Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor.

Comprende una pluralidad de conductos paralelos (2) dispuestos en el interior de una carcasa (3), por los cuales circulan los gases a enfriar por intercambio térmico con un fluido de refrigeración. Se caracteriza por el hecho de que la carcasa (3) comprende una serie de protuberancias (8) estampadas sobre su superficie y dirigidas hacia su interior, de modo que dichas protuberancias (8) están dispuestas a una predeterminada distancia con respecto al conjunto de conductos (2), garantizándose así una expansión controlada de los conductos (2) ante un aumento de presión. Se obtiene un incremento considerable de la resistencia a la fatiga y la durabilidad del intercambiador de calor, sin incrementar su coste de producción

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).

Antecedentes de la invención

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 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. En algunos casos, la placa de soporte está integrada en una única pieza con los medios de conexión formando una única brida de conexión. Los medios de conexión también pueden consistir en un depósito de gas dispuesto en uno o ambos extremos de la carcasa.

Cabe destacar que los conductos de gas tienden a hincharse durante el funcionamiento del intercambiador de calor. Para subsanar este problema, son conocidos conductos que presentan unas protuberancias en su superficie exterior dirigidas hacia fuera de modo que éstas permiten mantener los conductos posicionados a una determinada distancia entre sí, y permiten además mantener una distancia entre los conductos situados periféricamente y la propia carcasa que los alberga.

De este modo, en caso de hincharse los conductos debido a un aumento de presión, se garantiza una distancia mínima entre dichos conductos, y también entre el conjunto de conductos y la carcasa, evitando así un posible deterioro de dichos conductos.

Las patentes US 6269870 B1 y EP 0851197 A2 describen intercambiadores de calor que comprenden un haz de conductos con forma rectangular provistos de dichas protuberancias.

No obstante, los conductos de gas pueden llegar a superar los 4 bar de presión interna. Esto implica una disminución de la resistencia mecánica del intercambiador de calor.

Descripción de la invención

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 un incremento considerable de la resistencia a la fatiga y la durabilidad del intercambiador de calor, sin incrementar el coste de producción del mismo.

El intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor, objeto de la presente invención, es del tipo que comprende una pluralidad de conductos paralelos dispuestos en el interior de una carcasa, por los cuales circulan los gases a enfriar por intercambio térmico con un fluido de refrigeración, y se caracteriza por el hecho de que la carcasa comprende una serie de protuberancias estampadas sobre su superficie y dirigidas hacia su interior, de modo que dichas protuberancias están dispuestas a una predeterminada distancia con respecto al conjunto de conductos, garantizándose así una expansión controlada de los conductos ante un aumento de presión.

Cabe destacar que los conductos de gas tienden a hincharse durante el funcionamiento del intercambiador de calor, llegando a superar los 4 bar de presión interna.

Gracias a que las protuberancias están estampadas sobre la carcasa, en lugar pertenecer a los propios conductos como ocurría en el estado de la técnica, es posible definir un predeterminado espacio entre la carcasa y los conductos que permite limitar eficazmente la deformación de dichos conductos debida al aumento de presión. En consecuencia, la resistencia a la fatiga de los conductos, así como la durabilidad del intercambiador se verán incrementadas.

Además, dicha mejora no implica un aumento del coste de fabricación ya que las protuberancias son producidas en la carcasa al mismo tiempo que, por ejemplo, los orificios de los conductos de entrada y salida del circuito del refrigerante.

La altura de las protuberancias será la necesaria para mantener la distancia requerida entre los conductos y la carcasa.

La geometría de estas protuberancias también puede ser diferente dependiendo de las formas de los conductos y de los requerimientos, pudiendo ser circulares, rectangulares, lineales, etc.

Ventajosamente, las protuberancias incluyen en su extremo una superficie plana destinada a entrar en contacto con un conducto. Preferentemente, dicha superficie plana presenta una forma cuadrada o rectangular.

También ventajosamente, las protuberancias están dispuestas en al menos un lado de la carcasa formando una serie de filas paralelas separadas entre sí. En este caso, las filas de protuberancias distan entre sí al menos un 20% de la longitud de la carcasa. Por ejemplo, la distancia entre protuberancias puede oscilar entre 20 y 40 mm.

Opcionalmente, el intercambiador incluye al menos dos filas de protuberancias, preferentemente tres filas de protuberancias.

De acuerdo con una realización preferida, las protuberancias están dispuestas en sendas caras superior e inferior de la carcasa. Preferentemente, ambas caras superior e inferior incluyen cada una seis protuberancias.

Ventajosamente, la carcasa comprende una entrada y una salida del circuito refrigerante, consistentes en sendos conductos circunferenciales que se extienden linealmente. Preferentemente, los conductos de entrada y salida se extienden perpendicularmente.

Breve descripción de los dibujos

Con el fin de facilitar la descripción de cuanto se ha expuesto anteriormente se adjuntan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización del intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor de la invención, en los cuales:

La figura 1 es una vista en perspectiva de un intercambiador de calor según una realización preferida de la invención;

la figura 2 es una vista en perspectiva del intercambiador de calor de la figura 1, sin los depósitos de gas, y según un corte longitudinal de la carcasa para mostrar el conjunto de conductos paralelos alojados en su interior; y

la figura 3 es una vista según un corte transversal del intercambiador de la figura 1.

Descripción de una realización preferida

Haciendo referencia a las figuras 1 a 3, el intercambiador de calor 1 para gases, en especial de los gases de escape de un motor, comprende un conjunto de conductos paralelos 2, que en este ejemplo son planos y de sección rectangular, destinados a la circulación de los gases con intercambio de calor con un fluido de refrigeración. Dicho conjunto de conductos paralelos 2 está alojado en el interior de una carcasa 3 que en este caso también es de sección rectangular.

En la figura 2 se muestra la carcasa 3 seccionada longitudinalmente para mostrar en su interior el conjunto de conductos paralelos 2. La figura 3 muestra un corte transversal del intercambiador de calor 1.

Ambos extremos del conjunto de conductos 2 están fijados a sendas placas de soporte 4, las cuales presentan una pluralidad de orificios 2a para la colocación de los respectivos conductos 2. Dichas placas de soporte 4 están unidas respectivamente a ambos extremos de la carcasa...

1. Intercambiador de calor (1) para gases, en especial de los gases de escape de un motor, que comprende una pluralidad de conductos paralelos (2) dispuestos en el interior de una carcasa (3), por los cuales circulan los gases a enfriar por intercambio térmico con un fluido de refrigeración, caracterizado por el hecho de que la carcasa (3) comprende una serie de protuberancias (8) estampadas sobre su superficie y dirigidas hacia su interior, de modo que dichas protuberancias (8) están dispuestas a una predeterminada distancia con respecto al conjunto de conductos (2), garantizándose así una expansión controlada de los conductos (2) ante un aumento de presión.

2. Intercambiador (1), según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las protuberancias (8) incluyen en su extremo una superficie plana destinada a entrar en contacto con un conducto (2).

3. Intercambiador (1), según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dicha superficie plana presenta una forma cuadrada o rectangular.

4. Intercambiador (1), según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que las protuberancias (8) están dispuestas en al menos un lado de la carcasa (3) formando una serie de filas paralelas separadas entre sí.

5. Intercambiador (1), según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que incluye al menos dos filas de protuberancias (8), preferentemente tres filas de protuberancias (8).

6. Intercambiador (1), según una de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado por el hecho de que las protuberancias (8) están dispuestas en sendas caras superior e inferior de la carcasa (3).

7. Intercambiador (1), según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que ambas caras superior e inferior incluyen cada una seis protuberancias (8).

8. Intercambiador (1), según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la carcasa (3) comprende una entrada (6) y una salida (7) del circuito refrigerante, consistentes en sendos conductos circunferenciales que se extienden linealmente.

9. Intercambiador (1), según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que los conductos de entrada (6) y salida (7) se extienden perpendicularmente.