Int. Cl. 7 : F28F 9/ Agente: Curell Suñol, Marcelino

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1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: Int. Cl. 7 : F28F 9/02 B29C 65/08 12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: Fecha de presentación : Número de publicación de la solicitud: Fecha de publicación de la solicitud: Título: Intercambiador de calor de plástico. 30 Prioridad: IT TO Titular/es: DENSO THERMAL SYSTEMS S.p.A. Frazione Masio, Poirino, Torino, IT 45 Fecha de publicación de la mención BOPI: Inventor/es: Mannoni, Alberto; Bella, Carlo; Bonaldo, Giuseppe y Colonna, Massimo 45 Fecha de la publicación del folleto de la patente: Agente: Curell Suñol, Marcelino ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 Intercambiador de calor de plástico. DESCRIPCIÓN La presente invención se refiere a un intercambiador de calor realizado en un material plástico según el preámbulo de la reivindicación 1. El documento GB muestra un intercambiador de calor de este tipo. Se han propuesto ya intercambiadores de calor para vehículos que comprenden una pluralidad de tubos de plástico dispuestos en una serie de hileras paralelas entre sí y un par de placas colectoras de plástico conectadas a los extremos de los tubos. Con respecto a las placas colectoras, las soluciones que contemplan la fabricación de las placas en una sola pieza están afectadas por dos órdenes de problemas: - estampar una placa de alta precisión con muchos orificios ( ) de pequeño diámetro (diámetros de orificio del orden de 1,5 a 5 mm) con las comprobaciones consiguientes de encogimiento y deformación, mientras se evita también la presencia de rebabas de moldeo en los orificios, - insertar automáticamente los extremos de los tubos en los orificios de las placas colectoras Para superar estos inconvenientes se han propuesto ya soluciones en las cuales cada placa colectora se construye a partir de una pluralidad de elementos terminales de plástico que se solapan y se sueldan entre sí. Cada elemento terminal presenta una serie de asientos semicirculares separados uno de otro por partes de unión adecuadas para ser soldadas a partes de unión correspondientes de un elemento terminal complementario. El proceso de montaje para este tipo de intercambiador de calor parte de un primer par de elementos terminales, encajándose los extremos de una primera hilera de tubos en los asientos semicirculares de los elementos terminales, situándose un segundo par de elementos terminales por encima de la primera hilera de tubos y soldándose las partes de unión de los elementos terminales entre sí. Esta secuencia operativa se repite una pluralidad de veces en correspondencia con el número de hileras de tubos que forman el intercambiador de calor acabado. Los elementos terminales adyacentes son unidos entre sí a través de soldadura, por ejemplo ultrasónica, haciendo que las partes de unión en contacto recíproco se fundan conjuntamente. Esta operación de soldadura es extremadamente delicada y requiere una calibración especialmente precisa de los parámetros de soldadura. Particularmente, si se fusiona demasiado material, las rebabas formadas por el material de plástico pueden entrar en los extremos de los tubos y provocar una perforación que dará como resultado fugas del fluido de intercambio de calor en el intercambiador de calor acabado. Por otro lado, si el espacio entre las superficies a tope de las partes de unión de los elementos terminales no se cierre completamente durante la soldadura, no se consigue un sellado hermético entre los extremos de los tubos y la placa colectora y, en este caso también, el intercambiador de calor acabado tendrá fugas del fluido del intercambio de calor. El objetivo de la presente invención es proporcionar mejoras que permitan superar los inconvenientes mencionados anteriormente Según la presente invención, este objetivo se alcanza mediante un intercambiador de calor que tiene las características que forman el objeto de la reivindicación. Las características y ventajas de la presente invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada siguiente, proporcionada únicamente a título de ejemplo no limitativo, y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que: - la figura 1 es una vista en perspectiva que ilustra un intercambiador de calor de plástico de acuerdo con la presente invención, 50 - la figura 2 es una vista en perspectiva del grupo intercambiador de calor indicado por la flecha II en la figura 1, - la figura 3 es una vista frontal de un elemento terminal indicado por la flecha III en la figura 2, 55 - la figura 4 es una vista esquemática que ilustra la fase de soldadura entre dos elementos terminales, - la figura 5 muestra un detalle ampliado de la parte indicada por la flecha V en la figura 4, - la figura 6 es una vista esquemática que ilustra la zona de soldadura indicada por la flecha VI de la figura 5, y las figuras 7 y 8 son unas vistas esquemáticas que ilustran respectivamente las zonas de soldadura en condiciones en las que hay material de soldadura excesivo o insuficiente entre las partes de unión de los elementos terminales. Con referencia a la figura 1, el número 10 indica un intercambiador de calor para vehículos realizado completamente de plástico. El intercambiador de calor 10 comprende un núcleo de intercambio de calor que incluye una pluralidad de tubos 12 formados de pajas de plástico delgadas dispuestas en una serie de hileras paralelas entre sí. Los extremos de los tubos están unidos y sellados a un par de placas colectoras 14 realizado de la manera que se describirá a continuación. Dos depósitos 16 y 18 están unidos a las respectivas placas colectoras 14. Uno de los depósitos 18 está equipado con unas aberturas 20 para la entrada y la salida del fluido de intercambio de calor. 2

3 Con referencia a las figuras 2 y 3, cada placa colectora 14 está formada por una pluralidad de elementos terminales de plástico 22. Cada elemento terminal 22 incluye una primera y una segunda hilera de asientos semicirculares 24 y 26, separados entre sí por unas partes de unión 28 y 30. Cada elemento terminal 22 está equipado con un par de elementos espaciadores 32 destinados a apoyarse contra una superficie 34 de un elemento terminal idéntico 22. Con referencia a la figura 4, el montaje del núcleo del intercambiador de calor representado en la figura 2 se lleva a cabo utilizando capas únicas y cada capa se realiza a través de una secuencia operativa que contempla: - preparar un primer elemento terminal 22, - situar los extremos de una hilera de tubos 12 en los asientos 26 del primer elemento terminal ofrecer un segundo elemento terminal 22 de tal modo que los extremos de los tubos 12 se acoplen con los asientos 24 del segundo elemento terminal 22, - soldar las partes de unión 28 y 30 de los elementos de unión 22 y 22 entre sí a lo largo del plano de soldadura 34. La soldadura se realiza utilizando un dispositivo de soldadura ultrasónica convencional. El plano de soldadura 34 representa un plano de junta ideal que permite que los asientos semicirculares 24 y 38 que se enfrentan uno a otro sean unidos entre sí a fin de formar unos asientos circulares con un diámetro igual al diámetro externo de los extremos de los tubos 12. La figura 5 muestra una vista ampliada de dos partes de unión complementarias 28 y 30 que están destinadas a unirse entre sí a través de soldadura. La figura 5 ilustra la posición del plano de soldadura 34 con respecto a los dos elementos terminales 22 y 22. Cada parte de unión 28 del elemento terminal 22 presenta una superficie de tope 36 que está retrasada con respecto al plano de soldadura 34. El volumen entre el plano de soldadura 34 y las superficies de tope 36 del elemento terminal 22 está indicado por V. Siempre con referencia a la figura 5, cada parte de unión 30 del elemento terminal 22 presenta una parte de soldadura 38 que sobresale más allá del plano de soldadura 34. El volumen de material de cada parte de unión 30 que sobresale más allá del plano de soldadura 34 está indicado por V. La relación de llenado R se define como la relación entre los volúmenes V y V. De acuerdo con la presente invención, la relación de llenado R está comprendido entre 0,8 y 1,3: 35 R = V /V 0,8 < R < 1, La figura 6 ilustra la zona de unión entre las partes de unión 28 y 30 después de que se complete la soldadura. El hecho de tener una relación de llenado próxima a la unidad permite que el volumen V se llene con material que procede de la fusión del volumen V. Esto permite que se consiga una unión ideal entre los elementos terminales 22 y 22. En particular, se evitan los problemas de exceso de material fundido que ocluya los extremos de los tubos o de zonas que no estén completamente selladas debido a una cantidad insuficiente de material fundido. La figura 7 ilustra la situación siguiente a una operación de soldadura con una relación de llenado que sea demasiado alta, superior a 1,3. En este caso, el exceso de material fundido exuda lateralmente desde las superficies conjugadas recíprocas de las partes de unión e invade los espacios de los tubos. Como se ilustra esquemáticamente en la figura 7, el material dañado puede dañar las paredes de los tubos y provocar fugas del fluido de intercambio de calor. La figura 8 ilustra la situación opuesta en la que la soldadura se lleva a cabo con una relación de llenado que es demasiado baja, inferior a 0,8. En este caso, el material que se suelda es insuficiente para llenar el espacio vacío entre las superficies de tope de las partes de unión, ocasionando unas aberturas que pueden producir fugas del fluido de intercambio de calor a través de la placa colectora. Se consiguen condiciones óptimas de unión con una relación de llenado R en el intervalo comprendido entre 0,8 y 1,3, que permiten que se consiga una unión óptima entre los elementos terminales mientras se evitan los dos problemas esquematizados en las figuras 7 y

4 REIVINDICACIONES Intercambiador de calor (10), que comprende una pluralidad de tubos de plástico (12) dispuestos en una serie de hileras paralelas entre sí y un par de placas colectoras de plástico (14) unidas a los respectivos extremos de dichos tubos (12), estando formada cada placa colectora (14) por una pluralidad de elementos terminales de plástico (22), cada uno de los cuales presenta al menos un grupo de asientos semicirculares (24 y 26) adecuados para recibir los extremos de una hilera de tubos (12), y de manera que dichos asientos semicirculares (24 y 26) de cada elemento terminal (22) están separados entre sí por unas partes de unión (28 y 30) adecuadas para soldarse a las correspondientes partes de unión de un elemento terminal complementario a lo largo de un plano de soldadura (34), caracterizado porque dichas partes de unión (28) de un primer elemento terminal (22 ) presentan unas superficies de tope (36) que están retrasadas con respecto a dicho plano de soldadura (34), porque las partes de unión (30) de un segundo elemento terminal (22 ) destinado a unirse al primer elemento terminal (22 ) presentan unas partes de soldadura (38) que sobresalen a través de dicho plano de soldadura (34) y porque la relación (R) entre el volumen de dichas partes de soldadura (38) y el volumen entre dichas partes de tope (36) y dicho plano de soldadura (34) está en el intervalo comprendido entre 0,8 y 1,

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