ES2272382T3 - Radiador de un sistema de reciclaje de gases de escape y sistema de reciclaje de gases de escape con un radiador de este tipo. - Google Patents
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Abstract
Radiador (10) de un sistema de reciclaje de gases de escape con: - una carcasa (12) con conexiones (16) para la alimentación y descarga de medios de refrigeración, - al menos, un tubo de derivación (18), que está dispuesto dentro de la carcasa (12), - en el que el tubo de derivación (18) es un tubo de doble pared, caracterizado porque entre ambas paredes del tubo (18) de doble pared está establecido un vacío.
Description
Radiador de un sistema de reciclaje de gases de
escape y sistema de reciclaje de gases de escape con un radiador de
este tipo.
La invención se refiere a un radiador de un
sistema de reciclaje de gases de escape según el preámbulo de la
reivindicación 1 y a un sistema de reciclaje de gases de escape con
un radiador de este tipo.
En el campo de la técnica del motor para la
reducción de emisiones de gases nocivos, se conoce desde hace
tiempo reciclar los gases de escape parcialmente en el lado del aire
fresco del motor. Para ello, en función del estado de
funcionamiento del motor es necesario refrigerar los gases de
escape. Al mismo tiempo, en caso de temperatura baja del motor y/o
carga baja del motor puede resultar no deseable una refrigeración de
los gases de escape. Con este fin, en la mayoría de casos está
prevista una derivación, que circunda el radiador, pudiendo
regularse mediante un mecanismo de válvula adecuado en qué medida
los gases de escape circulan por la derivación o el radiador.
Un radiador según el preámbulo de la
reivindicación 1 se conoce del documento DE19733964A1. El radiador
presenta una carcasa con conexiones para la alimentación y descarga
de un medio refrigerante. Además, está prevista una derivación, que
circunda el radiador de forma que los gases de escape reciclados
circulan parcialmente a través del tubo de la derivación y no se
refrigeran.
El documento JP2000/231455 muestra un radiador
de un sistema de reciclaje de gases de escape, en el que el tubo de
derivación está realizado como tubo de doble pared.
La invención se basa en el objetivo de crear un
radiador de un sistema de reciclaje de gases de escape y un sistema
de reciclaje de gases de escape equipado con él, que está
simplificado respecto a su estructura.
La solución de este objetivo tiene lugar
mediante el radiador según la reivindicación 1.
En consecuencia, para el tubo de derivación está
previsto que esté dispuesto dentro de la carcasa, integrado de
cierto modo en la carcasa del radiador, en el que circula. Con otras
palabras, la carcasa del radiador, que presenta la alimentación y
descarga del medio refrigerante, especialmente el llamado tubo de
revestimiento del radiador, forma la limitación exterior del
radiador. Fuera de la carcasa, en la zona del radiador, están
previstas solamente las conducciones de alimentación y descarga para
el medio refrigerante. No obstante, el tubo de derivación no está
previsto fuera de la carcasa o del tubo de revestimiento, sino
integrado en éste. De este modo, la estructura del radiador se
simplifica considerablemente y el radiador puede configurarse de
forma menos compleja. Especialmente, se produce una apariencia
agradable, compacta del radiador, en cuyo entorno no existen
conducciones adicionales como, por ejemplo, el tubo de derivación
previsto normalmente por separado.
En las pruebas se ha constatado que el efecto
que debe conseguirse, es decir, evitar ampliamente una refrigeración
de los gases de escape que circulan a través del tubo de
derivación, puede conseguirse configurando el tubo de derivación
claramente de modo distinto a los tubos de refrigeración. Cuando
debido a la integración en el tubo de revestimiento del radiador,
dentro del que se encuentra el medio refrigerante, por ejemplo,
agua, tiene lugar una cierta refrigeración del tubo de derivación y
de su contenido, este efecto de refrigeración puede mantenerse
comparativamente bajo, si está prevista un único tubo de derivación
con una sección suficiente, que se extienda ampliamente a través
del radiador. Por el contrario, la zona, en la que debe circular con
objeto de refrigerar los gases de escape, puede estar configurada
de forma que presente numerosos tubos ramificados y, por
consiguiente, menores que se lavan con el medio refrigerante, de
forma que aparece el efecto de refrigeración deseado.
Adicionalmente, los tubos de refrigeración comparados con el tubo de
derivación pueden prolongarse, por ejemplo, configurándose en forma
de espiral. De este modo, por un lado, en el caso en el que los
gases de escape atraviesen los tubos de refrigeración, puede
conseguirse una refrigeración suficiente, mientras que en caso de
atravesar el tubo de derivación, cuando éste se encuentre dentro del
tubo de revestimiento del radiador, el efecto de refrigeración es
insuficiente.
El tubo de derivación está configurado aislado
térmicamente, de forma que la refrigeración que actúa en el tubo de
derivación es comparativamente baja. El tubo de derivación está
previsto como tubo de doble pared. A través del espacio intermedio
entre ambos tubos aparece el efecto de aislamiento deseado.
Asimismo se han obtenido buenas propiedades en
el caso en el que entre ambas paredes de un tubo de doble pared
esté configurado un vacío. De este modo, puede excluirse
especialmente la influencia de la convección de un medio, que se
encuentra entre ambos tubos. Además, esta forma de realización puede
combinarse de forma especialmente favorable con un procedimiento de
fabricación ventajoso para el radiador según la invención, en el que
el tubo de derivación y, preferentemente, todo el radiador se
fabrica mediante soldadura por vacío. En el caso de este
procedimiento, la soldadura cierra, en cierto modo, el vacío entre
ambas paredes de un tubo de derivación de doble pared, de forma que
puede fabricarse un tubo de derivación ampliamente aislado
térmicamente sin coste de fabricación adicional, que puede
integrarse según la invención en la carcasa del radiador y, al mismo
tiempo, en el uso evita ampliamente una refrigeración de los gases
de escape que atraviesan el tubo de derivación.
Formas de realización preferentes de la
invención se describen en las demás reivindicaciones.
Respecto a las conducciones de alimentación y
descarga previstas del radiador según la invención para los gases
de escape es básicamente concebible que el radiador presente, en al
menos un lado, alimentaciones y descargas separadas. En este caso,
la circulación de los gases de escape se ramificaría antes de llegar
al radiador y tras el ajuste de un elemento de ajuste, los gases de
escape alcanzarían la alimentación de los tubos de refrigeración o
de la derivación del radiador y, a continuación, se sometería o no a
una refrigeración. En este caso, en el extremo corriente abajo del
radiador podría existir una descarga, puesto que las conducciones
descritas podrían unirse dentro del radiador. De forma alternativa,
es concebible naturalmente que existan dos descargas y se unan en
las rutas de circulación detrás del radiador. Además, puede preverse
un elemento de ajuste en el extremo corriente abajo del radiador.
En este caso, el extremo corriente arriba del radiador podría
presentar una o dos entradas, en función de que la corriente de
gases de escape ya se ramifique o no antes del radiador. En
cualquier caso, en esta forma de realización mediante un elemento de
ajuste en el extremo del radiador puede garantizarse que la ruta de
circulación cerrada se llena de gases de escape, no obstante no es
atravesada, de forma que por ejemplo en el caso de que el tubo de
derivación esté cerrado en su extremo, los tubos de refrigeración
se atraviesan y tiene lugar una refrigeración de los gases de
escape. Independientemente de las formas de realización concebibles
descritas, en el marco de la invención se prefiere que el radiador
presente, al menos, una única conducción de alimentación y,
preferentemente, asimismo una única conducción de descarga. Para
separar entre sí las rutas de circulación, es decir, el tubo de
derivación, por un lado, y los tubos de refrigeración, por otro,
está integrado en el radiador de forma ventajosa un elemento de
ajuste que sirve para cerrar, al menos, el tubo de derivación. Debe
mencionarse que el elemento de ajuste puede preverse básicamente de
forma que opcionalmente el tubo de derivación o el tubo de
refrigeración cierren la conducción de alimentación conjunta de
diversos tubos de refrigeración. No obstante, las pruebas han dado
como resultado que, especialmente, en el caso de una disposición de
la derivación adecuada favorable a la circulación pueden
conseguirse resultados satisfactorios si simplemente el tubo de
derivación puede cerrarse mediante el elemento de ajuste. Con otras
palabras, el tubo de derivación se cierra para conseguir una
circulación de los tubos de refrigeración y con ello una
refrigeración de los gases de escape. Cuando el tubo de derivación
se abre, la parte esencial de los gases de escape circula a través
del tubo de derivación, mientras una parte comparativamente menor
de los gases de escape circula además a través de los tubos de
refrigeración. Las mediciones han dado como resultado que los gases
de escape también se refrigeran ligeramente. Para determinados casos
de aplicación, la diferencia entre la medida de refrigeración, en
este caso, y el volumen de refrigeración para el caso en que el
tubo de derivación se cierra y sólo se atraviesan los tubos de
refrigeración, es suficiente para influir en la temperatura de los
gases de escape reciclados.
Respecto al elemento de ajuste preferiblemente
integrado en el radiador según la invención, una forma de
realización ventajosa consiste en que el elemento de ajuste sea una
tapa. Esta tapa puede estar articulada en un extremo, de forma que
cierra en dos posiciones distintas el tubo de derivación o la
entrada a los tubos de refrigeración. De forma alternativa, la tapa
puede estar configurada en forma de válvula de mariposa, y estar
articulada en una zona central, de manera que así sólo pueda
cerrarse el tubo de derivación, si no es imprescindible cerrar los
tubos de refrigeración, como se explica anteriormente.
Un único elemento de ajuste, que está previsto
simplemente para cerrar el tubo de derivación, es suficiente
especialmente en aquella forma de realización preferente en la que
el radiador presenta una única conducción de alimentación para los
gases de escape que se reciclan, y el tubo de derivación,
considerado desde el punto de vista de la técnica de circulación,
se encuentra en la prolongación de conducción de alimentación de
forma que "el trayecto de la resistencia menor" para los gases
de escape consiste en que, si la conducción de alimentación está
dispuesta de forma central, el tubo de derivación también se dispone
de forma central. Con otras palabras, el tubo de derivación, al
igual que los tubos de refrigeración circundantes, está configurado
en la conexión con una llamada placa perforada, de forma que los
gases de escape conducidos hacia el radiador, en caso de
resistencia a la circulación comparablemente baja llegan a la
abertura, detrás de la que se encuentra el tubo de derivación, de
manera que la parte esencial de los gases de escape circula a través
de éste. Por el contrario, en el caso en el que se desee una
refrigeración y el tubo de derivación está cerrado por el elemento
de ajuste, los gases de escape llegan a la abertura cerrada y
circulan a través de los tubos de refrigeración dispuestos de forma
paralela. No obstante, el mismo efecto también puede conseguirse en
la forma de realización, en la que el tubo de derivación no se
encuentra de forma central en el radiador sino en su borde, en el
que la conducción de alimentación en este caso está configurada de
forma inclinada, de manera que los gases de escape circulan, en
primer lugar, de forma inclinada, básicamente en el sentido del tubo
de derivación hacia el radiador, de manera que con el tubo de
derivación abierto representa el trayecto de la menor resistencia, a
través del que circulan. De este modo, es suficiente un elemento de
ajuste comparablemente sencillo, que simplemente cierra el tubo de
derivación. Además, en este caso, el cono que se observa en las
figuras (véanse las fig. 3 y 4), que se conecta a la conducción de
alimentación del radiador, se configuraría de forma inclinada de
manera que se garantiza la circulación deseada en el sentido del
tubo de derivación, que se encuentra en un borde. Por consiguiente,
debe mencionarse que, según una forma de realización preferente, el
elemento de ajuste está previsto de manera que cierra únicamente la
derivación.
El diámetro del radiador según la invención,
especialmente de su tubo de revestimiento, puede mantenerse
comparablemente pequeño, alcanzándose el efecto de refrigeración
necesario cuando el tubo de derivación está dispuesto ampliamente
de forma central en la carcasa. Cuando esta disposición se combina
con una conducción de alimentación central, pueden garantizarse las
proporciones de circulación favorables que, como se ha mencionado
anteriormente, hacen necesario simplemente un cierre de la
derivación, cuando los gases de escape deben refrigerarse. No
obstante, cuando el radiador debe circundarse y el tubo de
derivación se abre, los tubos de refrigeración pueden permanecer
abiertos.
Cuando el radiador según la invención forma un
componente individual del sistema de reciclaje de gases de escape,
según la invención está prevista que se facilite un sistema de
reciclaje de gases de escape completo, que presenta el radiador
según la invención en una de las formas de realización descritas
anteriormente.
Finalmente, debe mencionarse que la invención
también puede preverse en un procedimiento en el que el tubo de
derivación se integra en la carcasa, especialmente, el tubo de
revestimiento de un radiador. Preferentemente, el tubo de
derivación se configura como tubo de doble pared y, al menos, el
tubo de derivación, preferentemente todo el radiador, se fabrican
mediante soldaduras por vacío.
De este modo, puede conseguirse la ventaja de
que mediante la soldadura rigidificada en cierto modo el vacío
entre ambas paredes del tubo de derivación de doble pared se
conserva y el tubo de derivación puede configurarse aislado
térmicamente con un coste muy bajo.
A continuación, la invención se explica en
detalle mediante formas de realización representadas a modo de
ejemplo en los dibujos. Se muestran:
Fig. 1 una vista lateral del
radiador según la invención;
Fig. 2 una vista en sección del
radiador según la invención;
Fig. 3 una vista en sección
longitudinal de la zona de la conducción de alimentación del
radiador según la invención en una primera posición de un elemento
de ajuste;
Fig. 4 una vista en sección
longitudinal de la zona de conducción de alimentación del radiador
según la invención en una segunda posición de un elemento de
ajuste;
Fig. 5 una vista en sección de una
segunda forma de realización del radiador según la invención; y
Fig. 6 una vista en sección
longitudinal de la zona de la conducción de alimentación del
radiador según la invención conforme a la segunda forma de
realización.
En la fig. 1 se observa el radiador 10 según la
invención en una vista lateral. El radiador 10 presenta una carcasa
12 en forma de un tubo de revestimiento. A ambos extremos de la
carcasa están previstas pestañas 14, que sirven para unir el
radiador según la invención con secciones que se encuentran antes y
después de un sistema de reciclaje de gases de escape. A través del
tubo de revestimiento 12 se extienden, como se explica en detalle a
continuación, al menos un tubo de derivación y, al menos, un tubo de
refrigeración. Por consiguiente, como se desprende de la vista
lateral de la fig. 1, no hay tubos fuera del tubo de revestimiento
12 del radiador. Además, el tubo de derivación 12 está integrado en
el tubo de revestimiento 12 del radiador. El tubo de revestimiento
12 del radiador está obturado a ambos extremos, de forma que en su
interior mediante una conducción de alimentación y una de descarga,
puede circular por ejemplo agua, que lava todos los tubos que se
extienden a través del tubo de revestimiento 12. De este modo, los
tubos de refrigeración y su contenido se refrigeran, de manera que
se refrigeran los gases de escape que circulan a través de estos. El
tubo de derivación también experimenta una refrigeración. No
obstante, debido a las medidas descritas de forma más precisa a
continuación, éste es claramente menor que en el caso en que los
gases de escape circulan a través de los tubos de refrigeración, de
manera que el radiador puede comportarse en el sentido de una
derivación.
De la fig. 2 se desprende la estructura interior
del radiador 10 y el contenido de su tubo de revestimiento 12 para
una primera forma de realización preferente. Principalmente de forma
central en el tubo de revestimiento 12 se encuentra el tubo de
derivación 18, que en el caso mostrado está previsto como tubo de
doble pared, encontrándose entre ambas paredes un vacío. Por este
aislamiento térmico y por el hecho de que en el caso del tubo de
derivación, se trata de un tubo principalmente recto que se extiende
a través del tubo de mantenimiento 12, los gases de escape, cuando
atraviesan el tubo de derivación 18, experimentan una refrigeración
comparativamente baja. Por el contrario, en el entorno del tubo de
derivación 18 están previstas numeroso tubos de refrigeración 20,
que representan ramificaciones de una conducción de alimentación del
tubo de refrigeración central. Debido al hecho de que existen
numerosos tubos de refrigeración 20, que presentan una sección menor
que el tubo de derivación y además no están aislados térmicamente,
en el caso de que los gases de escape circulen a través de los
tubos de refrigeración 20, aparece el efecto de refrigeración
deseado. De forma complementaria, los tubos de refrigeración pueden
estar configurados en forma de espiral, lo que no se observa en la
fig. 2, de manera que se prolongan. De este modo, el tiempo de
permanencia de los gases de escape en los tubos de refrigeración
aumenta y puede aparece una refrigeración mayor.
En la fig. 3, para la zona de circulación de la
forma de realización según la fig. 1 y 2 del radiador, se muestra
como en el radiador está integrado un elemento de ajuste en forma de
una válvula de mariposa 22 giratoria. La integración del elemento
de ajuste 22 en el radiador significa que el radiador presenta una
única conducción de alimentación 24, a través de la que los gases
de escape se dirigen al radiador. En la zona de radiador mostrada
en la fig. 3 la ramificación entre el tubo de derivación 18
dispuesto de forma central y la zona de refrigeración circundante,
que está configurada en la zona del tubo de revestimiento 12, tiene
lugar en forma de numerosos tubos de refrigeración 20. Según la
forma de realización mostrada, está prevista el elemento de ajuste
22 está previsto en forma de una válvula de mariposa, que puede
girar alrededor de un eje giratorio dispuesto en su zona central,
de forma que el tubo de derivación 18 puede abrirse mediante una
orientación de la válvula de mariposa 22 en el sentido de
circulación, como se muestra en la fig. 3. Debe mencionarse que en
esta forma de realización, también, en el caso de que el tubo de
derivación 18 se abra, la zona de refrigeración circundante y los
tubos de refrigeración 20 quedan abiertos. Puesto que el tubo de
derivación 18 se encuentra de forma central en el tubo de
revestimiento 12, los gases de escape que se reciclan circulan a
través del tubo de derivación 18 y experimentan una refrigeración
extremadamente baja. La temperatura de la cantidad de gas
comparativamente pequeña que circula a través de los tubos de
refrigeración, se reduce en un pequeño volumen, de forma que no
tiene lugar una refrigeración significativa, como se desea por medio
de la abertura de la derivación y el comportamiento conseguido del
radiador.
En la fig. 4 se muestra la posición cerrada de
la válvula de mariposa 22, en la que la válvula de mariposa 2
cierra el tubo de derivación 18. En esta posición, todos los gases
de escape circulan a través de los tubos de refrigeración 20 y
tiene lugar la refrigeración deseada de los gases reciclados. Debe
mencionarse que a través de posiciones intermedias discrecionales
de la válvula de mariposa 12 entre las posiciones mostradas en la
fig. 3 y 4 pueden tener lugar una regulación de la circulación de la
derivación y, con ello, de la reducción de temperatura de los gases
de escape reciclados.
En la fig. 5 se muestra en sección transversal
una forma de realización alternativa del radiador según la
invención. En este caso, el tubo de derivación 18 no se encuentra de
forma central en el tubo de revestimiento 12 sino en su borde. La
zona restante del tubo de revestimiento 12 se introduce a través de
los tubos de refrigeración 20. El efecto es esencialmente el mismo
que en la forma de realización descrita anteriormente, con la
excepción de que la zona de la conducción de alimentación debe
configurarse de forma distinta.
Esto se muestra en la fig. 6. Como explica
claramente esta representación, la forma de realización de la fig.
5 es adecuada especialmente para una modificación del elemento de
ajuste, mediante la cual deben cerrarse el tubo de derivación 18 o
los tubos de refrigeración 20. Con otras palabras, a diferencia de
la forma de realización de las fig. 3 y 4, los tubos de
refrigeración 20 se cierran cuando el tubo de derivación está
abierto. Esto se consigue según la forma de realización de la fig. 6
mediante una tapa, que en su extremo está dispuesta de forma
abatible en una zona entre el tubo de derivación 18 y una zona de la
conducción de alimentación común para los tubos de refrigeración
20. En la posición mostrada en la fig. 6 el tubo de derivación 18
esta cerrado. En la posición alternativa, cuando la tapa 22 se abate
hacia abajo, la zona de la conducción de alimentación común para
los tubos de refrigeración se cierra. Finalmente, debe mencionarse
que la forma de realización de un elemento de ajuste 22 según la
fig. 6 puede combinarse también con una sección de radiador según
la fig. 2. Asimismo, el tubo de derivación 18 en la sección inicial
del radiador, es decir, básicamente en la parte que se muestra la
fig. 6, está configurado de forma curvada de manera que llega al
centro del tubo de revestimiento 12 y se extiende en todo el curso
del tubo de revestimiento 12 aprox. de forma central a través de
éste.
Claims (6)
1. Radiador (10) de un sistema
de reciclaje de gases de escape con:
- -
- una carcasa (12) con conexiones (16) para la alimentación y descarga de medios de refrigeración,
- -
- al menos, un tubo de derivación (18), que está dispuesto dentro de la carcasa (12),
- -
- en el que el tubo de derivación (18) es un tubo de doble pared, caracterizado porque entre ambas paredes del tubo (18) de doble pared está establecido un vacío.
2. Radiador según la
reivindicación 1, caracterizado porque el radiador presenta
una única conducción de alimentación y/o descarga para los gases de
escape que se reciclan y un elemento de ajuste (22) para cerrar, al
menos, el tubo de derivación (18).
3. Radiador según la
reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de ajuste
es una tapa (22).
4. Radiador según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
radiador presenta una única conducción de alimentación para los
gases de escape que se reciclan y el tubo de derivación (18),
considerado desde el punto de vista reotécnico de circulación, se
encuentra en la prolongación de la conducción de alimentación.
5. Radiador según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tubo de
derivación (18) está dispuesto ampliamente de forma central en la
carcasa (12).
6. Sistema de reciclaje de
gases de escape con, al menos, un radiador (10) según una de las
reivindicaciones precedentes.
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