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

Comprende un núcleo (2) destinado a la circulación de los gases con intercambio de calor con un fluido de refrigeración, una carcasa (3) metálica que aloja en su interior dicho núcleo (2), al menos una placa de soporte (4) unida a al menos uno de los extremos de dicho núcleo (2) y unida a su vez a un extremo de dicha carcasa (3), y al menos un depósito de gas (5) o elemento de conexión (9) unido a un extremo de dicha carcasa (3). Se caracteriza por el hecho de que dicha carcasa (3) es susceptible de integrar en una sola pieza el al menos un depósito de gas (5) o elemento de conexión (9), unas conexiones de entrada y salida (6, 7) del fluido de refrigeración y unos soportes de fijación (8) a una superficie del entorno motor, estando la carcasa (3) fabricada mediante un proceso de extrusión o extrusión por impacto o fundición. Se consigue un menor número de componentes y de puntos de unión por soldadura, reduciéndose así el tiempo y los costes de fabricación, así como las incidencias de calidad

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 a intercambiadores de recirculación de gases de escape de un motor (Exhaust Gas Recirculation Coolers o EGRC), intercambiadores de aceite, refrigeradores del aire de sobrealimentación o intercoolers (Charge Air Coolers o CAC), refrigeradores del aire de sobrealimentación de agua, y evaporadores.

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 linea 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 linea 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.

Tanto en el caso de intercambiadores de conductos paralelos como de placas apiladas, todos los componentes son metálicos, de manera que están ensamblados por medios mecánicos y después soldados en horno o soldados con láser o por arco para asegurar un apropiado nivel de estanqueidad requerido para su funcionamiento.

En consecuencia, el proceso de fabricación resulta complejo y muy costoso debido al elevado número de uniones a realizar mediante soldadura en horno o soldadura con láser o por arco.

Una solución para reducir el coste del intercambiador de calor es sustituir el material metálico utilizado comúnmente por otro menos caro. Asimismo, otra solución para reducir dicho elevado coste consiste en fabricar mediante extrusión el núcleo del intercambiador formado por los conductos paralelos y las placas de soporte.

En cualquier caso, la carcasa suele ser de material metálico, por lo que sigue siendo necesario acoplar otros componentes tales como un depósito de gas, y/o conductos de entrada y salida del fluido refrigerante.

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 menor número de componentes, y por tanto un menor número de puntos de unión por soldadura, reduciéndose así el tiempo y los costes de fabricación y minimizándose las incidencias de calidad.

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 núcleo destinado a la circulación de los gases con intercambio de calor con un fluido de refrigeración, una carcasa metálica que aloja en su interior dicho núcleo, al menos una placa de soporte unida a uno de los extremos de dicho núcleo y unida a su vez a un extremo de dicha carcasa, y al menos un depósito de gas o elemento de conexión unido a un extremo de dicha carcasa, y se caracteriza por el hecho de que dicha carcasa es susceptible de integrar en una sola pieza el al menos un depósito de gas o elemento de conexión, unas conexiones de entrada y salida del fluido de refrigeración y unos soportes de fijación a una superficie del entorno motor, estando la carcasa fabricada mediante un proceso de extrusión o extrusión por impacto o fundición.

La integración de componentes en la carcasa es mayor cuando la carcasa se fabrica mediante extrusión por impacto, y aún mayor cuando se fabrica mediante fundición. No obstante, el coste de fabricación del intercambiador aumenta progresivamente a medida que aumenta la integración de sus componentes.

La carcasa así fabricada puede estar unida al resto de componentes, es decir a la placa o placas de soporte, usando soldadura en horno, soldadura por arco o con láser, tal como se realiza actualmente.

De acuerdo con una primera realización de la invención, el intercambiador de calor es del tipo en forma de "U" en el cual la entrada y salida del fluido a refrigerar están dispuestas adyacentes en un mismo extremo abierto del núcleo, estando el extremo opuesto cerrado, y definiendo un paso de ida y un paso de retorno, y se caracteriza por el hecho de que la carcasa está fabricada mediante extrusión por impacto o fundición integrando un depósito de gas en el extremo cerrado de la carcasa.

De acuerdo con una segunda realización de la invención, donde el intercambiador de calor es del tipo en forma de "U", la carcasa está fabricada mediante extrusión por impacto integrando además una conexión del fluido refrigerante con forma de puente dispuesto en el extremo abierto de la carcasa.

De acuerdo con una tercera realización de la invención, donde el intercambiador de calor es del tipo en forma de "U", la carcasa está fabricada mediante fundición integrando una conexión del fluido refrigerante con forma de puente dispuesto en el extremo abierto de la carcasa y otra conexión del fluido refrigerante con forma de tubo dispuesto en un lateral, así como unos soportes de fijación a una superficie del entorno motor.

De acuerdo con una cuarta realización de la invención, donde el intercambiador de calor es del tipo en forma de "U", la carcasa está fabricada en dos partes mediante fundición integrando unas conexiones del fluido refrigerante y unos soportes de fijación a una superficie del entorno motor.

De acuerdo con una quinta realización de la invención, el intercambiador de calor es del tipo en forma lineal en el cual la entrada y salida del fluido a refrigerar están dispuestas opuestas entre si, y se caracteriza por el hecho de que la carcasa está fabricada mediante extrusión por impacto integrando un reborde de conexión en uno de sus extremos.

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 representan cinco casos prácticos de realizaciones 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 sección longitudinal de un intercambiador de calor, según una primera realización de la invención;

la figura 2 es una vista en perspectiva en despiece del intercambiador de calor de la figura 1;

la figura 3 es una vista en perspectiva en despiece del intercambiador de calor, según una segunda realización de la invención;

la figura 4 es una vista en perspectiva en despiece del intercambiador de calor, según una tercera realización de la invención;

la figura 5 es una vista en perspectiva del intercambiador de calor, según una cuarta realización de la invención; y

la figura 6 es una vista en perspectiva del intercambiador de calor, según una quinta realización de la invención.

Descripción de realizaciones preferidas

Una primera realización de la invención se muestra en las figuras...

1. Intercambiador de calor (1-1d) para gases, que comprende un núcleo (2) destinado a la circulación de los gases con intercambio de calor con un fluido de refrigeración, una carcasa (3) metálica que aloja en su interior dicho núcleo (2), al menos una placa de soporte (4) unida a al menos uno de los extremos de dicho núcleo (2) y unida a su vez a un extremo de dicha carcasa (3), y al menos un depósito de gas (5) o elemento de conexión (9) unido a un extremo de dicha carcasa (3), caracterizado por el hecho de que dicha carcasa (3) es susceptible de integrar en una sola pieza el al menos un depósito de gas (5) o elemento de conexión (9), unas conexiones de entrada y salida (6, 7) del fluido de refrigeración y unos soportes de fijación (8) a una superficie del entorno motor, estando la carcasa (3) fabricada mediante un proceso de extrusión o extrusión por impacto o fundición.

2. Intercambiador (1), según la reivindicación 1, del tipo en forma de "U" en el cual la entrada y salida del fluido a refrigerar están dispuestas adyacentes en un mismo extremo abierto del núcleo (2), estando el extremo opuesto cerrado, y definiendo un paso de ida y un paso de retorno, caracterizado por el hecho de que la carcasa (3) está fabricada mediante extrusión por impacto o fundición integrando un depósito de gas (5) en el extremo cerrado de la carcasa.

3. Intercambiador (1a), según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la carcasa (3) está fabricada mediante extrusión por impacto integrando además una conexión (6) del fluido refrigerante con forma de puente dispuesto en el extremo abierto de la carcasa (3).

4. Intercambiador (1b), según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la carcasa (3) está fabricada mediante fundición integrando una conexión (6) del fluido refrigerante con forma de puente dispuesto en el extremo abierto de la carcasa (3) y además otra conexión (7) del fluido refrigerante con forma de tubo dispuesto en un lateral, así como unos soportes de fijación (8) a una superficie del entorno motor.

5. Intercambiador (1c), según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la carcasa (3) está fabricada en dos partes mediante fundición integrando unas conexiones (6, 7) del fluido refrigerante y unos soportes de fijación (8) a una superficie del entorno motor.

6. Intercambiador (1), según la reivindicación 1, del tipo en forma lineal en el cual la entrada y salida del fluido a refrigerar están dispuestas opuestas entre si, caracterizado por el hecho de que la carcasa (3) está fabricada mediante extrusión por impacto integrando un reborde de conexión (9) en uno de sus extremos.