ITTO931010A1 - Vaso di espansione per scambiatori di calore. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Vaso di espansione per scambiatori di calore"

DESCRIZIONE

La presente invenzione fa riferimento in generale ai vasi, o serbatoi, di espansione per scambiatori di calore, in particolare destinati all'impiego in autoveicoli. Pi? specificamente l'invenzione fa riferimento ad un vaso di espansione integrato con uno scambiatore di calore, e realizzato in un solo pezzo per stampaggio ad iniezione.

E' noto nella tecnica di realizzare un vaso di ' espansione integrato con uno scambiatore di calore, ad esempio un vaso di espansione integrato con un radiatore per il raffreddamento del liquido refrigerante del motore termico di un autoveicolo.

Per una migliore comprensione in figura 1 ? rappresentato un vaso di espansione 1, del suddetto tipo, realizzato secondo la tecnica nota. Il vaso di espansione 1 comprende un vano, o serbatoio principale A, di forma sostanzialmente cilindrica, che costituisce il serbatoio di espansione del circuito di raffreddamento. Il serbatoio A ? integrale con un vano 2, di forma allungata, con cui comunica per mezzo di un foro 9 {visibile in figura 3 ed in figura 6) posto nella parte inferiore del serbatoio A, e del vano 2. Il vano 2 costituisce una delle due porzioni di estremit? di uno scambiatore di calore, nel caso specifico un radiatore di un autoveicolo, ed ? provvisto di un'apertura, sostanzialmente rettangolare destinata ad alloggiare una piastra da cui parte un gruppo di tubi, recanti un pacco di lamierini, i quali costituiscono il corpo centrale del radiatore.

Nella parte inferiore del vano 2 ? provvista un'apertura 5 atta a permettere il collegamento con una tubazione per consentire la circolazione del liquido refrigerante entro il radiatore stesso. Il serbatoio di espansione A ? invece provvisto di un elemento di chiusura 4 di un'apertura 3, eventualmente dotato anch'esso di un'apertura 6 per il collegamento di una tubazione.

E' noto come nei circuiti di raffreddamento di questo tipo sia possibile la formazione di bolle di gas nel liquido refrigerante. Tali bolle di gas rappresentano un inconveniente in quanto diminuiscono l'efficienza del radiatore stesso qualora entrino nei tubi del corpo centrale.

Allo scopo di evitare tale inconveniente ? noto nella tecnica di provvedere condotti di degasaggio, o sfiato, atti a consentire il deflusso di tali bolle di gas. Tipicamente tali condotti di degasaggio permettono lo sfiato delle bolle di gas dal vano 2 al serbatoio di espansione A del circuito di raffreddamento. In figura 1 ? rappresentato un tipico condotto T, di tale tipo, realizzato secondo la tecnica nota. Come si pu? notare^il condotto T ? un tubo di piccola sezione collegante la porzione superiore del vano 2 con la porzione intermedia, o inferiore, del serbatoio di espansione A. Tale disposizione ? motivata dal fatto che eventuali bolle di gas/ formantesi nel circuito di raffreddamento, si raccolgono nell'estremit? superiore del vano 2 e da qui, data la pressione presente nel circuito di raffreddamento stesso, fuoriescono, tramite il tubo T, nel serbatoio di espansione A.

Il tubo T collega il vano 2 con la porzione intermedia, o inferiore, del serbatoio A in modo tale che la sua apertura, sfociante entro il serbatoio A, si trovi costantemente al di sotto del livello del liquido refrigerante presente nel serbatoio di espansione A. Come si pu? notare infatti dalla figura 1 l'apertura del tubo T si trova al di sotto di due riferimenti MIN e MAX riportanti sul serbatoio di espansione A i livelli minimo e massimo consentiti per il liquido refrigerante nel serbatoio A stesso.

Tale accorgimento ha la funzione di assicurare che lo sfiato dei gas nel serbatoio di espansione A avvenga nel liquido in m?do tale che le bolle di gas risalgano alla superficie del liquido e sia quindi reso impossibile il passaggio, o ritorno di gas nella direzione opposta cio? dal serbatoio di espansione A al vano 2 e quindi al radiatore. Per una migliore comprensione in figura 2 ? rappresenta una vista in sezione, presa lungo la linea II-II di figura 1, del vaso di espansione 1 secondo la tecnica nota che illustra meglio la disposizione del tubo T.

Il tubo T quindi consente di risolvere convenientemente il problema del degasaggio, o sfiato, del circuito di raffreddamento ma comporta un aumento del costo di produzione, in quanto ? necessario un pezzo aggiuntivo, e comporta inoltre un'operazione aggiuntiva di montaggio del tubo T stesso.

Lo scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un vaso di espansione che permetta di risolvere in modo soddisfacente tutti i problemi sopra indicati.

Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto grazie ad un vaso di espansione avente le caratteristiche indicate nelle rivendicazioni che seguono la presente descrizione.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente dettagliata descrizione, effettuata con l'ausilio degli annessi disegni, forniti a titolo di esempio non limitativo, in cui:

le figure 1 e 2 rappresentano un dispositivo secondo la tecnica nota e sono gi? state descritte;

la figura 3 ? una rappresentazione schematica, parzialmente in sezione, di un dispositivo secondo la presente invenzione,

la figura 4 ? una rappresentazione schematica, in sezione, del dispositivo di figura 3 visto da una diversa angolazione,

la figura 5 rappresenta un particolare, ingrandito, della figura 4,

la figura 6 ? una rappresentazione schematica, in sezione, di una forma di attuazione alternativa del dispositivo secondo la presente invenzione, la figura 7 rappresenta un particolare, ingrandito, della figura 6,

la figura 8 ? una rappresentazione schematica, in sezione, di un'altra forma di attuazione alternativa del dispositivo visto da una diversa angolazione , e

la figura 9 rappresenta un particolare, ingrandito, della figura 8.

Poich?, come si ? detto, il vaso di espansione 1 tipicamente viene stampato ad iniezione sarebbe particolarmente desiderabile realizzare il tubo di degasaggio mediante la stessa operazione di stampaggio. In figura 3 ? rappresentata una forma di attuazione di un vaso di espansione 1 secondo l'invenzione comprendente un condotto di degasaggio C realizzato mediante stampaggio. Nella figura 3, e successive, a parti ed elementi gi? descritti con riferimento alle figure 1 e 2 sono stati attribuiti nuovamente gli stessi simboli letterali e/o numerici.

Come si pu? vedere dalla figura 3 il condotto di degasaggio C viene realizzato nell'operazione di stampaggio mediante la quale si forma il vaso di espansione 1 e comprende due pareti, sostanzialmente parallele, ricavate sulla superficie esterna del serbatoio di espansione A e poste entro il vano 2. Sempre nel corso dell'operazione di stampaggio viene anche prodotto un foro 7 che mette in comunicazione l'estremit? inferiore del condotto di degasaggio C con una porzione intermedia del serbatoio di espansione A. Naturalmente, poich? il condotto C viene ottenuto per stampaggio, esso ? aperto dal lato rivolto verso l'apertura .del vano 2. In sostanza si pu? dire che al condotto C manca la parete rivolta verso il corpo centrale del radiatore .

E' quindi necessario, allo scopo di completare il condotto C, applicare ad esso un\ coperchio L che forma una parete del condotto C stesso. Il coperchio L in sostanza ? una striscia in materiale plastico, nel caso specifico, angolata ad una estremit?, che viene saldata sui bordi delle pareti laterali del condotto C. La saldatura pu? avvenire ad esempio mediante ultrasuoni o mediante tecniche equivalenti. Nella figura 4 ? rappresentata per una migliore comprensione una vista in sezione, presa secondo la linea IV-IV di figura 3, del vaso di espansione 1 secondo l'invenzione mentre la figura 5 rappresenta un dettaglio della figura 4, relativo al condotto C, ingrandito.

Il coperchio L ? un componente molto semplice ed economico cos? come ? veloce ed economica la sua applicazione per cui il vaso di espansione 1 realizzato secondo la presente invenzione risulta essere di costo inferiore ad un vaso realizzato secondo la tecnica nota.

Inoltre, come si pu? notare dalle figure 3, 4, e 5 le due aperture poste all'estremit? del condotto C sono ubicate nelle stesse posizioni delle aperture del tubo T secondo la tecnica nota. Il condotto C ? quindi in grado si svolgere le stesse funzioni del tubo T secondo la tecnica nota.

In figura 6 ? rappresentata, sempre in sezione, una forma di attuazione alternativa di un vaso di espansione 1 secondo la presente invenzione. Nella specifica forma di attuazione di figura 6 il condotto C non viene pi? stampato dal lato del vano 2 ma bens? dal lato rivolto verso l'apertura superiore 3 del serbatoio di espansione A. In questo caso quindi il condotto C ha la forma di una cavit?, sostanzialmente tubolare, di forma allungata e disposta parallelamente all'asse principale del.serbatoio di espansione A. Tale disposizione risulta anche chiaramente dalla figura 8 in cui il vaso di espansione 1 ? rappresentato in una vista in sezione ed in pratica il condotto C si trova entro il serbatoio A.

Poich? in questo caso il condotto C viene stampato con l'apertura rivolta verso l'apertura superiore 3 del serbatoio di espansione A esso ? completo, cio? non difetta di alcuna parete. E' invece necessario provvedere i fori di estremit? 7, 10 che mettono in comunicazione il condotto C con il vano 2 ed il serbatoio di espansione A. Il foro superiore 10/ che mette in comunicazione il condotto C con il vano 2 pu? essere ricavato senza problemi nel corso dell'operazione di stampaggio, in guanto la sua apertura ? rivolta verso il vano 2.

Il foro inferiore 7 che mette in comunicazione il condotto C con il serbatoio ad espansione A ? invece di realizzazione pi? problematica in quanto esso non ? rivolto verso alcuna apertura del vaso di espansione 1. Per realizzarlo nella specifica forma di attuazione si pratica nell'estremit? inferiore del condotto C un ulteriore foro 8 nella porzione rivolta verso l'apertura del vano 2.

Tale ulteriore foro 8 permette di praticare, sempre nella stessa operazione di stampaggio, anche il foro 7 che in questo caso risulta accessibile dall'apertura del vano 2 attraverso l'ulteriore foro 8. Il completamento del condotto C richiede in questo caso l'applicazione di un tappo P per chiudere l'ulteriore foro 8. Il tappo P pu? venire applicato molto semplicemente, come si ? gi? detto per il coperchio L, mediante tecniche di saldatura convenzionali ed ha un costo molto limitato. Il condotto C risulta inoltre aperto, in questa forma di attuazione, in corrispondenza dell'apertura superiore 3 del serbatoio A poich? ? da tale apertura che viene stampato. Tale apertura superiore del condotto C viene tuttavia convenientemente chiusa dall?elemento 4 del serbatoio A.

Nelle figure 7 e 9 sono rappresentati, per una migliore comprensione, due particolari ingranditi delle figure 6 e 8 rispettivamente raffiguranti la porzione di estremit? del condotto C in cui viene applicato il tappo P. Nelle figure 7 e 9 il tappo P ? raffigurato non ancora assemblato.

Come si pu? notare anche in tali forme di attuazione la configurazione del condotto C ? sostanzialmente analoga alla configurazione del tubo T secondo la tecnica nota. Anche il tappo P, come il coperchio L, ? un componente semplice e poco costoso sia di per s? che per la sua applicazione per cui anche tale forma di attuazione ? di realizzazione vantaggiosamente semplice ed economica.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno essere- ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione .

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di espansione (1) comprendente un serbatoio di espansione (A) ed un vano (2), costituente una porzione di estremit? di uno scambiatore di calore, detto dispositivo (1) essendo realizzato per stampaggio in un unico pezzo e comprendendo un condotto (C), mettente in comunicazione un'estremit? superiore di detto vano (2) con una porzione intermedia di detto serbatoio di espansione (A), detta porzione intermedia essendo normalmente al di sotto del livello di un liquido circolante in detto scambiatore di calore, caratterizzato dal fatto che detto condotto (C) ? integrale con detto dispositivo di espansione (1).
2. 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto scambiatore di calore ? uno scambiatore di calore per autoveicoli, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di espansione (1) e detto condotto (C) sono realizzati in un unico pezzo mediante stampaggio ad iniezione.
3. 3. Dispositivo '(1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di espansione (1) e detto condotto (C) sono realizzati in materiale plastico.
4. 4. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che detto condotto (C) ? formato entro detto vano (2) e comprende una parete (L), realizzata separatamente, rivolta verso l'apertura di detto vano (2), detta parete (L) essendo applicata successivamente allo stampaggio a detto condotto (C).
5. 5. Dispositivo {1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta parete .(L) ? realizzata in materiale plastico ed ? applicata a detto condotto (C) mediante saldatura ad ultrasuoni.
6. 6. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta parete (L) ha forma sostanzialmente rettangolare,ed allungata.
7. 7. Dispositivo (1) secondo la riv?ndicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta parete (L) ? angolata in corrispondenza di un'estremit? superiore.
8. 8. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che detto condotto (C) ? formato entr? detto serbatoio di espansione (A) e comprende un elemento di chiusura (P) realizzato separatamente, atto ad occludere un'apertura (8) collegante un'estremit? inferiore di detto condotto (C) con detto vano (2), rivolta verso l?apertura di detto,vano (2), detto elemento di chiusura (P} essendo applicato successivamente allo stampaggio a detto condotto (C).
9. 9 Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che detto elemento di chiusura ? un tappo (P) in materiale plastico.'
10. 10. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 8 o la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che. detto elemento di chiusura (P) ? applicato a detto condotto per saldatura ad ultrasuoni. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.