ES2409534A2 - Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor - Google Patents

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

Info

Publication number
ES2409534A2
ES2409534A2 ES201132072A ES201132072A ES2409534A2 ES 2409534 A2 ES2409534 A2 ES 2409534A2 ES 201132072 A ES201132072 A ES 201132072A ES 201132072 A ES201132072 A ES 201132072A ES 2409534 A2 ES2409534 A2 ES 2409534A2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
exchanger
tubes
housing
gases
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
ES201132072A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2409534R1 (es
ES2409534B1 (es
Inventor
Juan Carlos DE FRANCISCO MORENO
Carlos Rodrigo Marco
Yolanda BRAVO RODRÍGUEZ
Fernando PUÉRTOLAS SÁNCHEZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Termico SA
Original Assignee
Valeo Termico SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Termico SA filed Critical Valeo Termico SA
Priority to ES201132072A priority Critical patent/ES2409534B1/es
Priority to EP12809789.6A priority patent/EP2795089B1/fr
Priority to PCT/EP2012/076039 priority patent/WO2013092641A1/fr
Priority to KR1020147020051A priority patent/KR20140111295A/ko
Priority to US14/367,440 priority patent/US9791215B2/en
Publication of ES2409534A2 publication Critical patent/ES2409534A2/es
Publication of ES2409534R1 publication Critical patent/ES2409534R1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2409534B1 publication Critical patent/ES2409534B1/es
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1607—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1684—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/06—Derivation channels, e.g. bypass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2280/00—Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts
    • F28F2280/06—Adapter frames, e.g. for mounting heat exchanger cores on other structure and for allowing fluidic connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/0075—Supports for plates or plate assemblies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0221—Header boxes or end plates formed by stacked elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor. Intercambiador de calor (1) para gases, en especial de los gases de escape de un motor, que comprende un haz de tubos (2) dispuestos en el interior de una carcasa (3) definiendo una entrada (4) y una salida (5) de gases, destinados a la circulación de los gases con intercambio de calor con un fluido refrigerante, estando dichos tubos (2) distribuidos en al menos una columna de varias filas definiendo varios espacios (8) entre filas, y comprendiendo un conducto de entrada (9) y un conducto de salida (10) de fluido refrigerante acoplados en la carcasa (3). Dicho intercambiador (1) comprende un canal de desviación (11) integrado en la carcasa (3) susceptible de comunicar los espacios (8) entre filas de tubos (2) enfrentados a dicho canal (11) con uno de los conductos (10) de fluido refrigerante, mejorando así la distribución de fluido refrigerante.

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).
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La función principal de los intercambiadores EGR es el intercambio de calor entre los gases de escape y el fluido refrigerante, con el fin de enfriar los gases.
Actualmente, los intercambiadores de calor EGR son ampliamente usados para aplicaciones Diesel con el fin de reducir las emisiones, y también son usados en aplicaciones de gasolina para reducir el consumo de combustible.
El mercado tiende a reducir el tamaño de los motores, y a la aplicación de los intercambiadores de calor EGR no solo en aplicaciones de alta presión (HP) sino también en los de baja presión (LP); ambas tienen un impacto en el diseño de los intercambiadores de calor EGR. Los fabricantes de vehículos demandan intercambiadores de calor EGR con mayores rendimientos y, a la vez, el espacio disponible para colocar el intercambiador y sus componentes es cada vez más pequeño y más difícil de integrar.
Adicionalmente, en muchas aplicaciones el flujo de fluido refrigerante disponible para enfriar los gases de escape tiende a ser menor aunque los rendimientos del intercambiador hayan ido incrementando.
La configuración actual de los intercambiadores EGR en el mercado se corresponde con un intercambiador de calor metálico fabricado generalmente de acero inoxidable o aluminio.
Básicamente, hay dos tipos de intercambiadores de calor EGR: un primer tipo consiste en una carcasa en cuyo interior se dispone un haz de tubos paralelos para el paso de los gases, circulando el refrigerante por la carcasa, exteriormente a los tubos, y el segundo tipo 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, pudiendo incluir aletas para el mejorar el intercambio de calor.
En el caso de intercambiadores de calor de haz de tubos, la unión entre los tubos y la carcasa puede ser de diferentes tipos. Generalmente, los tubos 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 tubos.
Dichas placas de soporte están fijadas a su vez a unos medios de conexión con la línea de recirculación, que 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.
En ambos tipos de intercambiadores EGR, la mayor parte de sus componentes son metálicos, de modo que están ensamblados por medios mecánicos y después soldados en horno o soldados por arco o láser para asegurar una adecuada estanqueidad requerida para esta aplicación.
Un tipo de intercambiador conocido incluye un haz de tubos de sección sensiblemente rectangular distribuidos en dos columnas adyacentes y varias filas, siendo la altura de los tubos menor que su anchura. Dicho haz de tubos está alojado en una carcasa sensiblemente rectangular, con la entrada y salida de gases situadas en extremos opuestos de la carcasa.
Este tipo de intercambiador también incluye dos conductos para la entrada y salida del fluido refrigerante respectivamente, acoplados en la carcasa. El fluido refrigerante debe fluir alrededor de los tubos y enfriar especialmente bien la placa de soporte situada en la entrada de gases ya que presenta una mayor temperatura. En este caso, es necesario garantizar una buena circulación de fluido refrigerante en la zona de entrada de los gases de forma que no se formen zonas de bajas velocidades que implicarían un aumento local de la temperatura del refrigerante por intercambio con los gases de entrada a alta temperatura.
La distribución de fluido refrigerante dentro de la carcasa entre los tubos de gas depende de las dimensiones de la carcasa y de la posición de los conductos de fluido refrigerante. En algunas configuraciones específicas se producen problemas de ebullición asociados a una pobre distribución del refrigerante cerca de la placa de soporte de entrada de gases. Por tanto, cuanto mejor sea la distribución del flujo refrigerante en dicha zona adyacente a la placa de soporte de entrada de gases, menor será el problema de ebullición debido a la elevada temperatura de los tubos en dicha zona.
Una configuración conocida consiste en que el conducto de entrada de fluido refrigerante está acoplado en una cara lateral de la carcasa, próximo a su cara inferior y cerca de la salida de gases, mientras que el conducto de salida de fluido refrigerante está acoplado en la cara superior de la carcasa de manera centrada y cerca de la entrada de gases, es decir con circulación de fluido refrigerante en contracorriente. En este caso, el conducto de salida de fluido refrigerante está situado sobre el espacio que separa las dos columnas de tubos, siendo dicho espacio entre tubos relativamente pequeño, dificultando la salida de flujo de fluido refrigerante.
Cabe destacar que cuando el intercambiador se utiliza con circulación en paralelo, es decir cuando el conducto de entrada de fluido refrigerante está dispuesto cerca de la entrada de gases, también se producen estos problemas de ebullición.
Otra configuración conocida con circulación contracorriente consiste en que el conducto de entrada de fluido refrigerante está acoplado en la cara inferior de la carcasa cerca de la salida de gases, mientras que el conducto de salida de fluido refrigerante está acoplado en una cara lateral cerca de la entrada de gases. En este caso, el conducto de salida de fluido refrigerante está situado abarcando más de un espacio entre filas de tubos, debido a que la altura de los tubos es menor que su anchura, lo cual proporciona un área mayor de paso del flujo de fluido refrigerante entre tubos hacia la salida.
Por tanto, con esta última configuración se mejora el problema de ebullición ya que en la zona de salida la velocidad del flujo de fluido refrigerante es mayor y por otra parte su distribución entre los tubos es más homogénea. No obstante, esta configuración no es factible para algunas disposiciones y tamaños del espacio motor donde la orientación del maguito de conexión con el conducto de salida del fluido refrigerante no es adecuada.
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 una distribución más homogénea y eficaz del flujo de fluido refrigerante principalmente en la zona de entrada de gases donde la temperatura es más elevada, con la consiguiente disminución del problema de ebullición, y permitiendo además una mejor adaptación entre el manguito de conexión del fabricante de vehículos y el conducto de salida o entrada de fluido refrigerante.
El intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor de la presente invención, es del tipo que comprende un haz de tubos dispuestos en el interior de una carcasa definiendo una entrada y una salida de gases, destinados a la circulación de los gases con intercambio de calor con un fluido refrigerante, estando dichos tubos distribuidos en al menos una columna de varias filas definiendo varios espacios entre filas, y comprendiendo un conducto de entrada y un conducto de salida de fluido refrigerante acoplados en la carcasa, y se caracteriza por el hecho de que dicho intercambiador comprende un canal de desviación integrado en la carcasa susceptible de comunicar los espacios entre filas de tubos enfrentados a dicho canal con uno de los conductos de fluido refrigerante, mejorando así la distribución de fluido refrigerante.
Preferentemente, la altura de los tubos es menor que su anchura, y uno de dichos conductos de fluido refrigerante está dispuesto enfrentado sobre el lado de mayor anchura de los tubos.
Ventajosamente, uno de dichos conductos de fluido refrigerante está dispuesto próximo a la entrada de gases, mejorando así la distribución de fluido refrigerante en la zona próxima a la entrada de gases.
De este modo, el canal de desviación permite proporcionar una salida o entrada del fluido refrigerante, ya sea con circulación a contracorriente o en paralelo, respectivamente, en un lateral de la carcasa donde el flujo de salida pasa a través del espacio entre filas de tubos, y no por el espacio enfrentado al lado de mayor anchura de los tubos como ocurría en el estado de la técnica.
Por tanto, el conducto de fluido refrigerante próximo a la entrada de gases puede estar ubicado en cualquier cara de la carcasa y sin importar donde se encuentra el manguito del fabricante de vehículos para la conexión de dicho conducto de fluido refrigerante.
Se obtiene por tanto un canal para el paso del flujo de fluido refrigerante cuya trayectoria puede ser diseñada especialmente de acuerdo con las necesidades según la configuración del espacio motor.
Por otra parte, dicho conducto de fluido refrigerante dispuesto próximo a la entrada de gases puede ser ensamblado a la carcasa y a un extremo del canal de manera habitual.
Preferentemente, el canal de desviación está fabricado mediante un proceso de estampación, cuya configuración sobresale hacia la parte exterior de la carcasa.
Ventajosamente, el canal de desviación está asociado a una placa de cierre acoplada en la carcasa en el espacio interior enfrentado con dicho canal, incluyendo dicha placa de cierre al menos un orificio pasante previsto para permitir el paso controlado del fluido refrigerante entre el interior de la carcasa y el canal de desviación.
Por tanto, el fluido refrigerante circula por el canal a través de uno o más orificios practicados en la placa de cierre, cuyo número o tamaño se puede ajustar para tener una distribución óptima de fluido refrigerante según las necesidades del fabricante de vehículos.
Según una realización preferida, la placa de cierre interior comprende dos orificios de paso laterales.
Según otra realización preferida, la placa de cierre interior comprende un conjunto de orificios laterales asociados cada uno a un espacio entre cada dos filas de tubos, y al menos un orificio superior enfrentado al conducto de salida de fluido refrigerante.
Por otra parte, el canal de desviación puede presentar diferentes configuraciones de acuerdo con el caudal del flujo de fluido refrigerante y de las características del entorno motor.
Según una realización preferida, el canal de desviación incluye un orificio lateral previsto para el acoplamiento de un segundo conducto de salida de fluido refrigerante.
Según otra realización preferida, comprende dos canales de desviación dispuestos respectivamente en caras laterales opuestas de la carcasa.
Según otra realización preferida, el canal de desviación comprende una sección transversal variable a lo largo de su longitud.
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 unos 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 perspectiva de un intercambiador de calor conocido en el estado de la técnica, mostrando una disposición de los conductos de entrada y salida del fluido refrigerante;
la figura 2 es una sección longitudinal del intercambiador de calor de la figura 1, mostrando esquemáticamente las líneas de distribución de flujo de fluido refrigerante;
la figura 3 es una vista frontal parcial del intercambiador de la figura 1, mostrando el conducto de salida de fluido refrigerante y su ubicación respecto a los tubos de gas;
la figura 4 es una vista esquemática de una sección transversal del conducto de salida de fluido refrigerante del intercambiador de la figura 1, mostrando su ubicación sobre el espacio entre columnas de tubos;
la figura 5 es una vista en perspectiva parcial del intercambiador de calor según la invención, mostrando el canal estampado en una pared lateral de la carcasa;
la figura 6 es una vista en perspectiva de la placa de cierre interior de la invención, según una primera realización;
la figura 7 es una vista en perspectiva parcial del intercambiador de calor según la invención, con la placa de cierre interior ensamblada sobre el canal estampado;
la figura 8 es una vista en sección transversal del intercambiador de la invención de la figura 7, mostrando la distribución del flujo de fluido refrigerante a través de la placa de cierre y del canal hacia el correspondiente conducto de salida;
la figura 9 es una vista en perspectiva parcial del intercambiador de calor de la invención, mostrando una segunda realización de la placa de cierre interior;
la figura 10 es una vista en sección transversal del intercambiador de la invención de la figura 9, mostrando la distribución del flujo de fluido refrigerante a través de la placa de cierre y del canal hacia el correspondiente conducto de salida; y
las figuras 11 a 13 son vistas en sección transversal del intercambiador de la invención, mostrando respectivamente diferentes realizaciones del canal de desviación.
DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES PREFERIDAS
En las figuras 1 a 4 se ha representado un tipo de intercambiador de calor 1’ conocido en el estado de la técnica que comprende un haz de tubos 2 dispuestos en el interior de una carcasa 3 definiendo una entrada 4 y una salida 5 de gases, estando dichos tubos 2 destinados a la circulación de los gases con intercambio de calor con un fluido refrigerante. El flujo de entrada 4 y salida 5 de gases se ha representado mediante respectivas flechas, como se muestra en la figura 2. Además, los tubos 2 están fijados por sus extremos entre dos placas de soporte 6, 6’ acopladas en cada extremo de la carcasa 3.
En este caso, los tubos 2 son de sección sensiblemente rectangular y están distribuidos en dos columnas adyacentes y varias filas, definiendo un espacio 7 entre columnas y varios espacios 8 entre filas, siendo la altura de dichos tubos 2 menor que su anchura. La carcasa 3 presenta una sección cuadrangular.
El intercambiador 1’ también comprende un conducto de entrada 9 y un conducto de salida 10 de fluido refrigerante acoplados en la carcasa 3. El flujo de entrada y salida de fluido refrigerante se ha representado mediante respectivas flechas según puede apreciarse en las figuras 1 y 2, en este caso, se trata de una circulación de fluido refrigerante a contracorriente. El conducto de entrada 9 de fluido refrigerante está acoplado en una cara lateral 3b de la carcasa 3, próximo a su cara inferior 3c, y cerca de la salida 5 de gases, mientras que el conducto de salida 10 de fluido refrigerante está acoplado en la cara superior 3a de la carcasa 3 de manera centrada y cerca de la entrada 4 de gases.
Tal como puede apreciarse en las figuras 3 y 4, el conducto de salida 10 de fluido refrigerante está situado sobre el espacio 7 que separa las dos columnas de tubos 2. No obstante, dicho espacio 7 entre tubos 2 es relativamente pequeño, dificultando la salida del flujo de fluido refrigerante. En este caso, es necesario conducir el flujo de fluido refrigerante, mostrado con líneas curvas en la figura 2, hacia la zona de entrada de gases 4 y con altas velocidades ya que la temperatura de los gases es elevada. Cuanto mejor sea la distribución del flujo refrigerante en dicha zona 4 adyacente a la placa de soporte 6 de entrada de gases, menor será el problema de ebullición debido a la elevada temperatura de los tubos 2 en dicha zona 4.
Las figuras 5 a 13 hacen referencia al intercambiador de calor 1 de la invención, cuyas referencias numéricas 2 a 10 son coincidentes con las del intercambiador 1’ conocido descrito anteriormente.
Tal como puede apreciarse en las figuras 5 a 8, el intercambiador de calor 1 de la invención incluye además un canal de desviación 11 integrado en un lateral 3b de la carcasa 3 próximo a la entrada de gases 4, siendo dicho canal de desviación 11 susceptible de comunicar el espacio lateral 8 entre filas de tubos 2 enfrentado a dicho canal 11 con el conducto de salida 10 de fluido refrigerante dispuesto en la cara superior 3a de la carcasa 3. Esta disposición estructural mejora notablemente la distribución de fluido refrigerante en la zona próxima a la entrada de gases 4.
El canal de desviación 11 permite proporcionar una salida del fluido refrigerante en un lateral 3b de la carcasa 3, donde dicho flujo de salida pasa a través de los espacios 8 entre filas de tubos 2, y no por el espacio 7 entre columnas como ocurría en el estado de la técnica, y sin importar donde se encuentra el manguito del fabricante de vehículos para la conexión de dicho conducto de salida 10 de fluido refrigerante.
De este modo, se obtiene un canal 11 para el paso del flujo de fluido refrigerante cuya trayectoria puede ser diseñada especialmente de acuerdo con las necesidades según la configuración del espacio motor.
En este caso, el canal de desviación 11 está fabricado mediante un proceso de estampación, cuya configuración sobresale hacia la parte exterior de la carcasa 3, como puede observarse en las figuras 5 y 8.
Por otra parte, el conducto de salida 10 de fluido refrigerante es ensamblado a la carcasa 3 y a un extremo del canal 11 de manera habitual (ver figura 8).
Asimismo, el canal de desviación 11 está asociado a una placa de cierre 12 acoplada en la carcasa 3 en el espacio interior enfrentado con dicho canal 11, incluyendo dicha placa de cierre 12 al menos un orificio pasante 13 previsto para permitir el paso controlado del fluido refrigerante desde el interior de la carcasa 3 hacia el canal de desviación 11.
Por tanto, el fluido refrigerante penetra en el canal 11 a través de uno o más orificios 13 practicados en la placa de cierre 12, cuyo número o tamaño se puede ajustar para tener una distribución óptima de fluido refrigerante según las necesidades del fabricante de vehículos.
Según una primera realización de la placa de cierre 12 mostrada en las figuras 6 a 8, dicha placa de cierre 12 comprende dos orificios de paso laterales 13. En la figura 8 se ha representado mediante sendas flechas la salida del flujo de fluido refrigerante a través de los orificios 13 hacia el canal de desviación 11 y luego hacia el conducto de salida 10.
Según una segunda realización de la placa de cierre 12 mostrada en las figuras 9 y 10, dicha placa de cierre 12 comprende un conjunto de orificios laterales 13 de pequeño diámetro asociados cada uno a un espacio 8 entre cada dos filas de tubos 2, y varios orificios superiores 13a enfrentados al conducto de salida 10 de fluido refrigerante. Asimismo, en la figura 10 se ha representado mediante sendas flechas la salida del flujo de fluido refrigerante a través de los orificios 13 y 13a hacia el canal de desviación 11 y luego hacia el conducto de salida 10.
Cabe destacar que hasta el momento se ha representado un
5 intercambiador de calor con una circulación del fluido refrigerante a contracorriente, pero es evidente que también puede ser en paralelo, es decir con la entrada de fluido refrigerante en el lado próximo a la entrada de gases.
Por otra parte, aunque se ha representado un haz de tubos con dos columnas y varias filas, también puede haber otras realizaciones como por ejemplo una 10 sola columna con varias filas.
Asimismo, pueden utilizarse otros tipos de geometrías para el canal de desviación 11, de acuerdo con el caudal del flujo de fluido refrigerante y de las características del entorno motor. A continuación se describen tres realizaciones.
Según una primera realización representada en la figura 11, el canal de 15 desviación 11 incluye un orificio lateral previsto para el acoplamiento de un segundo conducto de salida 10a de fluido refrigerante.
Según una segunda realización representada en la figura 12, se utilizan dos canales de desviación 11,11a con sendas placas de cierre 12,12a dispuestos respectivamente en caras laterales 3b opuestas de la carcasa 3.
20 Según una tercera realización representada en la figura 13, el canal de desviación 11 comprende una sección transversal variable a lo largo de su longitud.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Intercambiador de calor (1) para gases, en especial de los gases de escape de un motor, que comprende un haz de tubos (2) dispuestos en el interior de una carcasa (3) definiendo una entrada (4) y una salida (5) de gases, destinados a la circulación de los gases con intercambio de calor con un fluido refrigerante, estando dichos tubos (2) distribuidos en al menos una columna de varias filas definiendo varios espacios (8) entre filas, y comprendiendo un conducto de entrada (9) y un conducto de salida (10) de fluido refrigerante acoplados en la carcasa (3), caracterizado por el hecho de que dicho intercambiador (1) comprende un canal de desviación (11) integrado en la carcasa (3) susceptible de comunicar los espacios (8) entre filas de tubos (2) enfrentados a dicho canal (11) con uno de los conductos (10) de fluido refrigerante, mejorando así la distribución de fluido refrigerante.
  2. 2.
    Intercambiador (1), según la reivindicación 1, en el que la altura de los tubos (2) es menor que su anchura, y en el que uno de dichos conductos (10) de fluido refrigerante está dispuesto enfrentado sobre el lado de mayor anchura de los tubos (2).
  3. 3.
    Intercambiador (1), según la reivindicación 1 o 2, en el que uno de dichos conductos (10) de fluido refrigerante está dispuesto próximo a la entrada de gases (4), mejorando así la distribución de fluido refrigerante en la zona próxima a la entrada de gases (4).
  4. 4.
    Intercambiador (1), según la reivindicación 1, en el que el canal de desviación (11) está fabricado mediante un proceso de estampación, cuya configuración sobresale hacia la parte exterior de la carcasa (3).
  5. 5.
    Intercambiador (1), según la reivindicación 1, en el que el canal de desviación (11) está asociado a una placa de cierre (12) acoplada en la carcasa (3) en el espacio interior enfrentado con dicho canal (11), incluyendo dicha placa de cierre (12) al menos un orificio pasante (13) previsto para permitir el paso controlado del fluido refrigerante entre el interior de la carcasa (3) y el canal de desviación (11).
  6. 6.
    Intercambiador (1), según la reivindicación 5, en el que la placa de cierre interior (12) comprende dos orificios de paso laterales (13).
  7. 7.
    Intercambiador (1), según la reivindicación 5, en el que la placa de cierre interior (12) comprende un conjunto de orificios laterales (13) asociados cada uno a un espacio (8) entre cada dos filas de tubos (2), y al menos un orificio superior (13a) enfrentado al conducto (10) de fluido refrigerante dispuesto próximo a la entrada
    de gases (4).
  8. 8.
    Intercambiador (1), según la reivindicación 1, en el que el canal de desviación (11) incluye un orificio lateral previsto para el acoplamiento de un segundo conducto de salida (10a) de fluido refrigerante.
    5 9. Intercambiador (1), según la reivindicación 1, que comprende dos canales de desviación (11,11a) dispuestos respectivamente en caras laterales (3b) opuestas de la carcasa (3).
  9. 10. Intercambiador (1), según la reivindicación 1, en el que el canal de desviación (11) comprende una sección transversal variable a lo largo de su longitud.
ES201132072A 2011-12-22 2011-12-22 Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor Expired - Fee Related ES2409534B1 (es)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201132072A ES2409534B1 (es) 2011-12-22 2011-12-22 Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor
EP12809789.6A EP2795089B1 (fr) 2011-12-22 2012-12-18 Echangeur de chaleur pour gaz, en particulier pour gaz d'echappement d'un moteur
PCT/EP2012/076039 WO2013092641A1 (fr) 2011-12-22 2012-12-18 Echangeur de chaleur pour gaz, en particulier pour gaz d'echappement d'un moteur
KR1020147020051A KR20140111295A (ko) 2011-12-22 2012-12-18 가스, 특히 엔진의 배기 가스를 위한 열교환기
US14/367,440 US9791215B2 (en) 2011-12-22 2012-12-18 Heat exchanger for gases, in particular for the exhaust gases of an engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201132072A ES2409534B1 (es) 2011-12-22 2011-12-22 Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
ES2409534A2 true ES2409534A2 (es) 2013-06-26
ES2409534R1 ES2409534R1 (es) 2013-10-11
ES2409534B1 ES2409534B1 (es) 2014-09-02

Family

ID=47501238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201132072A Expired - Fee Related ES2409534B1 (es) 2011-12-22 2011-12-22 Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9791215B2 (es)
EP (1) EP2795089B1 (es)
KR (1) KR20140111295A (es)
ES (1) ES2409534B1 (es)
WO (1) WO2013092641A1 (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013100885B4 (de) * 2013-01-29 2020-02-27 Benteler Automobiltechnik Gmbh Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug
KR101610099B1 (ko) * 2014-04-30 2016-04-08 현대자동차 주식회사 캔형 열교환기
JP6691975B2 (ja) * 2016-12-20 2020-05-13 東京濾器株式会社 熱交換装置
ES2676708B1 (es) * 2017-01-23 2019-05-14 Valeo Termico Sa Intercambiador de calor para gases
KR102173398B1 (ko) * 2017-06-14 2020-11-03 한온시스템 주식회사 배기가스 냉각장치
DE102017130153B4 (de) 2017-12-15 2022-12-29 Hanon Systems Vorrichtung zur Wärmeübertragung und Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung
WO2020104836A1 (es) * 2018-11-21 2020-05-28 Valeo North America, Inc. Enfriador de aire de carga

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005036765A (ja) 2003-07-18 2005-02-10 Hino Motors Ltd Ｅｇｒクーラ
WO2006035987A1 (ja) * 2004-09-28 2006-04-06 T.Rad Co., Ltd. 熱交換器
DE102005037156A1 (de) * 2005-08-06 2007-02-08 Daimlerchrysler Ag Wärmetauscher
US7380544B2 (en) * 2006-05-19 2008-06-03 Modine Manufacturing Company EGR cooler with dual coolant loop
JP4775287B2 (ja) * 2006-10-18 2011-09-21 株式会社デンソー 熱交換器
JP2008231929A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Tokyo Radiator Mfg Co Ltd Ｅｇｒクーラ用熱交換器の冷却水入口構造
JP2008232451A (ja) 2007-03-16 2008-10-02 Tokyo Radiator Mfg Co Ltd 熱交換器の冷却水入口構造
JP2008231451A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Nsk Ltd 環状体の熱処理方法および環状体矯正治具
JP2009114923A (ja) 2007-11-05 2009-05-28 Tokyo Radiator Mfg Co Ltd Ｅｇｒクーラ
JP5806448B2 (ja) * 2009-05-13 2015-11-10 株式会社東芝 核医学イメージング装置、画像処理装置および画像処理方法
JP5533715B2 (ja) * 2010-04-09 2014-06-25 株式会社デンソー 排気熱交換装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140111295A (ko) 2014-09-18
EP2795089A1 (fr) 2014-10-29
ES2409534R1 (es) 2013-10-11
ES2409534B1 (es) 2014-09-02
EP2795089B1 (fr) 2017-08-02
US20150027673A1 (en) 2015-01-29
US9791215B2 (en) 2017-10-17
WO2013092641A1 (fr) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2409534A2 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor
JP5193310B2 (ja) 内燃機関用再循環排気ガス冷却器
ES2545027T3 (es) Alojamiento para intercambiador de placas apiladas e intercambiador que comprende dicho alojamiento
ES2359362T3 (es) Intercambiador de calor de tres pasos para un sistema egr.
ES2668929T3 (es) Intercambiador de calor para vehículo
ES2394406B1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor.
ES2714400T3 (es) Refuerzo de unión entre placas de un intercambiador de calor
US9303596B2 (en) EGR cooler and EGR cooler device using the same
ES2450791A1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor
KR20140114770A (ko) 열교환기
ES2407905A2 (es) Intercambiador de calor de placas apiladas
ES2209618B1 (es) Intercambiador de calor para un sistema "egr" con un conducto de derivacion integrado.
ES2647463T3 (es) Intercambiador térmico, especialmente para vehículo automóvil, y dispositivo de admisión de aire correspondiente
JP2011196620A (ja) 沸騰冷却式熱交換器
ES2716569T3 (es) Intercambiador térmico para gases, en particular para los gases de escape de un motor
ES2641650T3 (es) Intercambiador de calor para gases, especialmente gases de escape de motor
ES2234398B1 (es) Intercambiador de calor, en especial de los gases de escape de un motor.
ES2632687B1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor
ES2594361B1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor
ES2397882B1 (es) Intercambiador de calor de placas apiladas.
ES2454416T3 (es) Intercambiador de calor especialmente para vehículo automóvil
KR20080022324A (ko) 2열 열교환기
ES2737123A1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, y cuerpo perturbador para dicho intercambiador
ES2765014A1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor
ES2315056B1 (es) Aleta para la conduccion de un fluido a refrigerar, e intercambidor de calor de placas apiladas dotado de tales aletas.

Legal Events

Date Code Title Description
FG2A Definitive protection

Ref document number: 2409534

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20140902

FD2A Announcement of lapse in spain

Effective date: 20240326