ES2213449B1 - Intercambiador de calor de placas apiladas, en especial para aceite de motor. - Google Patents
Intercambiador de calor de placas apiladas, en especial para aceite de motor.Info
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Abstract
Intercambiador de calor de placas apiladas, en especial para aceite de motor. Comprende una pluralidad de placas (2) apiladas entre las cuales circulan el líquido a refrigerar y el líquido refrigerante en dos circuitos independientes definidos por dichas placas (2), cuyo intercambiador (1) comprende también un filtro (3). Se caracteriza por el hecho de que el filtro (3) está dispuesto en una cavidad definida por orificios (10) formados en las placas (2), estando dicho filtro (3) total o parcialmente introducido dentro de la citada cavidad. Se consigue eliminar la carcasa del filtro, ya que el intercambiador actúa como carcasa para el filtro. Además, al estar dicho filtro total o parcialmente introducido en las placas del intercambiador se consigue reducir el volumen, así como el peso y también el coste de fabricación.
Description
Intercambiador de calor de placas apiladas, en
especial para aceite de motor.
La presente invención se refiere a un
intercambiador de calor de placas apiladas, en especial para
aceite de motor, que tiene un filtro integrado.
Son conocidos intercambiadores de calor, en
especial de aceite de motor, que comprenden una pluralidad de
placas apiladas entre las cuales circulan el líquido a refrigerar
y el líquido refrigerante en dos circuitos independientes definidos
por dichas placas.
Dichos intercambiadores de calor, llamados
intercambiadores aceite-agua, pueden estar
acoplados a un filtro de aceite de diferentes maneras:
Por una parte, son conocidos intercambiadores de
calor dispuestos contiguamente al filtro en carcasas
independientes. El filtro está fijado de modo amovible al
intercambiador mediante un espárrago fijado al bloque motor. Cuando
el filtro de aceite tiene que sustituirse al cambiar el aceite del
motor, se afloja la fijación al citado espárrago y se tira el
filtro juntamente con su carcasa.
Por otra parte, son conocidos intercambiadores de
calor dispuestos contiguamente al filtro en una misma carcasa. La
solicitud de patente EP-A-0801283 se
refiere a un intercambiador de aceite que es solidario a una
carcasa que aloja en su interior el filtro, integrando en un mismo
cuerpo las funciones de refrigeración y de filtro. Debido a que el
filtro está dispuesto a continuación de las placas apiladas que
constituyen el intercambiador, el conjunto ocupa un volumen
considerable.
En la práctica se ha comprobado que los diseños
conocidos de intercambiadores de calor con filtro de aceite
integrado, se llevan a cabo eliminando una de las dos carcasas, o
bien eliminando los medios de unión entre el filtro y el
intercambiador. Sin embargo, no resulta posible integrar el filtro
y el intercambiador en una única carcasa sin utilizar medios de
acoplamiento entre ambos.
El objetivo del intercambiador de calor de placas
apiladas, en especial para aceite de motor de la presente
invención, es solventar los inconvenientes que presentan los
intercambiadores conocidos en la técnica, proporcionando una serie
de ventajas que se describirán a continuación.
El intercambiador de calor de placas apiladas, en
especial para aceite de motor, objeto de la presente invención, se
caracteriza por el hecho de que el filtro está dispuesto en una
cavidad definida por orificios formados en las placas, estando dicho
filtro total o parcialmente introducido dentro de la citada
cavidad.
Gracias a esta característica, se consigue
integrar las funciones de enfriamiento y filtrado del aceite de
motor en un único cuerpo.
De este modo, se consigue eliminar la carcasa del
filtro, ya que el intercambiador actúa como carcasa para el filtro.
Además, al estar dicho filtro total o parcialmente introducido en
las placas del intercambiador se consigue reducir el volumen, así
como el peso y también el coste de fabricación.
Por otra parte, se obtiene una reducción de las
pérdidas de presión debido a que el circuito por donde circula el
aceite a refrigerar y el líquido refrigerante es más simple.
Como se ha comentado, el filtro puede ocupar toda
la cavidad o bien sobresalir de ésta tanto por encima como por
debajo.
El filtro está posicionado preferiblemente
perpendicular a las placas, aunque puede adoptar otras posiciones,
pudiendo disponerse en posición horizontal o inclinada respecto a
dichas placas.
La posición del conjunto del intercambiador
respecto al bloque motor es indistinta, pudiendo disponerse en una
posición vertical, horizontal o inclinada.
Ventajosamente, las placas comprenden
protuberancias que aseguran la distancia entre dos placas contiguas
y constituyen puntos de soldadura. Gracias a esta característica,
se mejora el montaje de las placas y se refuerza la unión entre
ellas.
Dichas protuberancias pueden presentar cualquier
forma, aunque preferentemente presentan un contorno circular.
Según una realización de la presente invención,
las citadas protuberancias tienen un diámetro de por lo menos 2 mm,
preferiblemente de 3 mm.
Adicionalmente, dichas protuberancias están
separadas una distancia comprendida entre 10 mm y 20 mm,
preferiblemente 15 mm.
Ventajosamente, el intercambiador comprende
medios perturbadores del flujo que permiten aumentar la
transferencia de calor.
Preferiblemente, dichos medios perturbadores del
flujo están definidos por corrugaciones efectuadas en las
placas.
De este manera, las placas pueden presentar
corrugaciones o protuberancias, o bien cualquier tipo de elementos
perturbadores del flujo colocados entre dos placas, de modo que
garanticen una adecuada transferencia de calor entre las placas y
los dos fluidos que circulan entre ellas.
Ventajosamente, cada placa comprende un orificio
de salida del líquido a refrigerar que además realiza la función de
cavidad para la ubicación del filtro. De este modo, el filtro se
encuentra perfectamente centrado en el orificio de salida del
líquido a refrigerar para permitir el acceso homogéneamente de
dicho líquido alrededor del mismo.
Según una realización de la invención, cada placa
comprende al menos un orificio de entrada del líquido refrigerante
dispuesto en un extremo de la placa contiguo a la cavidad del
filtro. Esta característica permite que el líquido refrigerante
fluya rodeando el filtro y consiguiendo por tanto un buen reparto,
alcanzado una mayor superficie de la placa.
Preferentemente, cada placa comprende un orificio
de entrada de líquido a refrigerar dispuesto en el extremo opuesto
al orificio de salida de líquido a refrigerar. En consecuencia, se
logra un mayor recorrido a través de la placa con la finalidad de
conseguir un correcto enfriamiento de dicho aceite antes de
atravesar el filtro.
Preferiblemente, cada placa comprende un orificio
de salida del líquido refrigerante dispuesto entre ambos orificios
de entrada y salida del líquido a refrigerar y alineado con
ellos.
De este modo, se consigue distribuir mejor el
aceite sobre la placa, ya que el flujo de líquido a refrigerar al
chocar con dicho conducto de salida del líquido refrigerante,
tiende a contornearlo cubriendo una mayor superficie de la placa y
transfiriendo por tanto más calor. Asimismo, al estar alineado
dicho conducto de salida del líquido refrigerante con ambos
conductos de entrada y salida del líquido a refrigerar, se consigue
que el flujo del líquido a refrigerar rodee el filtro y penetre
homogéneamente.
Preferentemente, el líquido a refrigerar y
filtrar es aceite para motor.
Es evidente que el aceite no es el único fluido
que requiere de acondicionamiento en temperatura y filtración en un
vehículo, por lo que el líquido a refrigerar también puede ser el
líquido de la dirección asistida de un vehículo o también el
combustible de un vehículo.
Ventajosamente, el intercambiador realiza la
función de regulación de temperatura, permitiendo tanto la
refrigeración como el calentamiento de un líquido.
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 de placas apiladas, en especial para aceite de motor de la
invención, en los cuales:
la figura 1 es una vista en explosión del
conjunto del intercambiador de calor con el filtro integrado;
la figura 2 es una vista en alzado seccionado
longitudinalmente del conjunto montado del intercambiador de calor
con el filtro integrado;
la figura 3 es una vista en planta de una placa
del intercambiador de calor; y
la figura 4 es una vista en alzado de una placa
del intercambiador de calor.
Tal como se puede apreciar en las figuras 1 y 2,
el intercambiador de calor 1 de placas apiladas 2 para aceite de
motor con filtro integrado 3, comprende una pluralidad de placas 2
de aluminio apiladas una sobre otra. En los circuitos o espacios
definidos entre cada dos placas 2 circulan alternadamente el aceite
de motor a refrigerar y el líquido refrigerante, por ejemplo agua,
de modo que, en un primer espacio entre placas circula un fluido y
en el espacio contiguo entre placas circula el otro fluido, y así
sucesivamente.
La placa superior comprende una abertura 4 para
permitir el acceso al filtro 3 para su mantenimiento y
recambio.
El intercambiador también comprende un tapón 5
para cubrir la parte sobresaliente del filtro 3, garantizando una
correcta estanqueidad.
La entrada y salida de aceite así como de
refrigerante se efectúa desde la placa inferior del intercambiador,
estando dicha parte inferior del intercambiador acoplado al bloque
motor mediante un elemento de conexión 6.
Como puede apreciarse en la figura 3, las placas
2 presentan una zona de perturbación del flujo 7 que comprende
elementos perturbadores (no representados), tales como
corrugaciones, para aumentar la transferencia de calor y
proporcionar puntos de contacto entre las placas 2 mediante
soldadura.
Las placas 2 comprenden también una pluralidad de
protuberancias 8 convenientemente colocadas en torno al orificio de
ubicación del filtro 3, para mantener la correcta distancia entre
las placas 2 y también para mejorar el comportamiento mecánico en
áreas libres de elementos perturbadores, como muestran las figuras
3 y 4.
Cada placa 2 comprende un orificio de entrada 9 y
otro orificio de salida 10 para el aceite, y dos orificios de
entrada 11 y uno de salida 12 para el líquido refrigerante,
formando respectivamente los conductos de entrada y salida de aceite
y de líquido refrigerante.
Por una parte, la citada abertura 4 para la
colocación del filtro 3 en su interior, hace también la función de
conducto de salida 10 del aceite. El filtro 3 está colocado
perfectamente centrado en el interior de dicho orificio 10 para
facilitar el paso del flujo de aceite alrededor de su
contorno.
El orificio de entrada 9 de aceite está colocado
en el extremo opuesto al orificio de salida 10 de aceite y alineado
con este, para conseguir un mayor recorrido a través de la placa
2.
Por otra parte, los dos orificios de entrada 11
del líquido refrigerante están dispuestos en un extremo de la placa
2 cercanos al filtro 3 de aceite, lo que permite que el líquido
refrigerante fluya rodeando dicho filtro 3 y consiguiendo por tanto
un buen reparto, alcanzado una mayor superficie de la placa 2.
El conducto de salida del líquido 12 refrigerante
está dispuesto en medio, entre ambos conductos de entrada 9 y
salida 10 de aceite, y alineado con ellos. Gracias a esta
característica, se consigue distribuir mejor el aceite sobre la
placa 2, ya que el flujo de aceite al chocar con dicho conducto de
salida 12 del refrigerante, tiende a contornearlo cubriendo una
mayor superficie de la placa y transfiriendo por tanto más calor; y
al estar alineado se logra que el flujo de aceite rodee el filtro
y penetre homogéneamente.
Como se ha comentado, el aceite de motor
atraviesa el intercambiador de calor 1 circulando alternativamente
entre cada dos placas 2, mientras que entre las restantes placas 2
circula el líquido refrigerante, de modo que, el aceite va disipando
calor hacia el líquido refrigerante. A continuación, el aceite
enfriado atraviesa el filtro 3 fabricado de papel, también llamado
eco-filtro, saliendo ya filtrado por la parte
inferior del intercambiador 1, para ser introducido de nuevo en el
motor. Dicho eco-filtro una vez reemplazado por
otro se puede reciclar, por lo que se contribuye en la conservación
del medioambiente.
En consecuencia, se obtiene un intercambiador de
calor 1 de placas apiladas 2 que pueden presentar cualquier forma
exterior, tales como cuadradas, redondas, etc., con un filtro
integrado 3 preferentemente cilíndrico, el cual está dispuesto
perpendicularmente a las placas 2, e introducido parcialmente en
el interior de dicho intercambiador de calor 1.
Según otros aspectos de la invención, pueden
realizarse otras configuraciones de los orificios de entrada y
salida, proporcionando diferentes distribuciones del flujo de aceite
y de refrigerante, respectivamente.
Las placas pueden ser tanto corrugadas, como se
ha descrito anteriormente, o bien lisas con medios perturbadores
que permitan aumentar la turbulencia y por tanto la transferencia
de calor.
Serán independientes del objeto de la presente
invención los materiales que se empleen en la fabricación de los
elementos que constituyen el intercambiador de calor de placas
apiladas, en especial para aceite de motor que se ha descrito, así
como las formas y dimensiones de la misma y todos los detalles
accesorios que puedan presentarse, pudiendo ser reemplazados por
otros técnicamente equivalentes, siempre que no afecten a su
esencialidad ni se aparten del ámbito definido por las
reivindicaciones que se adjuntan a continuación.
Claims (14)
1. Intercambiador de calor (1) de placas (2)
apiladas, en especial para aceite de motor, que comprende una
pluralidad de placas (2) apiladas entre las cuales circulan el
líquido a refrigerar y el líquido refrigerante en dos circuitos
independientes definidos por dichas placas (2), cuyo
intercambiador (1) comprende también un filtro (3),
caracterizado por el hecho de que el filtro (3) está
dispuesto en una cavidad definida por orificios (10) formados en
las placas (2), estando dicho filtro (3) total o parcialmente
introducido dentro de la citada cavidad.
2. Intercambiador (1), según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que las placas (2) comprenden
protuberancias (8) que aseguran la distancia entre dos placas (2)
contiguas y constituyen puntos de soldadura.
3. Intercambiador (1), según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que las protuberancias (8)
tienen un diámetro de por lo menos 2 mm, preferiblemente de 3
mm.
4. Intercambiador (1), según cualquiera de las
reivindicaciones 2 o 3, caracterizado por el hecho de que
las protuberancias (8) están separadas una distancia comprendida
entre 10 mm y 20 mm, preferiblemente 15 mm.
5. Intercambiador (1), según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que comprende medios (7)
perturbadores del flujo que permiten aumentar la transferencia de
calor.
6. Intercambiador (1), según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que los medios (7)
perturbadores del flujo están definidos por corrugaciones
efectuadas en las placas (2).
7. Intercambiador (1), según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que cada placa (2) comprende
un orificio de salida (10) del líquido a refrigerar que además
realiza la función de cavidad para la ubicación del filtro (3).
8. Intercambiador (1), según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que cada placa (2) comprende
al menos un orificio de entrada (11) del líquido refrigerante
dispuesto en un extremo de la placa (2) contiguo a la cavidad (10)
del filtro (3).
9. Intercambiador (1), según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 8, caracterizado por el hecho de que
cada placa (2) comprende un orificio de entrada (9) de líquido a
refrigerar dispuesto en el extremo opuesto al orificio de salida
(10) de líquido a refrigerar.
10. Intercambiador (1), según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por el hecho de que
cada placa (2) comprende un orificio de salida (12) del líquido
refrigerante dispuesto entre ambos orificios de entrada (9) y salida
(10) del líquido a refrigerar y alineado con ellos.
11. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el líquido a
refrigerar y filtrar es aceite para motor.
12. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el líquido a
refrigerar y filtrar es el líquido de la dirección asistida de un
vehículo.
13. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el líquido a
refrigerar y filtrar es el combustible de un vehículo.
14. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que realiza la función de
regulación de temperatura, permitiendo tanto la refrigeración como
el calentamiento de un líquido.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20040816 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2213449B1 Country of ref document: ES |
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| FD1A | Patent lapsed |
Effective date: 20100315 |