ES2279264T3 - Intercambiador de calor constituido por tubos planos. - Google Patents
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Abstract
Intercambiador de calor constituido por tubos planos (3) que están dispuestos uno respecto de otro de manera que forman canales (10), en el cual circula por los tubos planos (3), por ejemplo, un gas, tal como gas de escape o aire de alimentación, y éste es enfriado entonces por medio de un refrigerante que circula por los canales (10) formados entre los tubos planos (3), y el cual presenta una derivación (4) por la que puede circular el gas sustancialmente sin ser enfriado, caracterizado porque al menos algunos de los tubos planos (3) presentan una zona enfriada (11) y una zona no enfriada (12), estando formada la al menos una derivación (4) en la zona no enfriada (12) y encontrándose en la zona enfriada (11) al menos un canal (10) entre cada dos tubos planos (3).
Description
Intercambiador de calor constituido por tubos
planos.
La invención concierne a un intercambiador de
calor constituido por tubos planos que están dispuestos uno
respecto de otro de manera que forman canales, en el cual circula
por los tubos planos, por ejemplo, un gas, tal como un gas de
escape o un gas de alimentación, y éste es enfriado por medio de un
refrigerante que circula por los canales formados entre los tubos
planos, y el cual presenta una derivación por la que puede circular
el gas sin ser enfriado.
Se ha descrito un intercambiador de calor de
esta clase en la solicitud alemana DE 103 28 638 no publicada hasta
ahora y en la solicitud europea depositada con el número de depósito
EP 4009615.8. Tales intercambiadores de calor son
extraordinariamente compactos y tienen propiedades funcionales muy
buenas.
En la actualidad, existe una fuerte demanda de
estos intercambiadores de calor para utilizarlos como
intercambiadores de calor de gas de escape, ya que, para reducir
las emisiones en vehículos automóviles, se recorre de manera
reforzada el camino de retorno del gas de escape. El gas de escape
retornado ha de ser enfriado para conseguir una alta eficiencia en
el retorno, especialmente para materializar mejores grados de
llenado. Naturalmente, se trata del sistema total "vehículo
automóvil con motor de combustión" y de un balance de energía
netamente mejorado en su conjunto. Por este motivo, se han
analizado ya desde hace muchos años todas las fases de
funcionamiento en el vehículo automóvil y se han adoptado medidas
con las cuales se pueda hacer frente a los casos de carga
cambiante. Una de estas medidas consiste en circunvalar por medio de
derivaciones el intercambiador de calor de gas de escape en fases
en las que sería contraproducente el enfriamiento del gas de escape.
Tales fases de funcionamiento son especialmente las fases de
arranque del vehículo automóvil que necesitan una cantidad
extremada de carburante y en las que la energía calorífica de los
gases de escape es aprovechada directamente, por ejemplo, para
lograr un calentamiento rápido del motor hasta su temperatura óptima
de funcionamiento. Para circunvalar el intercambiador de calor de
gas de escape se prevén usualmente soluciones como las que se han
descrito, por ejemplo, en las solicitudes de patente/patentes
europeas EP 916 837 y EP 987 427. Se ha dispuesto allí delante de
la entrada de los gases de escape en el intercambiador de calor de
gas de escape una válvula con la cual la corriente de gas de
escape, pasando, en caso necesario, por el intercambiador de calor
de gas de escape o por delante del mismo, es conducida directamente
a la tubería de retorno. La derivación está integrada allí en la
válvula.
En las solicitudes alemanas DE 197 33 964 A1 o
DE 199 06 401 A1 se han descrito otras soluciones que muestran la
manera en que puede tener lugar también el retorno. En el documento
primeramente citado una tubería de derivación y el intercambiador
de calor de gas de escape están separados una de otro, pero ambos
están dispuestos en una carcasa común, y en el último documento la
tubería de derivación se extiende alrededor del intercambiador de
calor de gas de escape por fuera del mismo, sin que ambos estén
rodeados por una carcasa. Los propios intercambiadores de calor de
gas de escape parecen consistir en los llamados intercambiadores de
calor de haz de tubos o en intercambiadores de calor de tubos en
espiral, es decir, intercambiadores de calor de estructura
completamente distinta de la de los intercambiadores descritos en
el preámbulo. Estos intercambiadores de calor de gas de escape no
están construidos de manera especialmente compacta, es decir,
economizando espacio.
En intercambiadores de calor de gas de escape en
sí, es decir, también en aquellos que se han propuesto ya hace
decenios y que se han utilizado y se utilizan en calefacciones para
cabinas de vehículos automóviles, la circunvalación de los mismos
con una derivación es en general también necesaria, entre otras
razones porque la demanda de calentamiento no está presente
permanentemente. Sin embargo, estos intercambiadores de calor de
gas de escape pertenecen también habitualmente al tipo de haz de
tubos o al tipo de tubos en espiral. Entre éstos se cuentan
intercambiadores de calor de gas de escape como los que pueden
deducirse, por ejemplo, del documento EP 942 156 A1.
Otras soluciones con derivaciones integradas han
sido descritas en los documentos DE 101 42 539 A1 y DE 199 62 863
A1. Los intercambiadores de calor allí mostrados se fabrican por
medio de costosos procedimientos de soldadura. La construcción de
la derivación es también bastante costosa de materializar. Los
intercambiadores de calor no son de construcción especialmente
compacta.
Como conclusión de la introducción anterior de
la descripción, el problema de la invención consiste en construir
el intercambiador de calor con una posibilidad de circunvalación
(derivación), por ejemplo por medio de gas de escape o aire de
carga, de tal manera que se conserven las ejemplares propiedades
funcionales y la compacidad y se mantenga sobre todo la facilidad
de fabricación.
La solución según la invención se efectúa en un
intercambiador de calor correspondiente al preámbulo con las
particularidades caracterizadoras de la reivindicación 1.
Al menos algunos de los tubos del intercambiador
de calor presentan dos zonas, estando formada en la zona no
refrigerada al menos una derivación y siendo la otra zona la zona
refrigerada en la que se encuentran los canales formados entre los
tubos planos. Mediante esta modalidad de construcción propuesta se
puede construir el intercambiador de calor en forma muy compacta a
pesar de la presencia de una derivación. Se puede prever una única
derivación que esté formada preferiblemente a lo largo de la zona
del borde interior de los tubos planos. Se pueden formar también
varias derivaciones dentro de los tubos planos, por ejemplo a lo
largo de zonas de borde opuestas de los tubos planos.
Preferiblemente, se forman todos los tubos
planos del intercambiador de calor con una derivación. Sin embargo,
es posible también no formar la derivación en todos los tubos
planos.
Según la reivindicación 2, se ha previsto la
puesta en práctica de la propuesta según la invención en
intercambiadores de calor cuyos tubos planos están rodeados en
todos los lados por una carcasa. En este caso, los tubos planos
están construidos preferiblemente en una sola pieza. Pueden, por
ejemplo, estar hechos de chapa conformada y soldados por medio de
una costura longitudinal.
En contraste con esto, según la reivindicación
3, cada tubo plano está constituido preferiblemente por dos placas
conformadas, habiéndose definido los canales y la al menos una
derivación por efecto de la conformación de las placas. En este
caso, no es necesaria una carcasa envolvente. Se prefiere esta forma
de realización debido a que permite una modalidad de construcción
aún más compacta del intercambiador de calor.
Las placas conformadas presentan una
protuberancia periférica mediante la cual cada dos placas adyacentes
están unidas una con otra, estando formado dentro de la
protuberancia periférica un respectivo canal para el refrigerante,
preferiblemente para líquido.
Están presentes una caja colectora de entrada y
una caja colectora de salida para, por ejemplo, gas de escape o
aire de alimentación. Estas se encuentran dispuestas preferiblemente
en extremos opuestos de los tubos planos.
Según un aspecto especial, los tubos planos
presentan un inserto interior únicamente en su zona refrigerada. El
inserto interior es una chapa ondulada cuyas ondulaciones forman
preferiblemente pasos de flujo discretos, preferiblemente para gas
de escape o aire de alimentación. El inserto interno está soldado a
la pared del tubo plano.
La separación entre la derivación y la zona en
la que tiene lugar el intercambio de calor entre gas de escape/aire
de carga y refrigerante se efectúa por medio del inserto interno
introducido y por medio de una chapa separadora que está dispuesta
en la caja colectora de entrada o en la caja colectora de
salida.
Esto tiene la ventaja no poco importante de que
al menos el paso de flujo del inserto interno adyacente a la
derivación no es recorrido sustancialmente por el gas, con lo que se
suprime el intercambio de calor entre las zonas. El gas de escape
que circula por la derivación no deberá ser sustancialmente
enfriado.
Cada una de las placas conformadas está provista
de una protuberancia periférica ya mencionada, tal como se ha
mostrado y descrito ya en principio en el documento EP 992 756 B1,
al cual se alude expresamente respecto de detalles que posiblemente
falten aquí. Además, se hace referencia al documento con número de
solicitud EP 03 007 724.2, en el que se muestran y describen
determinadas características del difusor (caja colectora). Se
ensamblan cada vez dos placas conformadas constituyendo un tubo
plano y se agrupan los tubos planos formando una pila. Se reúnen
entonces cada dos placas conformadas con su protuberancia periférica
y éstas encierran un canal que representa un canal de flujo para un
refrigerante preferiblemente líquido. Esta modalidad de
construcción está descrita con detalle en la patente europea
mencionada.
Es de especial importancia en las soluciones
aquí propuestas el hecho de que todo el intercambiador de calor de
gas de escape dado a título de ejemplo puede seguir siendo unido o
fabricado en una sola operación de soldadura de aporte. En este
caso, se mantienen juntas las partes individuales del intercambiador
de calor de gas de escape por medio de las cajas colectoras
enchufadas sobre los extremos de los tubos planos. En el caso de la
válvula de conmutación integrada en la caja colectora, se monta, por
ejemplo se suelda por vía autógena, la caja colectora
correspondiente después del proceso de soldadura de aporte.
Respecto de otras características, se hace
referencia a las demás reivindicaciones subordinadas.
A continuación, se describe la invención con
ayuda de ejemplos de realización. Se desprenden de esta descripción
unas características y ventajas adicionales que se pueden manifestar
más tarde como especialmente importantes.
Muestran en los dibujos:
La figura 1, una vista seccionada en perspectiva
de una parte del intercambiador de calor;
La figura 2, una sección horizontal a través del
intercambiador de calor con cajas colectoras;
La figura 3, una representación alternativa
respecto de la figura 2 con válvula de compuerta en la caja
colectora;
La figura 4, una sección vertical según
IV-IV de la figura 3;
La figura 5, una representación análoga a la
figura 4, sin placas de cubierta y con tetones en los canales;
La figura 6, una vista del lado frontal del
intercambiador de calor sin caja colectora;
La figura 7, una vista en perspectiva de dos
tubos planos con chapa separadora;
La figura 8, una vista como la de la figura 7,
con la chapa separadora seccionada;
La figura 9, una solución alternativa con
carcasa, en sección vertical; y
La figura 10, una solución alternativa con
carcasa, en vista en perspectiva y sin cajas colectoras.
Los ejemplos de realización mostrados en las
figuras se refieren a intercambiadores de calor de gas de escape
para un vehículo automóvil que son refrigerados por medio del
líquido refrigerante del motor de combustión interna y que están
integrados en un sistema de retorno de gas de escape de una manera
conocida que no se muestra.
En la figura 1 se muestra una vista en
perspectiva parcialmente seccionada de una parte del intercambiador
de calor según la invención. En este ejemplo de realización se
apilan únicamente dos tubos planos 3 uno sobre otro y se proveen
éstos de sendas cajas colectoras 20, 22 en los lados frontales del
intercambiador de calor (véase la figura 2). Según sea necesario,
se pueden emplear también más de dos tubos planos 3. Los tubos
planos 3 se ensamblan a partir de dos placas idénticamente
conformadas 1, 2. Una de las placas 1 ó 2 es hecha girar entonces
en 180º alrededor del eje longitudinal. Se sueldan posteriormente
las placas 1, 2 con aporte de material de soldadura en el borde 9 a
lo largo del eje longitudinal de las mismas. La conformación de las
placas 1, 2 comprende una protuberancia periférica 80. Esta sirve
para formar entre las placas 1, 2 de tubos contiguos 3 al menos un
respectivo canal 10 para el refrigerante, es decir que este canal se
encuentra siempre entre dos tubos planos 3. En el lado longitudinal
85 del intercambiador de calor se forma la protuberancia 80 con
mayor anchura, de modo que allí las placas 1 ó 2 se aplican de plano
una contra otra para formar una derivación 4 en el tubo plano 3. A
través de esta derivación se puede conducir el gas de escape cuando
no se desee que éste sea enfriado por el refrigerante. Como
muestran las figuras, se trata, en rigor, de varias derivaciones,
concretamente un número de derivaciones correspondiente al número de
tubos planos 3. Sin embargo, éstas se consideran aquí como una
derivación 4 que está subdividida varias veces. Existiría la
posibilidad de que las protuberancias 80 aplicadas una a otra en el
lado longitudinal 85 estuvieran provistas de una o más escotaduras,
con lo que se anularía la subdivisión en "varias
derivaciones".
A diferencia de esto, existe, además, la
posibilidad - no mostrada tampoco en las figuras - de preparar otra
derivación 4 mediante una configuración correspondiente de las
placas 1, 2, por ejemplo en el tramo inferior (figura 3), en el
otro lado longitudinal 85 de los tubos planos 3.
En los tubos planos 3 se han enchufado unos
insertos internos 5 de forma ondulada con, preferiblemente, pasos
de flujo discretos 20 para el gas de escape. Los insertos internos 5
se extienden en la dirección longitudinal de los tubos planos 3
sobre aproximadamente toda su longitud, pero en dirección
transversal se extienden solamente sobre la zona enfriada 11 de los
tubos planos 3. Por tanto, mediante los insertos internos 5 se ha
delimitado la zona enfriada 11 con respecto a la zona no enfriada
12. En el caso mostrado en las figuras 1 y 2 se consigue por fuera
del intercambiador de calor, por medio de una válvula de conmutación
25, la distribución del gas de escape sobre la zona enfriada 11 y/o
la zona no enfriada 12 (derivación 4) (no mostrado). En la caja
colectora 20 está integrada una chapa separadora 6. Esta está
asentada con un pie sobresaliente 13 sobre la última cresta de onda
16 que mira hacia la derivación 4 o sobre el paso de flujo adyacente
20 del inserto interno 5 para cerrar este paso de flujo 20. Al
menos este paso de flujo 20 deberá estar formado de manera discreta
para que se suprima la transmisión de calor de la zona enfriada 11
a la zona no enfriada 12 (derivación 4) por medio del aire
contenido en dicho paso. Los pasos de flujo restantes 20 formados
por el inserto interno 5 no tienen que estar en absoluto cerrados
lateralmente, es decir que no tienen que estar construidos en forma
discreta. La pared curvada 14 de la chapa separadora 6 mira hacia
dentro de la caja colectora 20 y está sólidamente soldada con dicha
caja colectora 20 en la zona de separación de los dos racores de
conexión 21a y 21b.
En la figura 2 se muestra una sección horizontal
a través del intercambiador de calor de la figura 1 con cajas
colectoras 20 y 22, cuya sección discurre exactamente en el plano de
la unión soldada entre dos placas 1 y 2 aplicadas una a otra con
sus protuberancias 80 y, por tanto, pasa por el canal de
refrigerante 10. Este canal 10 está enmarcado en todo su contorno
por la protuberancia periférica 80. Por este motivo, no se necesita
ninguna placa 90 de tubos ni ninguna carcasa envolvente para el
intercambiador de calor. El refrigerante es conducido por los
canales 10 a través de las acometidas 30 y 32. Circula
preferiblemente a contracorriente con el gas de escape que se ha de
enfriar. El posicionamiento de las acometidas 30, 32 ha de
entenderse también solamente a título de ejemplo. El
posicionamiento mostrado tiene la ventaja de que no se dificulta el
flujo de los gases de escape y de que no se tiene que recortar el
inserto interno 5, ya que las acometidas 30, 32 se encuentran por
fuera del camino de flujo de los gases de escape (véase también el
documento EP 992 756 B1). La zona enfriada 11 es recorrida
uniformemente por el refrigerante. En la caja colectora 20 se puede
ver la chapa separadora 6 con el pie 13 y la pared curvada 14. La
ventaja de este intercambiador de calor consiste en que se puede
fabricar después del ensamble de todas las partes en un proceso de
soldadura. No obstante, se tiene que montar para ello la válvula de
conmutación 25 por fuera del intercambiador de calor, por lo que el
racor de salida 21 del gas de escape está subdividido en dos racores
de salida 21a y 21b para ambas ramas, es decir, gas de escape
enfriado y gas de escape no enfriado. Para ilustrar la vía de flujo
del gas de escape se han dibujado unas flechas de flujo. Esta clase
de intercambiador de calor de gas de escape se utiliza de tal
manera que la válvula de conmutación 25 esté montada en el lado de
salida de gas de escape del intercambiador de calor.
En comparación con esto, en la figura 3, después
de la soldadura de aporte del intercambiador de calor, incluyendo
su caja colectora izquierda 22, se tiene que montar posteriormente,
por ejemplo soldar por vía autógena, la caja colectora derecha 20
con la válvula de conmutación 25 ya incorporada. En este caso, la
pared curvada 14 coopera con la válvula de conmutación 25 para
garantizar que no circule ningún gas de escape de la zona no
enfriada 12 a la zona enfriada 11, y viceversa. La ventaja de esta
solución es la configuración aún más compacta del sistema
"intercambiador de calor con válvula de conmutación 25 y
derivación 4".
En la figura 4 se puede ver una sección vertical
según IV-IV de la figura 3. Para conseguir un
enfriamiento óptimo de los gases de escape se han montado una placa
de techo 7 con una protuberancia periférica 81 y una placa de suelo
8 con una protuberancia periférica 81. Se originan así dos canales
adicionales 10 por los cuales puede circular un refrigerante. La
placa de techo 7 y la placa se suelo 8 se han conformado a partir de
chapas algo más gruesas para aumentar la estabilidad del
intercambiador de calor. En estas dos placas se forma también la
protuberancia periférica 81 con mayor anchura en el lado
longitudinal 85 del intercambiador de calor en el que se encuentra
la derivación 4, a fin de impedir que circule refrigerante alrededor
de la derivación 4. La placa de techo 7 y la placa de suelo 8
descansan directamente sobre los tubos planos 3 en la zona no
enfriada 12.
La figura 5 muestra también una sección en la
dirección transversal del intercambiador de calor, pero en un
ejemplo de realización modificado. Se han suprimido allí las placas
de techo 7 y de suelo 8. Se han previsto unas estampaciones 26.
Estas se encuentran en todas las placas 1, 2, ya que se trata aquí
también de placas idénticas 1, 2. Las estampaciones 26 sirven, por
un lado, para estabilizar los canales 10 y, por otro lado, para
aumentar la turbulencia del refrigerante. Las estampaciones 26
pueden estar configuradas en forma de tetones o a manera de
acanaladuras. Su número puede adaptarse también al tamaño y los
requisitos de estabilidad del intercambiador de calor.
En el caso de la propuesta de solución
alternativa de un intercambiador de calor que se muestra en las
figuras 9 y 10 y que está constituido por tubos planos 3 soldados
en una sola pieza y por una carcasa 101 que los envuelve, se
podrían prever también unas estampaciones 26 para reforzar los
canales 10 entre los tubos planos 3 y entre el tubo plano 3 y la
carcasa 101. Preferiblemente, las estampaciones 26 están presentes
en la zona enfriada 11.
En la figura 6 se puede apreciar una vista
frontal del lado frontal del intercambiador de calor sin chapa
separadora 6 y sin cajas colectoras 20, 22. El último canal de flujo
discreto 20, o sea, la cresta de onda 16 del inserto interno 5
antes de la derivación 4, está aquí aún abierto, ya que no está
todavía sentada ninguna chapa separadora 6.
En las figuras 7 y 8 se muestran sendas vistas
en perspectiva del lado frontal del intercambiador de calor, pero
sin cajas colectoras 20, 22. Debido al montaje de la chapa
separadora 6 con su pie sobresaliente 13 sobre la última cresta de
onda 16 se cierra ésta al menos casi herméticamente para el gas de
escape, con lo que existe así una separación térmica entre la zona
no enfriada 12 y la zona enfriada 11. Para ilustrar esto se
representa la chapa separadora 6 en forma seccionada en la figura
8.
Según la propuesta de solución alternativa ya
comentada de las figuras 9 y 10, están previstos tres tubos planos
3 apilados uno sobre otro con una carcasa 101 y con canales 10
situados entre medias para el refrigerante. También aquí se ha
enchufado nuevamente un inserto interno ondulado 5 en cada tubo
plano 3. El inserto interno 5 se extiende solamente sobre la zona
enfriada 11 del tubo plano 3. Para impedir que el refrigerante bañe
la zona no enfriada 12, compuesta de varias derivaciones
individuales 4, se ha conformado aquí la carcasa 101 de modo que
ésta descanse directamente sobre los tubos planos 3. Se ha
conformado un talón 106. Para lograr una separación adicional de
las zonas 11 y 12 son necesarias unas piezas insertas 102 o unos
dispositivos comparables que, colocados entre los tubos planos 3,
no impidan que el refrigerante circule alrededor de las distintas
derivaciones 4. Existe también la posibilidad de emplear una carcasa
101 no conformada y, en cambio, insertar también entre la carcasa
101 y los tubos planos exteriores 3 una chapa semejante a la pieza
inserta 102. La carcasa 101 podría estar realizada también en dos
partes. Esta presentaría entonces un costura de unión que
permitiría una unión, preferiblemente por medio de soldadura de
aporte. En los lados frontales del intercambiador de calor están
asentadas unas placas 90 de tubos y unas cajas colectoras 20, 22
para el gas de escape. No se muestran ambos detalles, pero éstos
son necesarios para que funcione el intercambiador de calor. Como
es sabido, las placas 90 de tubos presentan aberturas
correspondientes al perímetro de los tubos planos 3, con el borde
de las cuales están unidos herméticamente los extremos de los tubos
planos 3. Se asegura así el flujo del gas desde la caja colectora
20 ó 22 a los tubos planos 3 y al mismo tiempo se garantiza la
separación con respecto a los canales 10 para al refrigerante. El
perímetro de las placas 90 de tubos está unido con la carcasa 101.
Es necesaria una chapa separadora 6 en una de las cajas colectoras
20, 22 para separar también el gas de escape enfriado del no
enfriado en la caja colectora 20, 22. Se pueden emplear nuevamente
ambas variantes, sea con válvula de conmutación 25 integrada en la
caja colectora 20, 22 o sea con dos racores de salida 21a y 21b. La
chapa separadora 6 tiene que estar configurada entonces de manera
correspondiente.
En la figura 10 se muestra una vista en
perspectiva. Con 105 se ha designado uno de los racores de entrada
o de salida para el refrigerante. Los racores de entrada y salida
105 para el refrigerante pueden estar montados lateralmente, como
se muestra, o bien por arriba y/o por abajo en la carcasa 101.
No se muestran, pero son convenientes de
conformidad con el tamaño del intercambiador de calor, unas
estampaciones 26 que distancian los tubos planos 3. Tales
estampaciones 26 se muestran en la figura 5 (véase más arriba). Se
pueden transferir también a tubos planos 3 configurados de otra
manera. Las estampaciones 26 están presentes preferiblemente en la
zona enfriada 11. Como alternativa, en lugar de estampaciones 26
pueden utilizarse también listones distanciadores, semejantes a las
piezas insertas 102, entre cada dos tubos planos 3 y entre un tubo
plano 3 y la carcasa 101.
Otra alternativa no mostrada en tubos planos 3
de una sola pieza es la posibilidad de configurar en los propios
tubos planos 3, en lugar de una pieza inserta 102, una protuberancia
110 que se extienda por toda la longitud de los tubos planos 3 en
el lado longitudinal 85. Esta protuberancia 110 sirve, en primer
lugar, para separar la zona no enfriada 12 de la zona enfriada 11.
Las placas 90 de tubos en los lados frontales del intercambiador de
calor tienen que presentar entonces unas partes recortadas
correspondientes para poder alojar los tubos planos 3. Además,
estos tubos planos 3 pueden presentar aún unas estampaciones 26.
Tanto la protuberancia 110 como las estampaciones 26 pueden estar
presentes en ambos lados planos, por arriba y por abajo, de los
tubos planos 3, y así resulta superfluo también el talón 106 en la
carcasa 101, ya que su función es asumida ahora por la
protuberancia 110. Al igual que en todos los ejemplos de realización
anteriores, se enchufa también aquí en la zona enfriada 11 de cada
tubo plano 3 un inserto interno ondulado 5 y se prevé una chapa
separadora 6 en las cajas colectoras 20, 22. Se pueden emplear
nuevamente ambas variantes, sea con válvula de conmutación 25
integrada en la caja colectora 20, 22 o sea con dos racores de
salida 21a y 21b. La chapa separadora 6 tiene que estar configurada
entonces de manera correspondiente.
Los ejemplos de realización mostrados y
descritos ilustran intercambiadores de calor con solamente una pila
de tubos planos 3, constituida por dos o tres tubos planos 3. Como
ya se ha expuesto anteriormente, se adapta convenientemente el
número de tubos planos 3 por cada pila. Además, existen ejemplos de
realización no mostrados que poseen varias pilas de tubos planos 3.
En tales casos, puede ser conveniente formar la derivación 4 en al
menos la mayoría de los tubos planos 3 de una única pila. Existe
entonces la posibilidad de ampliar la sección transversal de la
derivación 4 en comparación con las realizaciones mostradas.
Claims (16)
1. Intercambiador de calor constituido por tubos
planos (3) que están dispuestos uno respecto de otro de manera que
forman canales (10), en el cual circula por los tubos planos (3),
por ejemplo, un gas, tal como gas de escape o aire de alimentación,
y éste es enfriado entonces por medio de un refrigerante que circula
por los canales (10) formados entre los tubos planos (3), y el cual
presenta una derivación (4) por la que puede circular el gas
sustancialmente sin ser enfriado, caracterizado porque al
menos algunos de los tubos planos (3) presentan una zona enfriada
(11) y una zona no enfriada (12), estando formada la al menos una
derivación (4) en la zona no enfriada (12) y encontrándose en la
zona enfriada (11) al menos un canal (10) entre cada dos tubos
planos (3).
2. Intercambiador de calor según la
reivindicación 1, caracterizado porque todos los tubos
planos (3) están construidos preferiblemente en una sola pieza y
están dispuestos uno sobre otro, dejando espacios intermedios que
forman los canales (10), y están rodeados por una carcasa (101) que
envuelve los tubos planos (3).
3. Intercambiador de calor según la
reivindicación 1, caracterizado porque cada tubo plano (3)
está constituido por dos placas conformadas (1, 2), habiéndose
definido los canales (10) y la al menos una derivación (4) por
efecto de la conformación de las placas (1, 2) y no estando presente
ninguna carcasa (101) que envuelva los tubos planos (3).
4. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque están presentes
unas cajas colectoras de entrada y de salida (20, 22) para el
gas.
5. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los tubos
planos (3) presentan un inserto interno (5) en la zona enfriada
(11).
6. Intercambiador de calor según la
reivindicación 5, caracterizado porque el inserto interno (5)
es una chapa ondulada cuyas ondulaciones forman preferiblemente
pasos de flujo discretos (16) para el gas.
7. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 5 ó 6 anteriores, caracterizado porque la
separación entre la derivación (4) y la zona enfriada (11) se
efectúa por medio del inserto interno introducido (5) y por medio
de una chapa separadora (6) que está dispuesta en la caja colectora
de entrada o de
salida (20, 22).
salida (20, 22).
8. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 5 a 7 anteriores, caracterizado porque al
menos el paso de flujo (20, 16) del inserto interno (5) adyacente a
la derivación (4) no es sustancialmente recorrido por el gas y, por
tanto, suprime la transmisión de calor entre las zonas (11) y
(12).
9. Intercambiador de calor según al menos las
reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque las placas
conformadas (1, 2) presentan una protuberancia periférica (80)
mediante la cual cada dos placas adyacentes (1, 2) están unidas una
con otra, estando formado dentro de la protuberancia periférica (80)
un respectivo canal (10) para el refrigerante, preferiblemente para
líquido.
10. Intercambiador de calor según la
reivindicación 9, caracterizado porque la protuberancia
periférica (80) es más ancha en el lado longitudinal (85) - que
incluye la zona no enfriada (11) y la derivación (4) - que en los
tres lados restantes del intercambiador de calor.
11. Intercambiador de calor según la
reivindicación 2, caracterizado porque los tubos planos (3)
presentan unas estampaciones (26) en algunos sitios para distanciar
dichos tubos planos (3).
12. Intercambiador de calor según la
reivindicación 3, caracterizado porque las placas (1, 2)
presentan unas estampaciones (26) para reforzar los canales
(10).
13. Intercambiador de calor según las
reivindicaciones 1, 2 y 11, caracterizado porque la zona
enfriada (11) está separada de la zona (12) que presenta la
derivación (4) debido a que los canales (10) tienen piezas insertas
(102) que se extienden entre los tubos planos (3).
14. Intercambiador de calor según las
reivindicaciones 1, 2 y 11, caracterizado porque la zona
enfriada (11) está separada de la zona (12) que presenta la
derivación (4) debido a que los tubos planos (3) tienen allí una
protuberancia (110) que se extiende por toda la longitud de dichos
tubos planos (3).
15. Intercambiador de calor según las
reivindicaciones 1, 2, 11, 13 y 14, caracterizado porque una
placa (90) de tubos cierra herméticamente los canales de
refrigerante (10) en las cajas colectoras de salida y de entrada
(20, 22) del gas.
16. Intercambiador de calor según la
reivindicación 7, caracterizado porque la chapa separadora
(6) es parte integrante de la caja colectora.
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