ES2315067B1 - Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor. - Google Patents
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Abstract
Intercambiador de calor para gases, en especial
de los gases de escape de un motor.
Comprende una pluralidad de conductos paralelos
(3) dispuestos en el interior de una carcasa (2), por los cuales
circulan los gases a enfriar por intercambio térmico con un fluido
de refrigeración, estando dichos conductos (3) acoplados entre dos
placas de soporte (7) fijadas en ambos extremos de dicha carcasa
(2), y presentando la carcasa (2) y las placas de soporte (7) una
sección sensiblemente rectangular. Se caracteriza por el hecho de
que cada placa de soporte (7) comprende protuberancias (9)
dispuestas próximas a su zona perimetral, incluyendo dichas
protuberancias (9) unos relieves (10) susceptibles de entrar en
contacto con una superficie periférica (11) de la carcasa (2).
Es posible inmovilizar las placas de soporte
durante el montaje y soldadura del intercambiador.
Description
Intercambiador de calor para gases, en especial
de los gases de escape de un motor.
La presente invención se refiere a un
intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de
escape de un motor, del tipo que comprende una pluralidad de
conductos paralelos dispuestos en el interior de una carcasa, por
los cuales circulan los gases a enfriar por intercambio térmico con
un fluido de refrigeración, estando dichos conductos acoplados
entre dos placas de soporte fijadas en ambos extremos de dicha
carcasa, y presentando la carcasa y las placas de soporte una
sección sensiblemente rectangular.
La invención se aplica especialmente a
intercambiadores de calor cuya carcasa, placas de soporte y
conductos paralelos presentan una sección transversal sensiblemente
rectangular. Preferentemente, se aplica a intercambiadores de
pequeño tamaño tal como intercambiadores de recirculación de gases
de escape de un motor (EGRC).
En algunos intercambiadores de calor para el
enfriamiento de gases, por ejemplo los utilizados en sistemas de
recirculación de los gases de escape hacia la admisión de un motor
de explosión, los dos medios que intercambian calor están separados
por una pared.
Más particularmente, los gases circulan por una
serie de tubos o conductos paralelos dispuestos en el interior de
una carcasa, y son enfriados por intercambio térmico con un fluido
de refrigeración que se hace circular exteriormente a los conductos
de paso de los gases.
Los tubos están fijados por sus extremos entre
dos placas de soporte acopladas en cada extremo de la carcasa.
Ambas placas de soporte presentan una pluralidad de orificios para
la colocación de los respectivos tubos.
Los gases se alimentan al haz de tubos del
intercambiador a partir de un conducto de entrada; puesto que el
diámetro del conducto de entrada es inferior al diámetro de la
carcasa y del haz de tubos del intercambiador, entre ambos hay un
depósito de entrada que se ensancha progresivamente.
Son conocidos intercambiadores de calor cuya
carcasa y placas de soporte presentan una sección transversal
sensiblemente rectangular. En este caso, el montaje del
intercambiador consiste primero en pre-ensamblar el
conjunto formado por la carcasa, la pluralidad de tubos y las placas
de soporte. A continuación, se procede a aplicar sobre dicho
conjunto una pasta de soldadura, ensamblar los depósitos de gas, y
soldar en horno el intercambiador de calor completo.
En la práctica se ha comprobado que las placas
de soporte pre-ensambladas pueden sufrir
desplazamientos no deseados durante el montaje del resto de
componentes, ya que no existe ni soldadura ni ninguna unión mecánica
entre las placas de soporte y la carcasa antes de llevarse a cabo
la soldadura en horno de todo el intercambiador de calor.
Se conocen algunas soluciones para inmovilizar
las placas de soporte durante el ensamblado del intercambiador de
calor; por ejemplo, las placas de soporte pueden presentan un
reborde destinado a abrazar el contorno de la carcasa, o bien, que
las placas de soporte son abrazadas por la carcasa. También es
posible utilizar soldadura en horno o soldadura láser para unir
ambos componentes.
En el caso de intercambiadores de calor de
carcasa y conductos de sección sensiblemente circular, una solución
conocida es efectuar protuberancias con una herramienta a modo de
punzón sobre la placa de soporte. Por una parte, las protuberancias
ayudan al operario a identificar rápidamente la cara que debe ser
situada contra la carcasa, ya que dicha cara es la que incluye las
protuberancias. Por otra parte, dichas protuberancias también
tienen la función de evitar el movimiento relativo de las placas de
soporte respecto a la carcasa durante el montaje antes de la
soldadura en horno. Este efecto se consigue gracias al contacto por
rozamiento de las protuberancias con la zona periférica de la
carcasa, por lo que éstas deben ser efectuadas en una zona próxima
a la periferia de las placas de soporte.
Sin embargo, en la práctica se ha comprobado que
resulta muy difícil mecanizar una carcasa de sección perfectamente
circular, por lo que existe el riesgo de que algunas de las
protuberancias queden fuera de la zona periférica de la carcasa,
ocasionando así que las placas de soporte se muevan durante el
montaje previo a la soldadura en horno.
El objetivo de la presente invención es resolver
los inconvenientes mencionados, desarrollando un intercambiador de
calor que permita inmovilizar las placas de soporte durante el
montaje y soldadura del intercambiador.
El intercambiador de calor para gases, en
especial de los gases de escape de un motor, objeto de la presente
invención, es del tipo que comprende una pluralidad de conductos
paralelos dispuestos en el interior de una carcasa, por los cuales
circulan los gases a enfriar por intercambio térmico con un fluido
de refrigeración, estando dichos conductos acoplados entre dos
placas de soporte fijadas en ambos extremos de dicha carcasa, y
presentando la carcasa y las placas de soporte una sección
sensiblemente rectangular; y se caracteriza por el hecho de que
cada placa de soporte comprende protuberancias dispuestas próximas a
su zona perimetral, incluyendo dichas protuberancias unos relieves
susceptibles de entrar en contacto con una superficie periférica de
la carcasa.
De este modo, gracias al rozamiento producido
entre las protuberancias y la superficie periférica de la carcasa,
es posible evitar cualquier movimiento no deseado de las placas de
soporte durante el ensamblaje y la aplicación de la soldadura en
horno del intercambiador de calor.
Ventajosamente, las protuberancias están
dispuestas de manera simétrica sobre cada placa de soporte. De esta
manera, es posible impedir la rotación de dichas placas de
soporte.
Según una realización de la invención, cada
placa de soporte comprende al menos cuatro protuberancias.
Preferentemente, cada placa de soporte comprende
seis protuberancias, estando cuatro protuberancias dispuestas en
cada esquina de la placa de soporte, y las dos restantes dispuestas
en la zona media de dos laterales opuestos.
Ventajosamente, los relieves de las
protuberancias están orientados hacia el interior del intercambiador
para ensamblar las placas de soporte con la carcasa.
Preferiblemente, la altura de los relieves es de
0,5 mm con una tolerancia de +0,1/-0,2 mm; el diámetro de las
protuberancias es de 2 mm con una tolerancia de +0/-0,2 mm; y la
distancia de las protuberancias al borde de la placa de soporte es
de aproximadamente 1,05 mm con una tolerancia de +0,1/-0 mm.
Con el fin de facilitar la descripción de cuanto
se ha expuesto anteriormente se adjuntan unos dibujos en los que,
esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se
representa un caso práctico de realización del intercambiador de
calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor de
la invención, en los cuales:
la figura 1 es una sección longitudinal
esquemática de la zona de entrada de un intercambiador de calor de
haz de tubos convencional;
la figura 2 es una vista frontal de una placa de
soporte de sección rectangular del intercambiador de calor,
mostrando las protuberancias que inmovilizan la placa de soporte
respecto a la carcasa del intercambiador;
la figura 3 es una vista de perfil de la placa
de soporte de la figura; y
la figura 4 es una vista ampliada en sección
transversal de una protuberancia.
Tal como se puede apreciar en la figura 1, el
intercambiador de calor 1 está constituido por una carcasa 2 que
contiene un haz de tubos 3 paralelos, destinados al paso de los
gases a enfriar. Dentro de la carcasa 2, exteriormente a los tubos
3, circula un fluido de refrigeración, desde una entrada 4 a una
salida (no representada).
Los gases a enfriar entran al intercambiador 1
desde un conducto de alimentación 5 y a través de un depósito de
entrada 6, que se ensancha progresivamente.
El haz de tubos 3 está fijado por sus extremos
entre dos placas de soporte 7 acopladas en cada extremo de la
carcasa 2, mostrándose en la figura 1 aquella situada en la entrada.
Cada placa de soporte 7 presenta una pluralidad de orificios 8 para
la colocación de los respectivos tubos 3 (ver figura 2).
Además, cada placa de soporte 7 comprende un
conjunto de protuberancias 9 dispuestas próximas a su zona
perimetral. Tal como puede apreciarse en las figuras 3 y 4, dichas
protuberancias 9 incluyen unos relieves 10 orientados hacia el
interior de la carcasa 2, susceptibles de entrar en contacto con una
superficie periférica 11 de la carcasa 2 (ver figura 1).
A continuación, se describen las características
geométricas de las protuberancias 9 según la presente
realización:
- -
- Se efectúan seis protuberancias 9 distribuidas de manera simétrica, estando cuatro protuberancias 9 dispuestas en cada esquina de la placa de soporte 7, y las dos restantes dispuestas en la zona media de dos laterales opuestos.
- -
- Los relieves 10 de las protuberancias 9 están orientados hacia el interior del intercambiador 1 para ensamblar las placas de soporte 7 con la carcasa 2.
- -
- La altura de los relieves 10 es de 0,5 mm con una tolerancia de +0,1/-0,2 mm.
- -
- El diámetro de las protuberancias 9 es de 2 mm con una tolerancia de +0/-0,2 mm.
- -
- La distancia de las protuberancias 9 al borde de la placa de soporte 7 es de aproximadamente 1,05 mm con una tolerancia de +0,1/-0 mm.
Para proceder al montaje del intercambiador de
calor 1, primero se procede a pre-ensamblar el
conjunto formado por la carcasa 2, la pluralidad de tubos 3 y las
placas de soporte 7. A continuación, se procede a aplicar sobre
dicho conjunto una pasta de soldadura, ensamblar los depósitos de
gas 6, y soldar en horno el intercambiador de calor 1 completo.
Gracias al rozamiento producido entre las
protuberancias 9 y la superficie periférica 11 de la carcasa 2, es
posible inmovilizar las placas de soporte 7, evitando cualquier
desplazamiento indeseado de dichas placas 7 durante el citado
pre-ensamblaje, así como durante el montaje del
resto de componentes y la soldadura en horno final.
Claims (8)
1. Intercambiador de calor (1) para gases, en
especial de los gases de escape de un motor, que comprende una
pluralidad de conductos paralelos (3) dispuestos en el interior de
una carcasa (2), por los cuales circulan los gases a enfriar por
intercambio térmico con un fluido de refrigeración, estando dichos
conductos (3) acoplados entre dos placas de soporte (7) fijadas en
ambos extremos de dicha carcasa (2), y presentando la carcasa (2) y
las placas de soporte (7) una sección sensiblemente rectangular,
caracterizado por el hecho de que cada placa de soporte (7)
comprende protuberancias (9) dispuestas próximas a su zona
perimetral, incluyendo dichas protuberancias (9) unos relieves (10)
susceptibles de entrar en contacto con una superficie periférica
(11) de la carcasa (2).
2. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que las protuberancias (9)
están dispuestas de manera simétrica sobre cada placa de soporte
(7).
3. Intercambiador (1), según la reivindicación 1
o 2, caracterizado por el hecho de que cada placa de soporte
(7) comprende al menos cuatro protuberancias (9).
4. Intercambiador (1), según la reivindicación
3, caracterizado por el hecho de que cada placa de soporte
(7) comprende seis protuberancias (9), estando cuatro protuberancias
(9) dispuestas en cada esquina de la placa de soporte (7), y las
dos restantes dispuestas en la zona media de dos laterales
opuestos.
5. Intercambiador (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que los relieves (10) de las protuberancias (9) están orientados
hacia el interior del intercambiador (1) para ensamblar las placas
de soporte (7) con la carcasa (2).
6. Intercambiador (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la altura de los relieves (10) es de 0,5 mm con una tolerancia
de +0,1/-0,2 mm.
7. Intercambiador (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que el diámetro de las protuberancias (9) es de 2 mm con una
tolerancia de +0/-0,2 mm.
8. Intercambiador (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la distancia de las protuberancias (9) al borde de la placa de
soporte (7) es de aproximadamente 1,05 mm con una tolerancia de
+0,1/-0 mm.
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| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20090316 Kind code of ref document: A1 |
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Ref document number: 2315067B1 Country of ref document: ES |