ES2588903T3

ES2588903T3 - Intercambiador de calor con colector reforzado

Info

Publication number: ES2588903T3
Application number: ES13725116.1T
Authority: ES
Inventors: Alan Day
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2016-11-07
Anticipated expiration: 2033-05-16
Also published as: EP2856059B1; JP2015517644A; US20150176922A1; PL2856059T3; US9772144B2; KR20150014516A; CN104641198A; JP6068623B2; FR2991038A1; CN104641198B; KR101702297B1; EP2856059A1; WO2013174719A1

Abstract

Intercambiador de calor (1) que comprende un cuerpo de intercambio térmico (2), al menos una tapa (4) y un colector (3) que relaciona la tapa (4) con el cuerpo de intercambio térmico (2), estando delimitado dicho cuerpo de intercambio térmico (2) por al menos una placa de obturación (6, 6a, 6b), comprendiendo el colector (3) una placa de fondo (20) rodeada por un borde de solidarización (21) de la tapa (4), caracterizado por que el borde de solidarización (21) está conformado mediante una pared duplicada (22), de la cual un extremo (23) está al menos parcialmente solidarizado sobre la placa de obturación (6, 6a, 6b).

Description

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DESCRIPCION

Intercambiador de calor con colector reforzado

El sector tecnico de la presente invencion es el de los intercambiadores de calor configurados para realizar un intercambio termico entre un primer fluido y un segundo fluido, mas en particular, destinados a ser instalados en un vehlculo automovil. Un intercambiador de calor de este tipo es, por ejemplo, un enfriador de aire sobrealimentado o un enfriador de gases de escape, especialmente recirculados.

Convencionalmente, un vehlculo automovil puede estar equipado con un motor de combustion interna combinado con un turbocompresor. Este ultimo provoca una elevacion de la temperatura de estos gases de admision que perjudica el debido llenado de las camaras de combustion del motor. Esta es la razon por la que se conoce completar esta configuracion mediante la anadidura de un intercambiador de calor cuya funcion es la de enfriar los gases de admision antes de su entrada en estas camaras de combustion, lo cual permite aumentar la densidad de los gases de admision.

Tal intercambiador de calor puede comprender una pluralidad de tubos por los que circulan los gases de admision, siendo recorrido por su parte, el espacio que rodea estos tubos, por un fluido de refrigeracion. A la entrada o a la salida de este intercambiador, los gases de admision son canalizados por una tapa hecha solidaria de un colector, estando este ultimo configurado para recibir de manera estanca el extremo de cada tubo por el que entran los gases de admision.

Estan apareciendo nuevas tecnicas de sobrealimentacion. Asl, se conoce combinar el motor de combustion interna con dos o tres turbocompresores. Esta combinacion viene acompanada de una elevacion de la presion y de la temperatura de los gases de admision. Las tensiones mecanicas que experimentan los intercambiadores de sobrealimentacion pasan a ser extremadamente importantes, ya que la presion de los gases de admision puede llegar a 4 bares. Por lo tanto, los intercambiadores de calor conocidos hasta la fecha no estan adaptados para resistir tales niveles de presion o de temperatura, y pueden aparecer fugas, en particular enfrente del empalme que une la tapa al colector.

El documento JP 2004125333 da a conocer un intercambiador conforme al preambulo de la reivindicacion 1.

El documento FR 2742531 A1 da a conocer una solucion de reforzamiento de un borde perimetral del colector. Tal solucion, si bien mejora la situacion, no esta adaptada para un intercambiador de calor entre los gases de admision o de escape del motor de combustion interna y un fluido llquido de refrigeracion, debido al hecho de que el fluido llquido circula alrededor de los tubos, y no en el interior de estos ultimos, segun se refleja en este documento. Por lo tanto, el manejo de la estanqueidad frente al fluido llquido es diferente.

Adicionalmente, la solucion de reforzamiento que este documento propone esta limitada localmente en el borde perimetral del colector. Ahora bien, el incremento de presion y de temperatura provoca fenomenos de deformaciones y de dilataciones que la solucion de la tecnica anterior no puede contrarrestar satisfactoriamente.

Por lo tanto, es la finalidad de la presente invencion solucionar los inconvenientes antes descritos, principalmente reforzando el borde perimetral del colector, en orden a acondicionar una absorcion de esfuerzos sobre un componente del cuerpo de intercambio termico, en particular sobre la o las placas de obturacion que delimitan los conductos por los que circula el fluido de refrigeracion.

La invencion tiene, pues, por objeto un intercambiador de calor que comprende un cuerpo de intercambio termico, al menos una tapa y un colector que relaciona la tapa con el cuerpo de intercambio termico, estando delimitado el cuerpo de intercambio termico por al menos una placa de obturacion, comprendiendo el colector una placa de fondo rodeada por un borde de solidarizacion de la tapa, caracterizado por que el borde de solidarizacion esta conformado mediante una pared duplicada, uno de cuyos extremos esta al menos parcialmente solidarizado sobre la placa de obturacion. Asl, la solidarizacion del extremo de la pared duplicada sobre la placa de obturacion asume una absorcion de esfuerzos mecanicos que contribuye significativamente a aumentar la resistencia mecanica del borde de solidarizacion, en contra de las tensiones generadas por la presion o la temperatura de los fluidos aptos para circular por el intercambiador segun la invencion.

De acuerdo con un aspecto de la invencion, el cuerpo de intercambio termico comprende una pluralidad de tubos solidarios del colector, especialmente por sus extremos, y aptos para canalizar un primer fluido, asl como una multiplicidad de conductos aptos para canalizar un segundo fluido, estando dichos conductos conformados entre los tubos y delimitados por al menos la placa de obturacion.

De acuerdo con una primera caracterlstica de la invencion, un espesor de la pared duplicada es al menos dos veces superior a un espesor de la placa de fondo. Tal disposicion permite garantizar una absorcion de esfuerzos suficiente para las presiones experimentadas por el intercambiador de calor segun la invencion.

De acuerdo con una segunda caracterlstica de la invencion, la pared duplicada esta conformada mediante una primera pared y una segunda pared soldada con aportacion de material sobre la primera pared. De acuerdo con una

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primera alternativa, la primera y la segunda pared se dimanan de una misma pieza laminar metalica y se unen entre si mediante un repliegue. De acuerdo con una segunda alternativa, la segunda pared esta separada de la primera pared y luego se anade a la misma antes de una etapa de soldadura con aportacion de material.

La pared duplicada comprende al menos un angulo enfrente del cual va acondicionado un dispositivo de reforzamiento mecanico. Este ultimo evita que, por efecto de la presion, aumente la inclinacion angular determinada entre las dos partes de la pared duplicada que flanquean el angulo.

De acuerdo con un ejemplo de realizacion, el dispositivo de reforzamiento mecanico es, por ejemplo, un chaflan acondicionado sobre el angulo de la primera pared. Alternativamente, este dispositivo de reforzamiento mecanico es, especialmente, una superficie redondeada acondicionada sobre el angulo de la segunda pared.

Se hace notar que este dispositivo de reforzamiento puede estar conformado asimismo mediante la combinacion del chaflan y de la superficie redondeada, acondicionado sobre una u otra de las paredes. Tal disposicion permite generar formas que se combinan para oponerse a las tensiones mecanicas.

De acuerdo con otra caracterlstica de la invencion, el borde de solidarizacion, especialmente la primera pared, delimita, al menos en parte, un alojamiento de recepcion de un talon de la tapa, estando, por otro lado, delimitado el alojamiento por una faja que prolonga perifericamente la placa de fondo.

En semejante caso, la primera pared de la pared duplicada puede comprender una primera banda determinante de un fondo del alojamiento y un primer flanco que delimita lateralmente el alojamiento, estando unidos la primera banda y el primer flanco por un chaflan.

De acuerdo con una caracterlstica mas de la invencion, la segunda pared de la pared duplicada puede comprender una segunda banda soldada con aportacion de material contra la primera banda, as! como un segundo flanco soldado con aportacion de material contra el primer flanco, estando unidos la segunda banda y el segundo flanco por una superficie redondeada distante del chaflan. La superficie redondeada y el chaflan determinan en este punto el dispositivo de reforzamiento mecanico, y tal distancia entre esta superficie redondeada y este chaflan contribuye significativamente a aumentar el comportamiento mecanico del borde de solidarizacion.

La multiplicidad de conductos queda cerrada por una primera placa de obturacion y, ventajosamente, por una segunda placa de obturacion, siendo cada placa de obturacion solidaria de una pared lateral de cada tubo. Esta pared lateral determina una franja del tubo y se extiende en un plano paralelo a un plano de extension de la placa de obturacion.

Ventajosamente, el extremo de la pared duplicada comprende un pliegue establecido para que una cara de la segunda pared de la pared duplicada se suelde con aportacion de material contra la placa de obturacion. Tal disposicion permite aumentar la superficie de solidarizacion, especialmente de soldadura con aportacion de material, entre la pared duplicada y la placa de obturacion.

De manera complementaria, un borde la pared duplicada puede ser solidarizado al menos sobre una pared longitudinal de un tubo terminal del cuerpo de intercambio termico. Asl, al determinar la pared duplicada un cinturon alrededor del cuerpo de intercambio termico, esta es soldada con aportacion de material sobre un primer lado del cuerpo de intercambio termico, en correspondencia con la placa de obturacion, y puede ser soldada con aportacion de material sobre un segundo lado del cuerpo de intercambio termico, perpendicular al primer lado. Este segundo lado esta determinado especialmente por un tubo terminal delimitador del cuerpo de intercambio termico.

De acuerdo con un ejemplo de solidarizacion, la placa de obturacion comprende al menos una lengueta replegada y soldada con aportacion de material contra una pared longitudinal del tubo terminal del cuerpo de intercambio termico. Aunque un borde de la placa de obturacion este soldado con aportacion de material sobre la pared lateral del tubo terminal, tal estructura permite aumentar la resistencia mecanica del cuerpo de intercambio termico, a lo largo de la placa de obturacion.

Se hace notar que la placa de obturacion puede comprender al menos un orificio por el que un segundo fluido es apto para entrar o salir del cuerpo de intercambio termico. Se asegura asl la alimentacion de segundo fluido al intercambiador de calor.

La invencion puede abarcar asimismo un sistema de enfriamiento de gases de admision o de escape de un motor de combustion interna, que comprende un intercambiador de calor que comprende una cualquiera de las caracterlsticas antes presentadas, en el que el primer fluido esta determinado por los gases de admision o de escape del motor de combustion interna, mientras que el segundo fluido esta determinado por un fluido llquido de refrigeracion.

Una ventaja primordial segun la invencion radica en la posibilidad de aumentar de manera simple la resistencia mecanica de la ligazon entre la tapa y el colector, sin aumentar por ello el coste de fabricacion o la dificultad de ensamble de tal intercambiador. Es asl como un intercambiador de calor, dotado de un colector con pared duplicada y el extremo de cuya pared esta hecho solidario con una placa delimitadora del o los conductos de circulacion del segundo fluido, puede resistir presiones y temperaturas elevadas.

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Otras caracterlsticas, detalles y ventajas de la invencion se desprenderan con mayor claridad de la lectura de la descripcion que a continuacion se da, a modo de indicacion, con relacion los dibujos, en los cuales:

la figura 1 es una vista en perspectiva de un intercambiador de calor segun la invencion,

la figura 2 es una vista del cuerpo de intercambio termico constitutivo del intercambiador de calor, en seccion segun el plano A ilustrado en la figura 1,

la figura 3 es una vista que ilustra la solidarizacion del colector sobre un primer lado del cuerpo de intercambio termico, en seccion segun el plano B ilustrado en la figura 1,

la figura 4 es una vista que ilustra la solidarizacion del colector sobre un segundo lado del cuerpo de intercambio termico, en seccion segun el plano C ilustrado en la figura 1, y

la figura 5 es una vista que ilustra dos variantes de solidarizacion entre el colector y la tapa, vista en seccion segun el plano B mostrado en la figura 1.

La figura 1 ilustra un ejemplo de realization de un intercambiador de calor 1 segun la invencion. Tal intercambiador de calor es especialmente un enfriador de aire sobrealimentado utilizado para enfriar gases de admision de un motor de combustion interna, pero puede tratarse, asimismo, de un enfriador de gases de escape recirculados, utilizado para rebajar la temperatura de gases de escape inyectados en los gases de admision de tal motor de combustion interna.

El intercambiador de calor 1 segun la invencion esta configurado para realizar un intercambio termico entre un primer fluido y un segundo fluido. De manera particular, el intercambiador de calor se establece, por una parte, para canalizar un fluido gaseoso y, por otra, para conducir un fluido llquido, como es un fluido de refrigeration constituido, por ejemplo, a partir de agua con adicion de glicol. De este modo, el intercambiador de calor 1 puede ser un intercambiador fluido gaseoso / fluido llquido.

El intercambiador de calor 1 segun la invencion comprende un cuerpo de intercambio termico 2 que determina el foco del intercambio termico entre el primer fluido y el segundo fluido. En cada extremo de este cuerpo de intercambio termico 2, se encuentra un colector 3 coronado por una tapa 4.

El colector 3 se encarga de una distribucion del primer fluido a traves de una pluralidad de tubos constitutivos del cuerpo de intercambio termico 2, siendo canalizado este primer fluido por la tapa 4 hacia o desde el colector 3. La tapa 4 comprende al menos una abertura 5 por la que el primer fluido entra o sale del intercambiador de calor 1. Asl, el colector 3 esta, por una parte, soldado con aportacion de material sobre el cuerpo de intercambio termico 2 y, por otra, hecho solidario de la tapa 4, bien sea por soldadura con aportacion de material, o bien un engaste del colector 3 sobre la tapa 4.

El cuerpo de intercambio termico 2 esta provisto de al menos una placa de obturation 6 que participa en la delimitation de conductos por los que circula el segundo fluido, especialmente llquido. La placa de obturacion 6 comprende al menos un orificio 7 por el que el segundo fluido puede penetrar en el cuerpo de intercambio termico 2. La placa de obturacion 6 puede incluir, asimismo, una deformation determinante de un abultamiento 8 con relacion a un plano de extension de la placa de obturacion 6. Tal abultamiento facilita la distribution del segundo fluido por toda una anchura del cuerpo de intercambio termico 2. En el ejemplo particular de la figura 1, la placa de obturacion 6 comprende dos abultamientos 8 y dos orificios 7 practicados en correspondencia con los abultamientos, siendo apto un primer orificio para habilitar una entrada del segundo fluido en el cuerpo de intercambio termico 2, mientras que un segundo orificio es apto para habilitar una salida del segundo fluido fuera del cuerpo de intercambio termico 2.

La placa de obturacion 6 comprende al menos una lengueta 9 replegada y soldada con aportacion de material contra una cara de un tubo que flanquea el cuerpo de intercambio termico 2. De acuerdo con el ejemplo de realizacion, la placa de obturacion incluye dos series de tres lenguetas referenciadas con 9 a 11, abocando cada una de las series desde una arista de la placa de obturacion paralela al tubo.

Asl, el colector 3 se hace solidario de la placa de obturacion 6, por medio de un extremo de una pared duplicada del colector 3 soldado con aportacion de material contra la placa de obturacion. Este colector 3 tambien se hace solidario, especialmente por soldadura con aportacion de material, de una pared de los tubos terminales ubicados en los extremos del cuerpo de intercambio termico 2.

La figura 2 es una vista del cuerpo de intercambio termico 2, en seccion que pasa por un plano A mostrado en la figura 1.

El cuerpo de intercambio termico 2 comprende una pluralidad de tubos 12 hecha solidaria del colector por soldadura con aportacion de material. Estos tubos estan realizados, por ejemplo, a partir de una pieza laminar metalica plegada sobre si misma, en orden a delimitar un volumen interno por el que circula el primer fluido, especialmente gaseoso. Se hace notar que la estructura de cada tubo 12 es identica, denominandose seguidamente tubos terminales 12a y 12b los dos tubos ubicados en uno y otro de los extremos del cuerpo de intercambio termico 2.

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Un tubo 12 esta delimitado por dos paredes longitudinales paralelas, referenciadas con 14 y 15, empalmadas por dos paredes laterales referenciadas con 16 y 17. Esta estructura se aplica a todos los tubos 12 constitutivos del cuerpo de intercambio termico 2, inclusive los tubos terminales 12a, 12b.

En el interior del volumen interno de cada tubo, va instalado un intercalario 13. Este ultimo presenta una primera funcion, que consiste en perturbar el flujo del primer fluido por el tubo 12, en orden a maximizar la transferencia termica entre el primer fluido y las paredes delimitadoras del tubo 12. Este intercalario 13 puede presentar una segunda funcion, que consiste en reforzar mecanicamente el tubo 12. En efecto, la forma en zigzag del intercalario permite realizar llneas de soldadura con aportacion de material entre una cara interna de las paredes longitudinales 14, 15 y el vertice de cada ondulacion del intercalario 13. Asl, este ultimo se extiende de manera rectillnea entre cada cara interna de estas paredes longitudinales, con lo cual se evita un hinchamiento del tubo 12 por efecto de la presion del primer fluido.

El cuerpo de intercambio termico 2 tambien comprende una multiplicidad de conductos 18 aptos para canalizar el segundo fluido. Estos conductos 18 estan determinados por un espacio acondicionado entre cada tubo, pero estan delimitados asimismo por una primera placa de obturacion 6a y por una segunda placa de obturacion 6b, que cierran lateralmente el cuerpo de intercambio termico 2. Asl, el primer fluido solamente queda separado del segundo fluido por las paredes longitudinales 14, 15 que determinan los tubos 12.

El espacio entre cada tubo 12 lo genera un dispositivo de espaciado 19, una de cuyas funciones esta en garantizar una distancia determinada entre dos tubos 12 adyacentes, en orden a conformar el conducto 18 de que se trate.

Este dispositivo de espaciado 19 puede implementar una segunda funcion, que consiste en crear turbulencias del segundo fluido en el interior de los conductos 18, en orden a incrementar el intercambio termico entre el segundo fluido y las paredes longitudinales 14, 15 de los tubos 12.

De acuerdo con un ejemplo de realizacion practica, el dispositivo de espaciado 19 puede estar determinado por una pluralidad de deformaciones realizadas en las paredes longitudinales 14, 15 de los tubos 12. Alternativamente, este dispositivo de espaciado 19 se puede realizar mediante una o varias piezas anadidas e instaladas entre cada tubo, antes de una operacion de soldadura con aportacion de material. De acuerdo con un ejemplo de realizacion, esta pieza puede ser, por ejemplo, una rejilla, que especialmente comprende ondulaciones para generar turbulencias.

El dispositivo de espaciado 19 puede cumplir asimismo una tercera funcion, que consiste en una absorcion de esfuerzos mecanicos, en orden a evitar deformaciones del cuerpo de intercambio termico 2. Asl es por lo que el dispositivo de espaciado 19 puede ser soldado con aportacion de material sobre cada pared longitudinal 14, 15 de dos tubos 12 inmediatamente adyacentes.

El cuerpo de intercambio termico 2 comprende la primera placa de obturacion 6a y la segunda placa de obturacion 6b, siendo cada placa de obturacion solidaria de la pared lateral 16, 17 de cada tubo 12. Tal solidarizacion recae en una soldadura con aportacion de material de la placa de obturacion contra la pared lateral de los tubos 12.

La figura 2 ilustra perfectamente la presencia de las lenguetas 10 que forman cuerpo con la placa de obturacion 6a y 6b. Estas lenguetas estan plegadas contra una cara externa de la pared longitudinal 14 de los tubos extremos 12a y 12b. Estas lenguetas refuerzan el enlace mecanico por soldadura con aportacion de material entre las placas de obturacion 6a, 6b y los tubos terminales 12a, 12b, en orden a determinar una carcasa que delimita la multiplicidad de conductos 18.

La figura 3 es una vista que muestra en detalle la solidarizacion entre la tapa 4, el colector 3 y la placa de obturacion 6. Esta representation ilustra una section tomada en el plano B mostrado en la figura 1.

El colector 3 comprende una placa de fondo 20 rodeada por un borde de solidarizacion 21. La placa de fondo 20 esta provista de aberturas, en este punto, de forma oblonga, que reciben un extremo de cada tubo 12. Estas aberturas pueden estar provistas de un collarln, orientado, por ejemplo, hacia el cuerpo de intercambio termico 2 o hacia la tapa 4.

El borde de solidarizacion 21 determina un cinturon perimetral alrededor de la placa de fondo 21, formando cuerpo este borde de solidarizacion, preferiblemente, con la placa de fondo.

De acuerdo con la invention, este borde de solidarizacion 21 esta determinado por una pared duplicada 22, finalizando esta ultima en correspondencia con un extremo 23 al menos en parte solidarizado sobre una y/u otra de las placas de obturacion 6.

El termino “duplicado” significa que el borde de solidarizacion 21 esta reforzado mediante la disposition de dos espesores de pared adosados una contra el otro. Asl, la pared duplicada 22 esta conformada mediante una primera pared 24 y mediante una segunda pared 25 que, inmediatamente adyacente a la primera pared 24, sigue sus contornos. La segunda pared 25 esta hecha, al menos en parte, solidaria de la primera pared 24 mediante una soldadura con aportacion de material entre estas dos paredes.

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De acuerdo con un ejemplo de realizacion representado en esta figura, la primera pared 24 es tambien solidaria de la segunda pared por medio de un repliegue 36. En tal caso, la primera pared 24 y la segunda pared 25 se dimanan de una misma pieza laminar metalica que se ha doblado en correspondencia con el repliegue 36 para adosar la segunda pared 25 contra la primera pared 24. As! es por lo que se considera que la segunda pared 25 forma cuerpo con la primera pared 24.

Alternativamente, la segunda pared 25 puede ser una pieza diferenciada de la primera pared 24, y anadida contra la misma antes de la soldadura con aportacion de material, en orden a conformar la pared duplicada 22 una vez hechas solidarias entre si, especialmente por soldadura con aportacion de material.

Para simplificar el modo de fabricacion del colector 3, un espesor de la pared duplicada 22 es al menos dos veces superior a un espesor de la placa de fondo 20. De manera mas precisa, el espesor de la pared duplicada 22 es estrictamente igual a dos veces el espesor de la pared de fondo 20. El espesor de la pared duplicada 22 se mide en un plano que pasa por la placa de fondo 20, mientras que el espesor de esta ultima se mide segun una direccion paralela a una direccion longitudinal de los tubos 12.

De acuerdo con el ejemplo de realizacion de las figuras 3 y 4, el borde de solidarizacion 21 delimita, al menos en parte, un alojamiento 26 de recepcion de un talon 27 de la tapa 4. Por su parte, la placa de fondo 20 se prolonga en una faja 28 que discurre segun una direccion perpendicular al plano de extension de la placa de fondo 20. Asl, el alojamiento 26 que recibe el talon 27 de la tapa esta flanqueado, por una parte, por la faja 28 y, por otra, por la primera pared 24 constitutiva de la pared duplicada 22.

Ademas de recibir el talon 27 de la tapa 4, este alojamiento 26 puede recibir una junta 43 que se encarga de una estanqueidad entre el primer fluido y el medio que rodea el intercambiador de calor segun la invencion. Asl, esta junta 43 apoya contra el talon 27, contra la faja 28 y contra la primera pared 24 en correspondencia con el alojamiento 26.

De acuerdo con el ejemplo de realizacion de la figura 3, la primera pared 24 comprende una primera banda 29 prolongada en un primer flanco 30. La primera banda 29 determina el fondo del alojamiento 26 contra el cual toma apoyo la junta 43. El primer flanco 30 se extiende, al menos en parte, enfrente del alojamiento 26, especialmente lateralmente al mismo. La primera banda 29 y el primer flanco 30 son principal mente planos.

Entre la primera banda 29 y el primer flanco 30, se encuentra un chaflan 31, es decir, una arista sensiblemente plana e inclinada respecto a la primera banda 29 y respecto al primer flanco 30. Asl, este chaflan 31 relaciona la primera banda 29 con el primer flanco 30, siendo este chaflan un elemento que participa en el reforzamiento mecanico de la pared duplicada 22.

La segunda pared 25 de la pared duplicada 22 comprende una segunda banda 32 prolongada en un segundo flanco 33. La segunda banda 32 discurre en un plano paralelo al plano de extension de la primera banda 29, haciendose solidarias estas dos bandas entre si mediante un enlace soldado con aportacion de material.

El segundo flanco 33 discurre en un plano paralelo al plano de extension del primer flanco 30 y esta soldado con aportacion de material contra el mismo.

La segunda banda 32 esta empalmada con el segundo flanco 33 mediante una superficie redondeada 34, es decir, una arista de seccion redondeada. Esta superficie redondeada 34 esta encarada con el chaflan 31 y esta configurada en orden a quedar separada de este chaflan 31, contribuyendo tal disposicion a incrementar la resistencia mecanica de la pared duplicada 22. La segunda banda 32 y el segundo flanco 33 son, por ejemplo, planos.

De este modo, la pared duplicada 22 comprende un dispositivo de reforzamiento mecanico establecido en correspondencia con un angulo de esta pared duplicada. Este dispositivo de reforzamiento mecanico puede estar determinado, bien solamente por el chaflan 31, o bien solamente por la superficie redondeada 34. Asimismo, el dispositivo de reforzamiento mecanico podra realizarse mediante la combination de este chaflan 31 con la superficie redondeada 34, permitiendo tal combinacion incrementar aun mas la resistencia mecanica de la pared duplicada 22.

El extremo 23 de la pared duplicada 22 esta determinado por una parte terminal de la segunda banda 32. En correspondencia con el colector 3, la placa de obturation 6 se halla interpuesta entre las paredes laterales 16, 17 de los tubos 12 y este extremo 23. De acuerdo con un ejemplo de realizacion no representado, es una franja de la segunda banda 32 la que va soldada con aportacion de material contra la placa de obturacion 6.

En el ejemplo de la figura 3, el extremo 23 comprende un pliegue 35 orientado de tal manera que una u otra de las caras delimitadoras de la segunda banda 32 este apoyada y soldada con aportacion de material contra la placa de obturacion 6. En el presente caso, el pliegue 35 forma un angulo a 90° dirigido hacia el cuerpo de intercambio termico 2, es decir, en oposicion a la tapa 4 solidarizada sobre el colector 3 de que se trate.

En correspondencia con el repliegue 36, la pared duplicada 22 comprende una serie de patillas de engaste 37 determinadas por unas porciones que prolongan la primera pared 24. En esta figura, estas patillas de engaste 37 se

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representan antes del doblado sobre el talon 27 de la tapa 4. En la posicion de ensamble final, estas patillas de engaste se hallan adosadas contra el talon 27 de la tapa 4, en orden a ejercer un esfuerzo de compresion en contra de la junta 43.

La figura 4 es una vista que muestra en detalle la solidarizacion entre la tapa 4, el colector 3 y uno de los tubos terminales 12a o 12b. Esta representacion ilustra una seccion tomada en el plano C mostrado en la figura 1. Nos centraremos en describir las diferencias con la figura 3, y nos remitimos a la descripcion con referencia a la misma para llevar a la practica la estructura de los elementos comunes representados en la figura 4.

La placa de fondo 20 comprende, en este punto, unos collarines 38 dirigidos hacia el cuerpo de intercambio termico 2. Estos collarines reciben un extremo de cada tubo 12, determinando con ello una zona de contacto que mejora la soldadura con aportacion de material entre la placa de fondo 20 y los tubos 12.

La faja 28 esta separada, en este punto, de la pared longitudinal 14 del tubo terminal 12a, a causa de la presencia de un collarln.

La segunda pared 25 se remata en un borde 39 hecho solidario del tubo terminal 12a, por ejemplo por soldadura con aportacion de material entre estas dos piezas. El borde 39 comprende un pliegue 35 que permite adosar una cara de la segunda pared 25 contra una cara externa de la pared longitudinal 14 del tubo terminal 12a.

A los efectos de la variante de las figuras 3 y 4, se hace notar que el cuerpo de intercambio termico y el colector pueden estar realizados a partir de una aleacion de aluminio. Por su parte, la tapa 4 puede estar realizada en una aleacion de aluminio o en un material sintetico, tal como, por ejemplo, plastico.

La figura 5 muestra una variante de realization del intercambiador de calor, vista en un plano de corte ilustrado por la referencia B en la figura 1. En cuanto a las figuras 3 y 4, la sujecion de la tapa 4 en el colector 3 recae en un doblado de patillas de engaste. La variante de la figura 5 muestra un ensamble diferente, en el sentido de que la tapa 4 se hace solidaria del colector 3 mediante una soldadura o, al menos, una soldadura con aportacion de material. Para los elementos representados de identica manera, nos remitimos a la descripcion con referencia a la figura 3.

El alojamiento 26 recibe, en este punto, el talon 27 de la tapa 4, talon este que esta entonces solidarizado a la pared duplicada 22 segun dos variantes de solidarizacion alternativas o complementarias, representadas ambas en esta figura 5.

La primera alternativa de solidarizacion radica en una soldadura con aportacion de material realizada entre el talon 27 y el borde de solidarizacion 21 del colector 3. Una primera soldadura con aportacion de material, referenciada con 40, esta realizada entre la faja 28 y una cara interna del talon 27, mientras que una segunda soldadura con aportacion de material, 41, esta realizada entre una cara externa del talon 27 y la pared duplicada 22. A tltulo de ejemplo, esta segunda soldadura con aportacion de material 41 esta realizada entre el primer flanco 30 constitutivo de la primera pared 24 y la cara externa del talon 27.

La segunda alternativa de solidarizacion esta determinada por un cordon de soldadura referenciado con 42, dispuesto, por ejemplo, entre el talon 27 de la tapa y el repliegue 36 que relaciona la primera pared 24 con la segunda pared 25 de la pared duplicada 22.

En el ambito de las dos alternativas de solidarizacion presentadas en la figura 5, el cuerpo de intercambio termico 2 as! como la tapa 4 pueden estar realizados en aleacion de aluminio, lo cual facilita el reciclado del intercambiador de calor, sin necesidad de desmontarlo.

El intercambiador de calor 1 anteriormente descrito puede ser integrado en un sistema de enfriamiento de gases de admision o de escape de un motor de combustion interna. En tal caso, el primer fluido esta determinado por los gases de admision o de escape del motor de combustion interna, mientras que el segundo fluido esta determinado por un fluido llquido de refrigeration.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. Intercambiador de calor (1) que comprende un cuerpo de intercambio termico (2), al menos una tapa (4) y un colector (3) que relaciona la tapa (4) con el cuerpo de intercambio termico (2), estando delimitado dicho cuerpo de intercambio termico (2) por al menos una placa de obturacion (6, 6a, 6b), comprendiendo el colector (3) una placa de fondo (20) rodeada por un borde de solidarizacion (21) de la tapa (4), caracterizado por que el borde de solidarizacion (21) esta conformado mediante una pared duplicada (22), de la cual un extremo (23) esta al menos parcialmente solidarizado sobre la placa de obturacion (6, 6a, 6b).
2. Intercambiador segun la reivindicacion 1, en el que el cuerpo de intercambio termico (2) comprende una pluralidad de tubos (12, 12a, 12b) solidarios del colector (3) y aptos para canalizar un primer fluido, as! como una multiplicidad de conductos (18) aptos para canalizar un segundo fluido, estando dichos conductos (18) conformados entre los tubos (12, 12a, 12b) y delimitados por al menos la placa de obturacion (6, 6a, 6b).
3. Intercambiador segun las reivindicaciones 1 o 2, en el que un espesor de la pared duplicada (22) es al menos dos veces superior a un espesor de la placa de fondo (20).
4. Intercambiador segun una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la pared duplicada (22) esta conformada mediante una primera pared (24) y una segunda pared (25) soldada con aportacion de material contra la primera pared (24).
5. Intercambiador segun la reivindicacion 4, en el que la pared duplicada (22) comprende al menos un angulo enfrente del cual va acondicionado un dispositivo de reforzamiento mecanico.
6. Intercambiador segun la reivindicacion 5, en el que el dispositivo de reforzamiento mecanico es un chaflan (31) acondicionado sobre el angulo de la primera pared (24).
7. Intercambiador segun las reivindicaciones 4 o 5, en el que el dispositivo de reforzamiento mecanico es una superficie redondeada (34) acondicionada sobre el angulo de la segunda pared (25), conformandose especialmente la superficie redondeada (34) encarada con el chaflan (31).
8. Intercambiador segun una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en el que el borde de solidarizacion (21) delimita, al menos en parte, un alojamiento (26) de recepcion de un talon (27) de la tapa (4), estando, por otro lado, delimitado el alojamiento (26) por una faja (28) que prolonga perifericamente la placa de fondo (20).
9. Intercambiador segun la reivindicacion 8, en el que la primera pared (24) de la pared duplicada (22) comprende una primera banda (29) determinante de un fondo del alojamiento (26) y un primer flanco (30) que delimita lateralmente el alojamiento (26), estando unidos la primera banda (29) y el primer flanco (30) por un chaflan (31).
10. Intercambiador segun la reivindicacion 9, en el que la segunda pared (25) de la pared duplicada (22) comprende una segunda banda (32) soldada con aportacion de material contra la primera banda (29), as! como un segundo flanco (33) soldado con aportacion de material contra el primer flanco (30), estando unidos la segunda banda (32) y el segundo flanco (33) por una superficie redondeada (34) distante del chaflan (31).
11. Intercambiador segun una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10, en el que el extremo (23) de la pared duplicada (22) comprende un pliegue (35) establecido para que una cara de la segunda pared (25) de la pared duplicada (22) se suelde con aportacion de material contra la placa de obturacion (6, 6a, 6b).
12. Intercambiador segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11, en el que la multiplicidad de conductos (18) queda cerrada por una primera placa de obturacion (6a) y por una segunda placa de obturacion (6b), siendo cada placa de obturacion (6a, 6b) solidaria de una pared lateral (16, 17) de cada tubo (12, 12a, 12b).
13. Intercambiador segun una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que un borde (39) de la pared duplicada (22) esta solidarizado al menos sobre una pared longitudinal (14) de un tubo terminal (12a, 12b) del cuerpo de intercambio termico (2).
14. Intercambiador segun la reivindicacion 13, en el que la placa de obturacion (6, 6a, 6b) comprende al menos una lengueta (9, 10, 11) replegada y soldada con aportacion de material contra la pared longitudinal (14) del tubo terminal (12a, 12b).
15. Intercambiador segun una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que la placa de obturacion (6, 6a, 6b) comprende al menos un orificio (7) por el que un segundo fluido es apto para entrar o salir del cuerpo de intercambio termico (2).