Un tubo de transferencia de calor resistente a la corrosión de tipo hormiguero que comprende una aleación de latón y estaño,

que consiste esencialmente en entre un 86,0% y un 89,0% de cobre, entre un 0,8%-3,0% de estaño, no más de un 0,05% de plomo, no más de un 0,05% de hierro, no más de un 0,35% de fósforo, y desde un 9,6% hasta un 13,2% de cinc

Campo de la invención

La presente invención versa, en general, acerca de tubos de transferencia de calor resistentes a la corrosión para ser utilizados en sistemas de acondicionamiento y de refrigeración de aire.

Antecedentes de la invención

Se conoce que los sistemas de acondicionamiento y de refrigeración de aire (“ACR”) son susceptibles a un tipo único de corrosión conocido como “corrosión de tipo hormiguero” (también denominada “corrosión fórmica”). Se cree que la corrosión de tipo hormiguero se produce únicamente en aleaciones basadas en cobre. Tiene una morfología única que parece picaduras erráticas en formas que recuerdan a hormigueros. Normalmente, las picaduras son microscópicas y están asociadas con una decoloración en la superficie del cobre. Las decoloraciones pueden ser moradas, grises azuladas o negras y son indicativas de una reacción cíclica de oxidación/reducción autocatalítica, que se produce entre cobre soluble en agua y un complejo de ácido orgánico.

La corrosión de tipo hormiguero puede tener como resultado fallos del tubo arrollado de intercambio de calor. La mayoría de observaciones tempranas de la corrosión de tipo hormiguero indicaron que la reacción se inició en el interior de los tubos y progresó hacia el exterior. Se creía que estaba causada por la descomposición de ciertos lubricantes en la presencia de aire. A menudo, estos casos estaban limitados a ciertos lotes y fueron observados tan pronto como se cargaron las unidades de acondicionamiento de aire (AC) con refrigerante y fueron puestas en servicio.

Una preocupación relativamente reciente de la industria de calefacción, ventilación y acondicionamiento de aire (HVAC) se relaciona con de la corrosión de fuera a dentro. Hace aproximadamente cinco años se observó que aumentó el número de quejas de clientes relacionadas con fugas en las bobinas interiores de sistemas ventilados de AC, que son la forma primaria de los sistemas de refrigeración en el mercado residencial estadounidense. Una investigación adicional reveló que la causa en más de la mitad de los fallos de la bobina de intercambio de calor fue la corrosión de tipo hormiguero. Se cree que las fuentes principales de la mayor incidencia de tales fugas pueden haber sido debidas al uso de mayores cantidades de compuestos orgánicos volátiles, mayores emisiones de nuevos tipos de materiales de construcción y menos circulación en los hogares debido a una construcción más compacta. Además, también pueden ser factores la reducción del grosor de las paredes en los tubos de intercambio de calor y un mayor funcionamiento de los sistemas de AC en áreas húmedas y calurosas para controlar la temperatura y la humedad interna.

Sin pretender estar limitados por una teoría particular, se cree que se requieren cuatro ingredientes para que se produzca la corrosión: la presencia de metal de cobre, oxígeno, humedad, y un ácido orgánico (que puede ser resultado de la hidrólisis u otra descomposición de un aceite u otra molécula orgánica). Aunque se espera que la eliminación de cualquiera de estos ingredientes detenga el procedimiento de corrosión, el cobre es un metal preferido para ser usado en los sistemas de intercambio de calor, y, por lo tanto, sigue existiendo una necesidad de un material basado en cobre para ser utilizado en los sistemas de ACR que tenga una mayor resistencia a la corrosión de tipo hormiguero. Además, existe una necesidad de que los tubos de intercambio de calor utilizados en los sistemas de ACR que estén formados a partir de composiciones resistentes a la corrosión de tipo hormiguero, de forma que se confiera la resistencia a todas las paredes de los tubos. En el documento WO-A-0073537 se da a conocer un tubo de transferencia de calor resistente a la corrosión de tipo hormiguero que tiene un revestimiento superficial de estaño o de una aleación de estaño.

Resumen de la invención

La presente invención satisface la necesidad descrita anteriormente al proporcionar un tubo de transferencia de calor construido de una aleación de latón y estaño que tiene una mayor resistencia a la corrosión de tipo hormiguero, y que comprende las características de la reivindicación 1. La invención también versa acerca del uso de una aleación de latón y estaño para formar una pared del tubo de transferencia de calor como se define en la reivindicación 7.

Breve descripción de los dibujos

Se ilustra la invención en los dibujos, en los que los caracteres similares de referencia designan piezas idénticas o similares en todas las figuras de las que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de una porción de un tubo de transferencia de calor;

la Figura 2 es una vista en perspectiva de un intercambiador de calor de tipo aleta de placa; y, la Figura 3 es una representación gráfica de datos de resistencia a la corrosión para distintas aleaciones.

Descripción detallada

La presente invención proporciona tubos de transferencia de calor resistentes a la corrosión de tipo hormiguero. Los tubos de transferencia de calor están formados a partir de una aleación de latón y estaño. La aleación de latón y estaño imparte a los tubos de transferencia de calor una mayor resistencia a la corrosión de tipo hormiguero con respecto a las composiciones de la técnica anterior utilizadas para fabricar tubos de transferencia de calor. Algunos ejemplos de tales composiciones de la técnica anterior incluyen la aleación C220, que es una aleación estándar de latón, y la aleación C122, que es utilizada actualmente en los conductos de AC. En consecuencia, según se utiliza “resistente a la corrosión de tipo hormiguero” en el presente documento significa una mayor resistencia a la corrosión de tipo hormiguero con respecto al grado de resistencia a la corrosión de tipo hormiguero de las composiciones utilizadas para fabricar los tubos de intercambio de calor de la técnica anterior.

En una realización, los tubos de transferencia de calor de la presente invención están formados de una aleación que comprende cobre, cinc y estaño, y, además, puede comprender o no plomo, hierro, fósforo u otros elementos. En una realización preferente, los tubos de transferencia de calor están formados de la aleación denominada C422, cuya composición se define en las realizaciones particulares descritas en las siguientes Tablas 1 y 3.

Se pretende que los siguientes Ejemplos ilustren la invención y no se pretende que limiten su alcance de ninguna forma.

Ejemplo 1

Este Ejemplo describe una realización de la invención. Como será evidente para los expertos en la técnica, también se consideran modificaciones y variaciones rutinarias en esta estructura.

Con referencia a la Fig. 1, se muestra generalmente en 20 una porción de un tubo, que puede estar compuesto de una aleación de latón y estaño y en la realización preferente la aleación específica de latón y estaño es la nº 422. El tubo 20 puede ser formado mediante muchos procedimientos distintos incluyendo, pero no limitados a, la soldadura, la extrusión, y la colada y el laminado utilizando las aleaciones proporcionadas en la presente invención y los procedimientos estándar conocidos por los expertos en la técnica.

El tubo 20 puede ser utilizado, por ejemplo, en los sistemas de calefacción o de refrigeración para la transferencia de calor entre un fluido de una temperatura que fluye en el interior del tubo y un fluido de una temperatura distinta en el exterior del tubo, en el que un ejemplo del fluido en el exterior del tubo puede ser aire. El tubo 20 comprende una pared 22 que tiene una superficie interna 24 y un eje longitudinal 26. La superficie interna puede ser una pared lisa o puede estar reforzada internamente con refuerzos 26, como será evidente para las personas con un nivel normal de dominio de la técnica.

Con referencia a la Fig. 2, se puede incluir el tubo 20 de la presente invención en un conjunto 21 de intercambiador de calor. El conjunto 21 de intercambiador de calor es un ejemplo de un conjunto de intercambiador de calor que puede ser utilizado con la presente invención. La presente invención también se aplica a otros tipos de intercambiadores de calor de ACR como será evidente para las personas con un nivel normal de dominio de la técnica.

Un procedimiento común de fabricación del conjunto 21 de intercambiador de calor es montar en primer lugar una pluralidad de aletas 32 de placa entre dos chapas tubulares 34,... [Seguir leyendo]

1. Un tubo de transferencia de calor resistente a la corrosión de tipo hormiguero que comprende una aleación de latón y estaño, que consiste esencialmente en entre un 86,0% y un 89,0% de cobre, entre un 0,8%-3,0% de estaño, no más de un 0,05% de plomo, no más de un 0,05% de hierro, no más de un 0,35% de fósforo, y desde un 9,6% hasta un 13,2% de cinc.

2. El tubo de transferencia de calor de la reivindicación 1, en el que la aleación del tubo consiste esencialmente en entre un 86,0%-89,0% de cobre y entre un 0,8%-1,4% de estaño.

3. El tubo de transferencia de calor de la reivindicación 1, en el que la aleación del tubo consiste esencialmente en entre un 87,0%-90,0% de cobre y entre un 1,5%-3,0% de estaño.

4. El tubo de transferencia de calor de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el tubo está formado mediante soldadura, extrusión, o colada y laminado.

5. Un conjunto de intercambiador de calor que comprende el tubo de transferencia de calor de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende, además, una pluralidad de aletas de placa y al menos una chapa tubular.

6. Un conjunto de intercambiador de calor para ser usado en sistemas de ACR, comprendiendo el intercambiador de calor un tubo de transferencia de calor resistente a la corrosión de tipo hormiguero de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

7. El uso de una aleación de latón y estaño que consiste esencialmente en entre un 86,0% y un 89,0% de cobre, entre un 0,8%-3,0% de estaño, no más de un 0,05% de plomo, no más de un 0,05% de hierro, no más de un 0,35% de fósforo, y desde un 9,6% hasta un 13,2% de cinc para formar una pared de un tubo de transferencia de calor.

8. El uso de la reivindicación 7, en el que la aleación del tubo consiste esencialmente en entre un 86,0%-89,0% de cobre y entre un 0,8%-1,4% de estaño.

9. El uso de la reivindicación 7, en el que la aleación del tubo consiste esencialmente en entre un 87,0%-90,0% de cobre y entre un 1,5%-3,0% de estaño.

10. El uso de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el intercambiador de calor según la reivindicación 5 está instalado en un sistema de ACR.