ES2283734T3 - Intercambiador de calor para vehiculos. - Google Patents
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Abstract
Un intercambiador de calor para vehículos, incluyendo una entrada y salida para el aire a calentar, así como una entrada y salida para el fluido líquido que transmite su calor al aire para elevar su temperatura, caracterizado porque incluye - un bastidor de material moldeado que incluye una amplia cámara interior (11) que comunica con el exterior a través de al menos una boca lateral ancha y los dos conductos de extremo incluyendo la entrada de aire (2) y la salida (2''), incluyendo también esta cámara algunas extensiones incluyendo un soporte de fijación (3, 3''); - un cuerpo de radiador metálico independiente (10) que se aloja dentro de la cámara interior (11) a través de la boca lateral ancha del bastidor (1), incluyendo dicho cuerpo de radiador (10) el conducto de entrada de fluido líquido (12) y conducto de salida de fluido líquido (12''); - al menos una cubierta hermética (4) fijada herméticamente, que funciona como un soporte del conjunto con la introducción de una junta estanca elástica (8'') en el borde perimétrico de la boca de dicho bastidor (1).
Description
Intercambiador de calor para vehículos.
La invención consiste en un intercambiador de
calor para vehículos, que se usa esencialmente para elevar la
temperatura del aire introducido en el motor, ante todo en momentos
específicos cuando los requisitos técnicos requieren aire más
caliente.
Otro uso podría ser reducir la temperatura del
aire que entra desde el turbocompresor.
Estos intercambiadores utilizan normalmente el
refrigerante propiamente dicho como el fluido que tiene calor, dado
que la variación o el aumento de temperatura se efectuará a algunos
valores no superiores a la temperatura operativa del motor.
Más específicamente, esta necesidad técnica de
elevar en ciertos momentos la temperatura del aire de entrada está
relacionada con el uso de filtros de partículas para el escape, ante
todo en motores diesel turboalimentados. Con este aumento de
temperatura del aire de entrada, la temperatura de combustión
necesaria para regenerar los filtros de partículas se eleva así a
menudo.
Algunos intercambiadores de calor para vehículos
consisten en un cuerpo hueco con una forma cilíndrica que tiene
algunos materiales metálicos en toda su estructura.
Este cuerpo de forma cilíndrica es cruzado
longitudinalmente por varios tubos para el paso de aire entre los
que se hace recircular el líquido que tiene calor.
Este tipo de tubo intercambiador se caracteriza
porque la superficie de intercambio de aire-pared es
notablemente idéntica a la superficie de intercambio
pared-líquido, por esa razón es especialmente
adecuado para llevar a la práctica un intercambio térmico entre
fluidos de la misma naturaleza, por ejemplo, entre dos líquidos.
El intercambiador de calor para vehículos que
constituye el objeto de la invención se caracteriza porque incluye
un bastidor de plástico moldeado que incluye en un solo cuerpo los
conductos de entrada y salida de aire situados en extremos opuestos.
Este bastidor también incluye los soportes de fijación.
A su vez, el bastidor se caracteriza porque
tiene una boca ancha que permite el montaje y el acoplamiento de
elementos interiores en su interior, tales como un cuerpo de
radiador que incluye varios conductos planos que permiten la
circulación de un fluido líquido de la entrada a la salida, ambos
formando parte del cuerpo de radiador.
Además, este cuerpo de radiador se caracteriza
porque incluye una multiplicidad de aletas de refrigeración del tipo
de panel, que definen pasos longitudinales de aire que favorecen la
circulación de aire que entra a través del conducto de entrada y
sale a través del conducto de salida quitando calor del conjunto de
cuerpo de enfriamiento que está situado dentro del bastidor, al
mismo tiempo que dicho cuerpo de enfriamiento tiene una estructura
esencialmente de metal. Con esta disposición la superficie de
intercambio de aire-pared se incrementa en tal
forma que la relación entre esta superficie de intercambio de
líquido-pared esté en una proporción superior a
2:1.
A su vez, la boca de este bastidor está cerrada
por medio de una cubierta de metal que está fijada por medio de un
tipo de remache perimétrico, después de la introducción de una junta
estanca elástica.
Esta cubierta constituye un elemento para
sujetar el conjunto de cuerpo de radiador y es integral con él.
Por otra parte, la parte inferior del bastidor
enfrente del espacio ocupado por la boca podría constituir
opcionalmente dicha parte inferior, un elemento independiente, en
otros términos, una segunda cubierta que acoplaría con el bastidor
de forma análoga a la primera.
Con esta disposición, se incrementa el
rendimiento de intercambio entre el aire y el elemento líquido, tal
como por ejemplo agua, dado que estos elementos tienen una
transmitancia térmica fluido-pared muy diferente,
razón por la que es conveniente aumentar la superficie de contacto
del aire con la pared de intercambio con el fin de compensar su
coeficiente de transmisión térmica más bajo. Esto se logra añadiendo
la superficie secundaria formada por las aletas soldadas a las hojas
que forman los pasos de líquido.
La parte inferior del bastidor incluye algunos
nervios de refuerzo con el fin de evitar la deformación o rotura
debido a presión.
En términos del rango de temperatura operativa,
el bastidor podría hacerse de otros materiales, por ejemplo
aluminio, aunque el plástico es el material más aconsejable, dado
que es económico con una transmitancia térmica baja al mismo tiempo
que es un buen aislante, que evita que el calor escape, lo que
reducirá el calentamiento de aire, la principal finalidad de este
intercambio de la invención.
Con este nuevo intercambiador se obtiene un
rendimiento notable, se calienta rápidamente el aire dentro del
compartimiento del bastidor donde se encuentra el conjunto de
estructura metálica de cuerpo de radiador.
Igualmente, este tipo de intercambiador puede
ser usado para enfriar aire que entra desde el turbocompresor antes
de entrar en los cilindros del motor.
A continuación, con el fin de ofrecer una mejor
comprensión de esta memoria descriptiva y que forma parte integral
de la misma, se ofrecen algunas figuras en las que el objeto de la
invención se representa de manera ilustrativa y no restrictiva.
La figura 1 representa una vista en perspectiva
de un intercambiador de calor para vehículos que constituye el
objeto de la invención.
La figura 2 representa una vista en sección en
planta del intercambiador.
La figura 3 representa una vista en alzado del
intercambiador con una sección parcial.
La figura 4 representa una vista en planta
inferior del intercambiador de la invención.
A continuación se describe una realización de la
invención tomando en cuenta la numeración utilizada en las
figuras.
Incluye un bastidor de plástico moldeado (1),
que tiene en un solo cuerpo el conducto de aire de entrada y el
conducto de salida (2, 2') y los soportes de fijación (3, 3'). Dicho
bastidor (1) está abierto en uno de sus lados por medio de una boca
ancha para el montaje de los elementos interiores, con la
particularidad de que tiene las aletas de enfriamiento (6) que
constituyen el panel transversal, estando dispuestos los pasos de
aire longitudinalmente con el fin de favorecer la circulación de
dicho aire que sigue el recorrido de estos pasos de aire.
De forma análoga a los radiadores
convencionales, dichas aletas están dispuestas entre las diferentes
hojas (7) constituyendo conductos planos, donde circulará el
fluido.
Estas aletas, juntamente con las hojas (7),
constituyen un conjunto de cuerpo de radiador (10) que está montado
en la cámara interior (11) del bastidor (1). Este cuerpo de radiador
(10) también incluye un conducto de entrada (12) para agua u otro
fluido líquido y otro conducto de salida (12') para este fluido
líquido. Igualmente, el líquido podría circular en la dirección
inversa si fuese conveniente para su montaje en el vehículo.
Con esta disposición se aumenta el rendimiento
de intercambio aire-agua, dado que son elementos con
diferente transmitancia térmica (bastidor y cuerpo de radiador), por
esa razón, es conveniente aumentar la superficie de intercambio.
Otra característica de la invención es que la
hoja (4) funciona como un soporte del conjunto de radiador dentro
del bastidor y a su vez funciona como una cubierta del depósito o
bastidor (1), fijándose él por medio de un tipo de remache o
plegado (8) que fija un saliente perimétrico (13) que limita dicha
boca del bastidor, logrando una junta estanca con el bastidor por
introducción de una junta estanca elástica (8').
Aunque la realización preferida solamente
proporciona una cubierta de metal (4), se podría hacer opcionalmente
con dos cubiertas, en cuyo caso la segunda se dispondría en
sustitución de la parte inferior (5) del depósito o bastidor
(1).
Con respecto a dicha parte inferior (5), se
deberá señalar la existencia de algunos nervios de refuerzo (9) con
el fin de evitar su deformación o rotura debido a presión.
Con el fin de soportar mejor la presión del
líquido, es conveniente, pero no esencial, tener una hoja final (7')
que a su vez funciona como protección para las aletas de
extremo.
En términos del rango de temperatura operativa,
el bastidor (1) se podría hacer de otros materiales, por ejemplo,
aluminio, aunque el plástico es el más aconsejable, dado que es
económico y tiene una transmitancia térmica baja, que evitará que
escape calor al exterior, lo que reduciría el calentamiento de aire,
la principal finalidad de este intercambiador de la invención.
Claims (9)
1. Un intercambiador de calor para vehículos,
incluyendo una entrada y salida para el aire a calentar, así como
una entrada y salida para el fluido líquido que transmite su calor
al aire para elevar su temperatura, caracterizado porque
incluye
- -
- un bastidor de material moldeado que incluye una amplia cámara interior (11) que comunica con el exterior a través de al menos una boca lateral ancha y los dos conductos de extremo incluyendo la entrada de aire (2) y la salida (2'), incluyendo también esta cámara algunas extensiones incluyendo un soporte de fijación (3, 3');
- -
- un cuerpo de radiador metálico independiente (10) que se aloja dentro de la cámara interior (11) a través de la boca lateral ancha del bastidor (1), incluyendo dicho cuerpo de radiador (10) el conducto de entrada de fluido líquido (12) y conducto de salida de fluido líquido (12');
- -
- al menos una cubierta hermética (4) fijada herméticamente, que funciona como un soporte del conjunto con la introducción de una junta estanca elástica (8') en el borde perimétrico de la boca de dicho bastidor (1).
2. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de
radiador (10) incluye aletas de refrigeración del tipo de panel (6)
situadas entre los elementos en forma de hoja (7, 7') de este tipo
de radiador (10), constituyendo los elementos en forma de hoja los
pasos para fluido entre la entrada de fluido (12) y la salida de
fluido (12').
3. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación 2, caracterizado porque las aletas de
enfriamiento (6) definen pasos de aire en la dirección en que el
aire circula desde la entrada (2) a la salida (2'), que forman parte
del bastidor (1).
4. Un intercambiador de calor para vehículos,
según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque la cubierta hermética (4) se define por
un elemento metálico integral con el conjunto de cuerpo de radiador
(10).
5. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación 1, caracterizado porque la cubierta
metálica (4) está fijada a la boca del bastidor (1) por medio de un
pliegue perimétrico (8) que fija un saliente perimétrico (13) que
limita la boca del bastidor (1) con la introducción de una junta
estanca (8').
6. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación 1, caracterizado porque el bastidor
exterior (1) incluye los soportes de sujeción (3, 3'), todos los
cuales están moldeados en una sola pieza.
7. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de
radiador (10) incluye aletas de enfriamiento (6) situadas entre los
elementos en forma de hoja (7, 7') de este tipo de radiador (10),
incrementando la superficie de intercambio de
aire-pared de tal forma que la relación entre esta
superficie y la superficie de intercambio de
líquido-pared esté en una proporción superior a
2:1.
8. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación 7, caracterizado porque se instala y
usa para calentar aire de admisión de un motor provisto de un filtro
de partículas.
9. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación 1, caracterizado porque la hoja (4)
funciona como un soporte del conjunto de radiador dentro del
bastidor (1), al mismo tiempo que funciona como una cubierta del
depósito o bastidor (1).
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