INTERCAMBIADOR TÉRMICO INTERNO PARA CIRCUITO DE CLIMATIZACIÓN DE UN VEHÍCULO AUTOMÓVIL, UN CIRCUITO ASÍ Y UN PROCEDIMIENTO PARA EL EMPALME DE UN CONECTOR A ESE INTERCAMBIADOR.

Intercambiador térmico interno para circuito de climatización de un vehículo autómovil, un circuito así y un procedimiento para el empalme de un conector a ese intercambiador. La presente invención se refiere a un intercambiador térmico interno de tipo tubular coaxial, en particular para un circuito de climatización de un vehículo automóvil, según el preámbulo de la reivindicación 1, incorporando un circuito de climatización de ese tipo ese intercambiador, y un procedimiento de empalme de un conector hembra de presiones alta y baja a al menos uno de los extremos de ese intercambiador. Un intercambiador de ese tipo se conoce a partir del documento EP-A-1 128 120. En algunos circuitos de climatización para vehículos automóviles, en especial en los circuitos que utilizan el dióxido de carbono o el R134a como fluido refrigerante, es necesario efectuar un intercambio térmico o una transferencia térmica entre el fluido de la parte de alta presión del circuito que se pretende enfriar y el mismo fluido procedente de la parte de baja presión de ese circuito que sirve de sumidero de calor y que a debido a eso se recalienta, para mejorar el rendimiento del circuito. Con ese propósito se utiliza un intercambiador térmico denominado interno, por el hecho de que no busca el intercambio con el aire exterior al vehículo ni con el aire del habitáculo. De manera conocida, un intercambiador térmico es de tipo metálico y está conectado con los conductos correspondientes del circuito de climatización que comprenden, en particular, los flexibles, por medio de conectores montados en cada uno de los extremos del intercambiador, que puede ser, por ejemplo, del tipo de placas, que está constituido por un apilamiento de tubos planos y que lleva a cabo el intercambio térmico tanto por convección con el aire exterior al intercambiador como por conducción. También puede ser del tipo de multitubos que, en su versión más sencilla, es de tipo tubular coaxial de contracorriente y que, por tanto, lleva a cabo el intercambio térmico sin la convección antes mencionada. En ese último caso, este intercambiador coaxial define generalmente al menos un canal radialmente interno delimitado por un manguito y destinado a transportar el fluido procedente de la parte de presión alta del circuito y, al menos, un canal radialmente externo comprendido entre el manguito y la cubierta del intercambiador, que está destinado a transportar el fluido procedente de la parte de presión baja del circuito, estando por lo común ese manguito provisto de aletas longitudinales distribuidas sobre su circunferencia. Es conocida la utilización de dos conectores hembra para el extremo aludido de un intercambiador coaxial de ese tipo, que se sueldan, a un mismo tiempo, por puntos o con soldadura fuerte, y de manera axialmente separada, sobre el manguito y sobre la cubierta, a través de tres soldaduras por puntos en línea continua o tres soldaduras fuertes, de tal manera que esos conectores definen respectivamente unos conductos de paso para el fluido que se comunican de manera estanca con esos canales interno y externo. Se puede citar, por ejemplo, el documento WO-A-2007/013439 para la descripción de esos conectores. Un inconveniente de importancia que tienen esos intercambiadores internos coaxiales equipados con conectores hembra radica en la mutua proximidad de las líneas generadas por la soldadura por puntos o por las soldaduras fuertes que, en especial en el caso de las soldaduras fuertes sucesivas, generan el peligro de que se vuelva a fundir la soldadura fuerte anterior; otro inconveniente también radica en la necesidad de efectuar a ciegas las soldaduras por puntos o las fuertes, con el riesgo de que no haya estanqueidad en la unión o de que se produzca la penetración de la soldadura fuerte en el canal interno o externo correspondiente, o de que ocurran estas dos cosas a la vez, lo que, por lo tanto, puede acarrear pérdidas de presión, la contaminación e, inclusive, la obturación de esos canales. También es conocida la utilización de un conector único en el extremo de empalme de un conector coaxial, tal como se describe, por ejemplo, en el documento EP-A-1 762 806, donde el conector se ensambla en la cubierta externa y al manguito interno por medio de soldadura fuerte a través de un empalme intermedio; y en el documento EP-A-1 128 120 (figuras 10 y siguientes), donde el conector se une por soldadura fuerte directamente sobre la cubierta y sobre el manguito del intercambiador, por medio de dos cordones de soldadura fuerte. Un inconveniente principal de los intercambiadores internos coaxiales que se presentan en esos dos últimos documentos es que su ensamblado a un conector hembra precisa, como mínimo, la realización de dos operaciones de soldadura fuerte hechas al mismo tiempo y de las cuales al menos una, relativa a la unión que se va a efectuar entre el conector y el manguito interno, se lleva a cabo necesariamente a ciegas o en condiciones difíciles, debido al hecho de su ubicación en el interior del conector. Eso da como resultado riesgos no desdeñables de disconformidad con la técnica de unión y, en consecuencia, riesgos de fuga del fluido transferido. Por añadidura, esas soldaduras fuertes implican un coste de fabricación y un índice de desechos relativamente elevados para el empalme obtenido. Un objetivo de la presente invención es proponer un intercambiador térmico interno de tipo tubular coaxial, en particular para un circuito de climatización de vehículos automóviles, que consta de dos partes para presiones altas y bajas, respectivamente, recorridas por un fluido refrigerante, que remedia los inconvenientes 2   mencionados más arriba. Este intercambiador define al menos un canal radialmente interno para el fluido procedente de la parte de baja presión y para el fluido procedente de la parte de alta presión, al menos un canal radialmente externo formado entre un manguito tubular que rodea el (los) canal(es) interno(s) y una cubierta tubular que rodea el (los) canal(es) externo(s); el manguito se prolonga en sentido axial más allá del extremo de la cubierta por una zona de rebasamiento de longitud axial L, al menos uno de los dos extremos del intercambiador está equipado con un conector metálico hembra que se ensambla de manera estanca sobre y en torno a la cubierta y al manguito y forma dos conductos de paso del fluido que se comunican respectivamente con el o con cada canal interno y con el o con cada canal externo. A estos efectos, un intercambiador según la presente invención que se define en la reivindicación 1 es tal que el conector se ensambla a la cubierta por medio de una línea circunferencial de soldadura por puntos, por ejemplo, con arco situado en el exterior del conector y de la cubierta, y al manguito por medio de al menos una junta anular de estanqueidad que se monta sobre la mencionada zona de rebasamiento en posición coaxial a la línea de soldadura por puntos y que se apoya de manera estanca bajo una superficie axial interna del conector, estando la junta, o aquella junta (denominada proximal) que esté más cercana a esa línea de soldadura por puntos, separada por una distancia axial D que, de preferencia, es al menos igual a 1 centímetro, de modo y forma tales que no sea alterada por la soldadura por puntos. Por la expresión línea circunferencial de soldadura por puntos se ha de entender de manera general, en la presente descripción, una zona anular de soldadura por puntos que tiene un grosor axial variable y que puede ser continua o no, por ejemplo, una zona del tipo multilíneas, tal como una línea duplicada. En cuanto al material utilizable para fabricar este intercambiador, en el caso en que el fluido refrigerante que se utilice fuera el dióxido de carbono, el R134a o un equivalente, se puede tratar, por ejemplo, de un material metálico en una aleación con base de aluminio o hecho de acero o bien, en el caso de la utilización de otro fluido refrigerante, de un material plástico adecuado. Se observará que el ensamblado que obedece a la presente invención, que ventajosamente puede constar de nada más que de dos líneas de unión estanca conector alta y baja presión / intercambiador respectivamente formadas, por un lado, por la junta de estanqueidad interna al conector, que separa de manera estanca los fluidos de alta y baja presión y, por otro lado, por la línea de soldadura externa por puntos que separa esos fluidos de la atmósfera exterior, se efectúa así en una sola operación de soldadura, lo que representa un coste de ensamblado y un índice de desechos más reducidos que en la tecnología anterior, en la que se necesitaban dos y hasta tres operaciones de soldadura por puntos / soldadura fuerte. También se observará que en este ensamblado que obedece a la presente invención, el interior del conector está desprovisto de toda unión permanente... [Seguir leyendo]

1) Intercambiador térmico interno (E, E) de tipo tubular coaxial, en particular para un circuito de climatización (1) de vehículo automóvil, que comprende dos partes para alta presión (HP) y baja presión (BP), respectivamente, recorridas por un fluido refrigerante, definiendo el intercambiador, al menos, un canal radialmente interno (11, 111) para el fluido procedente de la parte de baja presión y para el fluido procedente de la parte de alta presión, al menos, un canal radialmente externo (21, 121) que está formado entre un manguito tubular (10, 110) que rodea el (los) canal(es) interno(s) y una cubierta tubular (20, 120) que rodea el (los) canal(es) externo(s); prolongándose el manguito en sentido axial más allá del extremo de la cubierta por una zona de rebasamiento (13, 113) de longitud axial L y estando, al menos, uno de los dos extremos (E1, E1) del intercambiador equipado con un conector metálico hembra (30, 130) que está ensamblado de manera estanca sobre y en torno a la cubierta y al manguito y que forma dos conductos de paso del fluido (31, 131 y 32, 132) que se comunican, respectivamente, con el o con cada canal interno y con el o con cada canal externo en el que el conector está ensamblado a la cubierta por medio de una línea circunferencial de soldadura por puntos como, por ejemplo, por arco (40, 140) situada en el exterior del conector y de la cubierta, y caracterizado porque el conector está ensamblado al manguito por medio de, al menos, una junta anular de estanqueidad (15, 115) que está montada sobre dicha zona de rebasamiento en posición coaxial a la línea de soldadura por puntos y que se apoya de manera estanca bajo una superficie axial interna (34, 134) del conector, estando la junta o aquella de las juntas que esté más cerca de esa línea de soldadura por puntos, separada por una distancia axial D que, de preferencia, es, al menos, igual a 1 centímetro, de modo y forma tales que el refuerzo no se ve alterado por la soldadura. 2) Intercambiador térmico interno (E, E) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha línea de soldadura (40, 140) une un borde radial exterior (33, 133) del conector (30, 130) con la cara externa axial de la cubierta (20, 120). 3) Intercambiador térmico interno (E, E) según la reivindicación 2, caracterizado porque el interior del conector (30, 130) está desprovisto de toda unión permanente efectuada por aportación de calor con el mencionado manguito (10, 110). 4) Intercambiador térmico interno (E, E) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicha distancia D está comprendida entre 1,5 y 5 centímetros, de preferencia siendo superior a la mencionada longitud L de la zona de rebasamiento (13, 113). 5) Intercambiador térmico interno (E, E) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha línea de soldadura (40, 140) es obtenida por una soldadura por arco a una temperatura inferior a los 650 ºC y durante un lapso de ciclo inferior a los 10 segundos. 6) Intercambiador térmico interno (E, E) según la reivindicación 5, caracterizado porque dicha línea de soldadura (40, 140) es obtenida mediante una soldadura Metal Inert Gas o Tungsten Inert Gas, de modo y forma tales que se minimiza la propagación del calor aportada en el conector (30, 130), el cual es preferentemente a base de un metal o una aleación metálica de inercia térmica elevada tal como el aluminio. 7) Intercambiador térmico interno (E, E) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha junta de estanqueidad o cada una de ellas (15, 115), tal como una junta tórica elastomérica, está ubicada en una ranura (14, 114) del mencionado manguito (10, 110), quedando comprimido ahí por dicha superficie axial interna (34, 134) del conector (30, 130). 8) Intercambiador térmico interno (E, E) según la reivindicación 7, caracterizado porque existe interpuesta una única junta de estanqueidad (15, 115) entre dicha superficie interna (34, 134) del conector (30, 130) y dicha ranura (14, 114) la cual está formada en dicho extremo de dicho manguito (10, 110). 9) Intercambiador térmico interno (E, E) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha superficie interna del conector comprende una primera parte axial (35, 135) montada en contacto con la cubierta (20, 120) y una segunda parte axial (34, 134) montada en contacto con dicha zona de rebasamiento (13, 113) del manguito (10, 110), desembocando dicho conducto (32, 132) del conector (30, 130) que comunica con el canal externo o con cada uno de los canales externos (21, 121), de modo oblicuo en el extremo de la cubierta, mientras que el otro conducto (31, 131) prolonga el manguito en sentido coaxial. 10) Circuito de climatización (1) para vehículo automóvil, caracterizado porque consta de un intercambiador térmico interno (E, E) según una de las reivindicaciones precedentes. 11) Procedimiento de empalme estanco de un conector metálico hembra (30, 130) con, al menos, uno de los dos extremos (E1, E1) de un intercambiador térmico interno (E, E) de tipo tubular coaxial, en particular para un circuito de climatización (1) de un vehículo de motor que consta de dos partes respectivamente de alta presión (HP) 7   y de baja presión (BP) recorridas por un fluido refrigerante, definiendo el intercambiador al menos un canal radialmente interno (11, 111) para el fluido procedente de la parte de baja presión y, para el fluido procedente de la parte de alta presión, al menos, un canal radialmente externo (21, 121) que está formado entre un manguito tubular (10, 110) que rodea el (los) canal(es) interno(s) y una cubierta tubular (20, 120) que rodea el (los) canal(es) externo(s); prolongándose el manguito en sentido axial más allá del extremo de la cubierta, por medio de una zona de rebasamiento (13, 113) de longitud axial L; formando el conector forma dos conductos de paso del fluido (31, 131 y 32, 132) que respectivamente se comunican con el canal interno o con cada uno de los canales internos y con el canal externo o con cada uno de los canales externos y el procedimiento se caracteriza porque consta de la siguientes etapas sucesivas: a) se coloca, al menos, una junta anular de estanqueidad (15, 115) en torno a dicha zona de rebasamiento del manguito, b) se monta el conector en torno a dicho extremo del intercambiador, de manera tal que quede en contacto, por un lado, con una zona extrema de la cara radialmente externa de la cubierta tubular (20, 120) y, por otro lado, con la junta o cada una de las juntas y con una parte de dicha zona de rebasamiento adyacente, a continuación, c) se suelda, de preferencia por arco y a una temperatura inferior a los 650 ºC y durante un lapso de ciclo inferior a los 10 segundos, el conector así montado sobre esta zona extrema de la cubierta tubular (20, 120), en una línea circunferencial de soldadura por puntos que une la superficie externa del conector con esa zona de la cubierta tubular (20, 120) y que está lo suficientemente alejada de dicha junta o de la junta proximal, de preferencia, a una distancia axial D igual, al menos, a 1 centímetro, para evitar la alteración del refuerzo por parte de esa soldadura. 12) Procedimiento de empalme estanco según la reivindicación 11, caracterizado porque la soldadura de la etapa c) se realiza exclusivamente sobre el perímetro exterior del conector (30, 130) y del intercambiador (E, E), uniendo un borde radial exterior (33, 133) del conector con la cara externa axial de la cubierta tubular (20, 120). 13) Procedimiento de empalme estanco según la reivindicación 12, caracterizado porque se lleva a cabo una soldadura Metal Inert Gas o Tungsten Inert Gas en la etapa c) y la temperatura de soldadura está comprendida, de preferencia, entre 600 y 640 ºC. 8   9