ES2349013T3 - Intercambiador de calor para motores de combustion interna. - Google Patents
Intercambiador de calor para motores de combustion interna. Download PDFInfo
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Abstract
Intercambiador de calor para motores de combustión interna, que comprende un primer canal de circulación (1) alargado para el paso de gases de escape del motor de combustión interna, un segundo canal de circulación (2), dispuesto contiguo con respecto al primer canal de circulación (1), para el paso de gases de escape, un conducto (4), separado del segundo canal de circulación (2), para el paso de un medio, en particular de un refrigerante, pudiendo intercambiarse energía térmica entre el gas de escape del primer canal de circulación (1) y el medio del conducto (4), y pudiendo intercambiarse energía térmica entre el gas de escape en el segundo canal de circulación (2) y el medio en el conducto, por lo menos no en una cantidad notable, y estando dispuesto el segundo canal de circulación (2) de manera constante esencialmente paralelo con respecto al primer canal de circulación (1), y un canal de válvula (6) con un elemento de válvula (8, 9, 10) ajustable, pudiendo ajustarse, mediante un ajuste del elemento de válvula (8, 9, 10) una distribución de los gases de escape al primer canal de circulación (1) y al segundo canal de circulación (2), caracterizado porque el primer canal de circulación (1) y el segundo canal de circulación (2) están alojados en una carcasa (3) común y porque un eje de circulación (SV) del lado de entrada del canal de válvula presenta una dirección distinta del eje de circulación (SK1) del primer canal de circulación, estando dispuesta la dirección de circulación de los gases de escape del canal de válvula (6) delante de los canales de circulación (1, 2) y un canal de entrada (7) delante del canal de válvula (6), y presentando un eje de circulación (SE) del canal de entrada una dirección distinta del eje de circulación (SV) del canal de válvula y de los ejes de circulación (SK1, SK2) de los canales de circulación (1, 2).
Description
Intercambiador de calor para motores de
combustión interna.
La presente invención se refiere a un
intercambiador de calor para motores de combustión interna según el
preámbulo de la reivindicación 1.
En la construcción moderna de vehículos
automóviles provistos de motores de combustión interna se utilizan
cada vez en mayor medida intercambiadores de calor, mediante los
cuales se cede calor de los gases de escape del vehículo a un
refrigerante. Esto se puede desear con propósitos de un
calentamiento rápido del refrigerante o con propósitos de
refrigeración de los gases de escape, por ejemplo en relación con un
sistema de recirculación de gas de escape. Al mismo tiempo,
aparecen, en particular, en relación con otros componentes y grupos
de vehículos automóviles modernos, problemas con vistas al conducto
de gas de escape así como también con respecto al espacio
constructivo.
El documento DE 102 03 003 A1 describe un
intercambiador de calor para gas de escape en el cual están
dispuestos un primer y un segundo canales de circulación para gas de
escape paralelos en una carcasa común, presentando un canal de
válvula dispuesto antes de los canales de circulación la misma
dirección de circulación que los canales de circulación, es decir
que está dispuesto linealmente con respecto a los canales de
circulación.
El documento DE 100 25 877 A1 describe un
intercambiador de calor para gas de escape en varias formas de
realización en las cuales, en cada caso, un canal de válvula
dispuesto antes de los canales de circulación presenta por el lado
de entrada una dirección de circulación igual que los canales de
circulación, es decir que está dispuesto linealmente con respecto a
los canales de circulación.
El documento WO 02/10574 A1 da a conocer un
refrigerador de gas de escape con derivación, conduciendo la
derivación por delante del refrigerador de gas de escape.
El documento EP 1273786 A2 da a conocer un
dispositivo de conmutación para la recirculación de gas de
escape.
El documento EP 0987427 A1 da a conocer un
dispositivo para la recirculación de una corriente de gas de
escape.
La invención se plantea el problema de proponer
un intercambiador de calor mencionado al principio, el cual sea
especialmente ventajoso con respecto al conducto de gas de
escape.
Este problema se resuelve para un intercambiador
de calor mencionado al principio según la invención con las
características de la parte caracterizadora de la reivindicación
1.
Gracias a esto, se consigue de forma ventajosa
que el intercambiador de calor pueda ser dispuesto de manera
flexible, también cuando se dispone de un espacio constructivo
limitado, por ejemplo en el espacio del motor de un vehículo
automóvil. Además, es ventajoso que el elemento de válvula no se
encuentre en el mismo eje de circulación que los canales de
circulación dado que, por consiguiente, las ondas estacionarias que
dependen de la velocidad de giro, formadas por la corriente de gas
de escape pulsante, tienen un efecto menor sobre la mecánica del
elemento de válvula. Asimismo, se reducen las vibraciones orientadas
longitudinal y transversalmente de la carcasa de intercambiador de
calor en la zona del canal de válvula, lo que es asimismo ventajoso
para el funcionamiento y la duración de vida de la mecánica de la
válvula.
En una forma de realización preferida de un
intercambiador de calor según la invención está dispuesto, en la
dirección de circulación de los gases de escape, el canal de válvula
delante de los canales de circulación y un canal de entrada delante
del canal de válvula, presentando de manera especialmente preferida
un eje de circulación del canal de entrada otra dirección que el eje
de circulación de los canales de circulación. De este modo es
posible una curvatura escalonada del conducto de gas de escape, de
manera que, para una forma constructiva globalmente menor, esté
garantizada una corriente de gas de escape sin obstáculos. Al mismo
tiempo, se prefiere especialmente un ángulo entre el eje de
circulación del canal de válvula y el eje de circulación del canal
de entrada mayor de 30 grados, con el fin de alcanzar una desviación
suficientemente grande de la corriente de gas de escape.
Asimismo, es preferido un ángulo entre el eje de
circulación del canal de válvula y el eje de circulación del canal
de circulación superior a 30 grados, especialmente preferido
superior a 40 grados. Al mismo tiempo, se pueden sumar los ángulos
entre el canal de circulación y el canal de válvula y el canal de
válvula y el canal de entrada con vistas al conducto de gas de
escape para conseguir, globalmente, una mayor desviación de la
corriente de gas de escape, sin tener que tener en cuenta las
desventajas relacionadas con ello en una medida digna de mención. Se
evita de forma eficaz, en particular, un conducto de gas de escape
poco favorable con respecto a arremolinamientos y resistencia a la
circulación, que fuerza en un espacio muy pequeño una desviación de
la corriente de gas de escape de 90 grados.
Con el fin de evitar de una manera especial los
inconvenientes mencionados con anterioridad, se prefiere
especialmente un ángulo entre el eje de circulación del canal de
válvula y el eje de circulación del canal de circulación inferior a
60 grados. Esto no se opone a la desviación de dos etapas,
mencionada con anterioridad, de la corriente de gas de escape con un
ángulo total de hasta aproximadamente 90 grados.
En una forma de realización preferida de la
invención, una longitud del flujo media de uno de los canales de
circulación es por lo menos un factor dos, de manera especial un
factor 2,5, mayor que una longitud del flujo media del canal de
válvula. Al mismo tiempo, se entiende por longitud del flujo la
longitud media del recorrido de los gases de escape, es decir el
recorrido a lo largo de un eje de simetría de un canal de gas de
escape. Tomando como base el dimensionado de los canales de
circulación, condicionado por la potencia del intercambiador
predeterminada, se consigue con ello una forma constructiva
especialmente ahorradora de espacio de un intercambiador de calor
según la invención.
De forma asimismo preferida, el elemento de
válvula presenta un elemento de tapa que se puede ajustar con
exactitud, de manera que es necesario únicamente un número reducido
de componentes. Con vistas a una mecánica correspondientemente
sencilla y efectiva del elemento de válvula, el elemento de etapa
está alojado preferentemente en un árbol que se puede girar
accionándolo.
De manera especialmente preferida, el canal de
válvula presenta una pared de separación, que se puede conectar al
elemento de tapa, estando el canal de válvula dividido, por la pared
de separación, por lo menos por secciones, en dos mitades de canal
de válvula. Esto posibilita, al mismo tiempo, una forma constructiva
sencilla así como también un conducto de gas de escape con poca
turbulencia.
En una forma de realización preferida de la
invención, el segundo canal de circulación está dispuesto,
interconectado, esencialmente paralelo con respecto al canal de
circulación y, de manera especialmente preferida, el primer canal de
circulación y el segundo canal de circulación están alojados en una
carcasa común. De este modo, se favorece en cada caso una forma
constructiva compacta del intercambiador de calor.
Mediante el contacto del elemento de válvula con
la deformación es posible, de manera ventajosa, que uno de los
canales de circulación se pueda obturar en cada caso especialmente
bien con respecto al paso de gases de escape. Además, se puede
evitar de manera sencilla un desgaste del material prematuro en la
zona de un contacto del elemento de válvula con el canal de
válvula.
De manera ventajosa, el canal de válvula
presenta al mismo tiempo una sección transversal circular, y la
deformación se puede formar mediante deformación de una pared del
canal de válvula, en especial mediante un estampado. Con ello la
deformación se puede obtener de una manera sencilla y económica.
Mediante la pared doble del segundo canal de
válvula, es posible un aislamiento especialmente bueno frente al
intercambio de calor del gas de escape que circula por el canal.
De manera ventajosa, el segundo canal de válvula
comprende al mismo tiempo un tubo interior, el cual está alojado en
una carcasa, estando la superficie exterior del tubo interior
distanciada con respecto a la carcasa. De este modo, es posible que
el intercambiador de calor se pueda mantener, globalmente,
constructivamente pequeño, siendo ventajosa en especial otra
combinación de la carcasa con el canal de circulación para dar una
unidad constructiva.
El distanciamiento de la carcasa con respecto al
tubo interior se puede fijar, de manera ventajosa, mediante
distanciadores. Estos pueden comprender un gran número de botones
dispuestos sobre la superficie exterior del tubo interior, con lo
cual se puede realizar, con medios sencillos, una pared doble del
segundo canal de circulación con un buen aislamiento térmico.
Además, está previsto de manera ventajosa que el
tubo interior esté conectado directamente con una chapa deflectora,
estando la chapa deflectora dispuesta en el canal de válvula. Al
mismo tiempo, el elemento de válvula está dispuesto, de manera
especialmente ventajosa, móvil en la chapa deflectora y el canal de
válvula está conectado directamente a la carcasa. Con ello, resulta
una secuencia fiable y sencilla durante la fabricación del
intercambiador de calor, gracias a que, en primer lugar, la chapa
deflectora, el tubo interior y la carcasa son orientados unos
respecto de otros y son conectados entre sí. A continuación, se
puede llevar entonces el canal de válvula por encima de la chapa
deflectora, orientarlo con respecto a ésta y conectarlo con la
carcasa. La conexión puede tener lugar, en cada caso, mediante
soldadura o soldadura fuerte, no quedando excluidos otros tipos de
fijación.
Dependiendo de las exigencias el elemento de
válvula de un dispositivo según la invención puede estar apoyado, de
manera que pueda girar, en un único punto de apoyo, en el canal de
válvula. De manera alternativa, puede estar previsto también un
apoyo en dos puntos de apoyo distanciados en el canal de
válvula.
Otras características y ventajas de la invención
se ponen de manifiesto a partir del ejemplo de forma de realización
que se explica a continuación así como de las reivindicaciones
subordinadas.
A continuación, se describen tres ejemplos de
formas de realización preferidos de un intercambiador de calor según
la invención y se explican con mayor detalle a partir de los dibujos
adjuntos.
La Fig. 1 muestra una vista superior sobre un
primer ejemplo de forma de realización de un intercambiador de calor
según la invención, desde arriba.
La Fig. 2 muestra el intercambiador de calor
según la Fig. 1 girado 90º.
La Fig. 3 muestra el intercambiador de calor
según la Fig. 2 girado 90º.
La Fig. 4 muestra una vista superior frontal
sobre el intercambiador de calor según la Fig. 1.
La Fig. 5 muestra un dibujo en sección
esquemático a través del canal de válvula del intercambiador de
calor en la orientación según la Fig. 2.
La Fig. 6 muestra una representación espacial en
sección de una sección del intercambiador de calor de la Fig. 1.
La Fig. 7 muestra una representación espacial de
un segundo ejemplo de forma de realización de un intercambiador de
calor según la invención.
La Fig. 8 muestra una vista en detalle del
intercambiador de calor de la Fig. 7, estando representado el
interior del canal de válvula.
La Fig. 9 muestra una vista espacial del
elemento de válvula del intercambiador de calor de la Fig. 7 y de la
Fig. 8.
La Fig. 10 muestra una vista espacial de un
tercer ejemplo de forma de realización de un intercambiador de calor
según la invención, estando representados parcialmente componentes
interiores del intercambiador de calor.
La Fig. 11 muestra una vista superior
esquemática superior sobre un detalle del intercambiador de calor de
la Fig. 10.
La Fig. 12 muestra una vista superior
esquemática sobre el detalle de la Fig. 11 desde el lado.
La Fig. 13 muestra una vista superior
esquemática sobre el detalle de la Fig. 11 desde delante.
La Fig. 14 muestra una vista superior
esquemática sobre un tubo interior del intercambiador de calor de la
Fig. 10 a la Fig. 8.
La Fig. 15 muestra una vista espacial de un
detalle de un intercambiador de calor según la invención.
El intercambiador de calor según la invención
según el primer ejemplo de forma de realización comprende un primer
canal de circulación 1 y un segundo canal de circulación 2, estando
formado en el presente caso el primer canal de circulación como gran
número de canales individuales paralelos (ver la Fig. 6). La Fig. 6
muestra que los dos canales de circulación están dispuestos
paralelos entre sí y están alojados en la misma carcasa 3.
Un conducto 4 para guiar un refrigerante líquido
está conducido asimismo en la carcasa 3 y sale, en una conexión 4a
del lado de entrada y una conexión 4b de lado de salida, en cada
caso de la carcasa. Este conducto 4 está esencialmente en contacto
térmico dentro de la carcasa únicamente con el primer canal de
circulación, de manera que tiene lugar un intercambio de calor
relevante entre el gas de escape y el refrigerante únicamente cuando
el primer conducto de circulación 1 es recorrido por gas de
escape.
El intercambiador de calor presenta, en la
dirección de circulación S de los gases de escape, por el lado del
extremo, un canal de salida 5 el cual, en el presente caso, está
orientado, con respecto a la corriente de gas de escape, paralelo
con respecto a los canales de circulación. Para exigencias
especiales, puede estar previsto, sin embargo, de manera preferida
que el canal de salida 5 se extienda formando ángulo con respecto a
los canales de circulación 1, 2.
En la dirección de circulación S está dispuesto,
delante de los canales de circulación 1, 2, un canal de válvula 6 el
cual está soldado con la carcasa 3. El canal de válvula 6 presenta
una sección transversal circular y está dispuesto en la carcasa,
formando un ángulo W1 de aproximadamente 42º, con respecto a los
canales de circulación 1, 2. Este ángulo existe entre un eje de
circulación SV del lado de entrada y en cada caso ejes de
circulación SK1, SK2 del primer canal de circulación 1 y del segundo
canal de circulación 2 (ver la Fig. 2).
En la dirección de circulación S, delante del
canal de válvula 6, está soldado un canal de entrada 7, el cual se
puede conectar, por el lado de entrada, mediante una brida 7a con el
restante conducto de gas de escape. Un eje de circulación SE por el
lado de entrada del canal de entrada abarca, con el eje de
circulación SV del lado de entrada del canal de válvula, un ángulo
W2 de 35º. Los ángulos W1 y W2 están situados en un plano, de manera
que los ejes de circulación SE del canal de entrada y los ejes de
circulación SK1, SK2 de los canales de circulación 1, 2 encierren en
total un ángulo de 77º. De manera alternativa los ángulo pueden sin
embargo estar situados en planos diferentes y diverger de los
valores presentes, para hacer posible una adaptación a un conducto
de gas de escape existente en cada caso.
En el canal de válvula 6 está alojado un
elemento de tapa 8 formado como tapa que se puede mover propulsada
(ver la Fig. 5). La tapa 8 está conectada de manera fija con un
árbol 9 que puede girar, el cual se extiende a lo largo de un canto
del lado del extremo de la tapa 8 y perpendicularmente a través del
canal de válvula 6. Además, está prevista una chapa deflectora 10
fija en el canal de válvula, la cual sirve como continuación de la
tapa de válvula. Condicionada por la chapa deflectora 10, una zona
final del lado de salida del canal de válvula está subdividida en
una primera mitad de canal de válvula 6a y una segunda mitad de
canal de válvula 6b, estando conectadas en cada caso cada una de las
mitades de canal de válvula 6a, 6b en cada caso con uno de los
canales de circulación 1, 2. Mediante la chapa deflectora 10, la
tapa 8 y el árbol 9 se forma, con ello, en total un elemento de
válvula, mediante el cual la corriente de gas de escape puede ser
conducida opcionalmente por lo menos a dos canales diferentes.
La tapa 8 está doblada o formada elípticamente
en su canto opuesto al árbol 9, con el fin de conseguir una ajuste
obturante con respecto a la pared del canal de válvula 6 de sección
transversal circular. Preferentemente, la pared del canal de válvula
puede presentar, en la zona del contacto de la tapa de válvula, un
mecanizado correspondiente.
La tapa 8 se puede mover a través de un
accionamiento 11 del árbol 9, comprendiendo el accionamiento 11 en
el presente caso un bote de vacío 12, mediante el cual se puede
mover una barra de empuje 13. La barra de empuje 14 está conectada a
través de una articulación esférica, por el lado del extremo, con
una espiga de giro 13 fijada en el árbol 9. De este modo, un
movimiento de empuje o de tracción de la barra de empuje 14 conduce
a un movimiento de giro del árbol 9 y, por consiguiente, a un ajuste
de la tapa 8. Dependiendo de la posición de la tapa no se puede
conducir entonces gas de escape, en una proporción discrecional o
por completo, a través del canal de circulación 1 que sirve para el
intercambio de calor.
El dimensionado del intercambiador de calor está
concebido ventajosamente de tal manera que es globalmente
constructivamente pequeño, sin obstaculizar la corriente de gas de
escape. Las longitudes del flujo medias de los dos canales de
circulación 1, 2 son al mismo tiempo en cada caso iguales y
corresponden a la longitud geométrica de ambos canales. Una longitud
del flujo media del canal de válvula 6 es aproximadamente la
longitud geométrica de una línea central del canal de válvula 6. En
el presente caso la longitud del flujo media de un canal de
circulación 1, 2 es, de manera aproximada, 2,7 veces mayor que la
longitud del flujo media del canal de válvula 6. Por consiguiente,
se dispone, con conservación de las ventajas de la invención, de la
parte mayoritaria de la longitud constructiva del intercambiador de
calor para el intercambio de calor propiamente dicho.
El intercambiador de calor según el segundo
ejemplo de forma de realización (Fig. 7 a Fig. 9) presenta, como en
el primer ejemplo de realización, un canal de válvula 6 el cual está
dispuesto formando ángulo con respecto a los canales de circulación
1, 2. El elemento de válvula 15 comprende una chapa deflectora 10,
en la cual está dispuesta una tapa de válvula 8 alojada en un árbol
9.
El canal de válvula 6 comprende una sección con
una sección transversal esencialmente circular. En la pared de esta
sección están previstas unas deformaciones, con las cuales está en
contacto superficialmente una zona de borde 8a de la tapa 8, cuando
la tapa se encuentra en una posición final. Al contacto con la
primera deformación 16 está asignado, al mismo tiempo, el paso de la
corriente de gas de escape a través del segundo canal de circulación
2 y al contacto con la deformación 17 está asignado el paso a través
del primer canal de circulación 1. La Fig. 8 muestra el paso a
través del segundo canal de paso.
Las deformaciones 16, 17 se han obtenido en cada
caso mediante la compresión de un punzón formado
correspondientemente en la pared del canal de válvula 6, de manera
que son visibles desde el exterior. Mediante el contacto superficial
de la tapa 8 en las deformaciones 16, 17 se mejora la estanqueidad
de la tapa y se reduce un tope vibrante de la tapa contra la pared
del canal de válvula 8.
El elemento de válvula 15 presenta, según la
Fig. 9, un primer punto de apoyo 18 y un segundo punto de apoyo 19,
distanciado. El árbol 9 está apoyado, en cada caso, con cada uno de
los puntos de apoyo en el canal de válvula 6, estando asignado al
primer punto de apoyo a una abertura del canal de válvula y el
segundo punto de apoyo 19 de un alojamiento de tipo orificio ciego
al canal de válvula 6 en el lado opuesto a la abertura. Sin embargo,
puede estar previsto también que se prescinda del segundo punto de
apoyo 19, de manera que el árbol esté alojado, únicamente en la zona
de una abertura, por el canal de válvula 6 en un único punto de
apoyo 18, de manera que pueda girar en el canal de válvula 6.
El intercambiador de calor según el tercer
ejemplo de forma de realización (Fig. 10 a Fig. 14) presenta, a
diferencia de los ejemplos de formas de realización anteriores, un
canal de válvula 6' el cual está orientado paralelo con respecto a
los canales de circulación 1, 2. El intercambiador de calor
comprende una carcasa 3, en la cual en total están dispuestos quince
tubos 1a paralelos, los cuales forman juntos el primer canal de
circulación 1. Alrededor de las paredes de los tubos 1a circula
directamente el refrigerante, que fluye a través de la carcasa
3.
El segundo canal de circulación 2 está asimismo
alojado en la carcasa 3. El canal de circulación 2 comprende una
pared interior 3a, la cual está representada en la Fig. 11 y en la
Fig. 13 como línea de trazos y que está formado como paso de tipo
tubo, abierto por dos lados, a través de la carcasa 3. El segundo
canal de circulación comprende, además, un tubo interior 20, el cual
está introducido en el paso. Una superficie exterior del tubo
interior 20 comprende un número de distanciadores 21, los cuales
están formados como botones sobresalientes sobre la superficie
exterior del tubo interior 20. En el estado insertado en el paso los
botones 21 tocan únicamente la pared interior 3a de la carcasa 3
(ver en especial la Fig. 13), de manera que el contacto térmico
entre el paso de la carcasa, alrededor del cual circula
refrigerante, y el tubo interior 20, por el que circula gas de
escape, es muy pequeño. En total, se forma, mediante la disposición
descrita, una pared doble del segundo canal de válvula 2 con una
primera pared (paso de la carcasa 3a) y una segunda pared (tubo
interior 20).
El tubo interior 20 y el paso 3a de la carcasa
presentan una sección transversal longitudinal y se conectan por sus
lados frontales en cada caso alineados entre sí.
La representación en detalle según la Fig. 15
muestra, al contrario que la Fig. 10, un canal de válvula 6 con
orientación acodada, si bien corresponde, con respecto a la
disposición y fijación de la carcasa 3, del tubo interior 20 y del
elemento de válvula 15, al tercer ejemplo de realización. La
representación de la Fig. 15 muestra una secuencia preferida del
montaje y fijación de los componentes: la chapa deflectora 10
comprende un borde 10a acodado con una abertura adaptada a la
sección transversal del tubo interior 20. En primer lugar, se suelda
la chapa deflectora 10 con un lado frontal del tubo interior 20,
alrededor del borde de la abertura. Esta unidad es introducida
entonces en el paso 3a de la carcasa 3, consiguiéndose, debido a los
botones 21, de manera regular una sujeción accionada por fricción
del tubo interior. A continuación, el tubo interior y/o la chapa
deflectora 10 son soldados con la carcasa, siendo suficiente en su
caso con la disposición de puntos.
A continuación, el canal de válvula 6 se
desplaza sobre la chapa deflectora 10 y, en su caso, se monta la
tapa de válvula 8 y el árbol 9. Después de una orientación precisa
del canal de válvula 6 con respecto al elemento de válvula 15, se
suelda el canal de válvula 6 con la carcasa con una costura de
soldadura circulante alrededor del lado frontal de la carcasa.
Dependiendo de las exigencias, las
características especiales correspondientes de los ejemplos de
formas de realización descritos no están limitadas a los mismos,
sino que se pueden combinar libremente entre sí, pudiendo formarse
en su caso mediante combinaciones determinadas intercambiadores de
calor especialmente ventajosos. En particular, se pueden utilizar la
deformación, la sujeción y el montaje del tubo interior 20 en los
dos primeros ejemplos de realización, y las deformaciones 16, 17 del
canal de válvula, para el contacto de la tapa de válvula 8, no están
limitadas a unos canales de válvula con orientación formando un
ángulo.
- 1
- primer canal de circulación
- 1a
- tubos
- 2
- segundo canal de circulación
- 3
- carcasa
3a
- 4
- conducto
- 4a
- conexión del lado de entrada
- 4b
- conexión del lado de salida
- 5
- canal de salida
- 6, 6'
- canal de válvula
- 6a
- primera mitad del canal de válvula
- 6b
- segunda mitad del canal de válvula
- 7
- canal de entrada
- 8
- tapa
- 8a
- borde de la tapa
- 9
- árbol
- 10
- chapa deflectora
- 11
- accionamiento
- 12
- bote de vacío
- 13
- espiga de giro
- 14
- barra de empuje
- 15
- elemento de válvula
- 16
- primera deformación
- 17
- segunda deformación
- 18
- primer punto de apoyo
- 19
- segundo punto de apoyo
- 20
- tubo interior
- 21
- distanciador, botón
- W1
- ángulo entrada canal de válvula a canal de circulación
- W2
- ángulo canal de entrada al canal de válvula
- S
- dirección de circulación
- SK1
- eje de circulación del primer canal de circulación
- SK2
- eje de circulación del segundo canal de circulación
- SV
- eje de circulación del lado de entrada del canal de válvula
- SE
- eje de circulación del lado de entrada del canal de entrada
Claims (23)
1. Intercambiador de calor para motores de
combustión interna, que comprende un primer canal de circulación (1)
alargado para el paso de gases de escape del motor de combustión
interna,
- un segundo canal de circulación (2), dispuesto contiguo con respecto al primer canal de circulación (1), para el paso de gases de escape,
- un conducto (4), separado del segundo canal de circulación (2), para el paso de un medio, en particular de un refrigerante,
- pudiendo intercambiarse energía térmica entre el gas de escape del primer canal de circulación (1) y el medio del conducto (4), y
- pudiendo intercambiarse energía térmica entre el gas de escape en el segundo canal de circulación (2) y el medio en el conducto, por lo menos no en una cantidad notable, y estando dispuesto el segundo canal de circulación (2) de manera constante esencialmente paralelo con respecto al primer canal de circulación (1), y un canal de válvula (6) con un elemento de válvula (8, 9, 10) ajustable, pudiendo ajustarse, mediante un ajuste del elemento de válvula (8, 9, 10) una distribución de los gases de escape al primer canal de circulación (1) y al segundo canal de circulación (2), caracterizado porque el primer canal de circulación (1) y el segundo canal de circulación (2) están alojados en una carcasa (3) común y porque un eje de circulación (SV) del lado de entrada del canal de válvula presenta una dirección distinta del eje de circulación (SK1) del primer canal de circulación, estando dispuesta la dirección de circulación de los gases de escape del canal de válvula (6) delante de los canales de circulación (1, 2) y un canal de entrada (7) delante del canal de válvula (6), y presentando un eje de circulación (SE) del canal de entrada una dirección distinta del eje de circulación (SV) del canal de válvula y de los ejes de circulación (SK1, SK2) de los canales de circulación (1, 2).
2. Intercambiador de calor según la
reivindicación 1, caracterizado porque un ángulo (W2) entre
el eje de circulación del canal de válvula y el eje de circulación
(SE) del canal de entrada es superior a 30 grados.
3. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la longitud del
flujo media de uno de los canales de circulación (1, 2) es por lo
menos un factor dos mayor que una longitud del flujo media del canal
de válvula (6).
4. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque una longitud del
flujo media de uno de los canales de circulación (1, 2) es por lo
menos un factor 2,5 mayor que una longitud de flujo media del canal
de válvula (6).
5. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque un ángulo (W1)
entre el eje de circulación (SV) del canal de válvula y el eje de
circulación (SK1) del primer canal de circulación (1) es superior a
30 grados.
6. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque un ángulo (W1)
entre el eje de circulación (SV) del canal de válvula y el eje de
circulación (SK1) del primer canal de circulación (1) es superior a
40 grados.
7. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque un ángulo entre
el eje de circulación (SV) del canal de válvula y el eje de
circulación (SK1) del primer canal de circulación es inferior a 60
grados.
8. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el elemento de
válvula (8, 9, 10) presenta exactamente un elemento de tapa (8) que
se puede ajustar.
9. Intercambiador de calor la reivindicación 8,
caracterizado porque el elemento de tapa (8) está alojado en
un árbol (9) que se puede girar accionándolo.
10. Intercambiador de calor según la
reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el canal de
válvula (6) presenta una pared de separación (10) que se puede
conectar con el elemento de tapa (8), estando dividido el canal de
válvula (6), por la pared de separación (10), por lo menos por
secciones, en dos mitades de canal de válvula (6a, 6b).
11. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el canal de
válvula está conectado, en particular soldado, con la carcasa.
12. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el canal de
válvula (6) presenta una deformación (16, 17), estando en contacto
el elemento de válvula (8, 9, 10), por lo menos en una posición
final, esencialmente de forma superficial con la deformación (16,
17).
13. Intercambiador de calor según la
reivindicación 12, caracterizado porque el canal de válvula
(6) presenta una sección transversal esencialmente circular.
14. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 12 ó 13, caracterizado porque la deformación
(16, 17) se puede formar mediante la deformación de una pared del
canal de válvula (6), en particular, mediante prensado o
estampado.
15. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el segundo
canal de circulación (2) presenta una pared (3a, 20) doble.
16. Intercambiador de calor según la
reivindicación 15, caracterizado porque el segundo canal de
circulación comprende un tubo interior (20), el cual está alojado en
una carcasa (3, 3a), estando distanciada una superficie exterior del
tubo interior (20) con respecto a la carcasa (3, 3a).
17. Intercambiador de calor según la
reivindicación 16, caracterizado porque el tubo interior (20)
comprende unos distanciadores (21), mediante los cuales se puede
fijar la separación del tubo interior (20) con respecto a la carcasa
(3).
18. Intercambiador de calor según la
reivindicación 17, caracterizado porque los distanciadores
comprenden una pluralidad de botones (21) dispuestos sobre la
superficie exterior del tubo interior.
19. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque el tubo
interior está conectado directamente con una chapa deflectora (10),
estando dispuesta la chapa deflectora (10) en el canal de válvula
(6).
20. Intercambiador de calor según la
reivindicación 19, caracterizado porque la tapa de válvula
(8, 9) está dispuesta de manera móvil en la chapa deflectora.
21. Intercambiador de calor según la
reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque el canal de
válvula (6) está conectado directamente con la carcasa (3).
22. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque el elemento de
válvula (8, 9, 10) está apoyado únicamente en un punto de apoyo (18)
de manera que pueda girar en el canal de válvula (6).
23. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque el elemento de
válvula (8, 9, 10) está apoyado en dos puntos de apoyo (18, 19)
distanciados, de manera que pueden girar en el canal de válvula
(6).
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