ES2332253A1 - 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 un cuerpo metálico (3, 7) dispuesto en el interior de una carcasa de plástico (2), incluyendo dicho cuerpo metálico un circuito (3) destinado a la circulación de los gases con intercambio de calor con un fluido de refrigeración y al menos un depósito de gas (7) o brida de soporte acoplado a al menos un extremo de dicho circuito (3), y unos medios de unión para fijar al menos uno de los extremos del cuerpo metálico (3, 7) a la carcasa de plástico (2). Se caracteriza por el hecho de que dichos medios de unión comprenden una pluralidad de puntos de apoyo (11) de pequeña área de contacto solidarios de la carcasa de plástico (2), susceptibles de ser encajados en sendos entrantes (12) pertenecientes a el al menos un depósito de gas (7) o brida de soporte. Se obtiene una unión optimizada entre la carcasa de plástico y el cuerpo metálico 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.
La invención se aplica especialmente en
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.
El intercambiador de calor propiamente dicho
puede tener distintas configuraciones: por ejemplo, puede consistir
en una carcasa tubular en cuyo interior se disponen una serie de
conductos paralelos para el paso de los gases, circulando el
refrigerante por la carcasa, exteriormente a los conductos; en otra
realización, el intercambiador consta de una serie de placas
paralelas que constituyen las superficies de intercambio de calor,
de manera que los gases de escape y el refrigerante circulan entre
dos placas, en capas alternadas.
En el caso de intercambiadores de calor de haz
de conductos, la unión entre los conductos y la carcasa puede ser
de diferentes tipos. Generalmente, los conductos están fijados por
sus extremos entre dos placas de soporte acopladas en cada extremo
de la carcasa, presentando ambas placas de soporte una pluralidad de
orificios para la colocación de los respectivos conductos. Dichas
placas de soporte están fijadas a su vez a unos medios de conexión
con la línea de recirculación.
Dichos medios de conexión pueden consistir en
una conexión en V o bien en un reborde periférico de conexión o
brida, dependiendo del diseño de la línea de recirculación donde
está ensamblado el intercambiador. El reborde periférico puede
estar ensamblado junto con un depósito de gas, de manera que el
depósito de gas es una pieza intermedia entre la carcasa y el
reborde, o bien el reborde puede estar ensamblado directamente a la
carcasa.
Asimismo, el circuito de gases puede ser de tipo
lineal en el cual la entrada y salida de gases están dispuestas en
extremos opuestos; o bien puede ser en forma de "U" en el cual
la entrada y salida de gases están dispuestas adyacentes en un
mismo extremo abierto, estando el extremo opuesto cerrado, y
definiendo un paso de ida y un paso de retorno. En este último
caso, el extremo cerrado para el retorno de los gases suele estar
constituido por un depósito de gas cerrado.
Usualmente, los intercambiadores de calor EGR
son metálicos, generalmente fabricados de acero inoxidable o
aluminio. Tanto los intercambiadores de haz de conductos como los de
placas apiladas, presentan todos sus componentes metálicos, de modo
que están ensamblados mediante medios mecánicos y luego soldados
para asegurar un nivel de estanqueidad requerido para esta
aplicación.
Una acción para reducir el coste del
intercambiador de calor EGR es sustituir la carcasa de acero
inoxidable por otro material, tanto si este material tiene un coste
bajo como si permite integrar otras funciones, tales como la
integración de los conductos del fluido de refrigeración o de los
soportes de sujeción a una superficie del entorno motor donde será
fijado el intercambiador.
Son conocidos intercambiadores de calor de haz
de conductos que comprenden una carcasa de material plástico. Las
carcasas de plástico tienen la ventaja de que se reduce el coste del
producto final ya que permite integrar los conductos del circuito
del fluido de refrigeración y los soportes de fijación a una
superficie del entorno motor.
En este caso, la carcasa de plástico alberga en
su interior el núcleo o cuerpo metálico del intercambiador
constituido por el haz de tubos, y al menos una placa de soporte y
un depósito de gas. El cuerpo metálico debe ser fijado a la carcasa
de plástico evitando que quede en voladizo, y de este modo
garantizar la resistencia mecánica del intercambiador de calor ante
la vibración del motor.
Son conocidas patentes referentes a
intercambiadores EGR con carcasa de plástico que describen la unión
entre las partes metálicas y de plástico, asegurando una
estanqueidad del fluido de refrigeración para evitar cualquier
fuga.
Un punto clave del diseño del intercambiador de
calor es la unión entre los componentes de plástico y los
componentes metálicos, tales como aluminio o acero inoxidable. En el
caso de intercambiadores de calor en forma de "U", existen dos
tipos de uniones, una unión cuya función es fijar los diferentes
materiales, plástico y metal, así como garantizar la estanqueidad,
y otra unión con una única función de soporte.
En esta configuración en forma de "U", la
unión en el lado abierto generalmente incluye una junta de
estanqueidad para evitar cualquier posible fuga del fluido de
refrigeración hacia el exterior, mientras que la unión en el lado
cerrado no requiere la función de estanqueidad ya que en ese lado
solo es necesario soportar el cuerpo metálico dentro de la carcasa
de plástico. La patente WO 2007/048603 describe un intercambiador de
calor de este tipo, en el que los medios de unión en el lado
cerrado comprende un soporte solidario de la carcasa de plástico,
el cual está provisto de una hendidura destinada a recibir un
resalte solidario del depósito de gas cerrado.
No obstante, los intercambiadores conocidos de
este tipo presentan una serie de inconvenientes ya que la fijación
del cuerpo metálico del intercambiador a la carcasa de plástico es
muy conflictiva y es necesario tener en cuenta las siguientes
consideraciones de diseño:
1) El área de contacto:
Las temperaturas de trabajo para la carcasa de
plástico y el cuerpo del intercambiador son diferentes. El cuerpo
metálico puede alcanzar elevadas temperaturas ya que está en
contacto con el gas, el cual varia su temperatura desde 750ºC en la
entrada hasta 500ºC en la salida; mientras que la carcasa de
plástico soporta temperaturas relativamente bajas debido a que está
bañada por el fluido de refrigeración que está a una temperatura de
entre 70ºC y 90ºC.
El área de contacto entre el cuerpo del
intercambiador y la carcasa de plástico debe estar muy bien
refrigerada mediante el fluido de refrigeración.
Esto significa que, por una parte, el flujo de
fluido de refrigeración en este área debe ser suficientemente
abundante, siendo por tanto el paso de fluido de refrigeración
preferente, y que, por otra parte, el área de contacto debe ser muy
pequeña para mantener la temperatura en la zona de contacto del
material plástico a unos valores cercanos a la temperatura del
fluido de refrigeración. Asimismo, el área de contacto debe ser
suficientemente grande para soportar el cuerpo metálico.
2) Dilatación térmica:
Debido a la diferencia de temperaturas entre el
cuerpo metálico y la carcasa de plástico, la dilatación térmica
para los dos componentes será diferente, dependiendo también del
coeficiente de dilación térmica.
Esto tiene el inconveniente de que se producen
movimientos indeseados preferentemente en sentido longitudinal
entre los componentes debidos a su propia dilatación.
3) Distancia entre el cuerpo metálico y la
carcasa:
Tal como se ha mencionado, el área de contacto
entre la carcasa de plástico y el cuerpo metálico, generalmente el
depósito de gas, debe estar muy bien enfriada mediante el fluido de
refrigeración, lo que significa que el fluido de refrigeración en
este área debe ser preferencial. Para mejorar el flujo del fluido de
refrigeración en esta área son muy importantes los requerimientos
de diseño.
En este sentido, es muy importante definir la
distancia entre el cuerpo metálico y la carcasa de plástico. La
elección de este valor depende de la mínima sección transversal de
fluido de refrigeración dentro del intercambiador de calor. Por
ejemplo, si un intercambiador de calor tubular presenta una
distancia entre los tubos de gas de 1.3 mm, la recomendación es
tener una distancia de 2.6 mm, en ambos lados opuestos, entre el
depósito de gas y la carcasa de plástico.
4) Posición de la conexión de entrada del
fluido de refrigeración:
Es muy importante situar la conexión de entrada
del fluido de refrigeración cerca de dicho área de contacto, con el
fin de garantizar un flujo de fluido de refrigeración mínimo.
5) Posición de los soportes de fijación a una
superficie del entorno motor:
Es aconsejable situar al menos un soporte de
fijación al motor en la zona de apoyo del haz de conductos a la
carcasa del intercambiador con el fin de tener una mejor resistencia
a las vibraciones del motor del cuerpo metálico.
6) Diseño de los medios de unión del cuerpo
metálico con la carcasa:
Es necesario un buen diseño de la unión del
cuerpo metálico con la carcasa de plástico para poder absorber el
espacio debido a las tolerancias de los componentes.
El objetivo del intercambiador de calor para
gases, en especial de los gases de escape de un motor de la presente
invención es solventar los inconvenientes que presentan los
intercambiadores conocidos en la técnica, proporcionando una unión
optimizada entre la carcasa de plástico y el cuerpo metálico 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 un cuerpo metálico dispuesto en
el interior de una carcasa de plástico, incluyendo dicho cuerpo
metálico un circuito destinado a la circulación de los gases con
intercambio de calor con un fluido de refrigeración y al menos un
depósito de gas o brida de soporte acoplado a al menos un extremo
de dicho circuito, y unos medios de unión para fijar al menos uno de
los extremos del cuerpo metálico a la carcasa de plástico, y se
caracteriza por el hecho de que dichos medios de unión comprenden
una pluralidad de puntos de apoyo de pequeña área de contacto
solidarios de la carcasa de plástico, susceptibles de ser encajados
en sendos entrantes pertenecientes a el al menos un depósito de gas
o brida de soporte.
Gracias a que los medios de unión están
constituidos por una pluralidad de puntos de apoyo de pequeña área
de contacto se consigue resolver el compromiso de tener un área
suficientemente pequeña para mantener la temperatura en la zona de
contacto del material plástico a unos valores cercanos a la
temperatura del fluido de refrigeración, y a su vez tener un área
de contacto suficientemente grande para soportar el cuerpo
metálico.
Además, esta solución permite mejorar la
distribución del caudal de fluido de refrigeración mejorando también
el enfriamiento del área de contacto que se encuentra a elevada
temperatura.
Por otra parte se facilita el posicionamiento
del cuerpo del intercambiador de calor dentro de la carcasa de
plástico durante la operación de montaje.
Preferentemente, los puntos de apoyo están
constituidos por nervios longitudinales.
Ventajosamente, los puntos de apoyo están
distribuidos radialmente en una zona interna de la carcasa de
plástico de manera sensiblemente equidistante.
De este modo, se obtiene una correcta
distribución del peso del cuerpo metálico sobre la carcasa de
plástico garantizando una buena estabilidad del conjunto.
Preferentemente, los medios de unión comprenden
entre dos y ocho puntos de apoyo.
Según una realización de la invención, en el
caso de una carcasa de sección transversal rectangular, los medios
de unión comprenden seis puntos de apoyo distribuidos
simétricamente, de modo que hay dos puntos de apoyo en cada lado
mayor y un punto de apoyo en cada lado menor de dicha sección
transversal rectangular.
Según otra realización de la invención, también
en el caso de una carcasa de sección transversal rectangular, los
medios de unión comprenden dos puntos de apoyo distribuidos
simétricamente, de modo que hay un punto de apoyo en cada lado
mayor de dicha sección transversal rectangular.
Según otra realización de la invención, también
en el caso de una carcasa de sección transversal rectangular, los
medios de unión comprenden cuatro puntos de apoyo distribuidos
simétricamente, de modo que hay dos puntos de apoyo en cada lado
mayor de dicha sección transversal rectangular.
Ventajosamente, los puntos de apoyo comprenden
una dimensión longitudinal mínima para permitir los desplazamientos
originados por la distinta dilatación térmica entre el cuerpo
metálico y la carcasa de plástico.
De esta manera, se garantiza un correcto
funcionamiento del intercambiador a pesar de los indeseados
movimientos en sentido longitudinal generados por la dilatación del
cuerpo metálico y la carcasa de plástico a diferentes
temperaturas.
También ventajosamente, se prevé una distancia
mínima entre el cuerpo metálico y la carcasa de plástico que está
en función de la sección transversal mínima del flujo de fluido de
refrigeración dentro del intercambiador.
Por tanto, se garantiza una distancia apropiada
entre el cuerpo metálico, generalmente el depósito de gas, y la
carcasa de plástico, con el fin de obtener un abundante flujo de
fluido de refrigeración.
Preferentemente, en el caso de un circuito de
gases que incluye una pluralidad de conductos paralelos, la
distancia mínima entre el cuerpo metálico y la carcasa de plástico,
medida en cada lado opuesto del cuerpo metálico, es de dos veces la
distancia entre los conductos de gas.
También preferentemente, se prevé una distancia
de seguridad comprendida entre 1.5 y 2.5 veces la mínima sección
transversal del flujo de fluido de refrigeración.
Ventajosamente, teniendo en cuenta que el
intercambiador comprende una conexión de entrada y una conexión de
salida del fluido de refrigeración integradas en la carcasa de
plástico, la conexión de entrada o salida del fluido de
refrigeración está situada cerca de dicho área de contacto de los
puntos de apoyo. De este modo, se garantiza un flujo de fluido de
refrigeración mínimo.
También ventajosamente, teniendo en cuenta que
el intercambiador comprende soportes de fijación a una superficie
del entorno motor, al menos un soporte de fijación está situado
cerca de dicho área de contacto de los puntos de apoyo. De esta
manera, se obtiene una mejor resistencia de las vibraciones
procedentes del motor sobre el cuerpo metálico.
También ventajosamente, los puntos de apoyo
comprenden una configuración adecuada para absorber el espacio
debido a las tolerancias del cuerpo del intercambiador y la carcasa
de plástico.
Por tanto, se obtiene unos medios de unión
mejorados con una mayor vida útil, y una operación de montaje más
sencilla entre el cuerpo del intercambiador y la carcasa de
plástico. La forma de los puntos de apoyo admitirá una deformación
menor de su material plástico en caso que la interferencia de
montaje entre los dos componentes sea mayor que la admisible, es
decir, un depósito de gas con la mayor tolerancia admisible y la
menor distancia entre puntos de apoyo.
Preferentemente, los puntos de apoyo comprenden
una configuración ramificada.
Según una realización de la invención, los
puntos de apoyo incluyen dos ramas divergentes que forman un ángulo
adecuado escogido en función del material plástico utilizado. Cabe
destacar que cuanto mayor sea el ángulo definido entre las ramas,
menor será el esfuerzo de montaje.
Según otra realización de la invención, los
puntos de apoyo incluyen tres ramas divergentes. En este caso, la
incorporación de una rama central adicional permite mejorar la
estabilidad.
Preferiblemente, los puntos de apoyo incluyen
una pluralidad de pequeñas protuberancias sobre su superficie
externa. De este modo, el volumen de plástico a deformar es menor,
en el caso de interferencia de montaje, y por tanto el
procedimiento de montaje es más sencillo.
Ventajosamente, la entrada de los gases está
situada cerca del paso de fluido de refrigeración, ya sea en su
entrada o salida.
Preferentemente, la entrada de los gases está
situada cerca de la salida del fluido de refrigeración.
De acuerdo con una realización de la invención,
el intercambiador de calor es del tipo en forma de "U" en el
cual la entrada y salida de los gases están dispuestas adyacentes en
un mismo extremo abierto del cuerpo metálico, estando el extremo
opuesto cerrado, y definiendo un paso de ida y un paso de retorno, y
se caracteriza por el hecho de que los puntos de apoyo están
constituidos por nervios longitudinales integrados en una superficie
interna de la carcasa de plástico, siendo dichos nervios
susceptibles de encajar en unos correspondientes entrantes
conformados sobre la superficie externa del depósito de gas ubicado
en dicho extremo cerrado.
Generalmente, el depósito de gas se fabrica
mediante estampación y sus áreas de fijación en forma de entrantes
proporcionan al propio depósito de gas una rigidez adicional.
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
representan unos casos prácticos de realizaciones del
intercambiador de calor para gases de la invención, en los
cuales:
la figura 1 es una vista en perspectiva y en
explosión de un intercambiador de calor para gases de la
invención;
la figura 2 es una vista en sección longitudinal
del intercambiador montado de la figura 1;
las figuras 3, 4 y 5 son vistas en sección
transversal del intercambiador, según la línea
III-III de la figura 2, mostrando los medios de
unión con seis, cuatro y dos nervios respectivamente, según
diferentes realizaciones de la invención;
la figura 6 es una vista parcial en perspectiva
de una sección longitudinal, mostrando los nervios
longitudinales;
las figuras 7 y 8 son vistas en sección
transversal del intercambiador, mostrando los medios de unión con
dos nervios ramificados incluyendo dos y tres ramas respectivamente,
según diferentes realizaciones de la invención;
las figuras 9 y 10 son vistas en sección
transversal del intercambiador, mostrando los medios de unión con
seis nervios de dos ramas con diferentes ángulos respectivamente,
según diferentes realizaciones de la invención;
y
y
la figura 11 es una vista en sección transversal
del intercambiador, mostrando una vista ampliada de un nervio
longitudinal provisto de una pluralidad de protuberancias.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, el
intercambiador de calor 1 está constituido por una carcasa de
plástico 2 que contiene en su interior un cuerpo metálico que
comprende un haz de conductos paralelos 3, destinados al paso de
los gases a enfriar. Dentro de la carcasa 2, exteriormente a los
conductos 3, circula un fluido de refrigeración, desde una entrada
4 a una salida 5. Dicho cuerpo metálico también incluye una placa de
soporte 6 y un depósito de gas 7 como se explicará en adelante.
En este ejemplo, la carcasa 2 es de sección
sensiblemente rectangular y se encuentra cerrada por uno de sus
extremos, para alojar en su interior el haz de conductos 3 que, en
este caso es del tipo en forma de "U", es decir la entrada 8 y
salida 9 de dichos conductos 3 están dispuestas en un mismo lado en
el extremo abierto de la carcasa 2, y definiendo un paso de ida y
un paso de retorno de los gases a enfriar.
Es conveniente que la entrada 8 de los gases
esté dispuesta cerca del paso de fluido de refrigeración, ya sea en
su entrada o salida. En la realización ilustrada en la figura 1, la
entrada 8 de los gases está situada cerca de la salida 5 del fluido
de refrigeración.
El haz de conductos 3 está fijado por su extremo
libre a dicha placa de soporte metálica 6, la cual presenta una
pluralidad de orificios para la colocación de los respectivos
conductos 3, y por su extremo cerrado al depósito de gas metálico
7.
Dicha placa de soporte 6 se encuentra fijada al
extremo abierto de la carcasa de plástico 2 mediante medios de
tornillería. Además, entre dicho extremo abierto de la carcasa 2 y
la placa de soporte 6 se prevé la colocación de una junta de
plástico 10 para garantizar el nivel de estanqueidad.
La carcasa de plástico 2 está fijada por su
extremo cerrado a dicho depósito de gas metálico 7 mediante unos
medios de unión que incluyen una pluralidad de nervios
longitudinales 11 de pequeña área de contacto solidarios de la
carcasa de plástico 2, y susceptibles de ser encajados en unos
correspondientes entrantes 12 pertenecientes al depósito de gas
7.
En este ejemplo, los entrantes 12 están
conformados en dicho depósito de gas fabricado mediante
estampación.
Los nervios longitudinales 11 permiten resolver
el compromiso de tener un área suficientemente pequeña para
mantener la temperatura en la zona de contacto del material plástico
a unos valores cercanos a la temperatura del fluido de
refrigeración, y a su vez tener un área de contacto suficientemente
grande para soportar el cuerpo metálico.
Además, esta solución permite proporcionar un
flujo abundante de fluido de refrigeración para enfriar el área de
contacto que se encuentra a elevada temperatura.
Por otra parte se facilita el posicionamiento
del cuerpo del intercambiador de calor dentro de la carcasa de
plástico durante la operación de montaje.
Generalmente, se utilizan entre dos y ocho
nervios longitudinales 11 repartidos de manera sensiblemente
equidistante para obtener una correcta distribución del peso del
cuerpo metálico sobre la carcasa de plástico, garantizando así una
buena estabilidad del conjunto.
Según una realización de la invención ilustrada
en la figura 3, los medios de unión comprenden seis nervios
longitudinales 11 distribuidos simétricamente, de modo que hay dos
nervios en cada lado mayor y un nervio en cada lado menor de dicha
sección transversal rectangular.
Según otra realización de la invención,
ilustrada en la figura 4, los medios de unión comprenden cuatro
nervios distribuidos simétricamente, de modo que hay dos nervios en
cada lado mayor de dicha sección transversal rectangular.
Según otra realización de la invención,
ilustrada en la figura 5, los medios de unión comprenden dos nervios
longitudinales distribuidos simétricamente, de modo que hay un
nervio en cada lado mayor de dicha sección transversal
rectangular.
Asimismo, los nervios longitudinales 11
comprenden una dimensión longitudinal mínima para permitir los
desplazamientos originados por la distinta dilatación térmica entre
el depósito de gas metálico 7 y la carcasa de plástico 2,
garantizándose un correcto funcionamiento del intercambiador. En la
figura 6 se ha ilustrado mediante una flecha de doble punta la
dirección de dichos desplazamientos longitudinales.
También se prevé una distancia mínima entre el
depósito de gas 7 y la carcasa de plástico 2 que está en función de
la sección transversal mínima del flujo de fluido de refrigeración
dentro del intercambiador 1. De este modo, se garantiza un
abundante flujo de fluido de refrigeración.
Dicha distancia mínima entre el depósito de gas
7 y la carcasa de plástico 2, medida en cada lado opuesto del
depósito de gas 7, es de dos veces la distancia entre los conductos
de gas 3. Se prevé además una distancia de seguridad comprendida
entre 1.5 y 2.5 veces la mínima sección transversal del flujo de
fluido de refrigeración.
La conexión de entrada 4 del fluido de
refrigeración está situada cerca del área de contacto de la unión
entre la carcasa 2 y el depósito de gas 7, como puede observarse en
las figuras 2 y 6. De este modo, se garantiza un flujo de fluido de
refrigeración mínimo.
El intercambiador 1 comprende unos soportes de
fijación 13 a una superficie del entorno motor, los cuales están
situados cerca de dicho área de contacto de la unión entre la
carcasa 2 y el depósito de gas 7, como puede observarse en la
figura 1. De esta manera, se obtiene una mejor resistencia de las
vibraciones procedentes del motor sobre el cuerpo metálico.
Los nervios longitudinales 11 comprenden una
configuración adecuada para absorber el espacio debido a las
tolerancias del depósito de gas 7 y la carcasa de plástico 2.
La forma de los nervios longitudinales 11
admitirá una deformación menor de su material plástico en caso que
la interferencia de montaje entre los dos componentes sea mayor que
la admisible, es decir, un depósito de gas con la mayor tolerancia
admisible y la menor distancia entre nervios longitudinales. En este
caso, los nervios longitudinales 11 pueden comprender una
configuración ramificada, como puede apreciarse en las figuras 7 a
10.
Según una realización de la invención mostrada
en la figura 7, los nervios longitudinales 11 incluyen dos ramas
divergentes que forman un ángulo adecuado escogido en función del
material plástico utilizado.
En las figuras 9 y 10 se pueden observar
respectivamente diferentes valores del ángulo formado por las ramas
de los nervios longitudinales 11. Cuanto mayor sea el ángulo
definido entre las ramas, menor será el esfuerzo de montaje.
Según otra realización de la invención mostrada
en la figura 8, los nervios longitudinales 11 incluyen tres ramas
divergentes. En este caso, la incorporación de una rama central
adicional permite mejorar la estabilidad.
Los nervios longitudinales 11 pueden incluir una
pluralidad de pequeñas protuberancias 14 sobre su superficie
externa, tal como puede apreciarse en la figura 11. De este modo, el
volumen de plástico a deformar es menor, en el caso de
interferencia de montaje, y por tanto el procedimiento de montaje es
más sencillo.
Aunque en este ejemplo se ha descrito un
intercambiador de haz de tubos paralelos, la invención también puede
aplicarse a intercambiadores de placas apiladas. Asimismo, en ambos
casos, el circuito de gases puede ser del tipo en forma de "U"
(la entrada y salida de gases dispuestas en un mismo extremo) o bien
puede ser de tipo lineal (la entrada y salida de gases dispuestas
en extremos opuestos).
Claims (21)
1. Intercambiador de calor (1) para gases, en
especial de los gases de escape de un motor, que comprende un
cuerpo metálico (3,7) dispuesto en el interior de una carcasa de
plástico (2), incluyendo dicho cuerpo metálico un circuito (3)
destinado a la circulación de los gases con intercambio de calor con
un fluido de refrigeración y al menos un depósito de gas (7) o
brida de soporte acoplado a al menos un extremo de dicho circuito
(3), y unos medios de unión para fijar al menos uno de los extremos
del cuerpo metálico (3, 7) a la carcasa de plástico (2),
caracterizado por el hecho de que dichos medios de unión
comprenden una pluralidad de puntos de apoyo (11) de pequeña área
de contacto solidarios de la carcasa de plástico (2), susceptibles
de ser encajados en sendos entrantes (12) pertenecientes a el al
menos un depósito de gas (7) o brida de soporte.
2. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que los puntos de apoyo (11)
están constituidos por nervios longitudinales.
3. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que los puntos de apoyo (11)
están distribuidos radialmente en una zona interna de la carcasa de
plástico (2) de manera sensiblemente equidistante.
4. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que los medios de unión
comprenden entre dos y ocho puntos de apoyo (11).
5. Intercambiador (1), según la reivindicación
4, del tipo que la carcasa (2) es de sección transversal
rectangular, caracterizado por el hecho de que los medios de
unión comprenden seis puntos de apoyo (11) distribuidos
simétricamente, de modo que hay dos puntos de apoyo en cada lado
mayor y un punto de apoyo en cada lado menor de dicha sección
transversal rectangular.
6. Intercambiador (1), según la reivindicación
4, del tipo que la carcasa (2) es de sección transversal
rectangular, caracterizado por el hecho de que los medios de
unión comprenden dos puntos de apoyo (11) distribuidos
simétricamente, de modo que hay un punto de apoyo en cada lado
mayor de dicha sección transversal rectangular.
7. Intercambiador (1), según la reivindicación
4, del tipo que la carcasa (2) es de sección transversal
rectangular, caracterizado por el hecho de que los medios de
unión comprenden cuatro puntos de apoyo (11) distribuidos
simétricamente, de modo que hay dos puntos de apoyo en cada lado
mayor de dicha sección transversal rectangular.
8. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que los puntos de apoyo (11)
comprenden una dimensión longitudinal mínima para permitir los
desplazamientos originados por la distinta dilatación térmica entre
el cuerpo metálico (7) y la carcasa de plástico (2).
9. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que se prevé una distancia
mínima entre el cuerpo metálico (7) y la carcasa de plástico (2) que
está en función de la sección transversal mínima del flujo de
fluido de refrigeración dentro del intercambiador (1).
10. Intercambiador (1), según la reivindicación
9, del tipo que el circuito de gases (3) incluye una pluralidad de
conductos paralelos, caracterizado por el hecho de que la
distancia mínima entre el cuerpo metálico (7) y la carcasa de
plástico (2), medida en cada lado opuesto del cuerpo metálico (7),
es de dos veces la distancia entre los conductos de gas (3).
11. Intercambiador (1), según la reivindicación
9 o 10, caracterizado por el hecho de que se prevé una
distancia de seguridad comprendida entre 1.5 y 2.5 veces la mínima
sección transversal del flujo de fluido de refrigeración.
12. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, del tipo que comprende una conexión de entrada (4) y una
conexión de salida (5) del fluido de refrigeración integradas en la
carcasa de plástico (2), caracterizado por el hecho de que
la conexión de entrada (4) o salida (5) del fluido de refrigeración
está situada cerca de dicho área de contacto de los puntos de apoyo
(11).
13. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, del tipo que comprende soportes de fijación (13) a una
superficie del entorno motor, caracterizado por el hecho de
que al menos un soporte de fijación (13) está situado cerca de
dicho área de contacto de los puntos de apoyo (11).
14. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que los puntos de apoyo (11)
comprenden una configuración adecuada para absorber el espacio
debido a las tolerancias del cuerpo del intercambiador (7) y la
carcasa de plástico (2).
15. Intercambiador (1), según la reivindicación
14, caracterizado por el hecho de que los puntos de apoyo
(11) comprenden una configuración ramificada.
16. Intercambiador (1), según la reivindicación
15, caracterizado por el hecho de que los puntos de apoyo
(11) incluyen dos ramas divergentes que forman un ángulo adecuado
escogido en función del material plástico utilizado.
17. Intercambiador (1), según la reivindicación
15, caracterizado por el hecho de que los puntos de apoyo
(11) incluyen tres ramas divergentes.
18. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que los puntos de apoyo (11)
incluyen una pluralidad de pequeñas protuberancias (14) sobre su
superficie externa.
19. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que la entrada (8) de los
gases está situada cerca del paso de fluido de refrigeración, ya sea
en su entrada o salida.
20. Intercambiador (1), según la reivindicación
19, caracterizado por el hecho de que la entrada (8) de los
gases está situada cerca de la salida (5) del fluido de
refrigeración.
21. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, del tipo en forma de "U" en el cual la entrada (8) y salida
(9) de los gases están dispuestas adyacentes en un mismo extremo
abierto del cuerpo metálico (3), estando el extremo opuesto
cerrado, y definiendo un paso de ida y un paso de retorno,
caracterizado por el hecho de que los puntos de apoyo están
constituidos por nervios longitudinales (11) integrados en una
superficie interna de la carcasa de plástico (2), siendo dichos
nervios (11) susceptibles de encajar en unos correspondientes
entrantes (12) conformados sobre la superficie externa del depósito
de gas (7) ubicado en dicho extremo cerrado.
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