mediante el intercambio del calor generado como resultado de la compresión con el aire exterior, y pre-enfriándose entonces conforme pasa a través del regenerador 3, por la recepción del frío acumulado previamente en el regenerador 3.

Cuando el gas de trabajo circula dentro del espacio de expansión 9, presiona el desplazador 6 hacia la derecha contra el resorte 8. Así pues, el gas de trabajo se expande, y genera frío. Cuando el gas de trabajo se expande hasta un cierto grado, la resiliencia del resorte 8 presiona el desplazador 8 hacia atrás en el sentido opuesto.

Como resultado de ello, el gas de trabajo en el espacio de expansión 9 circula a través del elemento 22 del intercambiador del absorbedor de calor 2 y a continuación a través del regenerador 3 de vuelta al espacio de compresión 10 (según se indica mediante las flechas A' de trazo continuo). Entre tanto, el gas de trabajo absorbe primero calor en el elemento 22 del intercambiador de calor, mediante el intercambio de calor con el aire exterior, y a continuación se calienta conforme pasa a través del regenerador 3, mediante la recepción del calor acumulado previamente en regenerador 3. El gas de trabajo de nuevo en el espacio de compresión 10 es entonces comprimido de nuevo por el

\hbox{pistón 7.}

A través de la repetición de este ciclo de eventos, se obtiene un frío criogénico en el absorbedor de calor 2. En este caso se tendrá más rendimiento cuando mayor sea la cantidad de calor absorbido en el elemento 22 del intercambiador de calor del absorbedor de calor 2 y mayor será la cantidad de calor disipado en el elemento 42 del intercambiador de calor del eliminador de calor 4. Esto ayuda a incrementar el rendimiento con el cual pre-enfría el regenerador 3 y el rendimiento con el cual precalienta el gas de trabajo, y ayudando por tanto a reducir la carga en el regenerador 3, conduciendo a un rendimiento mejor de enfriamiento del refrigerador de ciclo de Stirling.

A continuación se describirá con referencia a la figura 30 el eliminador de calor 4 que actúa como el miembro del intercambiador de calor del lado de alta temperatura del refrigerador de ciclo de Stirling anteriormente descrito. Se comprenderá que, aunque la siguiente descripción trata solo con el eliminador de calor 4 y su elemento 42 del intercambiador de calor, el absorbedor de calor 2 actúa como el miembro del intercambiador de calor del lado de baja temperatura y su elemento 22 del intercambiador de calor, encontrándose configurados de la misma forma.

Tal como se muestra en la figura 30, este elemento 42 del intercambiador de calor está construido como una lámina corrugada anular 421 fabricada mediante la formación de un material de plancha corrugada en una forma cilíndrica. Así pues, elemento 42 del intercambiador de calor tiene una superficie escarpada, con un gran número de ranuras 421a rectas en forma de V que se extienden axialmente con intervalos regulares.

En este caso, las partes del elemento 42 del intercambiador de calor que sobresalen hacia el centro del cuerpo 41 del eliminador de calor 4 se denominan como los fondos 421b de las ranuras individuales 421a, y las partes del elemento 42 del intercambiador de calor que sobresalen hacia la superficie interna del cuerpo 41 se denominan como las puntas 421c entre cada dos ranuras adyacentes 421a. El diámetro del círculo formado por la conexión uniforme de todas las puntas 421c conjuntamente (es decir, el diámetro externo de la lámina corrugada 421 anular) es substancialmente igual al diámetro interno del cuerpo 41. El cuerpo 41 y la lámina corrugada anular 421 están dispuestos para sean coaxiales entre sí.

La superficie interior del cuerpo 41 y las puntas 421c de la lamina corrugada anular 421 están fijadas firmemente con adhesivo o con soldadura. La figura 31 es una vista ampliada de una parte de la lámina corrugada anular 421 tal como se observa axialmente, y muestra como está fijada mediante un adhesivo. En este caso, se aplica primeramente el adhesivo 11 en forma fina a la superficie interior del cuerpo 41, y después se inserta la lamina corrugada anular 421 dentro del cuerpo 41. A continuación, con la lamina corrugada anular 421 retenida en la posición deseada durante un momento, se seca el adhesivo 11.

Por el contrario, la figura 32 muestra la forma en la que está fijada la lámina corrugada anular 421 con soldadura. En este caso, primeramente se inserta la lámina corrugada anular 421 en el cuerpo 41. A continuación con la lámina corrugada anular 421 retenida en la posición deseada, se aplica la soldadura 12 en la parte en la que la superficie interna del cuerpo 41 hace contacto o llega a estar cercana con las puntas 421c de la lámina corrugada anular 421.

No obstante, con este miembro del intercambiador de calor convencional anteriormente descrito, la fijación conjunta de sus componentes con adhesivo o mediante soldadura se ejecuta a mano. Así pues, este proceso requiere mucho trabajo y tiempo, entorpeciendo la mejora de la productividad y la reducción de costos de fabricación. Adicionalmente, el miembro del intercambiador de calor así fabricado está predispuesto a variaciones en la calidad, específicamente en el rendimiento del intercambiador de calor, y tiendo por tanto a faltas de estabilidad y fiabilidad.

Adicionalmente, puesto que el refrigerador de ciclo de Stirling se utiliza para un amplio periodo de tiempo, si se daña la lámina corrugada anular 421, será imposible desmontarla y reemplazarla en forma sencilla. Esto añade un problema económico para el usuario en el caso de reparación, y siendo contrario a la tendencia general hacia el reciclado de recursos a la vista del medio ambiente global. Un ejemplo de un miembro del intercambiador de calor convencional es el mostrado en el documento JP9-86526A.

Exposición de la invención

La fijación de la lámina corrugada anular y el miembro en forma de anillo interior ayuda a incrementar el área de contacto entre los mismos y por tanto a realzar la conductividad del calor. Adicionalmente, su integración hace que la manipulación del elemento del intercambiador de calor sea más fácil, y hace que sea posible mediante el reemplazo la reparación del elemento del intercambiador de calor. Esto hace que el elemento del intercambiador de calor sea económico y reciclable. La integración se consigue medios de unión, tal como la cobresoldadura fuerte o la soldadura convencional.

Se fabrica un miembro del intercambiador de calor de acuerdo con la presente invención mediante la inserción de un elemento del intercambiador de calor para un refrigerador de ciclo de Stirling dentro de una parte hueca de un cuerpo tubular. En este caso, el diámetro interno del cuerpo puede hacerse ligeramente menor que el diámetro externo del elemento del intercambiador de calor. Esto hace posible que encaje el elemento del intercambiador de calor dentro del cuerpo mediante el encaje a presión, es decir, sin pegar ni soldar. Adicionalmente, al menos un extremo del cuerpo puede hacerse que sea cónico, de forma que el grosor de la pared del cuerpo llegue a ser menor hacia dicho extremo a lo largo del eje. Esto permite la fácil inserción del elemento del intercambiador de calor dentro del cuerpo.

Adicionalmente, alrededor de la lámina corrugada anular, pueden formarse los salientes en forma de ondas con el fin de que estén en contacto íntimo entre sí y con intervalos regulares en forma global, con las depresiones en forma de onda formadas en la superficie interior del cuerpo, con el fin de extenderse axialmente y correspondiendo a los salientes en forma de ondas, para que cuando el elemento del intercambiador de calor se inserte dentro del cuerpo, los salientes en forma de onda encajen dentro de las depresiones en forma de ondas. Esto impide que el elemento del intercambiador de calor pueda girar fuera de su posición dentro del cuerpo.

Alternativamente, la lámina corrugada anular puede ser fabricada mediante la conformación de una lámina corrugada lineal, de la cual los lados más extremos de las ranuras en forma de V invertida en ambos extremos son más largos que los lados inclinados de las ranuras en forma de V intermedias, dentro de una forma cilíndrica, reteniendo entonces los lados más extremos conjuntamente, de forma que las superficies de dichos lados más extremos se mantengan en contacto entre sí, y encajando entonces la parte saliente resultante que se forma en la punta de los lados más extremos, para sobresalir radialmente fuera de la periferia exterior de la lámina corrugada anular en una ranura que se forme en la superficie interior del cuerpo, para extenderse axialmente. Esto previene también que el elemento del intercambiador de calor pueda girar saliéndose de su posición dentro del cuerpo.

El miembro del intercambiador de calor puede ser fabricado, por ejemplo, situando en forma desmontable en el cuerpo un extremo de un miembro de guía tubular ahusado, de forma que el diámetro interno del mismo en un extremo sea substancialmente igual al diámetro interno del cuerpo, y en el que el grosor de la pared llega a ser menor hacia el otro extremo, y después insertando el elemento del intercambiador de calor para un refrigerador de ciclo de Stirling dentro del cuerpo, mediante su guiado a través del miembro de guía axialmente desde el otro extremo del mismo. En el miembro del intercambiador de calor fabricado de esta forma, cuando la lamina corrugada anular es guiada a través del miembro de guía, cambia su forma periférica, incrementándose el área de contacto con la superficie interna del cuerpo. Esto realza el rendimiento de la conducción del calor de la lámina corrugada anular, y haciendo posible el realizar un miembro del intercambiador de calor con un grado excelente del rendimiento del intercambiador de
calor.

El miembro de intercambiador de calor de acuerdo con la invención se fabrica mediante la inserción del elemento del intercambiador de calor anteriormente descrito para un refrigerador de ciclo de Stirling en una parte hueca del cuerpo tubular. En este caso, el diámetro interno del cuerpo se hace ligeramente menor que el diámetro externo del elemento del intercambiador de calor. Esto hace posible encajar el elemento del intercambiador de calor dentro del cuerpo, mediante el encaje a presión, es decir, sin efectuar pegados ni soldaduras. Adicionalmente, al menos un extremo del cuerpo puede hacerse cónico, de forma que el grosor de la pared del cuerpo llegue a ser menor que hacia dicho extremo a lo largo del eje. Esto permite la fácil inserción del elemento del intercambiador de calor en el cuerpo.

La lámina corrugada anular antes mencionada se fabrica fácilmente mediante la formación de una lámina corrugada línea, teniendo ranuras en forma de V contiguas, dentro de una forma cilíndrica, y acoplando después el lado más exterior de la ranura en forma de V en un extremo de la lámina corrugada lineal con el lado más extremo de la ranura en forma de V invertida en el otro extremo de la misma.

Alternativamente, la lámina corrugada anular se fabrica mediante la formación de una lámina corrugada lineal, que tenga ranuras en forma de V contiguas, en una forma cilíndrica, y después acoplando conjuntamente el lado más extremo de la ranura en forma de V en un extremo con la lámina corrugada lineal y el lado más extremo de la ranura en forma de V invertida en el otro extremo de la misma, mediante la realización de una soldadura eléctrica de puntos sobre la superficie de dichos lados más extremos.

Alternativamente, la lamina corrugada anular se fabrica mediante la formación de una lámina corrugada lineal, que tiene ranuras en forma de V contiguas, en una forma cilíndrica, y acoplando después conjuntamente el lado más externo de la ranura en forma de V en un extremo de la lámina corrugada lineal y el lado más extremo de la ranura en forma de V invertida en el otro extremo mediante la unión de las superficies de dichos lados más exteriores en forma conjunta.

Alternativamente, la lamina corrugada anular se fabrica mediante la conformación de una lamina corrugada lineal, que tenga ranuras en forma de V contiguas, en una forma cilíndrica, y después acoplando conjuntamente el lado más exterior de la ranura en forma de V en un extremo de la lámina corrugada lineal y el lado más exterior de la ranura en forma de V invertida en el otro extremo mediante la cobresoldadura de las superficies de dichos lados más extremos conjuntamente.

Alternativamente, la lamina corrugada anular se fabrica mediante la conformación de una lamina corrugada lineal que tenga ranuras en forma de V contiguas, en una forma cilíndrica, reteniendo después los lados más extremos de las ranuras en forma de V invertida en ambos extremos de la lamina corrugada lineal conjuntamente, de forma que las superficies de los lados más extremos se mantengan en contacto entre sí, y montando miembro de acoplamiento que tenga una sección en forma de C sobre la punta de dichos lados más extremos, en los que las superficies se mantengan en contacto entre sí.

Alternativamente, la lamina corrugada anular se fabrica mediante la conformación de una lámina corrugada lineal, que tenga ranuras en forma de V contiguas, en una forma cilíndrica, y acoplando después conjuntamente los lados más extremos de las ranuras en forma de V invertida en ambos extremos de la lamina corrugada lineal mediante el acoplamiento conjunto de una ranura que esté formada en el lado más exterior de la lamina corrugada lineal, con el fin de que se extienda desde un flanco con medio recorrido hacia dentro, y una ranura que se forme en el lado más exterior en el otro extremo de la lamina corrugada lineal, para que se extienda desde otro flanco con medio recorrido hacia dentro.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva externa del eliminador de calor de una primera realización de la invención.

La figura 2A es una vista en perspectiva externa del elemento del intercambiador de calor del eliminador de calor.

La figura 2B es una vista en perspectiva despiezada del elemento del intercambiador de calor.

La figura 3 es una vista en planta ampliada de una parte del elemento del intercambiador de calor, tal como se observa axialmente.

La figura 4 es un esbozo en sección vertical del cuerpo y del elemento del intercambiador de calor del eliminador de calor.

La figura 5 es una vista en planta ampliada de una parte del eliminador de calor, tal como se observa axialmente.

La figura 6A es una vista en planta de la lámina corrugada lineal.

La figura 6B es una vista en planta ampliada de la lámina corrugada lineal en un estado redondeado con ambos extremos unidos conjuntamente.

La figura 6C es una vista en planta ampliada de una parte de la lamina corrugada anular en su estado acabado.

La figura 7 es una vista en planta ampliada de una parte del eliminador de calor de una segunda realización de la invención tal como se observa axialmente.

La figura 8A es una vista en planta de la lamina corrugada lineal.

La figura 8B es una vista en planta ampliada de la lámina corrugada lineal en un estado redondeado con ambos extremos unidos conjuntamente.

La figura 8C es una vista en planta ampliada de una parte de la lámina corrugada lineal en su estado acabado.

La figura 9C es una vista en planta ampliada de una parte del eliminador de calor de una tercera realización de la invención, tal como se observa axialmente.

La figura 10A es una vista en planta de la lamina corrugada lineal.

La figura 10B es una vista en planta ampliada de la lámina corrugada lineal en un estado redondeado con ambos extremos unidos conjuntamente.

La figura 10C es una vista en planta ampliada de una parte de la lámina corrugada anular en su estado acabado.

La figura 11 es una vista en planta ampliada del eliminador de calor de una cuarta realización de la invención, tal como se observa axialmente.

La figura 12A es una vista en planta de la lámina corrugada lineal.

La figura 12B es una vista en planta ampliada de la lamina corrugada lineal en un estado redondeado con ambos extremos unidos conjuntamente.

La figura 12C es una vista en planta ampliada de una parte de la lamina corrugada anular en su estado acabado.

La figura 13 es una vista en planta ampliada de una parte del eliminador de calor de una quinta realización de la invención, tal como se observa axialmente.

La figura 14C es una vista en planta de la lamina de corrugada lineal.

La figura 14B es una vista en planta ampliada de la lamina corrugada lineal en un estado redondeado con ambos extremos unidos conjuntamente.

La figura 14C es una vista en planta ampliada de la lámina corrugada anular en estado acabado.

La figura 15 es una vista en planta ampliada de una parte del eliminador de calor de una sexta realización de la invención, tal como se observa axialmente.

La figura 16A es una vista en planta de la lamina corrugada lineal.

La figura 16B es una vista en planta ampliada de la lamina corrugada lineales un estado redondeado con ambos extremos unidos conjuntamente.

La figura 16C es una vista en planta ampliada de una parte de la lamina corrugada anular en su estado acabado.

La figura 17 es una vista en perspectiva ampliada de una parte principal de la figura 16B.

La figura 18 es una vista en planta ampliada del eliminador de calor de una séptima realización de la invención, tal como se observa axialmente.

La figura 19A es una vista en planta de la lamina corrugada lineal.

La figura 19B es una vista en planta de la lamina corrugada anular formada por el redondeamiento de la lamina corrugada lineal y colocando ambos extremo en forma conjunta.

La figura 19C es una vista superior del cuerpo cilíndrico.

La figura 20 es una vista en perspectiva externa de una parte del eliminador de calor de una octava realización de la invención.

La figura 21A es una vista en perspectiva externa del elemento del intercambiador de calor del eliminador de calor.

La figura 21B es una vista en perspectiva despiezada del elemento del intercambiador de calor.

La figura 22 es una vista en planta ampliada de una parte del elemento del intercambiador de calor, tal como se observa axialmente.

La figura 23 es un esbozo en sección vertical del cuerpo y del elemento del intercambiador de calor del eliminador de calor.

La figura 24 es una vista en planta ampliada de una parte del eliminador de calor de una novena realización de la invención, tal como se observa axialmente.

La figura 25A es una vista en sección del eliminador de calor antes de que el elemento del intercambiador de calor se inserte dentro del mismo desde el lado del miembro de guía del mismo.

La figura 25B es una vista en sección del eliminador de calor después de que se inserte el elemento del intercambiador de calor.

La figura 26 es una vista en planta del eliminador de calor de una décima realización de la invención.

La figura 27 es una vista en planta del elemento del intercambiador de calor del eliminador de calor.

La figura 28 es una vista en planta del cuerpo cilíndrico.

La figura 29 es un esbozo en sección de un refrigerador de ciclo de Stirling del tipo de pistón libre.

La figura 30 es una vista en perspectiva externa de un eliminador de calor como ejemplo convencional de un miembro del intercambiador de calor.

La figura 31 es una vista en planta ampliada de una parte de un ejemplo de un elemento del intercambiador de calor convencional, tal como se observa axialmente.

La figura 32 es una vista en planta ampliada de una parte de un ejemplo de otro elemento del intercambiador de calor convencional, tal como se observa axialmente.

De ahora en adelante se describirán las realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos. En la siguiente descripción, los miembros que tengan los mismos nombres que en los ejemplos convencionales mostrados en las figuras 29 a 32 se encuentran identificados con los mismos numerales de referencia. Adicionalmente, en las siguientes descripciones, aunque se trata solo del eliminador de calor 4 y su elemento 42 del intercambiador de calor, las explicaciones dadas en cuanto a sus configuraciones, selección de los materiales para la consulta de los miembros, posibles cambios de diseño de los mismos, y otros aspectos de los mismos son aplicables también al absorbedor de calor 2 y su elemento 22 del intercambiador de calor. En consecuencia, a menos que se indique otra cosa, en las siguientes descripciones, el eliminador de calor 4 y su elemento 42 del intercambiador de calor se utilizan en forma intercambiable con el absorbedor de calor 2 y su elemento 22 del intercambiador de calor.

Se describirá más adelante la primera realización de la invención. La figura 1 es una vista en perspectiva externa del eliminador de calor 4 que sirve como un miembro del intercambiador de calor en esta realización. Las figuras 2A y 2B son una vista en perspectiva exterior y una vista en perspectiva despiezada, respectivamente, del elemento 42 del intercambiador de calor del eliminador de calor 4. La figura 3 es una vista en planta ampliada de una parte del eliminador de calor, tal como se observa axialmente.

Este elemento 42 del intercambiador de calor está compuesto por una lámina corrugada anular 421 y un miembro 422 en forma de anillo interno. La lamina corrugada anular 421 está fabricada mediante la formación de un material de plancha corrugada en una forma cilíndrica con las ranuras individuales 421a de la misma paralelas al eje de la forma cilíndrica. El miembro 422 en forma de anillo interno es un miembro cilíndrico fabricado con un material que tenga una excelente conductividad térmica.

En primer lugar se describirá el método de fabricación de la lamina corrugada anular 421 utilizado en esta realización. Las figuras 6A a 6C muestran el procedimiento de fabricación de la lamina corrugada anular 421. La figura 6A es una vista en planta de una lamina corrugada lineal 420, en donde la figura 6B es una vista en planta ampliada de la lamina corrugada lineal 420 en un estado redondeado con ambos extremos de la misma juntos, y la figura 6C es una vista en planta ampliada de la lamina corrugada anular 421 en su estado terminado.

Tal como muestra la figura 6A, la lámina corrugada lineal 420 tiene las ranuras contiguas 420e que tienen una sección en forma de V cada una. En un extremo de la lamina corrugada lineal 420 se encuentra una ranura en forma de V 420a, y en el otro extremo de la misma se encuentra una ranura 420b en forma de V invertida. El lado más externo 420c de la ranura 420a y el lado más externo 420d de la ranura 420b están formados para que su longitud L1 sea más corta que la longitud L de los lados inclinados entre las puntas y los fondos 420f y 420f de las ranuras 420e intermedias.

La lámina corrugada lineal 420 está doblada en las direcciones indicadas por las flechas F1 y F2 en la figura 6A, con el fin de formarla en un perfil cilíndrico. Con los lados más extremos 420c y 420d puestos en contacto tal como se muestra en la figura 6B, los lados más externos 420c y 420d se enganchan entre sí tal como se muestra en la figura 6C, y por tanto formándose la lamina corrugada anular 421. Así pues, conforme la lamina corrugada anular 421 tiende a retornar a su estado lineal original, los lados más externos 420c y 420d se enganchan entre sí mediante su tracción, y por tanto se mantendrá la forma anular de la lámina corrugada anular 421. El numeral de referencia 421d representa la parte acoplada.

Tal como se muestra en las figuras 2A y 5, el miembro en forma de anillo interior 422 se coloca en contacto con la periferia interna de la lamina corrugada anular 421, de forma que sean coaxiales entre sí (es decir, de forma que sus ejes coincidan entre sí). En este caso, el diámetro del círculo formado por la conexión uniforme de todos los fondos 421b de la lámina corrugada anular 421 (es decir, el diámetro interno de la lamina corrugada anular 421) se hace que sea substancialmente igual al diámetro externo del miembro en forma de anillo interior 422.

La lamina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo interior 422 están unidos conjuntamente con un metal de cobresoldadura 13 en forma de anillo. Específicamente, tal como muestra la figura 2B, el metal de cobresoldadura 13 se coloca en donde hacen contacto la lamina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo interior 422 entre sí, calentándose de forma que el metal de cobresoldadura fundido 13 pueda circular a lo largo de los fondos 421b de la lámina corrugada anular 421.

Como resultado, tal como muestra la figura 3, el metal de cobresoldadura 13 se aplica substancialmente en forma uniforme en conde hagan contacto la lamina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo interior 422 entre sí. Al endurecerse el metal de cobresoldadura 13, la lámina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo interno 422 se unen conjuntamente y por tanto integrándose en forma conjunta. En lugar de la cobresoldadura antes mencionada específicamente, puede utilizarse una soldadura convencional o similar.

El elemento 42 del intercambiador de calor anteriormente descrito se inserta en un cuerpo 41 mostrado en la figura 1, de forma que sean coaxiales entre sí, y por tanto fabricándose así el eliminador de calor 4. El elemento 42 del intercambiador de calor se inserta en el cuerpo 41 mediante el siguiente mecanismo. Tal como se muestra en la figura 4, que es un esbozo en sección transversal del cuerpo 41 y del elemento 42 del intercambiador de calor, ambos extremos del cuerpo 41 son cónicos, de forma que el grosor de la pared del mismo llegue a ser menor hacia los extremos a lo largo del eje del mismo (estas partes se denominan como las partes cónicas 41a).

Adicionalmente, el diámetro exterior del elemento 42 del intercambiador de calor (es decir, el diámetro externo de la lamina corrugada anular 421) R1 (= \varphiB) es ligeramente inferior al diámetro interno máximo R2 (=\varphiB + \alpha_{1}) del cuerpo 41 en ambos extremos del mismo, y ligeramente mayor que el diámetro interno R3 (=\varphiB - \alpha_{2}) del cuerpo 41 en la posición del mismo entre las partes cónicas 41a.

Así pues, cuando el elemento 42 del intercambiador de calor se inserta dentro del elemento 42 del intercambiador de calor desde un extremo del mismo, la inserción requiere una pequeña fuerza al principio. Puesto que el diámetro interno del cuerpo 41 llega a ser gradualmente menor hasta que llega a ser eventualmente menor que el diámetro externo R1 del elemento 42 del intercambiador de calor, conforme se inserta el elemento 42 del intercambiador de calor, la fuerza requerida para hacer esta operación se incrementa gradualmente. De esta forma, el elemento 42 del intercambiador de calor puede ser insertado fácilmente en el cuerpo 41.

En este caso, puesto que los fondos 421b de la lamina corrugada anular 421 están fijados al miembro 422 en forma de anillo interior, la lamina corrugada anular 421 así encajada dentro del cuerpo 41, en donde el diámetro interno R3 es menor que el diámetro externo R1 de la lamina corrugada anular 421, es llevado a un estado en el cual las ranuras 421a están presionadas para que estén más abiertas, y esto genera una fuerza resiliente que actúa radialmente hacia fuera.

Adicionalmente, puesto que el diámetro exterior R1 de la lamina corrugada anular 421 y la profundidad de las ranuras 421a es constante a lo largo del eje, la fuerza resiliente antes mencionada presionará el elemento 42 del intercambiador de calor sobre la superficie interna del cuerpo 41 con una fuerza uniforme alrededor en su totalidad, y manteniéndolo así sin deformación.

Tal como se ha descrito anteriormente, en esta realización, el miembro en forma de anillo interior 422 puede ser fijado en la posición deseada dentro del cuerpo 41 sin el uso de adhesivo ni soldadura. Esto ayuda a simplificar el procedimiento de fabricación y reducir el costo de fabricación, y también a estabilizar el rendimiento del intercambio de calor del miembro del intercambiador de calor.

Adicionalmente, cuando la lamina corrugada anular 421 quede dañada, el elemento 42 del intercambiador de calor puede extraerse y eliminarse del cuerpo 41. Esto permite la sustitución fácil según se precise, y ayuda así para mitigar el problema económico del usuario en el caso de reparación y para solucionar los problemas del reciclado.

Adicionalmente, en el elemento 42 del intercambiador de calor utilizado en esta realización, la lamina corrugada anular 421 y el miembro 422 en forma de anillo interior, están integrados conjuntamente mediante la cobresoldadura, soldadura convencional, o similares, y mostrando así una mejor conductividad térmica que cuando se dejan sin integrar. Esto ayuda a incrementar el rendimiento de intercambio de calor.

A continuación se describirá una segunda realización de la invención. La figura 7 es una vista en planta ampliada del eliminador de calor 4 de esta realización, tal como se observa axialmente. El eliminador de calor 4 de esta realización, al igual que la primera realización antes descrita, está compuesto por un elemento 42 del intercambiador de calor, que comprende una lamina corrugada anular 421 y un miembro en forma de anillo interior 422 sobresoldada dentro de la misma, y un cuerpo 41 dentro del cual está montado el elemento 42 del intercambiador de calor.

En primer lugar se describirá el método de fabricación de la lámina corrugada anular 421 utilizado en esta realización. Las figuras 8A a 8C muestran el procedimiento de fabricación de la lamina corrugada anular 421. La figura 8A es una vista en planta de la lamina corrugada anular 420, la figura 8B es una vista en planta de la lamina corrugada lineal 420 en un estado redondeado con ambos extremos en contacto, y la figura 8C es una vista en planta ampliada de una parte de la lamina corrugada anular 421 en su estado terminado.

Tal como muestra la figura 8A, la lámina corrugada lineal 420 tiene las ranuras contiguas 420e teniendo una sección en forma de V cada una. En un extremo de la lamina corrugada lineal 420 se encuentra una ranura en forma de V 420a, y en el otro extremo de la misma se encuentra una ranura 420b en forma de V invertida. El lado más externo 420c de la ranura 420a y el lado más externo 420d de la ranura 420b están formados de forma que su longitud L2 sea más corta que la longitud L de los lados inclinados entre las puntas y los fondos 420f y 420f de las ranuras 420e intermedias.

La lamina corrugada lineal 420 está doblada en las direcciones indicadas por las flechas F1 y F2 en la figura 8A, con el fin de formar un perfil cilíndrico. Con los lados más extremos 420c y 420d llevados a su unión tal como se indica en la figura 8B, se realiza una soldadura de puntos sobre las partes de las superficies de dichos lados más externos 420c y 420d, de forma que estas superficies se unan conjuntamente mientras que se mantengan en contacto entre sí. De esta forma, se fabrica la lamina corrugada anular 421 tal como se muestra en la figura 8C.

Tal como muestran las figuras 2A y 7, el miembro 422 en forma de anillo interno se coloca en contacto con la periferia interna de la lamina corrugada anular 421, de forma que sean coaxiales entre sí. En este caso, el diámetro del círculo formado por la conexión uniforme de todos los fondos 421b de la lámina corrugada anular 421 (es decir, el diámetro interno de la lamina corrugada anular 421) se hace que sea substancialmente igual al diámetro externo del miembro en forma de anillo interior 422.

La lámina corrugada anular 421 y el miembro 422 en forma de anillo interno se unen conjuntamente con un metal de cobresoldadura 13 en forma de anillo. Específicamente, tal como muestra la figura 2B, el metal de cobresoldadura 13 se coloca en donde hagan contacto entre sí la lamina corrugada anular 421 y el miembro 422 en forma de anillo interior, y calentándose de forma que el metal de cobresoldadura fundido 13 fluya a lo largo de los fondos 421b de la lamina corrugada anular 421.

Como resultado de ello, tal como muestra la figura 3, el metal de cobresoldadura 13 se aplica substancialmente en forma uniforme en donde hagan contacto entre sí la lamina corrugada anular 421 y el miembro 422 en forma de anillo interior. Al endurecerse el metal de cobresoldadura 13, la lamina corrugada anular 421 y el miembro 422 en forma de anillo interno se unen conjuntamente y por tanto siendo integrados. En lugar de realizar la cobresoldadura especificada anteriormente, puede utilizar la soldadura convencional o similares.

El elemento 42 del intercambiador de calor antes descrito se inserta en el cuerpo 41 mostrado en la figura 1, de forma que sean coaxiales entre sí, y por tanto se fabrica así el eliminador de calor 4. El elemento 42 del intercambiador de calor se inserta en el cuerpo 41 mediante el siguiente mecanismo. Tal como se muestra en la figura 4, la cual es un esbozo en sección del cuerpo 41 y del elemento 42 del intercambiador de calor, ambos extremos del cuerpo 41 son cónicos, de forma que el grosor del mismo llegue a ser menor hacia los extremos a lo largo del eje del mismo (estas partes se denominan como las partes cónicas 41a).

Adicionalmente, el diámetro externo del elemento 42 del intercambiador de calor (es decir, el diámetro externo de la lamina corrugada anular 421) R1 (=\varphiB) se hace que sea menor ligeramente que el diámetro interno máximo R2 (=\varphiB + \alpha_{1}) del cuerpo 41 en ambos extremos del mismo, y ligeramente mayor que el diámetro interno R3 (=\varphiB - \alpha_{2}) del cuerpo 41 en la posición del mismo entre las partes cónicas 41a.

Así pues, cuando se inserta el elemento 42 del intercambiador de calor dentro del elemento del intercambiador de calor 42 desde un extremo del mismo, la inserción requiere de una pequeña fuerza de presión al principio. Puesto que el diámetro interno del cuerpo 41 gradualmente llega a ser menor hasta que eventualmente llega a ser menor que el diámetro externo R1 del elemento 42 del intercambiador de calor, conforme se inserta el elemento 42 del intercambiador de calor, la fuerza requerida para hacer esta operación se incrementa gradualmente. De esta forma el elemento 42 del intercambiador de calor puede ser insertado fácilmente dentro del cuerpo 41.

En este caso, puesto que los fondos 421b de la lamina corrugada anular 421 están fijados al miembro 422 en forma de anillo interior, la lamina corrugada anular 421 así montada en el cuerpo 41, en la que el diámetro interno R3 es menor que el diámetro externo R1 de la lamina corrugada anular 421, es llevada a una estado en el cual las ranuras 421a están presionadas de forma que sean más abiertas, y esto produce una fuerza resiliente radialmente hacia fuera.

Adicionalmente, puesto que el diámetro externo R1 de la lámina corrugada anular 421 y la profundidad de la ranura 421a son constantes a lo largo del eje, la fuerza resiliente antes mencionada presiona el elemento 42 del intercambiador de calor sobre la superficie interna del cuerpo 41, con una fuerza uniforme alrededor en su totalidad y manteniéndolo por tanto en su posición. En este caso, la lamina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo interior 422 están fijados conjuntamente y por tanto no siendo deformados.

Tal como se ha descrito anteriormente, en esta realización, el miembro 422 en forma de anillo interno puede fijarse en la posición deseada dentro del cuerpo 41 sin el uso de adhesivo o soldadura. Esto ayuda a simplificar el procedimiento de fabricación y a reducir los costos de fabricación, y también a estabilizar el rendimiento del intercambio de calor del miembro del intercambiador de calor.

Adicionalmente, cuando la lamina corrugada anular 421 se daña, el elemento 42 del intercambiador de calor puede ser extraído y eliminado del cuerpo 41. Esto permite el fácil reemplazo según sea preciso, y ayuda así a mitigar el problema económico para el usuario en el caso de reparación y para solventar los problemas de reciclado.

Adicionalmente, en el elemento 42 utilizado del intercambiador de calor en esta realización, la lamina corrugada anular 421 y el miembro 422 en forma de anillo interno se encuentran integrados conjuntamente mediante la cobresoldadura, soldadura convencional, o similares, y mostrando así una mejor conductividad térmica que cuando se dejan sin integrar. Esto ayuda a incrementar el rendimiento de intercambio del calor.

A continuación se describirá una tercera realización de la invención. La figura 9 es una vista en planta de una parte del eliminador de calor 4 de esta realización, según se observa axialmente. El eliminador de calor 4 de esta realización, al igual que la primera realización antes descrita, está compuesto por un elemento 42 del intercambiador de calor, que comprende una lámina corrugada anular 421 y un miembro en forma de anillo interno 422 sobresoldado dentro del mismo, y un cuerpo 41 dentro del cual está montado el elemento 42 del intercambiador de calor.

En primer lugar, se describirá el método de fabricación de la lamina corrugada anular 421 utilizada en esta realización. Las figuras 10A y 10B muestran el procedimiento de fabricación de la lámina corrugada anular 421. La figura 10A es una vista en planta de la lamina corrugada redondeada 420, la figura 10B es una vista en planta ampliada de la lamina corrugada lineal 420, en un estado redondeado con ambos extremos unidos, y la figura 10C es una vista en planta ampliada de una parte de la lámina corrugada anular 421 en su estado terminado.

Tal como muestra la figura 10A, la lámina corrugada lineal 420 tiene las ranuras contiguas 420e, teniendo una sección en V cada una. En un extremo de la lamina corrugada lineal 420 se encuentra una ranura 420e en forma de V, y en el otro extremo de la misma se encuentra una ranura 420b en forma de V invertida. El lado más externo 420c de la ranura 420a y el lado más externo 420d de la ranura 420b se forman de manera que su longitud L3 sea más corta que la longitud L de los lados inclinados entre las puntas y los fondos 420f y 420f de las ranuras 420e intermedias.

La lámina corrugada lineal 420 está doblada en las direcciones indicadas por las flechas F1 y F2 en la figura 10A, con el fin de conformarse en un perfil cilíndrico, de forma que los lados más externos 420c y 420d se coloquen conjuntamente (figura 10B). A continuación, las superficies de los lados más externos 420c y 420d, a las cuales se han aplicado un adhesivo instantáneo de antemano, se mantienen contacto entre sí durante un momento de forma que se peguen conjuntamente. De esta forma, se fabrica la lamina corrugada anular 421 tal como se muestra en la figura 10C. El numeral de referencia 421f representa la parte unida.

Tal como muestran las figuras 2A y 9, el miembro en forma de anillo interno 422 se coloca en contacto con la periferia interna de la lamina corrugada anular 421, de forma que sean coaxiales entre sí. En este caso, el diámetro del circulo formado por la conexión uniforme de todos los fondos 421b de la lamina corrugada anular 421 (es decir, el diámetro interno de la lamina corrugada anular 421) es substancialmente igual al diámetro externo del miembro en forma de anillo interno 422.

La lamina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo interior 422 están unidos conjuntamente mediante un metal de cobresoldadura 13 en forma de anillo. Específicamente, tal como muestra la figura 2B, el metal de cobresoldadura 13 se coloca en donde hacen contacto entre sí la lamina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo interno 422, y calentándose de forma que el metal de cobresoldadura fundido 13 circule a lo largo de los fondos 421b de la lámina corrugada anular 421.

Como resultado de ello, tal como se muestra en la figura 3, el metal de cobresoldadura 13 se aplica substancialmente de forma uniforme en la parte de contacto entre sí de la lámina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo interno 422. Cuando se endurece el metal de cobresoldadura 13, la lamina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo interno 422 se unen conjuntamente y por tanto se integran conjuntamente. En lugar de la cobresoldadura antes mencionada específicamente, puede utilizar la soldadura convencional o similares.

El elemento 42 del intercambiador de calor anteriormente descrito se inserta en un cuerpo 41 mostrado en la figura 1, de forma que sean coaxiales entre sí, fabricándose así por tanto el eliminador de calor 4. El elemento 42 del intercambiador de calor se inserta en el cuerpo 41 mediante el siguiente mecanismo. Tal como se muestra en la figura 4, la cual es un esbozo en sección del cuerpo 41 y del elemento 42 del intercambiador de calor, ambos extremos del cuerpo 41 son cónicos, de forma que el grosor del mismo llegue a ser menor hacia los extremos a lo largo del eje del mismo (estas partes se denominan como las partes cónicas 41a).

A continuación, se describirá una cuarta realización de la invención. La figura 11 es una vista en planta de una parte del eliminador de calor 4 de esta realización según se observa axialmente. El eliminador de calor 4 de esta realización, al igual que la primera realización descrita anteriormente, está compuesto por un elemento 42 del intercambiador de calor, que comprende una lámina corrugada anular 421 y un miembro en forma de anillo interno 422 cobresoldado dentro del mismo, y un cuerpo 41 dentro del cual se monta el elemento 42 del intercambiador de calor.

En primer lugar se describirá el método de fabricación de la lamina corrugada anular 421 utilizada en esta realización. Las figuras 12A a 12C muestran el procedimiento de fabricación de la lámina corrugada anular 421. La figura 12A es una vista en planta de la lamina corrugada lineal 420, la figura 12B es una vista en planta ampliada de la lamina corrugada lineal 420 en un estado redondeado con ambos extremos en proximidad cercana, y la figura 12C es una vista en planta ampliada de una parte de la lamina corrugada anular 421 en su estado terminado.

Tal como muestra la figura 12A, la lámina corrugada lineal 420 tiene las ranuras contiguas 420e, que tienen una sección en forma de V cada una. En un extremo de la lámina corrugada lineal 420 se encuentra una ranura en forma de V 420a, y en el otro extremo se encuentra una ranura 420b en forma de V invertida. El lado más externo 420c de la ranura 420a y el lado mas externo 420d de la ranura 420b están formados de forma que su longitud L4 sea más corta que la longitud L de los lados inclinados entre las puntas y los fondos 420f y 420f de las ranuras 420e intermedias.

La lamina corrugada lineal 420 está doblada en las direcciones indicadas por las flechas F1 y F2 en la figura 12A para conformarse en una forma cilíndrica, de forma que los lados más exteriores 420c y 420d se coloquen conjuntamente (figura 12B). A continuación, las superficies de los lados más exteriores 420c y 420d, a los cuales se aplica una soldadura en forma de pasta en forma uniforme de antemano, se mantienen en contacto entre sí y se calientan durante un momento de forma que se suelden conjuntamente. De esta forma se fabrica la lamina corrugada anular 421 tal como se muestra en la figura 12C. El numeral de referencia 421g representa la parte soldada convencionalmente o soldada electivamente.

Tal como muestran las figuras 2A y 11, el miembro en forma de anillo interior 422 se coloca en contacto con la periferia interna de la lamina corrugada anular 421, de forma que sean coaxiales entre sí. En este caso, el diámetro del circulo formado por la conexión uniforme de todos los fondos 421b de la lámina corrugada anular 421 (es decir, el diámetro interno de la lamina corrugada anular 421) se hace que sea substancialmente igual al diámetro externo del miembro en forma de anillo interno 422.

A continuación, se describirá una quinta realización de la invención. La figura 13 es una vista en planta de una parte del eliminador de calor 4 de esta realización, tal como se observa radialmente. El eliminador de calor 4 de esta realización, al igual que en la primera realización descrita anteriormente, está compuesto por un elemento 42 del intercambiador de calor, que comprende una lámina corrugada anular 421 y un miembro en forma de anillo interior 422 cobresoldado dentro del mismo, y un cuerpo 41 dentro del cual está montado el elemento 42 del intercambiador de calor.

En primer lugar se describirá el método de fabricación de la lamina corrugada anular 421 utilizada en esta realización. Las figuras 14A a 14C muestran el procedimiento de fabricación de la lamina corrugada anular 421. La figura 14A es una vista en planta de la película corrugada lineal 420, la figura 14B es una vista en planta ampliada de la lámina corrugada lineal 420 en un estado redondeado con ambos extremos juntos conjuntamente, y la figura 14C es una vista en planta ampliada de una parte de la lámina corrugada anular 421 en su estado terminado.

Tal como se muestra en la figura 14C, la lamina corrugada lineal 420 tiene las ranuras contiguas 420e que tienen una sección en forma de V. En ambos extremos de la lámina corrugada lineal 420 se encuentran ranuras en forma de V invertida. El lado más exterior 420e de la ranura 420a y el lado más exterior 420d de la ranura 420b están formados de manera que su longitud L5 sea más corta que la longitud L de los lados inclinados entre las puntas y los fondos 420f de las ranuras 420e intermedias.

La lámina corrugada lineal 420 está doblada en las direcciones indicadas por las flechas F1 y F2 en la figura 14A, con el fin de conformar un perfil cilíndrico de forma que los lados más externos 420c y 420d sean situados en forma conjunta (figura 14B). A continuación, los lados más externos 420c y 420d son junto con las superficies de los mismos en contacto entre sí sobre sus superficies completas, están acoplados conjuntamente con un miembro de acoplamiento 18 hecho de material altamente resiliente y que tenga una sección en forma de C. De esta forma se fabrica la lamina corrugada anular 421 tal como se expone en la figura 14C.

Tal como muestran las figuras 2A y 13, el miembro en forma de anillo interno 422 se coloca en contacto con la periferia interna de la lamina corrugada anular 421, de forma que sean coaxiales entre sí. En este caso, el diámetro del circulo formado por la conexión uniforme de todos los fondos 421b de la lamina corrugada anular 421 (es decir, el diámetro interno de la lamina corrugada anular 421) es substancialmente igual al diámetro externo del miembro en forma de anillo interno 422.

A continuación se describirá una sexta realización de la invención. La figura 15 es una vista en planta de una parte del eliminador de calor 4 de esta realización, tal como se observa axialmente. El eliminador de calor 4 de esta realización, al igual que la primera realización descrita anteriormente, está compuesta por un elemento 42 del intercambiador de calor, que comprende una lamina corrugada anular 421 y un miembro en forma de anillo interno 422 cobresoldado dentro del mismo, y un cuerpo 41 dentro del cual se monta el elemento 42 del intercambiador de calor.

En primer lugar se describirá el método de fabricación de la lamina corrugada anular 421 utilizada en esta realización. La figura 16 muestra el procedimiento de fabricación de la lamina corrugada anular 421. La figura 16A es una vista en planta de la lamina corrugada lineal 420, la figura 16B es una vista en planta ampliada de la lamina corrugada lineal 420 en un estado redondeado con ambos extremos puestos en proximidad cercana, y la figura 14C es una vista en planta ampliada de la lamina corrugada anular 421 en su estado terminado. La figura 17 es una vista en perspectiva de una parte principal de la figura 16B.

Tal como muestra la figura 16A, la lámina corrugada lineal 420 tiene ranuras contiguas 420e que tiene una sección en forma de V cada una. En ambos extremos de la lamina corrugada lineal 420 se encuentran las ranuras 420b en forma de V invertida. El lado más externo 420c de la ranura 420a y el lado más externo 420d de la ranura 420b están formados para que su longitud L6 sea más corta que la longitud L de los lados inclinados entre las puntas y los fondos 420f y 420f de las ranuras 420e intermedias. Adicionalmente, conforme se muestra en la figura 17, en los lados más extremos 420c y 420d, las ranuras 19 están formadas respectivamente de forma tal que una ranura se extienda desde un flanco 420g de la lamina corrugada línea 420 hacia dentro a mitad del recorrido, y la otra ranura se extiende desde el otro flanco 420h de la lamina corrugada lineal 420 hacia dentro a mitad del recorrido.

La lámina corrugada lineal 420 se dobla con las direcciones indicadas mediante la flechas F1 y F2 en la figura 16A, de forma que se perfilen en una forma cilíndrica, de forma que los lados más externos 420c y 420d se coloquen juntos (figura 16B). A continuación, los lados más exteriores 420c y 420d están acoplados conjuntamente mediante el acoplo conjunto con la ranura 19 formada en el lado más externo 420c y la ranura 19 formada en el lado más extremo 420d. De esta forma se fabrica la lamina corrugada anular 421 tal como se muestra en la figura 16C.

Tal como muestran las figuras 2A y 15, el miembro en forma de anillo interno 422 se coloca en contacto con la periferia interna de la lamina corrugada anular 421, de forma que sean coaxiales entre sí. En este caso, el diámetro del circulo formado por la conexión uniforme de todos los fondos 421b de la lamina corrugada anular 421 (es decir, el diámetro interno de la lamina corrugada anular 421) es substancialmente igual al diámetro externo del miembro en forma de anillo interno 422.

A continuación se describirá una séptima realización de la invención. La figura 18 es una vista en planta del eliminador de calor 4 de esta realización, tal como se observa axialmente. El eliminador de calor 4 de esta realización, al igual que la primera realización anteriormente descrita, está compuesto por un elemento 42 del intercambiador de calor, que comprende una lámina corrugada anular 421 y un miembro en forma de anillo interior 422 cobresoldado dentro del mismo, y un cuerpo 41 dentro del cual está montado el elemento 42 del intercambiador de calor.

En primer lugar se describirá el método de fabricación de la lámina corrugada anular 421 utilizada en esta realización. Las figuras 19A y 19C muestran el procedimiento de fabricación de la lámina corrugada anular 421. La figura 19A es una vista en planta de la lamina corrugada lineal 420, la figura 19B es una vista en planta de la lámina corrugada anular formada mediante el redondeamiento de la lamina corrugada lineal y colocando ambos extremos de la misma en forma conjunta, y la figura 19C es una vista superior del cuerpo cilíndrico 41.

Tal como muestra la figura 19A, la lámina corrugada lineal 420 tiene las ranuras contiguas 420e que tienen una sección en forma de V cada una. En ambos extremos de la lamina corrugada lineal 420 se encuentran las ranuras 420b en forma de V invertida. El lado más extremo 420c de la ranura 420a y el lado más extremo 420d de la ranura 420b están formados de manera que su longitud L7 sea más corta que la longitud L de los lados inclinados entre las puntas y los fondos 420f y 420f de las ranuras 4202 intermedias.

La lámina corrugada lineal 420 está doblada en las direcciones indicadas por las flechas F1 y F2 en la figura 19A, con el fin de conformarse en un perfil cilíndrico, de forma que los lados más extremos 420c y 420d se coloquen conjuntamente. A continuación, la lámina corrugada lineal 420 se mantiene en un estado en el cual los lados más extremos 420c y 420d se mantengan en contacto entre sí al menos en sus puntas. De esta forma se fabrica la lamina corrugada anular 421 tal como se muestra en la figura 19B. Como resultado de ello, las partes de las puntas de los lados más extremos 420c y 420d forman una parte saliente 421h que sobresale radialmente fuera de la periferia externa de la lamina corrugada anular 421 (es decir, el circulo formado por la conexión uniforme de todas las puntas 421c).

El diámetro interno del cuerpo cilíndrico 41 está hecho substancialmente igual al diámetro externo de la lámina corrugada anular 421. Adicionalmente, tal como se muestra en la figura 19C, en una posición de la superficie interna del cuerpo 41, se forma una ranura 41a dentro de la cual se encaja la parte saliente 421h de la lamina corrugada anular 421 con el fin de extenderse axialmente.

La lamina corrugada anular 421 se inserta entonces axialmente en el cuerpo 41 con el centro de la primera alineado con el eje central de la última, con la parte saliente 421h de la primera encajada en la ranura 41a del último. En este caso, tal como indica la figura 1, la lámina corrugada anular 421 se inserta hasta que un extremo de la misma llegue a estar enrasado con el extremo abierto del cuerpo 41.

En la parte saliente 421h de la lámina corrugada anular 421 actúa una fuerza que tiende a llevar la lamina corrugada anular 421 de retorno al estado original de la lamina corrugada lineal 420. No obstante, puesto que la parte saliente 421h queda atrapada en la ranura 41a, la fuerza se convierte en una fuerza que tiende a expandir la lamina corrugada anular 421 en forma radial. Así pues, la lamina corrugada anular 421 se expande radialmente, y por tanto presiona sobre la superficie interna del cuerpo 41. Esto hace posible mantener la lamina corrugada anular 421 en la posición deseada mientras que mantiene su forma.

Por el contrario, el diámetro externo del miembro en forma de anillo interno 422 está hecho substancialmente igual al diámetro interno de la lamina corrugada anular 421 (es decir, el diámetro del circulo formado por la conexión uniforme de todos los fondos 2b). El miembro en forma de anillo interior 422 está insertado axialmente en la lámina corrugada anular 421 con el centro del primero alineado con el eje central de la última. A continuación, la lámina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo interior 422 se integran conjuntamente mediante cobresoldadura conjuntamente en donde la periferia interna de la primera hace contacto con la superficie exterior del miembro 422 en forma de anillo interno. De esta forma, el elemento 42 del intercambiador de calor queda montado en el cuerpo 41, y por tanto se obtiene el eliminador de calor 4 tal como se muestra en la figura 18.

Así pues, es posible eliminar el proceso de unión o soldadura de la lamina corrugada anular 421 al cuerpo 41. Esto mejora la productividad. Adicionalmente, es posible fijar con seguridad la lámina corrugada anular 421 mediante el montaje a presión, y conseguir un contacto uniforme en todas las partes alrededor de la lámina corrugada anular 421. Esto ayuda a fabricar el eliminador de calor 4 de forma estable con un rendimiento excelente.

A continuación se describirá una octava realización. La figura 20 es una vista en perspectiva exterior del eliminador de calor 4 que sirve como un miembro del intercambiador de calor en esta realización. La figura 21A es una vista en perspectiva exterior y una vista en perspectiva despiezada, respectivamente, del elemento 42' del intercambiador de calor incorporado en el eliminador de calor 4.

Este elemento 42' del intercambiador de calor está compuesto por una lámina corrugada anular 421 y un miembro en forma de anillo exterior 422'. La lámina corrugada anular 421 está fabricada por el mismo procedimiento que se expuso anteriormente en relación con la primera a la séptima realizaciones. El miembro en forma de anillo exterior 422' es un miembro cilíndrico de un material que tiene una conductividad térmica y resiliencia excelentes.

Tal como se muestra en la figura 21A, el miembro en forma de anillo exterior 422' está situado en contacto con la periferia exterior de la lamina corrugada anular 421, de forma que sean coaxiales entre sí. En este caso, el diámetro externo de la lamina corrugada anular 421 está hecho substancialmente igual al diámetro interno del miembro en forma de anillo exterior 422'. Adicionalmente, tal como se muestra en la figura 22, la lamina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo exterior 422', al igual que la lamina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo interior 422 de la primera realización, están unidos y fijados conjuntamente con un metal de cobresoldadura 13 o soldadura convencional.

El elemento 42' del intercambiador de calor anteriormente descrito está insertado en un cuerpo 41 mostrado en la figura 20, de forma que sean coaxiales entre sí, y por tanto fabricándose así el eliminador de calor 4. El elemento 42' del intercambiador de calor se inserta en el cuerpo 41 mediante el siguiente mecanismo. Tal como se muestra en la figura 23, que es un esbozo seccional del cuerpo 41 y el elemento 42' del intercambiador de calor, ambos extremos del cuerpo 41 son cónicos de la misma forma que en la primera realización (estas partes están denominadas como las partes cónicas 41a).

Adicionalmente, el diámetro externo del elemento 42' del intercambiador de calor (es decir, el diámetro externo del miembro 422' en forma de anillo exterior) R1' (=\varphiB') se hace ligeramente menor que el diámetro interno máximo R2' (=\varphiB' + \alpha_{1}') del cuerpo 41 en ambos extremos del mismo, y ligeramente mayor que el diámetro interno R3' (=\varphiB' - \alpha_{2}') del cuerpo 41 en la parte del mismo situada entre las partes cónicas 41a.

Así pues, al igual que en la primera realización descrita anteriormente, las partes cónicas 41a permiten que el elemento 42' del intercambiador de calor sea insertado en el cuerpo 41 más fácilmente. Adicionalmente, el elemento 42' del intercambiador de calor montado así en el cuerpo 41 es presionado sobre la superficie interna del cuerpo 41, y manteniéndose así en posición mediante la flexibilidad que tiene lugar en la lámina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo exterior 422'. En este caso, la lamina corrugada anular 421 y el miembro en forma de anillo exterior 422' están fijados firmemente en forma conjunta, y por tanto no deformándose.

Tal como se ha descrito anteriormente, y en esta realización también, el elemento 42' del intercambiador de calor puede estar fijado en la posición deseada dentro del cuerpo 41 sin el uso de ningún adhesivo o soldadura. Adicionalmente, puesto que el elemento 42' del intercambiador de calor y el cuerpo 41 no están fijados conjuntamente, el primero puede ser extraído del último en forma libre. Adicionalmente, puesto que la lámina 421 corrugada anular y el miembro en forma de anillo exterior 422' están integrados conjuntamente, muestran una mejor conductividad térmica.

A continuación, se describirá una novena realización de la invención, con referencia a los dibujos. La figura 24 es una vista en planta ampliada de una parte del eliminador de calor 4 de la realización, tal como se observa axialmente. La figura 25 muestra parte del procedimiento de fabricación del eliminador de calor 4; específicamente, las figuras 25A y 25B son respectivamente vistas en sección del eliminador de calor antes y después del elemento 42 del intercambiador de calor, y que se inserta desde el lado del miembro de guía del mismo.

Tal como muestran las figuras 25A y 25B, un cuerpo cilíndrico 41 está fijado con un miembro de guía 14, a una plantilla 15, con el eje del cuerpo 41 mantenido substancialmente en forma horizontal. El miembro de guía 14 está provisto con el fin de entrar en contacto con el cuerpo 41, y tiene un diámetro externo substancialmente igual al del cuerpo 41. El miembro de guía 14 está formado así para que tenga una sección transversal cónica dentro, formando una parte cónica 41a, de forma que su diámetro interno sea igual al diámetro interno del cuerpo 41 en la junta e incrementándose conforme se aleja del mismo.

A continuación, se describirá el procedimiento de fabricación del eliminador de calor 4 de esta realización, con referencia a las figuras 25A y 25B. La lámina corrugada anular 421 está fabricada de la misma forma que la descrita anteriormente en relación con la primera a la sexta realizaciones, es decir, mediante la formación de una lamina corrugada lineal 420 en una forma cilíndrica y colocando ambos extremos en forma conjunta. La lámina corrugada anular 421 está hecha de un material altamente flexible que se deforme fácilmente al aplicar una fuerza de presión externa.

De antemano, el miembro en forma de anillo interno 422, en el cual el diámetro externo se hace ligeramente mayor que el diámetro externo de la lamina corrugada anular 421, se ha insertado axialmente dentro de la lámina corrugada anular 421, para poder fabricar el elemento 42 del intercambiador de calor. A continuación, tal como muestra la figura 25A, el elemento 42 del intercambiador de calor se inserta axialmente dentro del miembro de guía 14 desde el extremo abierto del mismo. Así pues, la lamina corrugada anular 421 se presiona gradualmente a través de la parte cónica 14a del cuerpo 41, es decir, desde la parte del mismo que tenga un diámetro interno mayor hasta la parte del mismo que tenga un diámetro interno menor.

A continuación, tal como muestra la figura 25B, la inserción se detiene cuando una superficie extrema de la lámina corrugada anular 4221 llegue a estar enrasada con la junta entre el cuerpo 41 y el miembro de guía 14. Mientras tanto, las puntas 421c de la lamina corrugada anular 4221 friccionan contra la superficie interna del miembro de guía 14, y deformándose por tanto desde la forma en arco a la forma plana. El grado de esta deformación está en proporción con la cantidad de material del miembro de guía 14 que sea más dura que el material de la lámina corrugada anular 421. Tal como se muestra la figura 24, esto incrementa el área de contacto entre la lamina corrugada anular 421 y la superficie interior del cuerpo 41. Esto ayuda a mejorar la eficiencia con la cual el calor se transmite desde la lamina corrugada anular 421 hacia el cuerpo 41, y mejorando por tanto el rendimiento del intercambio de calor del eliminador de calor 4.

A continuación, se describirá una décima realización con referencia a los dibujos. La figura 26 es una vista en planta del eliminador de calor 42 de esta realización, la figura 27 es una vista en planta del elemento 42 del intercambiador de calor, y la figura 28 es una vista en planta del cuerpo cilíndrico.

Alrededor de la periferia exterior de una lámina corrugada anular 421', se forman los salientes en forma de onda de perfil redondo 421 k, de forma que estén en íntimo contacto entre sí y a intervalos regulares. Por el contrario, el cuerpo 41 se fabrica mediante el vertido de un metal fundido en un molde y enfriándolo. Tal como se muestra en la figura 28, el cuerpo 41 tiene las hendiduras en forma de onda 41m formadas a intervalos regulares todo alrededor de su superficie interna con el fin de extenderse axialmente. Estas hendiduras 41m tienen una forma de manera que los salientes en forma de onda antes mencionados 421k de la lámina corrugada anular 421' se encajen en la misma.

Tal como se muestra en la figura 2A, el miembro en forma de anillo interior 422, en el cual el diámetro externo está hecho de forma ligeramente en forma substancial igual al diámetro interno de la lamina corrugada anular 421', se insertan la lamina corrugada anular 421', y siendo cobresoldados conjuntamente en donde hagan contacto entre sí, con el fin de fabricar el elemento 42 del intercambiador de calor en la figura 27. A continuación, tal como muestra la figura 4, el elemento 42 del intercambiador de calor se inserta axialmente dentro del cuerpo 41, con el centro del primero alineado con el eje central del último. En este caso, tal como se muestra en la figura 26, los salientes 421k de la lamina corrugada anular 421' encajan dentro de las hendiduras 41m del cuerpo 41. Esto asegurar que en el eliminador de calor 4, el elemento 42 del intercambiador de calor 42 se mantenga fijado en forma segura en posición circunferencialmente dentro del cuerpo 41. Así pues, en esta realización, es posible mantener la lámina corrugada anular 421' en firme y en íntimo contacto con la superficie interior del cuerpo 41, y fijando por tanto un área suficientemente grande de contacto todo alrededor de la lamina corrugada anular 421'. Esto ayuda a fabricar el eliminador de calor 4 de forma estable con un excelente rendimiento.

Aplicabilidad industrial

Tal como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invención, el elemento del intercambiador de calor no requiere la fijación manual al montarse en el cuerpo. Esto ayuda a mejorar la productividad del miembro del intercambiador de calor y reducir su costo de fabricación. Adicionalmente, el miembro del intercambiador de calor así fabricado es menos propenso a variaciones en la calidad, y por tanto ofrece un rendimiento estable del intercambio de calor.

Adicionalmente, en un elemento del intercambiador de calor, se integran conjuntamente una lámina corrugada y un miembro en forma de anillo interior o exterior. Esto mejora la conductividad del calor y por tanto la eficiencia del intercambio de calor.

Adicionalmente, el elemento del intercambiador de calor se mantiene en posición dentro del cuerpo de un miembro del intercambiador de calor mediante el encaje a presión. Esto hace posible extraer el elemento del intercambiador de calor fuera del cuerpo y eliminándolo del mismo. Así pues, incluso aunque se dañe la lámina corrugada, haciendo que descienda la calidad del elemento del intercambiador de calor, es posible reemplazar la lámina corrugada con facilidad según se precise. Esto hace que el elemento del intercambiador de calor sea económico y reciclable.

En particular, en una configuración en la cual el cuerpo de un miembro del intercambiador de calor sea cónico en un extremo, el elemento del intercambiador de calor puede ser insertado dentro en forma suave incluso cuando el diámetro externo del elemento del intercambiador de calor sea mayor que el diámetro interno del cuerpo.

Adicionalmente, la lamina corrugada anular no necesita montarse en un cuerpo cilíndrico de forma manual, por los medios de pegado o soldadura, sino que puede mantenerse en posición en forma segura mediante el encaje a presión sencillamente mediante la inserción de la primera en el último. Esto ayuda a mejorar la productividad del miembro del intercambiador de calor. Adicionalmente, se consigue el contacto uniforme se consigue en todo alrededor de la lámina corrugada anular. Esto hace posible el fabricar el miembro del intercambiador de calor en forma estable con un excelente rendimiento.

Claims

1. Un miembro del intercambiador de calor que comprende un cuerpo tubular (4) y un elemento (42) del intercambiador de calor para un refrigerador de ciclo de Stirling, en el que el intercambiador de calor (42) comprende:

una lámina corrugada anular (421) formada por el corrugado de un material de lámina, con el fin de tener un gran número de ranuras, en forma cilíndrica con las ranuras (420 a, b, e) paralelas a un eje del perfil cilíndrico; y

un miembro en forma de anillo interno (422) colocado en contacto con una periferia interna de la lámina corrugada anular (421),

en el que la lámina corrugada anular y el miembro en forma de anillo interior (422) están fijados en forma fija entre sí, en el que el elemento (42) del intercambiador de calor es operable para ser insertado dentro del cuerpo tubular, en el que el diámetro interno del cuerpo tubular (41) es menor que el diámetro externo del elemento (42) de intercambio de calor.

2. Un miembro del intercambiador de calor según la reivindicación 1,

en el que al menos un extremo del cuerpo (41) es cónico, de forma que el grosor de la pared del cuerpo (41) llegue a ser menor hacia dicho extremo a lo largo del eje, y el diámetro interno máximo del cuerpo (41) sea mayor que el diámetro externo del elemento (42) del intercambiador de calor.

3. Un miembro del intercambiador de calor según la reivindicación 1,

en el que todo alrededor de la lamina (421) corrugada anular se forman salientes en forma de ondas, con el fin de estar en contacto íntimo entre sí y a intervalos regulares en su conjunto global, y en el que todos estos salientes en forma de ondas se encajan dentro de las hendiduras en forma de ondas que se forman en la superficie interior del cuerpo (41), con el fin de extenderse axialmente y correspondiendo a los salientes en forma de ondas.

4. Un miembro del intercambiador de calor según la reivindicación 1,

en el que la lámina corrugada anular (421) se fabrica mediante la conformación de una lámina corrugada lineal (420) en la cual los lados más extremos de las ranuras en forma de V invertida (420a, 420b) en ambos extremos son más largos que los lados inclinados de las ranuras en forma de V (420e) intermedias, en una forma cilíndrica, y después manteniendo los lados más extremos juntos, de forma que los lados más extremos se mantengan en contacto entre sí, y una parte saliente resultante que esté formada en la punta de los lados más extremos, con el fin de sobresalir radialmente fuera de la periferia exterior de la lámina corrugada anular (421), encajando en una ranura que se forme en la superficie interior del cuerpo (41) con el fin de extenderse axialmente.

5. Un método de fabricación de un miembro del intercambiador de calor según la reivindicación 1:

en el que un miembro de la guía tubular se hace cónico de forma que un diámetro interno del mismo en un extremo sea substancialmente igual al diámetro interno del cuerpo (41) y en donde el grosor de la pared del mismo llegue a ser menor hacia otro extremo, en un extremo del mismo, situado en forma desmontable en el cuerpo (4), y en el que el elemento (42) del intercambiador de calor para un refrigerador de ciclo de Stirling se inserta dentro del cuerpo, siendo guiado a través del miembro de guía axialmente desde el otro extremo del mismo.

6. Un miembro del intercambiador de calor según la reivindicación 1,

en el que la lámina corrugada anular (421) del elemento de intercambio de calor (42) se fabrica mediante la conformación de una lámina corrugada lineal (420) que tiene ranuras en forma de V contiguas (420e) en una forma cilíndrica, y después acoplando un lado más extremo de una ranura en forma de V (420e) en un extremo de la lamina corrugada lineal (420) con un lado más extremo de una ranura en forma de V invertida (420b) en otro extremo de la misma.

7. Un miembro del intercambiador de calor, según la reivindicación 1,

en el que la lamina corrugada anular (421), el elemento del intercambiador de calor (42) se fabrica mediante la conformación de una lamina corrugada lineal (420) que tiene ranuras en forma de V contiguas (420e) en una forma cilíndrica, y acoplando después conjuntamente un lado más extremo de una ranura en forma de V (420e) en un extremo de la lamina corrugada lineal (420) y un lado más extremo de una ranura en forma de V invertida (420b) en otro extremo de la misma, mediante la realización de una soldadura eléctrica por puntos sobre las superficies de dichos lados más extremos.

8. Un miembro del intercambiador de calor según la reivindicación 1,

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en el que la lámina corrugada anular (421) se fabrica mediante la conformación de una lamina corrugada lineal, teniendo ranuras en forma de V contiguas, en una forma cilíndrica, y acoplando después conjuntamente un lado más extremo de una ranura en forma de V en un extremo de la lamina corrugada lineal y un lado más extremo de una ranura en forma de V invertida en el otro extremo de la misma, mediante superficies de unión de estos lados más extremos en forma conjunta.

9. Un miembro del intercambiador de calor, según la reivindicación 1,

en el que la lámina corrugada anular (421) se fabrica mediante la conformación de una lámina corrugada lineal (420), que tiene ranuras en forma de V contiguas, en una forma cilíndrica, y acoplando entonces conjuntamente un lado más extremo de una ranura en forma de V en un extremo de la lámina corrugada lineal y un lado más extremo de una ranura en forma de V invertida en otro extremo de la misma, mediante la cobresoldadura de las superficies de dichos lado más extremos de la misma.

10. Un elemento del intercambiador de calor, según la reivindicación 1,

en el que la lámina corrugada anular (421) se fabrica mediante la conformación de una lamina corrugada lineal (420) que tiene ranuras en forma de V contiguas, en una forma cilíndrica, reteniendo entonces los lados más extremos de las ranuras en forma de V invertidas en ambos extremos de la lámina corrugada lineal (420) conjuntamente de forma que las superficies de dichos lados más extremos se mantengan en contacto entre sí, y montando entonces un miembro de acoplamiento que tenga una sección en C sobre una punta de dichos lados más extremos, cuyas superficies se mantengan en contacto entre sí.

11. Un miembro del intercambiador de calor, según la reivindicación 1,

en el que la lámina corrugada anular (421) se fabrica mediante la conformación de una lámina corrugada lineal (420) que tiene ranuras en forma de V contiguas (420e), en una forma cilíndrica, y después acoplando conjuntamente los lados más extremos de las ranuras en forma de V invertida en ambos extremos de la lamina corrugada lineal (420) mediante el acoplamiento conjunto de una ranura que se forma en el lado más extremo en un extremo de la lamina corrugada lineal (420) con el fin de extenderse desde un flanco a mitad del recorrido hacia dentro y una ranura formada en el lado más extremo en otro extremo de la lamina corrugada lineal (420) con el fin de extenderse desde el otro flanco a mitad del recorrido hacia dentro.