ES2323919B1 - Intercambiador de calor de placas apiladas y su correspondiente procedimiento de fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Intercambiador de calor de placas apiladas y su
correspondiente procedimiento de fabricación.
Comprende una pluralidad de placas apiladas (2)
entre las cuales circulan el fluido a refrigerar y el fluido
refrigerante entre dos circuitos independientes definidos por
dichas placas (2), en capas alternadas, una carcasa provista de
unas placas de soporte superior (3) e inferior (4), extendiéndose
ambas placas de soporte (3, 4) lateralmente para encerrar el
conjunto de placas apiladas (2), y medios de sujeción (6, 7)
destinados a mantener ensamblado el intercambiador (1) durante su
soldadura en horno. Se caracteriza por el hecho de que dichos
medios de sujeción (6, 7) están integrados en una sola pieza con al
menos una de las placas de soporte (3, 4).
Se obtiene una reducción del tiempo y de los
costes de producción del intercambiador.
Description
Intercambiador de calor de placas apiladas y su
correspondiente procedimiento de fabricación.
La presente invención se refiere a un
intercambiador de calor de placas apiladas y a su correspondiente
procedimiento de fabricación.
La invención se aplica especialmente a todo tipo
de intercambiadores de calor dentro del ámbito del motor,
especialmente se aplica a intercambiadores de recirculación de gases
de escape de un motor (Exhaust Gas Recirculation Coolers o
EGRC).
Un intercambiador de calor de placas apiladas
consta de una serie de placas que constituyen las superficies de
intercambio de calor, de manera que los gases de escape y el
refrigerante circulan entre dos placas, en capas alternadas,
constituyendo dos circuitos diferentes.
Para mejorar el intercambio de calor de placas
apiladas, así como la resistencia mecánica del intercambiador, las
placas puede tener corrugaciones y/o medios perturbadores del gas,
tales como aletas, dispuestas entre las placas que conducen el gas
a refrigerar. Las corrugaciones ayudan a guiar el fluido
refrigerante de modo que se extienda apropiadamente en la totalidad
del primer circuito, favoreciendo así el intercambio de calor y
mejorando la resistencia mecánica por presión de este circuito.
En los intercambiadores de calor de placas
apiladas es necesario cerrar los dos circuitos. Usualmente, para la
unión de las placas se emplea soldadura en horno.
El proceso de soldadura en horno es capaz de
absorber espacios entre uniones de alrededor de 0.15 a 0.2 mm
dependiendo de la tecnología utilizada. Dichos espacios se originan
durante el proceso de ensamblado de diferentes componentes, siendo
necesario después ensamblar todos los componentes entre sí.
Por tanto, para obtener un proceso de soldadura
en horno correcto es necesario asegurar que todos los componentes
estén en contacto durante el proceso de soldadura en horno.
Usualmente, este proceso se lleva a cabo mediante una herramienta
adecuada a modo de prensa, fabricada de acero inoxidable.
El uso de este tipo de herramientas para ayudar
a mantener los componentes en contacto durante la soldadura en
horno implica una inversión sin valor añadido, ya que solo permite
controlar un proceso particular de fabricación y a menudo con un
alto coste mantenimiento. Además, se producen piezas a desechar
cuando el diseño de estas herramientas es crítico.
La utilización de este tipo de herramientas
implica una serie de inconvenientes:
- -
- Incremento del peso del intercambiador dentro del horno, lo cual implica un incremento del coste de calentamiento sin valor añadido al calentarse también la herramienta que sujeta el intercambiador.
- -
- Incremento del coste de cada intercambiador. Los importantes requerimientos de geometría del intercambiador se deben incluir en el diseño de la citada herramienta de soldadura en horno, y por supuesto se incrementa el coste de esta última.
- -
- Reducción de la productividad de las líneas de fabricación debido al incremento de las dimensiones del intercambiador, reduciéndose la capacidad total del horno por cada hornada.
El objetivo del intercambiador de calor de
placas apiladas de la presente invención es solventar los
inconvenientes que presentan los intercambiadores de placas
apiladas conocidos en la técnica, proporcionando un intercambiador
de placas apiladas con un coste de fabricación menor.
El intercambiador de calor de placas apiladas,
objeto de la presente invención, es del tipo que comprende una
pluralidad de placas apiladas entre las cuales circulan el fluido a
refrigerar y el fluido refrigerante entre dos circuitos
independientes definidos por dichas placas, en capas alternadas, una
carcasa provista de unas placas de soporte superior e inferior,
extendiéndose ambas placas de soporte lateralmente para encerrar el
conjunto de placas apiladas, y medios de sujeción destinados a
mantener ensamblado el intercambiador durante su soldadura en
horno, y se caracteriza por el hecho de que dichos medios de
sujeción están integrados en una sola pieza con al menos una de las
placas de soporte.
De este modo, se consigue eliminar las
herramientas que ayudan a sostener el conjunto ensamblado durante la
soldadura en horno, gracias a que el propio intercambiador
comprende medios de sujeción integrados en el mismo. También cabe
destacar que no es necesario extraer dichos medios de sujeción una
vez el conjunto ha sido soldado en horno. Por tanto, se reducen
notablemente el tiempo y los costes de producción.
De acuerdo con una realización de la presente
invención, los medios de sujeción comprenden al menos una pestaña
integrada en una de las paredes laterales de cada placa de soporte,
de modo que la al menos una pestaña está curvada para encajar sobre
la placa de soporte contraria.
De acuerdo con otra realización de la presente
invención, los medios de sujeción comprenden un labio integrado en
una de las paredes laterales de cada placa de soporte, cuya longitud
es sensiblemente coincidente con la de las placas de soporte, de
modo que el labio está curvado para encajar sobre la placa de
soporte contraria.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, el procedimiento de fabricación aplicado al
intercambiador de placas apiladas de la invención, se caracteriza
por el hecho de que consiste en realizar las siguientes etapas:
- a)
- montar el conjunto de placas apiladas y encerrarlo mediante las correspondientes placas de soporte superior e inferior, a modo de carcasa, estando dichas placas provistas de sus correspondientes medios de sujeción;
- b)
- curvar adecuadamente los medios de sujeción de cada placa de soporte para encajarlo sobre la placa de soporte contraria, manteniendo así el conjunto hasta el momento ensamblado;
- c)
- colocar el resto de componentes del intercambiador, tales como bridas de conexión con la línea de recirculación en cada extremo de la carcasa, conductos de conexión con el circuito del líquido refrigerante, entre otros; y
- d)
- soldar en horno el intercambiador totalmente ensamblado.
La etapa de curvado del reborde de sujeción
permite una buena adaptabilidad a las diferentes tolerancias
requeridas en cada intercambiador, por lo que no es necesario
fabricar unos medios de sujeción a medida para cada
intercambiador.
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 dos casos prácticos de realizaciones del intercambiador
de placas apiladas de la invención, en los cuales:
la figura 1 es una vista en sección transversal
de las dos placas de soporte ensambladas, antes del proceso de
curvado de sus respectivos medios de sujeción;
la figura 2 es una vista en alzado frontal del
intercambiador ensamblado;
la figura 3 es una vista en alzado del
intercambiador de la invención, mostrando los medios de sujeción
según una primera realización de la invención; y
la figura 4 es una vista en alzado del
intercambiador de la invención, mostrando los medios de sujeción
según una segunda realización de la invención.
Haciendo referencia a la figura 2, el
intercambiador de calor 1 de tipo EGR comprende una pluralidad de
placas apiladas 2 entre las cuales circulan el fluido a refrigerar
y el fluido refrigerante entre dos circuitos independientes
definidos por dichas placas 2, en capas alternadas; una carcasa
provista de unas placas de soporte superior 3 e inferior 4,
extendiéndose ambas placas de soporte 3,4 lateralmente para encerrar
el conjunto de placas apiladas 2; una entrada y una salida del
líquido refrigerante (no representadas); una entrada y una salida
del gas a refrigerar (no representadas); y bridas de conexión de la
entrada 5 y salida del gas con la línea de recirculación.
Tal como puede observarse en las figuras 1 y 2,
el intercambiador de calor también incluye medios de sujeción 6,7
destinados a mantener ensamblado el intercambiador durante su
soldadura en horno. Dichos medios de sujeción 6,7 están integrados
en una sola pieza con las placas de soporte 3,4.
En la figura 1 se muestra las placas de soporte
3,4 antes del proceso de curvado de sus medios de sujeción,
mientras que en la figura 2 puede apreciarse dichas placas 3,4
después del citado proceso de curvado.
En la figura 3 se muestra una primera
realización de los medios de sujeción, en la que dichos medios de
sujeción de cada placa de soporte 4 comprenden una serie de
pestañas 6 susceptibles de abrazar la placa de soporte contraria 3,
y viceversa. En este ejemplo se utilizan tres pestañas 6 en cada
placa de soporte 3,4.
En la figura 4 se muestra una segunda
realización de los medios de sujeción, en la que dichos medios de
sujeción de cada placa de soporte 4 comprenden un labio 7,
susceptible de abrazar la placa de soporte contraria 3, y
viceversa. En este ejemplo la longitud del labio 7 es sensiblemente
coincidente con la de las placas de soporte 3,4.
El procedimiento de fabricación del
intercambiador de placas apiladas consiste en realizar las
siguientes etapas:
En primer lugar, se procede a montar el conjunto
de placas apiladas 2 y encerrarlo mediante las correspondientes
placas de soporte superior 3 e inferior 4, a modo de carcasa. A
continuación, se procede a curvar adecuadamente las pestañas 6 o
bien los labios 7 de sujeción de cada placa de soporte 3,4 para
encajarlo sobre la placa de soporte contraria, manteniendo así el
conjunto hasta el momento ensamblado.
Seguidamente, se coloca el resto de componentes
del intercambiador, tales como bridas de conexión 5 con la línea de
recirculación en cada extremo de la carcasa, conductos de conexión
con el circuito del líquido refrigerante, entre otros; y
finalmente, se procede a soldar en horno el intercambiador 1
totalmente ensamblado.
Claims (4)
1. Intercambiador de calor (1) de placas
apiladas, que comprende una pluralidad de placas apiladas (2) entre
las cuales circulan el fluido a refrigerar y el fluido refrigerante
entre dos circuitos independientes definidos por dichas placas (2),
en capas alternadas, una carcasa provista de unas placas de soporte
superior (3) e inferior (4), extendiéndose ambas placas de soporte
(3,4) lateralmente para encerrar el conjunto de placas apiladas
(2), y medios de sujeción (6,7) destinados a mantener ensamblado el
intercambiador (1) durante su soldadura en horno,
caracterizado por el hecho de que dichos medios de sujeción
(6,7) están integrados en una sola pieza con al menos una de las
placas de soporte (3,4).
2. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que los medios de sujeción
comprenden al menos una pestaña (6) integrada en una de las paredes
laterales de cada placa de soporte (3,4), de modo que la al menos
una pestaña (6) está curvada para encajar sobre la placa de soporte
contraria.
3. Intercambiador (1), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que los medios de sujeción
comprenden un labio (7) integrado en una de las paredes laterales de
cada placa de soporte (3,4), cuya longitud es sensiblemente
coincidente con la de las placas de soporte (3,4), de modo que el
labio (7) está curvado para encajar sobre la placa de soporte
contraria.
4. Procedimiento de fabricación aplicado al
intercambiador de placas apiladas, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que
consiste en realizar las siguientes etapas:
- a)
- montar el conjunto de placas apiladas (2) y encerrarlo mediante las correspondientes placas de soporte superior (3) e inferior (4), a modo de carcasa, estando dichas placas (3,4) provistas de sus correspondientes medios de sujeción (6,7);
- b)
- curvar adecuadamente los medios de sujeción (6,7) de cada placa de soporte (3,4) para encajarlo sobre la placa de soporte contraria, manteniendo así el conjunto hasta el momento ensamblado;
- c)
- colocar el resto de componentes del intercambiador, tales como bridas de conexión (5) con la línea de recirculación en cada extremo de la carcasa, conductos de conexión con el circuito del líquido refrigerante, entre otros; y
- d)
- soldar en horno el intercambiador (1) totalmente ensamblado.
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| ES200602740A ES2323919B1 (es) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | Intercambiador de calor de placas apiladas y su correspondiente procedimiento de fabricacion. |
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2006
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