EP1367252A2 - Echangeur de chaleur pour gaz - Google Patents

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EP1367252A2
EP1367252A2 EP03012023A EP03012023A EP1367252A2 EP 1367252 A2 EP1367252 A2 EP 1367252A2 EP 03012023 A EP03012023 A EP 03012023A EP 03012023 A EP03012023 A EP 03012023A EP 1367252 A2 EP1367252 A2 EP 1367252A2
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exchanger
stamping
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Javier Gracia Rodrigo
Benjamin Gracia Lazaro
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Valeo Termico SA
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Valeo Termico SA
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    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
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    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger for gas, in particular for a exhaust gas recirculation from an engine.
  • the gases exhaust Before being mixed with the intake air, the gases exhaust can be cooled in an exchanger heat (EGRC or "Exhaust Gas Recycling Cooler”) installed in the EGR system loop to improve system performance.
  • EGRC Exhaust Gas Recycling Cooler
  • the system loop also has a valve (EGR valve) which regulates the passage of gases exhaust through this one.
  • EGR valve a valve which regulates the passage of gases exhaust through this one.
  • the actual heat exchanger may have distinct configurations: it can, for example, consist of a tubular carcass inside which is arranged a network of parallel tubes for the passage of gases, the refrigerant circulating in the carcass, outside the tubes; in an other embodiment, the exchanger comprises a series of plates parallel constituting the exchange surfaces of heat, so that the exhaust gases and the refrigerant circulate between two plates, in layers alternating.
  • Said heat exchangers include at least one tank and an independent flange or fitting connecting it to the gas recirculation line exhaust.
  • said exchangers include a inlet tank and outlet tank, said reservoirs being respectively coupled to the conduits inlet and outlet of the recirculation line by respective independent fittings.
  • the diameter of the inlet duct is generally less than the diameter of the carcass and that of the network of exchanger tubes; to ensure the routing of exhaust gases from the duct input to the tube network, so there is between them said inlet tank whose section transverse increases gradually.
  • the diameter of the outlet pipe is less than the diameter of the carcass and that of the network of exchanger tubes; analogously, to ensure the delivery of exhaust gases now cooled from the tube network to the duct outlet, there is therefore between them said reservoir of outlet whose cross section decreases gradually.
  • fittings There are various types of fittings and we know by example of fittings with a configuration concave or outwardly shaped as well as fittings with a convex configuration or inwardly shaped.
  • the tanks are also generally manufactured by stamping, while the fittings are usually manufactured by machining, but also possibly by stamping, sintering, hydroforming or microfusion.
  • the gas heat exchanger of this invention aims to remedy the drawbacks of fittings and tanks known in the art, in offering a series of advantages which will be described in the following.
  • the gas heat exchanger object of this invention is characterized in that the tank and the fitting are integrated in one piece manufactured by stamping.
  • the production process consists of a process classic stamping in several stages, starting from a rolled material on reel using presses commercial.
  • Stamping allows you to define complex shapes, especially parabolic, hyperbolic, etc. of the connection surface of the tank and the fitting, this which thus improves the passage of the gas flow.
  • the exchanger includes a part incorporating an inlet tank, the corresponding fitting is located in the entrance of the exchanger, and a part incorporating a reservoir of outlet whose corresponding fitting is arranged in the exchanger outlet.
  • the heat exchanger heat for gas consists of a carcass 1 of circular section containing a network of tubes 2 parallel, intended for the passage of gases to be cooled. AT inside the carcass 1 and outside the tubes 2 circulates a cooling fluid, ranging from a input 3 to output 4.
  • the gases to be cooled enter the exchanger from a supply line 5 and through a tank input 6 which gradually widens.
  • the inlet tank 6 is coupled to the conduit supply 5 by a connector 7, said tank inlet 6 and said connector 7 being integrated in a only piece made by stamping.
  • the outlet tank 9 is coupled to the outlet conduit 8 through a connector 10, said outlet tank 9 and said connector 10 being integrated in one piece made by stamping.
  • stamping to define complex shapes it is possible to design different configurations of the connection surface of the tank 6, 9 and the connection 7, 10, thereby improving the flow passage gaseous.
  • connection surface of fitting 7 and the tank 6 has a concave or conformed configuration towards outside.
  • connection surface of fitting 7 and the tank 6 has a convex or shaped configuration towards inside.

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Abstract

Il comprend au moins un réservoir (6, 9) et un raccord (7, 10) raccordant celui-ci à la ligne de recirculation des gaz d'échappement. Il est caractérisé en ce que le réservoir (6, 9) et le raccord (7, 10) sont intégrés en une seule pièce fabriquée par estampage. Il permet de réduire le poids et le coût de fabrication, en simplifiant également le processus de production. L'estampage permet en outre de définir des formes complexes de la surface de branchement du réservoir et du raccord, ce qui améliore ainsi le passage du flux gazeux.

Description

La présente invention concerne un échangeur de chaleur pour gaz, en particulier pour un système de recirculation de gaz d'échappement d'un moteur.
Elle peut également être utilisée dans d'autres systèmes, notamment un système de récupération de chaleur depuis l'échappement, ou pour un système de chauffage de l'air d'admission.
ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION
Une pratique bien établie dans le domaine de l'automobilisme consiste à prévoir un système de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur diesel, connu sous le nom de système EGR ou « Exhaust Gas Recycling », dans le but de mélanger ces gaz à l'air d'admission dans la mesure où la présence des gaz d'échappement dans le mélange réduit la production de NOx.
Avant d'être mélangés à l'air d'admission, les gaz d'échappement peuvent être refroidis dans un échangeur de chaleur (EGRC ou « Exhaust Gas Recycling Cooler ») installé dans la boucle du système EGR afin d'améliorer les performances du système.
La boucle du système comporte également une soupape (soupape EGR) qui régule le passage des gaz d'échappement à travers celui-ci.
L'échangeur de chaleur proprement dit peut présenter des configurations distinctes : il peut, par exemple, consister en une carcasse tubulaire à l'intérieur de laquelle est disposé un réseau de tubes parallèles pour le passage des gaz, le réfrigérant circulant dans la carcasse, à l'extérieur des tubes ; dans une autre réalisation, l'échangeur comprend une série de plaques parallèles constituant les surfaces d'échange de chaleur, de façon à ce que les gaz d'échappement et le réfrigérant circulent entre deux plaques, en couches alternées.
Lesdits échangeurs de chaleur comprennent au moins un réservoir et une bride ou un raccord indépendant(e) raccordant celui-ci à la ligne de recirculation des gaz d'échappement.
D'une façon générale, lesdits échangeurs comprennent un réservoir d'entrée et un réservoir de sortie, lesdits réservoirs étant respectivement couplés aux conduits d'entrée et de sortie de la ligne de recirculation par des raccords indépendants respectifs.
Le diamètre du conduit d'entrée est généralement inférieur au diamètre de la carcasse et à celui du réseau de tubes de l'échangeur ; pour assurer l'acheminement des gaz d'échappement du conduit d'entrée vers le réseau de tubes, on dispose donc entre eux ledit réservoir d'entrée dont la section transversale augmente progressivement.
De la même façon, le diamètre du conduit de sortie est inférieur au diamètre de la carcasse et à celui du réseau de tubes de l'échangeur ; de manière analogue, pour assurer l'acheminement des gaz d'échappement maintenant refroidis du réseau de tubes vers le conduit de sortie, on dispose donc entre eux ledit réservoir de sortie dont la section transversale diminue progressivement.
Il existe divers types de raccords et l'on connaít par exemple des raccords présentant une configuration concave ou conformée vers l'extérieur ainsi que des raccords présentant une configuration convexe ou conformée vers l'intérieur.
Les réservoirs sont par ailleurs généralement fabriqués par estampage, tandis que les raccords sont d'ordinaire fabriqués par usinage, mais aussi éventuellement par estampage, frittage, hydroformage ou microfusion.
Ce système présente certains inconvénients, dans la mesure où la fabrication des raccords par usinage, hydroformage, estampage ou microfusion est coûteuse et nécessite par ailleurs une opération supplémentaire pour coupler le raccord au réservoir.
Il est également possible de produire une pièce par hydroformage, pour remplacer le réservoir et le raccord, mais cette solution s'avère beaucoup plus onéreuse.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
L'échangeur de chaleur pour gaz de la présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des raccords et réservoirs connus dans la technique, en offrant une série d'avantages qui vont être décrits dans la suite.
L'échangeur de chaleur pour gaz objet de la présente invention est caractérisé en ce que le réservoir et le raccord sont intégrés en une seule pièce fabriquée par estampage.
L'intégration du réservoir et du raccord en une seule pièce fabriquée par estampage permet ainsi de réduire le poids et le coût de fabrication, en simplifiant également le processus de production.
Le processus de production consiste en un procédé d'estampage classique en plusieurs étapes, partant d'un matériau laminé en bobine et utilisant des presses commerciales.
L'estampage permet de définir des formes complexes, notamment paraboliques, hyperboliques, etc. de la surface de branchement du réservoir et du raccord, ce qui améliore ainsi le passage du flux gazeux.
Il est donc possible d'obtenir un type quelconque de raccord, qu'il s'agisse du type présentant une configuration concave ou conformée vers l'extérieur, ou du type présentant une configuration convexe ou conformée vers l'intérieur.
On parvient également d'autre part à améliorer l'étanchéité en éliminant les points de fuites éventuels dans la zone de branchement des pièces indépendantes, autrement dit entre le réservoir et le raccord.
Selon une réalisation de l'invention, l'échangeur comprend une pièce intégrant un réservoir d'entrée dont le raccord correspondant est disposé dans l'entrée de l'échangeur, et une pièce intégrant un réservoir de sortie dont le raccord correspondant est disposé dans la sortie de l'échangeur.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Dans le but de faciliter la description de ce qui a été exposé précédemment, on joint des dessins dans lesquels sont représentés, sous forme schématique et uniquement à titre d'exemple non limitatif, deux cas pratiques de réalisations de l'échangeur de chaleur pour gaz de l'invention, dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue schématique d'un échangeur de chaleur ;
  • la figure 2 est une coupe longitudinale d'un réservoir et d'un raccord intégrés en une seule pièce, la surface de branchement de ceux-ci présentant une configuration concave ou conformée vers l'extérieur, selon une première réalisation ; et
  • la figure 3 est une coupe longitudinale d'un réservoir et d'un raccord intégrés en une seule pièce, la surface de branchement de ceux-ci présentant une configuration convexe ou conformée vers l'intérieur, selon une deuxième réalisation.
    • DESCRIPTION DE RÉALISATIONS PRÉFÉRÉES
    Comme on peut l'apprécier à la figure 1, l'échangeur de chaleur pour gaz est constitué d'une carcasse 1 de section circulaire contenant un réseau de tubes 2 parallèles, destinés au passage des gaz à refroidir. A l'intérieur de la carcasse 1 et à l'extérieur des tubes 2 circule un fluide de refroidissement, allant d'une entrée 3 à une sortie 4.
    Les gaz à refroidir pénètrent dans l'échangeur à partir d'un conduit d'alimentation 5 et à travers un réservoir d'entrée 6 qui s'élargit progressivement.
    Le réservoir d'entrée 6 est couplé au conduit d'alimentation 5 par un raccord 7, ledit réservoir d'entrée 6 et ledit raccord 7 étant intégrés en une seule pièce fabriquée par estampage.
    Les gaz maintenant refroidis sortent de l'échangeur vers le conduit de sortie 8 par un réservoir de sortie 9 qui se rétrécit progressivement. Lesdits gaz sont acheminés par le conduit de sortie 8 pour être mélangés à l'air d'admission du moteur.
    De la même manière, le réservoir de sortie 9 est couplé au conduit de sortie 8 par un raccord 10, ledit réservoir de sortie 9 et ledit raccord 10 étant intégrés en une seule pièce fabriquée par estampage.
    L'estampage permettant de définir des formes complexes, il est possible de concevoir différentes configurations de la surface de branchement du réservoir 6, 9 et du raccord 7, 10, en améliorant ainsi le passage du flux gazeux.
    Selon une première réalisation illustrée à la figure 2, la surface de branchement du raccord 7 et du réservoir 6 présente une configuration concave ou conformée vers l'extérieur.
    Selon une deuxième réalisation illustrée à la figure 3, la surface de branchement du raccord 7 et du réservoir 6 présente une configuration convexe ou conformée vers l'intérieur.
    Les matériaux utilisés dans la fabrication des éléments constitutifs de l'échangeur de chaleur pour gaz qui a été décrit, ainsi que leurs formes et dimensions et tous les détails accessoires susceptibles de se présenter sont indépendants de l'objet de la présente invention, et peuvent être remplacés par d'autres équivalents techniques, à condition qu'ils ne portent pas atteinte à son essence et ne s'écartent pas du cadre défini par les revendications qui suivent.

    Claims (2)

    1. Échangeur de chaleur pour gaz, comprenant au moins un réservoir (6, 9) et un raccord (7, 10) raccordant celui-ci à une ligne de recirculation des gaz d'échappement, caractérisé en ce que le réservoir (6, 9) et le raccord (7, 10) sont intégrés en une seule pièce fabriquée par estampage.
    2. Échangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce intégrant un réservoir d'entrée (6) dont le raccord correspondant (7) est disposé dans l'entrée de l'échangeur, et une pièce intégrant un réservoir de sortie (9) dont le raccord correspondant (10) est disposé dans la sortie de l'échangeur.
    EP03012023A 2002-05-30 2003-05-28 Echangeur de chaleur pour gaz Withdrawn EP1367252A3 (fr)

    Applications Claiming Priority (2)

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    ES200201319A ES2199060B1 (es) 2002-05-30 2002-05-30 Intercambiador de calor para gases.
    ES200201319 2002-05-30

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP1367252A2 true EP1367252A2 (fr) 2003-12-03
    EP1367252A3 EP1367252A3 (fr) 2006-05-24

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    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP03012023A Withdrawn EP1367252A3 (fr) 2002-05-30 2003-05-28 Echangeur de chaleur pour gaz

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    EP (1) EP1367252A3 (fr)
    ES (1) ES2199060B1 (fr)

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    Also Published As

    Publication number Publication date
    EP1367252A3 (fr) 2006-05-24
    ES2199060B1 (es) 2004-11-16
    ES2199060A1 (es) 2004-02-01

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