Intercambiador de calor interno para circuito de climatización de vehículo automóvil y circuito de este tipo.

Intercambiador de calor interno (E) de tipo tubular coaxial para un circuito de climatización (1) devehículo automóvil que incorpora dos tractos de baja y de alta presión (BP y HP) recorridos por un fluido frigorígeno,

definiendo el intercambiador al menos un canal radialmente interno (11) preferentemente para el fluido de bajapresión en el interior de un tubo interno (10, 110) y un canal radialmente externo (21) preferentemente para el fluidode alta presión conformado entre ese tubo interno y un tubo externo (20, 120), caracterizado por que unos mediosde espaciamiento (30, 130) de conductividad térmica inferior a la de los tubos interno y externo están montados demanera movible al menos de traslación entre esos dos tubos y discurren sólo por una parte de la longitud del canalexterno, destinándose al menos una zona de este último, desprovista de estos medios, a ser unida a una derivación(40), tal como un cuerpo de válvula o una tubería de soporte de un sensor, por un orificio de interconexión (23)determinado en el tubo externo en la perpendicular a esa zona.

Intercambiador de calor interno para circuito de climatización de vehículo automóvil y circuito de este tipo La presente invención concierne a un intercambiador de calor interno de tipo tubular coaxial para un circuito de climatización de vehículo automóvil y a un circuito de climatización de este tipo que lleva incorporado este intercambiador.

En determinados circuitos de climatización para vehículos automóviles, es preciso realizar un intercambio o transferencia térmica entre el fluido del tracto de alta presión del circuito que se pretende refrigerar y el mismo fluido procedente del tracto de baja presión de ese circuito que sirve de foco frío y que por intercambio es calentado, para mejorar el rendimiento del circuito. Se utiliza al efecto un intercambiador de calor llamado interno, debido a que no persigue un intercambio con el aire exterior al vehículo ni con el aire del habitáculo.

De una manera conocida, un intercambiador de calor es de tipo metálico y se halla conectado a las correspondientes conducciones del circuito de climatización que comprenden particularmente unos latiguillos, a través de unos conectores montados en cada uno de los extremos del intercambiador, el cual puede ser por ejemplo de tipo de placa el cual, estando constituido a partir de un apilamiento de tubos planos, realiza el intercambio térmico tanto por convección con el aire exterior al intercambiador como por conducción, o bien de tipo de multitubos, el cual en su versión más simple es de tipo tubular coaxial de contracorriente, que realiza entonces el intercambio térmico sin la referida convección.

En este último caso y especialmente con fluidos tales como el R134a o el R152, este intercambiador coaxial define generalmente:

- en el interior de un tubo interno del intercambiador, al menos un canal radialmente interno destinado a conducir el fluido procedente del tracto de baja presión del circuito y

- radialmente entre ese tubo interno y un tubo externo en configuración de cubierta para el intercambiador, un canal radialmente externo provisto usualmente de aletas longitudinales diseñadas para optimizar la transferencia térmica entre los fluidos circulantes por los canales interno (s) y externo que se hallan distribuidas por su circunferencia y que pueden ser solidarias con los tubos interno y/o externo o también insertas entre estos dos tubos, según se ilustra por ejemplo en el documento US-A-6 434 972.

Se utiliza generalmente entonces al menos un conector hembra metálico para el extremo de interés del intercambiador el cual se une por soldadura o soldadura de aleación a la vez sobre los tubos interno y externo del intercambiador para así definir unos conductos de paso para el fluido que comunican de manera estanca con esos canales interno y externo.

Los documentos de Patente WO-A1-2007/013 439 y EP-A1-1 762 806 presentan intercambiadores de calor internos de este tipo que van equipados respectivamente con dos conectores hembra y con un sólo conector hembra, en estos dos casos a través de tres líneas de soldadura o de soldadura de aleación en el correspondiente extremo del intercambiador.

Un gran inconveniente de estos conocidos intercambiadores internos coaxiales de aletas está en que se tiene que renunciar a realizar derivaciones en el tubo externo en la perpendicular a esas aletas para unirle especialmente válvulas o tuberías portantes de sensores, o entonces que se tienen que mecanizar previamente los perfiles conformantes de los tubos interno y/o externo en la ubicación de las aletas que incorporan en la zona del intercambiador (usualmente extrema) justamente destinada a recibir esas derivaciones, lo cual aumenta el coste de fabricación de los intercambiadores.

Otro inconveniente de los intercambiadores internos coaxiales que se conocen equipados con conectores radica en el relativamente elevado peso de esos conectores, los cuales además se tienen que mecanizar de manera precisa con posterior soldadura o soldadura de aleación para su solidarización con los tubos interno y externo de los intercambiadores, lo cual también contribuye en aumentar el coste de fabricación y de ensamble de estos últimos.

Es un propósito de la presente invención proponer un intercambiador interno de este tipo de tipo tubular coaxial que incorpora dos tractos de baja y de alta presión recorridos por un fluido frigorígeno, definiendo el intercambiador, en el interior de un tubo interno, al menos un canal radialmente interno preferentemente para el fluido de baja presión y un canal radialmente externo preferentemente para el fluido de alta presión conformado entre ese tubo interno y un tubo externo, intercambiador que permite subsanar esos inconvenientes.

A tal efecto, un intercambiador según la invención es tal que unos medios de espaciamiento de conductividad térmica inferior a la de los tubos interno y externo están montados con posibilidad de desplazamiento al menos de traslación entre esos dos tubos y discurren axialmente sólo por una parte de la longitud del canal externo, destinándose al menos una zona de este último, desprovista de estos medios, a ser unida a una derivación, tal como un cuerpo de válvula o una tubería de soporte de un sensor, por un orificio de interconexión determinado en el tubo externo en la perpendicular a esa zona.

Se hace notar que estos medios de espaciamiento según la invención que desempeñan una función de espaciador (es decir, de separador) entre esos tubos permiten así, por su conductividad térmica inferior a la de estos últimos, evitar un acoplamiento térmico en forma de puentes térmicos entre esos dos tubos interno y externo. A título de ejemplo, estos medios de espaciamiento pueden estar realizados en un material metálico (típicamente de conductividad térmica inferior a la del aluminio en el caso de tubos basados en este metal) o plástico (por ejemplo, basado en una poliamida) .

De acuerdo con otra característica de la invención, estos medios de espaciamiento, que están destinados a generar turbulencias para el fluido circulante por el canal externo para así optimizar la transferencia térmica entre los fluidos de alta y de baja presión, pueden discurrir axialmente de manera continua o discontinua sobre dicha parte del canal externo finalizando en posición retrasada respecto a al menos un extremo de interconexión del tubo externo.

De acuerdo con un primer ejemplo de realización de la invención, estos medios de espaciamiento están conformados por varias nervaduras longitudinales relacionadas circunferencialmente entre sus respectivas bases por una pared sensiblemente cilíndrica apta para amoldarse al tubo interno, de manera tal que la altura radial total de esta pared y de cada nervadura sea sensiblemente igual a la del canal externo.

De acuerdo con un segundo ejemplo de realización de la invención, estos medios de espaciamiento están conformados por al menos una nervadura en espiral apta para amoldarse al tubo interno discurriendo en hélice alrededor de este último según un paso constante o variable.

Se hace notar que este montaje sobrepuesto y deslizante de los medios de espaciamiento entre los tubos interno y externo permite posicionarlos de manera precisa en previsión de la o de cada derivación que haya de realizarse sobre el tubo externo, haciéndolos deslizar previamente axialmente fuera de la o de cada zona de la derivación para acondicionar uno o unos espacio (s) libre (s) que permita (n) esta (s) derivación (ones) . Se salva así totalmente la necesidad según la técnica anterior de utilizar tubos internos o externos de aletas mecanizadas localmente en las zonas destinadas a las derivaciones, lo cual permite abaratar el coste de fabricación del intercambiador.

Se hace notar asimismo que estas derivaciones que de este modo están facilitadas en virtud del posicionamiento regulable de los medios de espaciamiento pueden por ejemplo permitir la unión al intercambiador de cuerpos de válvulas de llenado de fluido frigorígeno, de tuberías portantes de sensores de presión o de temperatura o cualquier otra tubería o boquilla de interconexión radial (es decir, cuyo eje es perpendicular a la dirección axial del intercambiador) .

De acuerdo con otra característica de la invención, estos medios de espaciamiento se pueden montar ventajosamente en contacto con los tubos interno y externo para así servir de separadores radiales entre estos tubos para asegurar su disposición concéntrica. También ventajosamente, en el caso en que el intercambiador es de tipo que presenta al menos un tramo acodado o curvado, estos medios de espaciamiento se insertan preferentemente al menos en la ubicación de este o estos tramo (s) y, con carácter aún más preferente, en la... [Seguir leyendo]

1. Intercambiador de calor interno (E) de tipo tubular coaxial para un circuito de climatización (1) de vehículo automóvil que incorpora dos tractos de baja y de alta presión (BP y HP) recorridos por un fluido frigorígeno, definiendo el intercambiador al menos un canal radialmente interno (11) preferentemente para el fluido de baja presión en el interior de un tubo interno (10, 110) y un canal radialmente externo (21) preferentemente para el fluido de alta presión conformado entre ese tubo interno y un tubo externo (20, 120) , caracterizado por que unos medios de espaciamiento (30, 130) de conductividad térmica inferior a la de los tubos interno y externo están montados de manera movible al menos de traslación entre esos dos tubos y discurren sólo por una parte de la longitud del canal externo, destinándose al menos una zona de este último, desprovista de estos medios, a ser unida a una derivación (40) , tal como un cuerpo de válvula o una tubería de soporte de un sensor, por un orificio de interconexión (23) determinado en el tubo externo en la perpendicular a esa zona.

2. Intercambiador (E) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dichos medios de espaciamiento (30, 130) están montados en contacto con los tubos interno (10, 110) y externo (20, 120) para así servir de separadores radiales entre estos tubos para asegurar su disposición concéntrica.

3. Intercambiador (E) de acuerdo con la reivindicación 2, de tipo que presenta al menos un tramo acodado o curvado, caracterizado por que dichos medios de espaciamiento (30, 130) se insertan al menos en la ubicación de este o estos tramo (s) .

4. Intercambiador (E) de acuerdo con una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que dichos medios de espaciamiento (30, 130) discurren axialmente de manera continua o discontinua sobre dicha parte del canal externo (21) finalizando en posición retrasada respecto de al menos un extremo de interconexión (22, 122) del tubo externo (20, 120) .

5. Intercambiador (E) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que dichos medios de espaciamiento (30) están conformados por varias nervaduras longitudinales (31) relacionadas circunferencialmente entre sus respectivas bases por una pared (32) sensiblemente cilíndrica apta para amoldarse al tubo interno (10, 110) , de manera tal que la altura radial total de esta pared y de cada nervadura sea sensiblemente igual a la del canal externo (21) .

6. Intercambiador (E) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que dichos medios de espaciamiento (130) están conformados por al menos una nervadura en espiral apta para amoldarse al tubo interno (10, 110) discurriendo en hélice alrededor de este último según un paso constante o variable.

7. Intercambiador (E) de acuerdo con una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que lleva incorporada dicha derivación (40) en la perpendicular a dicha zona del canal externo (21) desprovista de dichos medios de espaciamiento (30, 130) que se halla situada próxima a un extremo (22, 122) del tubo externo (20, 120) , derivación esta que se conforma a partir de una tubería de interconexión del intercambiador destinada a conducir el fluido proveniente de o en dirección al canal externo.

8. Intercambiador (E) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que el tubo interno (10) presenta en uno al menos de sus extremos un tracto sobresaliente (12) que sobresale axialmente del extremo correspondiente (22) del tubo externo (20) siendo solidario con este último extremo y que determina por sí solo otra tubería de interconexión del intercambiador destinada a conducir el fluido proveniente de o en dirección al o a cada canal interno (11) .

9. Intercambiador (E) de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que dicho extremo (22) del tubo externo (20) está solidarizado con el tubo interno (10) mediante un recalcado de este extremo obtenido por ejemplo por moleteado, seguido de una fijación circunferencial de este extremo sobre ese tubo interno puesta en práctica por ejemplo por soldadura, soldadura de aleación, magnetoconformado o encolado.

10. Intercambiador (E) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que, en uno al menos de sus extremos (122) , el tubo externo (120) está solidarizado con el tubo interno (110) por engaste con previo enchufe entre los respectivos extremos (112 y 122) de estos tubos (110 y 120) de un extremo de una manguera flexible (50) de interconexión al circuito de climatización (1) , cuya manguera va montada facultativamente a tope axialmente contra un collarín (113) del tubo interno.

11. Intercambiador (E) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por que está desprovisto de conector alguno hembra de alta presión/ de baja presión para la unión de los canales interno (s) (11) y externo (s) (21) al circuito de climatización (1) .

12. Circuito de climatización (1) para vehículo automóvil, caracterizado por que incorpora un

intercambiador de calor interno (E) tal y como se ha definido en una cualquiera de las anteriores reivindicaciones que va unido preferentemente a este circuito sin conector hembra de alta presión/ de baja presión.