ES2259265A1 - Tubo para la conduccion de un fluido de un intercambiador de calor, y su correspondiente procedimiento de fabricacion. - Google Patents
Tubo para la conduccion de un fluido de un intercambiador de calor, y su correspondiente procedimiento de fabricacion.Info
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Abstract
Tubo para la conducción de un fluido de un intercambiador de calor, y su correspondiente procedimiento de fabricación. Comprende dos paredes opuestas (1a, 1b) separadas entre sí según una dirección Z, extendiéndose cada una de dichas paredes (1a ,1b) en un plano paralelo a un plano XY sensiblemente perpendicular a la dirección Z. Se caracteriza por el hecho de que cada pared (1a, 1b) comprende al menos una corrugación discontinua (2) situada frente a una correspondiente corrugación discontinua (3) dispuesta en la pared opuesta, estando dispuestas al menos un par de corrugaciones discontinuas (2, 3) de manera que una proyección en la dirección Z de dicho par de corrugaciones discontinuas (2, 3) sobre el plano XY define una silueta sensiblemente en forma de "X". Se consigue mejorar enormemente la transferencia de calor y disminuir la caída de presión.
Description
Tubo para la conducción de un fluido de un
intercambiador de calor, y su correspondiente procedimiento de
fabricación.
La presente invención se refiere a un tubo para
la conducción de un fluido de un intercambiador de calor, del tipo
que comprende dos paredes opuestas separadas entre sí según una
dirección Z, extendiéndose cada una de dichas paredes en un plano
paralelo a un plano XY sensiblemente perpendicular a la dirección
Z.
La invención también se refiere al
correspondiente procedimiento de fabricación del tubo; y asimismo
se refiere a un intercambiador de calor en el cual se aplica el
tubo de la invención.
La invención se aplica especialmente en
intercambiadores de recirculación de gases de escape de un motor
(EGRC), así como en intercambiadores de gases de escape para la
regulación térmica de la línea de escape (ETR). Asimismo, la
invención se aplica de manera optimizada para intercambiadores de
gas y líquido, aunque puede ser aplicada para cualquier fluido.
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 (sistemas denominados "Exhaust Gas Recirculation"
o EGR), los gases circulan por un haz de tubos paralelos alojados
en una carcasa, y durante esta circulación son enfriados por
intercambio térmico con un fluido de refrigeración que se hace
circular en el interior de la carcasa, exteriormente a los tubos
de paso de los gases.
Son conocidos diferentes tipos de tubos de gas
que a continuación se describirán:
Un tipo de tubos de gas son los tubos de sección
circular y pared lisa, que son clásicamente utilizados en todo tipo
de intercambiadores debido a su bajo coste y baja caída de presión.
Además, dichos tubos admiten diferentes diámetros o longitudes
dependiendo de las especificaciones del intercambiador. Sin
embargo, presentan una baja relación de potencia frente a
volumen.
Otro tipo de tubos de gas son los tubos de
sección circular con paredes corrugadas en lugar de lisas, a fin de
mejorar el rendimiento térmico del intercambiador de calor. Las
corrugaciones suelen presentar una forma helicoidal continua. La
profundidad y el paso de las corrugaciones helicoidales se pueden
calcular para adaptarse a los requerimientos térmicos del
intercambiador. Este tipo de tubos proporciona una alta relación de
potencia frente a volumen. Sin embargo, tienen el inconveniente de
presentar elevadas pérdidas de carga, ya que las áreas de alto
intercambio térmico solamente se encuentran en las
corrugaciones.
Otro tipo de tubos de gas son los tubos de
sección rectangular que tienen la ventaja de encajar de manera
optimizada dentro de la carcasa de un intercambiador de sección
cuadrada. Existen tubos de sección rectangular provistos de
corrugaciones de modo que en una cara del tubo se encuentran dos
corrugaciones formando una "V" y dirigidos hacia el interior
del tubo, mientras que en la cara opuesta se encuentra otra
corrugación dirigida hacia fuera para mantener constante el área
transversal del paso del flujo de gas. Dichas corrugaciones en
forma de "V" producen remolinos; sin embargo, cada corrugación
actúa por separado, por lo que no están coordinadas entre sí, ni
tampoco actúan en todo el volumen. En consecuencia, se obtiene una
baja relación de potencia frente a volumen.
También son conocidos tubos de gas que incluyen
aletas dispuestas en el interior de los tubos con la finalidad de
incrementar la superficie de intercambio térmico total sin que
aumenten demasiado las pérdidas de carga. No obstante, estos tubos
presentan el inconveniente de que su procedimiento de fabricación
es muy complicado.
Otro tipo de tubos de gas son los tubos
denominados planos, que presentan dos caras opuestas más anchas y
más próximas entre sí que las dos caras opuestas restantes. Este
tipo de tubos presenta una superficie mayor que la de los tubos
circulares de la misma sección transversal, por lo que la relación
de superficie frente a sección transversal se ve incrementada,
obteniéndose así una menor caída de presión. Por otra parte, dichos
tubos planos encajan bien en carcasas con formas cúbicas, siendo
así extensamente utilizados en todo tipo de intercambiadores de
calor. No obstante, se obtiene una baja relación de potencia frente
a volumen, y además el proceso de fabricación es más costoso.
Otro tipo de tubos de gas son los tubos planos
con paredes corrugadas en lugar de lisas, a fin de mejorar el
rendimiento térmico del intercambiador de calor. Las corrugaciones
suelen ser lineales y paralelas entre sí, estando posicionadas en
diagonal con respecto al paso del flujo de gases. Este tipo de
tubos proporciona una alta relación de potencia frente a volumen, y
además encajan bien en carcasas con formas cúbicas. Sin embargo,
tienen el inconveniente de presentar elevadas pérdidas de carga, ya
que las áreas de alto intercambio térmico solamente se encuentran
en las corrugaciones, presentando además áreas de sección
transversal con grandes variaciones a lo largo de la longitud de
los tubos.
El objetivo del tubo para la conducción de un
fluido de un intercambiador de calor de la presente invención es
solventar los inconvenientes que presentan los tubos conocidos en
la técnica, mejorándose enormemente la transferencia de calor y
disminuyendo la caída de presión.
El tubo para la conducción de un fluido de un
intercambiador de calor, objeto de la presente invención, se
caracteriza por el hecho de que cada pared comprende al menos una
corrugación discontinua situada frente a una correspondiente
corrugación discontinua dispuesta en la pared opuesta, estando
dispuestas al menos un par de corrugaciones discontinuas de manera
que una proyección en la dirección Z de dicho par de corrugaciones
discontinuas sobre el plano XY define una silueta sensiblemente en
forma de "X".
Esta configuración de las corrugaciones
proporciona las siguientes ventajas con respecto al estado de la
técnica:
- Se obtiene una elevada relación de potencia
frente a volumen respecto a la caída de presión, lo cual permite que
los intercambiadores de calor puedan ser más pequeños, más baratos,
más eficientes y más permeables.
- Los cambios en la sección transversal del tubo
producidos por la existencia de las corrugaciones son pequeños, lo
que ocasiona una baja caída de presión a lo largo del intercambiador
de calor.
- Se producen vórtices de manera ordenada,
evitando los remolinos cerca de la pared y favoreciendo la
mezcla.
- No existen zonas de estancamiento del flujo de
gas, lo cual hace que el intercambiador de calor sea menos
vulnerable a la obturación.
- Se produce un flujo de gas inestable, siendo
las capas límite altamente discontinuas, y por tanto se maximiza el
intercambio de calor.
- Se obtiene una alta relación de potencia frente
a volumen.
- Los tubos presentan las mismas características
de intercambio en ambos sentidos de funcionamiento.
Ventajosamente, cada corrugación está dirigida
hacia el interior del tubo. Esta configuración permite mantener una
sección transversal constante a lo largo del tubo evitando que el
flujo de gas se acelere. Además, al no existir ninguna corrugación
dirigida hacia fuera se facilita el montaje con los demás
componentes.
Preferentemente, el al menos un tubo comprende
una pluralidad de dichos pares de corrugaciones dispuestas en
sentido longitudinal a lo largo del tubo.
De acuerdo con una realización de la invención,
el al menos un tubo comprende una única una hilera de pares de
corrugaciones orientada en sentido longitudinal a lo largo del
tubo.
De acuerdo con otra realización de la invención,
el al menos un tubo comprende tres hileras de pares de corrugaciones
sensiblemente paralelas entre sí y orientadas en sentido
longitudinal a lo largo del tubo.
De acuerdo con otra realización de la invención,
el al menos un tubo comprende cuatro hileras de pares de
corrugaciones sensiblemente paralelas entre sí y orientadas en
sentido longitudinal a lo largo del tubo.
Preferentemente, los pares de corrugaciones de
una misma hilera pueden estar dispuestas en zigzag o en paralelo en
el sentido longitudinal del tubo.
También preferentemente, los pares de
corrugaciones de diferentes hileras están dispuestas en zigzag en
el sentido transversal del tubo.
La anchura W(x) de la base de cada
corrugación es variable a lo largo de su longitud máxima L, estando
dicha longitud máxima L definida sobre el eje x de un sistema de
coordenadas xyz, cuyo origen está dispuesto en el extremo aguas
arriba de la línea que contiene dicha longitud máxima L, mientras
que el eje z apunta hacia el interior del tubo. Preferentemente, la
longitud máxima L de la base de cada corrugación es mayor a 2,5
veces el valor medio W_{m} de su anchura W(x).
Cada corrugación está orientada según un ángulo
\alpha definido como el menor ángulo existente entre el vector de
la velocidad v del flujo de gases y la longitud máxima L de dicha
corrugación, siendo \alpha_{1} y \alpha_{2} respectivamente
los ángulos del al menos un par de corrugaciones orientadas entre
sí de manera cruzada en el espacio. Preferiblemente, los módulos de
ambos ángulos \alpha_{1} y \alpha_{2} están comprendidos
entre 15º y 35º. También preferiblemente, el ángulo \alpha_{1}
multiplicado por el ángulo \alpha_{2} es mayor a 0.
Cada par de corrugaciones orientadas entre sí de
manera cruzada en el espacio define un vector d_{1} definido como
el vector que conecta ambos centros C_{1} y C_{2} del dicho par
de corrugaciones, definiéndose además d_{z} como la proyección del
vector d_{1} sobre el plano z = 0. Preferentemente, el módulo del
vector d_{z} es menor que cinco veces el valor medio W_{m} de
la anchura de la correspondiente corrugación.
Ventajosamente, la altura máxima de cada
corrugación es menor que dos quintas partes la distancia de las dos
caras internas del tubo.
Preferentemente, la sección transversal de cada
tubo está comprendida entre 20 y 160 mm^{2}.
También preferentemente, la longitud de cada
tubo está comprendida entre 100 y 300 mm.
También preferentemente, la altura de cada tubo,
correspondiente a la distancia entre las paredes opuestas del
mismo, está comprendida entre 2 y 8 mm. La altura de los tubos
viene determinada por el tipo de procedimiento de fabricación.
También preferentemente, la anchura de cada tubo
está comprendida entre 10 y 30 mm.
También preferentemente, la distancia entre
tubos está comprendida entre 1 y 4 mm. La distancia entre tubos
está en función del tamaño del colector donde se insertan todos los
tubos (hay un colector en cada extremo del intercambiador), y de un
buen reparto del fluido refrigerante para evitar así puntos
calientes, la ebullición o la escasa transferencia térmica.
También preferentemente, el tubo está fabricado
de un acero inoxidable, tal como AISI 304, 304L, 316 o 904L; aunque
también puede fabricarse de aluminio.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, el
procedimiento de fabricación aplicado al tubo de la invención, se
caracteriza por el hecho de que consiste en realizar las siguientes
etapas:
- a)
- Partiendo de una banda metálica del mismo espesor, conformar un tubo de sección circular y soldarlo mediante gas inerte de tungsteno (TIG).
- b)
- Cortar el tubo a la medida de longitud adecuada.
- c)
- Efectuar un golpe utilizando una prensa para ovalar el tubo.
- d)
- Introducir el tubo ovalado en un molde de hidroformado donde mediante inyección de líquido a presión por el interior del tubo, se obtiene la forma final del tubo con las corrugaciones.
- e)
- Cortar los extremos del tubo para ajustar sus tolerancias para el posterior montaje en un intercambiador de calor.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, el
procedimiento de fabricación aplicado al tubo de la invención, se
caracteriza por el hecho de que consiste en realizar las siguientes
etapas:
- a)
- Partiendo de una banda metálica se hace pasar por una prensa donde se forman por embutición las corrugaciones en continuo, y se obtiene la forma final del tubo.
- b)
- Soldar el tubo mediante gas inerte de tungsteno (TIG) o microplasma.
- c)
- Cortar el tubo a la medida de longitud adecuada.
- d)
- Cortar los extremos del tubo para ajustar sus tolerancias para el posterior montaje en un intercambiador de calor.
De acuerdo con otro aspecto, la invención también
se refiere a un intercambiador de calor que comprende al menos una
carcasa que alberga un haz de tubos, comprendiendo al menos un tubo
como el definido anteriormente.
Preferentemente, dicho intercambiador de calor es
un intercambiador EGR y el fluido que fluye a través del haz de
tubos es un gas de escape de un motor.
También preferentemente, dicho intercambiador de
calor es un refrigerador de aire de sobrealimentación y el fluido
que fluye a través del haz de tubos es un aire de
sobrealimentación.
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 cuatro casos prácticos de realizaciones del tubo para
la conducción de un fluido de un intercambiador de calor, de la
invención, en los cuales:
la figura 1 muestra una vista en perspectiva
parcial de un tubo plano provisto de una hilera de pares de
corrugaciones según una primera realización de la invención;
la figura 2 muestra una vista en planta del tubo
provisto del par de corrugaciones de la figura 1;
la figura 3 es un esquema con los parámetros
geométricos que definen una corrugación;
la figura 4 es un esquema con los parámetros
geométricos que definen dos corrugaciones orientadas entre sí de
manera cruzada en el espacio;
las figuras 5 y 6 muestran respectivamente una
vista en perspectiva parcial de un tubo plano provisto de tres y
cuatro hileras de pares de corrugaciones según una segunda
realización de la invención;
la figura 7 muestra una vista en perspectiva
parcial de un tubo plano provisto de cuatro hileras de pares de
corrugaciones, de modo que los pares de corrugaciones de una misma
hilera están dispuestas en zigzag, según una tercera realización de
la invención; y
la figura 8 muestra una vista en perspectiva
parcial de un tubo plano provisto de cuatro hileras de pares de
corrugaciones, de modo que los pares de corrugaciones de una misma
hilera están dispuestas en paralelo, según una cuarta realización de
la invención.
A continuación se describen cuatro realizaciones
preferidas de la invención.
El intercambiador de calor en el que se aplica
el tubo de la invención es del tipo utilizado en sistemas EGR
("Exhaust Gas Recirculation") en los cuales los gases de
escape de un motor de combustión interna se recirculan hacia la
admisión; el intercambiador se utiliza para enfriar los gases antes
de mezclarlos con el aire de admisión y el combustible.
En el intercambiador, los gases circulan por el
interior de un haz de tubos 1 paralelos entre sí y alojados dentro
de una carcasa, y durante esta circulación son enfriados por
intercambio térmico con un fluido de refrigeración que se hace
circular en el interior de la carcasa exteriormente a los tubos
1.
Los tubos 1 comprenden dos caras 1a, 1b de mayor
tamaño enfrentadas entre sí y unidas por dos tramos cortos
curvilíneos.
Una primera realización se muestra en las
figuras 1 a 4. En esta primera realización, se parte de un par de
corrugaciones 2, 3 orientadas de manera cruzada en el espacio y
dispuestas respectivamente en las citadas dos caras 1a, 1b
enfrentadas del tubo tal como se puede apreciar en las figuras 1 y
2.
Dicho par de corrugaciones 2, 3 emergen
respectivamente desde las caras enfrentadas 1a, 1b del tubo 1 de
manera que sobresalen hacia el interior de dicho tubo 1, afectando
al flujo de gas que circula por su interior.
Este par de corrugaciones se va repitiendo a lo
largo del tubo 1 formando en este caso una única hilera de pares de
corrugaciones 2, 3 orientada en sentido longitudinal a lo largo del
tubo 1.
Esta configuración de las corrugaciones permite
crear una gran turbulencia en forma de remolino en el núcleo del
flujo de gas, con respecto a las corrugaciones conocidas en la
técnica las cuales solamente actuaban localmente. Esto mejora
enormemente la transferencia de calor. Asimismo, esta disposición
regular de las corrugaciones ofrece una mayor área transversal lo
que hace disminuir la caída de presión.
A continuación se define geométricamente dicho
par de corrugaciones:
En la figura 3 puede apreciarse la base de una
de las corrugaciones 2 vista en planta, definiéndose L como la
máxima distancia de la base de la corrugación. Se define también un
sistema de coordenadas x, y, z, donde "x" está situada sobre
la línea L y su origen está en el extremo aguas arriba de L; y el
eje "Z" apunta hacia el interior del tubo.
La función W(x) se define como la
distancia perpendicular a L, pasando a través del punto (x, 0,
0).
El valor medio de W(x) entre los puntos
(0, 0, 0) y (L, 0, 0) es:
W_{m} =
\int\limits^{L}_{0} \frac{W(x) \cdot
dx}{L}
Las corrugaciones definidas en la invención
deben cumplir que L > 2,5 W_{m}.
El ángulo \alpha se define como el menor ángulo
entre el vector de velocidad del flujo y L, siendo \alpha_{1} y
\alpha_{2} los ángulos de las respectivas corrugaciones 2 y 3,
como puede observarse en la figura 4.
Los puntos C_{1} y C_{2} se definen como los
pseudo-centros de las corrugaciones 2 y 3. El
vector d_{1} se define como el vector que conecta ambos centros
C_{1} y C_{2}; mientras que el vector d_{z} se define como la
proyección del vector d_{1} sobre el plano z = 0.
Las condiciones geométricas que deben cumplirse
son las siguientes:
- a)
- Dos corrugaciones 2, 3 orientadas de manera cruzada en el espacio y dispuestas respectivamente en las dos caras 1a, 1b enfrentadas del tubo 1.
- b)
- 15º < |\alpha_{1}| < 35º y 15º < |\alpha_{2}| < 35º
- c)
- \alpha_{1} x \alpha_{2} > 0
- d)
- |d_{z}| < 5\cdotW_{m}.
Una segunda realización se muestra en las
figuras 5 y 6. El tubo comprende los mismos elementos según las
referencias 1 a 3 de la primera realización. La diferencia se
encuentra en que se prevé la disposición de más de una hilera de
pares de corrugaciones 2, 3 sensiblemente paralelas entres sí y
orientadas en sentido longitudinal a lo largo del tubo 1.
En este caso, se prevé cualquier combinación
cruzada de las corrugaciones descritas en la primera realización,
es decir, los pares de corrugaciones 2, 3 de diferentes hileras
están dispuestas en zigzag en el sentido transversal del tubo 1,
con la finalidad de obtener una formación del remolino del flujo de
gas de manera ordenada. Los pares de corrugaciones 2, 3 pueden
situarse de modo que los remolinos creados son añadidos a los
remolinos adyacentes.
Preferentemente, se prevén configuraciones de 3
remolinos (ver figura 5) y de 4 remolinos (ver figura 6), ambas con
una excelente relación de potencia frente a volumen, así como una
buena relación de potencia frente a volumen respecto a la caída de
presión.
Una tercera y cuarta realizaciones se
representan en las figuras 7 y 8 respectivamente. El tubo comprende
los mismos elementos según las referencias 1 a 3 de la segunda
realización. La diferencia se encuentra en que se prevé cualquier
combinación aguas abajo de las configuraciones de corrugaciones
descritas en la segunda realización para obtener así una formación
del remolino del flujo de gas mejorada. Por tanto, los pares de
corrugaciones 2, 3 de una misma hilera pueden estar dispuestas en
zigzag (ver figura 7) o en paralelo (ver figura 8) en el sentido
longitudinal del tubo 1.
Por otra parte, se prevé cualquier combinación de
las configuraciones de corrugaciones descritas en cualquiera de las
realizaciones anteriores.
Cabe destacar que aunque la invención se ha
descrito para tubos planos, es decir tubos con dos caras opuestas
más anchas y más próximas entre sí que las dos caras opuestas
restantes, también puede aplicarse en intercambiadores de
placas.
Las caras opuestas de cada tubo son
sensiblemente paralelas, aunque las corrugaciones también pueden
funcionar correctamente si las caras opuestas enfrentadas entre sí
están dispuestas a un pequeño ángulo.
Hasta el momento se ha descrito un tubo de
sección transversal similar a un óvalo, sin embargo este tipo de
corrugaciones puede aplicarse para tubos de cualquier sección
transversal que dispongan de dos caras enfrentadas entre sí.
La altura de las corrugaciones ventajosamente
debe ser menor que dos quintas partes la distancia entre las caras
enfrentadas de cada tubo.
Cuando las caras enfrentadas del tubo no sean
perfectamente lisas, Los parámetros geométricos que definen cada
corrugación se calculan con respecto a su proyección sobre la
correspondiente cara del tubo.
La base de una corrugación puede estar orientada
con respecto a la dirección de avance del flujo de gases según un
ángulo determinado mientras que parte extremal de la corrugación
puede tener otro ángulo diferente.
Claims (25)
1. Tubo (1) para la conducción de un fluido de
un intercambiador de calor, que comprende dos paredes opuestas (1a,
1b) separadas entre sí según una dirección Z, extendiéndose cada
una de dichas paredes (1a, 1b) en un plano paralelo a un plano XY
sensiblemente perpendicular a la dirección Z, caracterizado
por el hecho de que cada pared (1a, 1b) comprende al menos una
corrugación discontinua (2) situada frente a una correspondiente
corrugación discontinua (3) dispuesta en la pared opuesta, estando
dispuestas al menos un par de corrugaciones discontinuas (2, 3) de
manera que una proyección en la dirección Z de dicho par de
corrugaciones discontinuas (2, 3) sobre el plano XY define una
silueta sensiblemente en forma de "X".
2. Tubo (1), según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que cada corrugación (2, 3)
está dirigida hacia el interior del tubo (1).
3. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que el al menos un tubo (1) comprende una pluralidad de dichos pares
de corrugaciones (2, 3) dispuestas en sentido longitudinal a lo
largo del tubo (1).
4. Tubo (1), según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que el al menos un tubo (1)
comprende una única una hilera de pares de corrugaciones (2, 3)
orientada en sentido longitudinal a lo largo del tubo (1).
5. Tubo (1), según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que el al menos un tubo (1)
comprende tres hileras de pares de corrugaciones (2, 3)
sensiblemente paralelas entres sí y orientadas en sentido
longitudinal a lo largo del tubo (1).
6. Tubo (1), según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que el al menos un tubo (1)
comprende cuatro hileras de pares de corrugaciones (2, 3)
sensiblemente paralelas entres sí y orientadas en sentido
longitudinal a lo largo del tubo (1).
7. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por el hecho de que
los pares de corrugaciones (2, 3) de una misma hilera están
dispuestas en zigzag en el sentido longitudinal del tubo (1).
8. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por el hecho de que
los pares de corrugaciones (2, 3) de una misma hilera están
dispuestas en paralelo en el sentido longitudinal del tubo (1).
9. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8, caracterizado por el hecho de que los
pares de corrugaciones (2, 3) de diferentes hileras están
dispuestas en zigzag en el sentido transversal del tubo (1).
10. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, del tipo que la anchura W(x) de
la base de cada corrugación (2, 3) es variable a lo largo de su
longitud máxima L, estando dicha longitud máxima L definida sobre
el eje X de un sistema de coordenadas xyz, cuyo origen está
dispuesto en el extremo aguas arriba de la línea que contiene dicha
longitud máxima L, mientras que el eje Z apunta hacia el interior
del tubo (1), caracterizado por el hecho de que la longitud
máxima L de la base de cada corrugación (2, 3) es mayor a 2,5 veces
el valor medio W_{m} de su anchura W(x).
11. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, del tipo que cada corrugación (2, 3)
está orientada según un ángulo \alpha definido como el menor
ángulo existente entre el vector de la velocidad v del flujo de
gases y la longitud máxima L de dicha corrugación (2, 3), siendo
\alpha_{1} y \alpha_{2} respectivamente los ángulos del al
menos un par de corrugaciones (2, 3) orientadas entre sí de manera
cruzada en el espacio, caracterizado por el hecho de que los
módulos de ambos ángulos \alpha_{1} y \alpha_{2} están
comprendidos entre 15º y 35º.
12. Tubo (1), según la reivindicación 11,
caracterizado por el hecho de que el ángulo \alpha_{1}
multiplicado por el ángulo \alpha_{2} es mayor a 0.
13. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, del tipo que cada par de corrugaciones
(2, 3) orientadas entre sí de manera cruzada en el espacio define
un vector d_{1} definido como el vector que conecta ambos centros
C_{1} y C_{2} del dicho par de corrugaciones (2, 3),
definiéndose además d_{z} como la proyección del vector d_{1}
sobre el plano z = 0, caracterizado por el hecho de que el
módulo del vector d_{z} es menor que cinco veces el valor medio
W_{m} de la anchura de la correspondiente corrugación (2, 3).
14. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la altura máxima de cada corrugación (2, 3) es menor que dos
quintas partes la distancia de las dos caras internas del tubo
(1).
15. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la sección transversal de cada tubo (1) está comprendida entre
20 y 160 mm^{2}.
16. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la longitud de cada tubo (1) está comprendida entre 100 y 300
mm.
17. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la altura de cada tubo (1), correspondiente a la distancia
entre las paredes opuestas (1a, 1b) del mismo, está comprendida
entre 2 y 8 mm.
18. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la anchura de cada tubo (1) está comprendida entre 10 y 30
mm.
19. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la distancia entre tubos (1) está comprendida entre 1 y 4
mm.
20. Tubo (1), según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que está fabricado de un acero inoxidable.
21. Procedimiento de fabricación de un tubo (1)
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20,
caracterizado por el hecho de que consiste en realizar las
siguientes etapas:
- a)
- Partiendo de una banda metálica del mismo espesor, conformar un tubo de sección circular y soldarlo mediante gas inerte de tungsteno (TIG).
- b)
- Cortar el tubo a la medida de longitud adecuada.
- c)
- Efectuar un golpe utilizando una prensa para ovalar el tubo.
- d)
- Introducir el tubo ovalado en un molde de hidroformado donde mediante inyección de líquido a presión por el interior del tubo, se obtiene la forma final del tubo con las corrugaciones.
- e)
- Cortar los extremos del tubo para ajustar sus tolerancias para el posterior montaje en un intercambiador de calor.
22. Procedimiento de fabricación de un tubo
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20,
caracterizado por el hecho de que consiste en realizar las
siguientes etapas:
- a)
- Partiendo de una banda metálica se hace pasar por una prensa donde se forman por embutición las corrugaciones en continuo, y se obtiene la forma final del tubo.
- b)
- Soldar el tubo mediante gas inerte de tungsteno (TIG) o microplasma.
- c)
- Cortar el tubo a la medida de longitud adecuada.
- d)
- Cortar los extremos del tubo para ajustar sus tolerancias para el posterior montaje en un intercambiador de calor.
23. Intercambiador de calor que comprende al
menos una carcasa que alberga un haz de tubos, caracterizado
por el hecho de que dicho haz de tubos comprende al menos un tubo
(1) definido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20.
24. Intercambiador de calor, según la
reivindicación 23, caracterizado por el hecho de que dicho
intercambiador de calor es un intercambiador EGR y el fluido que
fluye a través del haz de tubos (1) es un gas de escape de un
motor.
25. Intercambiador de calor, según la
reivindicación 23, caracterizado por el hecho de que dicho
intercambiador de calor es un refrigerador de aire de
sobrealimentación y el fluido que fluye a través del haz de tubos
(1) es un aire de sobrealimentación.
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| ES200402873A ES2259265B1 (es) | 2004-11-30 | 2004-11-30 | Tubo para la conduccion de un fluido de un intercambiador de calor, y su correspondiente procedimiento de fabricacion. |
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