PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR DE PLACAS APILADAS PROVISTO DE UN CONDUCTO BY-PASS E INTERCAMBIADOR OBTENIDO MEDIANTE DICHO PROCEDIMIENTO.
Procedimiento de fabricación de un intercambiador de calor de placas apiladas provisto de un conducto by-pass e intercambiador obtenido mediante dicho procedimiento.
El procedimiento de fabricación consiste en:
a) obtener al menos dos placas (3, 4) provistas cada una de una superficie adicional (11a, 11b) en uno de sus lados;
b) estampar dichas al menos dos placas (3, 4) creando a su vez en cada superficie adicional una parte (11a, 11b) del conducto by-pass (11);
c) estampar el resto de placas (2) a apilar;
d) ensamblar el conjunto de placas apiladas (2) entre dichas al menos dos placas (3, 4), de modo que sendas partes (11a, 11b) del conducto by-pass (11) quedan unidas entre sí; y
e) soldar en horno el conjunto del intercambiador (1) ensamblado.
Se obtiene un procedimiento de fabricación del intercambiador más sencillo y con menor coste
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200602741.
Solicitante: VALEO TERMICO, S.A..
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: ZARAGOZA.
Inventor/es: SEBASTIAN MODREGO,DANIEL, LOPEZ LAZARO,FRANCISCO, GONZALO CALLEJO,EDUARDO.
Fecha de Solicitud: 27 de Octubre de 2006.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 4 de Marzo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B23P15/26 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B23 MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO EN OTRO LUGAR. › B23P OTROS PROCEDIMIENTOS PARA EL TRABAJO DEL METAL NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR; OPERACIONES MIXTAS; MAQUINAS HERRAMIENTAS UNIVERSALES (dispositivos para el copiado o el control B23Q). › B23P 15/00 Fabricación de objetos determinados por medio de operaciones no cubiertas en alguna sola de las otras subclases o por algún grupo de esta subclase. › de intercambiadores de calor.
- F28D9/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL. › F28D INTERCAMBIADORES DE CALOR, NO PREVISTOS EN NINGUNA OTRA SUBCLASE, EN LOS QUE LOS MEDIOS QUE INTERCAMBIAN CALOR NO ENTRAN EN CONTACTO DIRECTO (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; calentadores de fluidos que tienen medios para producir y transferir calor F24H; hornos F27; partes constitutivas de los aparatos intercambiadores de calor de aplicación general F28F ); APARATOS O PLANTAS DE ACUMULACION DE CALOR EN GENERAL. › Aparatos cambiadores de calor que tienen conjuntos fijos de canalizaciones en forma de placas o láminas para los dos medios que intercambian calor, estando cada uno de los medios en contacto con un lado de la pared de la canalización.
Clasificación PCT:
- B23P15/26 B23P 15/00 […] › de intercambiadores de calor.
- F02M25/07
- F28D9/00 F28D […] › Aparatos cambiadores de calor que tienen conjuntos fijos de canalizaciones en forma de placas o láminas para los dos medios que intercambian calor, estando cada uno de los medios en contacto con un lado de la pared de la canalización.
Fragmento de la descripción:
Procedimiento de fabricación de un intercambiador de calor de placas apiladas provisto de un conducto by-pass e intercambiador obtenido mediante dicho procedimiento.
La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de un intercambiador de calor de placas apiladas provisto de un conducto by-pass. La invención también se refiere al intercambiador obtenido mediante dicho procedimiento.
La invención se aplica especialmente a todo tipo de intercambiadores de calor dentro del ámbito del motor, especialmente se aplica a intercambiadores de recirculación de gases de escape de un motor (Exhaust Gas Recirculation Coolers o EGRC).
Antecedentes de la invención
Una práctica bien establecida en el campo de la automoción consiste en proporcionar un sistema de recirculación de los gases de escape de un motor diesel, que se conoce como EGR o "Exhaust Gas Recycling", a fin de mezclar estos gases con el aire de admisión, puesto que la presencia de los gases de escape en la mezcla disminuye la producción de óxidos de nitrógeno (NOx).
Antes de ser mezclados con el aire de admisión, los gases de escape pueden ser enfriados en un intercambiador de calor (EGRC o "Exhaust Gas Recycling Cooler") instalado en el bucle del sistema EGR, al objeto de mejorar la eficiencia del sistema.
En el bucle del sistema existe además una válvula (válvula EGR) que controla el paso de gases de escape a través del mismo.
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 tubos paralelos para el paso de los gases, circulando el refrigerante por la carcasa, exteriormente a los tubos; 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 algunos casos, los sistemas EGR refrigerados presentan el inconveniente de que los gases de escape circulan por el intercambiador en cualquier condición de funcionamiento del motor a partir del momento en que se abre la válvula EGR: los gases son enfriados tanto cuando el motor está funcionando en régimen estable y su temperatura es elevada, como durante un arranque en frío, cuando la temperatura de los gases es muy inferior.
Este enfriamiento de los gases cuando su temperatura no es elevada representa un inconveniente desde el punto de vista medioambiental, puesto que incrementa el nivel de emisiones de CO y de hidrocarburos y además conlleva generación de ruido.
Para solucionar este problema, se utiliza al menos un conducto en derivación, integrado en el intercambiador, adecuado para hacer circular los gases de escape sin que sufran un enfriamiento sustancial. El conducto en derivación, que se puede denominar simplemente "by-pass", permite minimizar el enfriamiento de los gases de escape en algunas situaciones de funcionamiento del motor, por ejemplo arranque en frío, en que su temperatura no es elevada y su enfriamiento sería perjudicial para la emisión de contaminantes.
El sistema puede comprender una válvula de regulación o by-pass que selecciona el recorrido de los gases de escape a través del intercambiador o a través del conducto by-pass.
Dicho conducto by-pass puede estar integrado de manera interna o externa. Un conducto by-pass interno está situado dentro de la carcasa del intercambiador y está rodeado por el refrigerante. Las pérdidas de potencia durante el modo by-pass son mayores que para un by-pass externo.
El procedimiento de fabricación más habitual de un conducto by-pass externo es mediante hidroformación, debido a la necesidad de incluir un tramo de ondas que permite reducir las dilataciones térmicas entre las zonas refrigeradas y las no refrigeradas.
La mayoría de los intercambiadores EGR provistos de conducto by-pass conocidos son del tipo que utilizan haz de tubos paralelos. En el caso de intercambiadores de placas apiladas, no se conoce ninguna aplicación con tubo by-pass externo, como circuito de bajo rendimiento.
Las principales características asociadas a la adición de un conducto by-pass a un intercambiador de calor EGR son:
- Necesidad de un componente adicional: un conducto by-pass externo es necesario para realizar el circuito de bajo rendimiento.
- Alto coste: la necesidad de tramos de ondas en el conducto by-pass debido a las dilataciones térmicas producidas dentro del intercambiador, obliga a que este conducto deba ser fabricado mediante hidroformación, y además esto se da específicamente para cada aplicación. La hidroformación es una tecnología muy cara tanto en las herramientas utilizadas como en la producción.
- Baja estandarización: la hidroformación no es un proceso flexible; por tanto, es necesario desarrollar una nueva herramienta y un nuevo conducto para cada aplicación.
Descripción de la invención
El objetivo del procedimiento de fabricación de un intercambiador de calor de placas apiladas provisto de un conducto by-pass de la presente invención es solventar los inconvenientes que presentan los procedimientos conocidos en la técnica, proporcionando un procedimiento de fabricación más sencillo y con un menor coste de producción.
El procedimiento de fabricación de un intercambiador de calor de placas apiladas provisto de un conducto by-pass, objeto de la presente invención, se caracteriza por el hecho de que consiste en realizar las siguientes etapas:
- a) obtener al menos dos placas provistas cada una de una superficie adicional en uno de sus lados;
- b) estampar dichas al menos dos placas creando a su vez en cada superficie adicional una parte del conducto by-pass;
- c) estampar el resto de placas a apilar;
- d) ensamblar el conjunto de placas apiladas entre dichas al menos dos placas, de modo que sendas partes del conducto by-pass quedan unidas entre sí; y
- e) soldar en horno el conjunto del intercambiador ensamblado.
De este modo, se obtiene un conducto by-pass que está integrado con las propias placas apiladas, con lo cual no resulta necesario añadir un conducto by-pass para cada aplicación. Se obtiene una reducción en el coste de producción y además se mejora la estandarización del intercambiador.
Preferentemente, las al menos dos placas se corresponden con una placa superior y una placa inferior de refuerzo del conjunto de placas apiladas.
De acuerdo con una realización de la presente invención, la estampación de cada parte del conducto by-pass, realizado durante la etapa b), se lleva a cabo dejando una zona libre sin material, de modo que durante la etapa d) de ensamblaje del conjunto se procede a colocar un tramo de ondas en dicha zona libre de material del conducto by-pass.
En este caso, para formar el conducto by-pass entero es necesario añadir únicamente el tramo de ondas, que puede ser estándar para la mayor parte de aplicaciones.
Preferentemente, el tramo de ondas se coloca en una zona central del conducto by-pass. Cabe destacar que el tramo de ondas también puede ser colocado en cualquier otra zona del conducto by-pass.
De acuerdo con otra realización de la presente invención, la estampación de cada parte del conducto by-pass, realizado durante la etapa b), se lleva a cabo formando además una zona de ondas estampada como parte integrante del conducto by-pass.
Preferentemente, la etapa b) se realiza mediante una herramienta de estampación convencional provista de un módulo adicional para crear las correspondientes partes del conducto by-pass.
De acuerdo con otro aspecto, la invención también se refiere a un intercambiador de calor de placas apiladas, fabricado mediante el procedimiento descrito anteriormente, del tipo que comprende una pluralidad de placas apiladas entre las cuales circulan el fluido a refrigerar y el fluido refrigerante entre dos circuitos independientes definidos por dichas placas, en capas alternadas, y un conducto by-pass externo adecuado para hacer circular el fluido refrigerante sin que sufra un enfriamiento sustancial, y se caracteriza por el hecho de que el conducto by-pass comprende al menos dos partes, cada una estampada en una superficie adicional integrada en al menos dos correspondientes...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento de fabricación de un intercambiador de calor (1) de placas apiladas (2) provisto de un conducto by-pass (11), caracterizado por el hecho de que consiste en realizar las siguientes etapas:
- a) obtener al menos dos placas (3, 4) provistas cada una de una superficie adicional (11a, 11b) en uno de sus lados;
- b) estampar dichas al menos dos placas (3, 4) creando a su vez en cada superficie adicional una parte (11a, 11b) del conducto by-pass (11);
- c) estampar el resto de placas (2) a apilar;
- d) ensamblar el conjunto de placas apiladas (2) entre dichas al menos dos placas (3, 4), de modo que sendas partes (11a, 11b) del conducto by-pass (11) quedan unidas entre sí; y
- e) soldar en horno el conjunto del intercambiador (1) ensamblado.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las al menos dos placas se corresponden con una placa superior (3) y una placa inferior (4) de refuerzo del conjunto de placas apiladas (2).
3. Procedimiento, según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que la estampación de cada parte (11a, 11b) del conducto by-pass (11), realizado durante la etapa b), se lleva a cabo dejando una zona libre (13) sin material, de modo que durante la etapa d) de ensamblaje del conjunto se procede a colocar un tramo de ondas (12) en dicha zona libre (13) de material del conducto by-pass (11).
4. Procedimiento, según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el tramo de ondas (12) se coloca en una zona central del conducto by-pass (11).
5. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la estampación de cada parte (11a, 11b) del conducto by-pass (11), realizado durante la etapa b), se lleva a cabo incluyendo además una zona de ondas estampada como parte integrante del conducto by-pass.
6. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la etapa b) se realiza mediante una herramienta de estampación convencional provista de un módulo adicional para crear las correspondientes partes (11a, 11b) del conducto by-pass (11).
7. Intercambiador de calor (1) de placas apiladas, fabricado mediante el procedimiento según las reivindicaciones 1 a 6, del tipo que comprende una pluralidad de placas apiladas (2) entre las cuales circulan el fluido a refrigerar y el fluido refrigerante entre dos circuitos independientes definidos por dichas placas (2), en capas alternadas, y un conducto by-pass externo (11) adecuado para hacer circular el fluido refrigerante sin que sufra un enfriamiento sustancial, caracterizado por el hecho de que el conducto by-pass (11) comprende al menos dos partes (11a, 11b), cada una estampada en una superficie adicional integrada en al menos dos correspondientes placas (3, 4), siendo dichas partes (11a, 11b) del conducto by-pass (11) susceptibles de ser unidas una vez ensamblado el conjunto del intercambiador (1).
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