ES2352308T3 - Dispositivo de refrigeración de gas de escape para una máquina de combustión interna. - Google Patents

Dispositivo de refrigeración de gas de escape para una máquina de combustión interna. Download PDF

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Abstract

Dispositivo de refrigeración de gas de escape (1) para una máquina de combustión interna que presenta una carcasa (2) con una entrada para gas de escape (3), una salida para gas de escape (4), un dispositivo de válvula (5) y una unidad de intercambio de calor (6) en forma de "U" con un recorrido de entrada (7) y un recorrido de retorno (8), en el que el dispositivo de válvula (5) está conformado como una válvula abatible alojada de modo central, de tal manera que dependiendo de la posición de la válvula abatible se puede unir la entrada de gas de escape con el recorrido de entrada o con el recorrido de retorno, caracterizado porque la carcasa (2) presenta en la parte abierta del intercambiador de calor (6) en forma de un primer (9), un segundo (10) y un tercer espacio (11), en el que el primer espacio (9) de la entrada de gas de escape (3) se une de modo fluido con el segundo espacio (10) y el tercer espacio (11) une el segundo espacio (10) de modo fluido con la salida de gas de escape (4), en el que en el segundo espacio (10) el dispositivo de válvula (5) está dispuesto de tal manera que el segundo espacio (10) se puede dividir en dos espacios parciales (17; 18), estando unido el primero (17) de modo fluido con el recorrido de entrada (7) y el segundo (18) de modo fluido con el recorrido de retorno (8), estando en unión activa una tapa (23) con superficies laterales (21, 22) en forma de círculo parcial que se introducen en el segundo espacio (10), que están conformadas en la prolongación de las disposiciones espaciales del primer y del tercer espacio (9, 11), estando previsto un canal de bypass (20) que rodea la unida de intercambio de calor (20) en la tapa (23).

Description

La invención se refiere a un dispositivo de refrigeración de gas de escape para una máquina de combustión interna, que presenta una carcasa con una entrada para gas de escape, una salida para gas de escape, un dispositivo de válvula y una unidad de intercambio de calor en forma de “U” con un recorrido de entrada y un recorrido de retorno, en el que el dispositivo de válvula está conformado como una válvula abatible alojada de modo central, de tal manera que dependiendo de la posición de la válvula abatible se puede unir la entrada de gas de escape con el recorrido de entrada o con el recorrido de retorno.
Un dispositivo de refrigeración de gas de escape de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento DE 01 2004 019 554 A1. En la forma de realización mostrada se lleva el gas de escape que originariamente está caliente en un denominado intercambiador de calor en forma de “U”, presentando el intercambiador de calor nervios que discurren en la dirección de la corriente, que han de garantizar una transición de calor mejorada entre el gas de escape y el medio de refrigeración. Durante el flujo de este intercambiador de calor tiene lugar a medida que aumenta la reducción de la temperatura del gas de escape una deposición de hollín o una creación de hollín del intercambiador de calor, que impide el flujo. Esta deposición de hollín aparece, en particular, en el recorrido de retorno del intercambiador de calor en forma de “U”, ya que aquí el gas de escape ya ha sido refrigerado fuertemente. Para con una deposición de hollín reducida conseguir una mejor transición de calor se conoce, de otros derechos protegidos, por ejemplo del documento DE 20 2006 009 464 U1, el hecho de seleccionar una disposición de nervios y/o una forma de nervios especial. Todos estos esfuerzos, sin embargo, no podrían evitar fundamentalmente una deposición de hollín vista a lo largo de la vida útil.
Del documento FR 2 891 590 se conoce un dispositivo de refrigeración de gas de escape según el preámbulo. El dispositivo de válvula, en este caso, está conformado de tal manera que la entrada de gas de escape, dependiendo de la posición de la válvula abatible, está unida de modo fluido con el recorrido de entrada o con el recorrido de retorno del intercambiador de calor. La salida de gas de escape se une en este caso con el otro recorrido del intercambiador de calor. También es posible unir directamente la entrada de gas de escape con la salida de gas de escape, haciéndose posible también el flujo a través del intercambiador de calor. Como consecuencia de ello, sin embargo, no es posible una función de bypass auténtica, es decir, no es posible una desviación completa del intercambiador de calor.
Debido a ello, el objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo de refrigeración de gas de escape con el coste de fabricación y de coste más reducido posible reduzca todavía más la deposición de hollín en la unidad de intercambio de calor, y ofrezca la posibilidad de conformar un bypass completo cerrado respecto a la guía del canal de la unidad de intercambio de calor.
Este objetivo se consigue gracias al hecho de que la carcasa prevea en el lado abierto del intercambiador de calor en forma de “U” un primer, segundo y tercer espacio, uniendo el primer espacio la entrada de gas de escape de modo fluido con el segundo espacio, y uniendo el tercer espacio el segundo espacio de modo fluido con la salida de gas de escape, estando dispuesto en el segundo espacio el dispositivo de válvula de tal manera que el segundo espacio se puede dividir en dos espacios parciales, estando unido el primero de modo fluido con el recorrido de entrada, y estando unido el segundo de modo fluido con el recorrido de retorno, estando puesta una tapa en unión activa con las superficies laterales en forma de círculo parcial que penetran en el segundo espacio, que están conformadas en la prolongación de las disposiciones espaciales del primer y del tercer espacio, previéndose en la tapa un canal de bypass que rodea la unidad de intercambio de calor. De este modo se crea un dispositivo de refrigeración de gas de escape en el que por medio de un accionamiento sencillo del dispositivo de ventilación se puede modificar a corto plazo la dirección de flujo del intercambiador de calor en forma de “U”, y con ello la parte “fría” del intercambiador de calor, es decir, el recorrido de retorno, se puede admitir con gas de escape caliente, y con ello se puede limpiar.
El dispositivo de válvula está conformado como una válvula abatible céntrica, estando en unión activa una tapa con superficies laterales en forma de círculos de metal del primer y del tercer espacio. De esta manera se prevé un dispositivo de refrigeración de gas caliente especialmente fácil de montar. En este contexto también es ventajoso que la carcasa esté hecha de dos cubiertas de carcasa, alojando la primera la unidad de intercambio de calor, y estando alojado en la segunda el dispositivo de válvula.
La presente invención se refiere también a un sistema de retorno de gas de escape con un dispositivo de refrigeración de gas de escape, en el que está dispuesta una válvula de retorno de gas de escape. La válvula de retorno de gas de escape se conecta por delante o a continuación del dispositivo de refrigeración de gas de escape de modo conocido, y regula la cantidad del gas de escape que se ha de retornar. En este caso es especialmente ventajoso que el canal de bypass esté conformado en la tapa del dispositivo de válvula.
A continuación se explica una forma de realización preferida de la invención a partir de las figuras.
Se muestra:
Figura 1 muestra una vista en sección del dispositivo de refrigeración de gas de escape conforme a la invención;
Figura 2 muestra una vista delantera del dispositivo de válvula del dispositivo de refrigeración de gas de escape conforme a la invención durante el funcionamiento de refrigeración,
Figura 3 una vista delantera del dispositivo de válvula del dispositivo de
refrigeración de gas de escape en la posición de bypass, y
Figura 4 una vista delantera del dispositivo de válvula del dispositivo de refrigeración de gas de escape conforme a la invención en modo de limpieza.
La Figura 1 muestra el dispositivo de refrigeración 1 de gas de escape conforme a la invención. Se puede reconocer que en este caso está prevista una carcasa 2 que está formada fundamentalmente por dos cubiertas de carcasas 12, 13, alojando la primera cubierta de carcasa 12 una unidad de intercambio de calor 6, y estando alojada en la segunda cubierta de carcasa 13 un dispositivo de válvula 5. Además, la segunda cubierta de carcasa 13 presenta una entrada de gas de escape 3 y una salida de gas de escape 4. La unidad de intercambio de calor 6 está conformada en forma de “U” con un recorrido de entrada 7 y un recorrido de retorno 8. En el presente caso, la unidad de intercambio de calor 6 está formada por una parte inferior 25 y una tapa no representada. En el presente ejemplo de realización están previstos de modo conocido nervios 14 circulares en la parte inferior 25 y tapa, que garantizan una mejor transición del calor entre el gas de escape que se encuentra en el recorrido de entrada y de retorno 7, 8 y el medio de refrigeración que se encuentra en la superficie lateral del medio de refrigeración 16. Los recorridos de entrada y de retorno 7, 8 se conforman en este caso por medio de una pared central 15 de la unidad de intercambio de calor 6 en forma de “U” prevista de modo conocido. Esta pared central 15 también conforma aquí una posición de alojamiento 24 para el dispositivo de válvula 5. Una entrada de medio de refrigeración y una salida de medio de refrigeración no están representadas en la sección representada.
La segunda cubierta de la carcasa 13 está conformada de tal manera que están previstos un primer espacio 9, un segundo espacio 10 y un tercer espacio 11. En este caso, el primer espacio 9 une la entrada de gas de escape 3 de modo fluido con el segundo espacio 10. El tercer espacio 11 une el segundo espacio 10 de modo fluido con la salida de gas de escape 5. El segundo espacio 10 presenta, junto a las uniones descritas anteriormente, una unión respecto al recorrido de entrada 7 y una unión con el recorrido de retorno 8 de la unidad de intercambio de calor 6 en forma de “U”. En este caso, en el segundo espacio 10 está dispuesto el dispositivo de válvula 5 de tal manera que el segundo espacio 10 se puede dividir en dos espacios parciales 17, 18, estando unido el primer espacio parcial 17 de modo fluido con el recorrido de entrada 7 y el segundo espacio parcial 18 de modo fluido con el recorrido de retorno 8.
Una forma de realización especial y el modo de funcionamiento del dispositivo de refrigeración de gas de escape o bien del sistema de retorno de gas de escape para máquinas de combustión internas se pueden extraer de las Figuras 2 a 4. La figura 2 muestra ahora una vista delantera en sección del sistema de retorno de gas de escape 19 conforme a la invención, que además del dispositivo de refrigeración de gas de escape conforme a la invención presenta una válvula de retorno de gas de escape alojada previamente en la dirección de flujo, no representada con mas detalle, así como un canal de bypass 20 que rodea la unidad de intercambio de calor 6, estando dispuesto el canal de bypass 20 de modo especialmente ventajoso en el dispositivo de válvula 5 de modo integrado. El dispositivo de válvula 5 está conformado en este caso como una válvula abatible alojada de modo céntrico, estando una tapa 23 con superficies laterales 21 y 22 en forma de circulo parcial del primer espacio 9 y del tercer espacio 11 en una unión activa, de tal manera, que dependiendo de la posición de la válvula abatible 5 el primer espacio 9 está unido a través del espacio parcial 17 con el recorrido de entrada 7, o a través del espacio parcial 18 con el recorrido de retorno 8. En el ejemplo representado de la Figura 2, la posición de la válvula abatible 5 es de tal manera que el gas de escape fluye a través de la entrada de gas de escape 3 en el primer espacio 9, y desde éste se refrigera a través del espacio parcial 17 a través del recorrido de entrada, y a continuación a través del recorrido de retorno 8, antes de que entre en el espacio parcial 18, y con ello, fluya en el tercer espacio 11, para abandonar a través de la salida de gas de escape 4 el sistema de retorno de gas de escape.
La Figura 3 muestra de nuevo la vista frontal del sistema de retorno de gas de escape según la invención, en el que la posición de la válvula de tapa 5 se selecciona ahora de tal manera que tiene lugar un fluyo a través del canal de bypass 20, y con ello una desviación respecto al intercambiador de calor 6 en forma de “U”. Para ello está conformada una forma de realización especial del canal de bypass 20 en la tapa 23 del dispositivo de válvula 5. En el funcionamiento de bypass, el canal de bypass se une entonces directamente con el primer espacio 9 y con el tercer espacio 11, lo que tiene como consecuencia que el gas de escape fluye por el camino más corto desde la entrada de gas de escape 3, sin ser refrigerado, hacia la salida de gas de escape 4. Ha de quedar claro que naturalmente también es posible no integrar en canal de bypass en el dispositivo de válvula 5. Para ello se conforma el canal de bypass de modo conocido fuera del dispositivo de válvula, y se abriría o cerraría por medio de una válvula de bypass correspondiente.
La Figura 4 muestra una vista frontal del sistema de retorno de gas de escape conforme a la invención, en el que la válvula abatible del dispositivo de válvula 5 presenta una posición tal que la entrada de gas de escape 3 está unida a través del primer espacio 9 directamente con el recorrido de retorno 8. Como consecuencia de esto, el recorrido de entrada 8 está unido a través del tercer espacio 11 con la salida del gas de escape 4. De este modo se puede proporcionar un procedimiento especialmente ventajoso para la limpieza del intercambiador de calor 6 en forma de “U”. El gas de escape caliente entra a través de la entrada de gas 3 en el primer espacio 9, y se lleva a continuación a través del espacio parcial 18 al recorrido de retorno, donde como consecuencia de la elevada temperatura del gas de escape se pueden disolver deposiciones de hollín y restos de gas de escape refrigerados en los nervios 14, 15. También en este caso el gas de escape caliente se refrigera a través de la unidad de intercambio de calor 6, y a continuación se lleva a través del recorrido de entrada 7 a la salida del gas de escape 4.


6

Claims (3)

1.-Dispositivo de refrigeración de gas de escape (1) para una máquina de combustión interna que presenta una carcasa (2) con una entrada para gas de escape (3), una salida para gas de escape (4), un dispositivo de válvula (5) y una unidad de intercambio de calor (6) en forma de “U” con un recorrido de entrada (7) y un recorrido de retorno (8), en el que el dispositivo de válvula (5) está conformado como una válvula abatible alojada de modo central, de tal manera que dependiendo de la posición de la válvula abatible se puede unir la entrada de gas de escape con el recorrido de entrada o con el recorrido de retorno, caracterizado porque la carcasa (2) presenta en la parte abierta del intercambiador de calor (6) en forma de “U” un primer (9), un segundo (10) y un tercer espacio (11), en el que el primer espacio (9) de la entrada de gas de escape (3) se une de modo fluido con el segundo espacio (10) y el tercer espacio (11) une el segundo espacio (10) de modo fluido con la salida de gas de escape (4), en el que en el segundo espacio (10) el dispositivo de válvula (5) está dispuesto de tal manera que el segundo espacio
(10) se puede dividir en dos espacios parciales (17; 18), estando unido el primero (17) de modo fluido con el recorrido de entrada (7) y el segundo (18) de modo fluido con el recorrido de retorno (8), estando en unión activa una tapa (23) con superficies laterales (21, 22) en forma de círculo parcial que se introducen en el segundo espacio (10), que están conformadas en la prolongación de las disposiciones espaciales del primer y del tercer espacio (9, 11), estando previsto un canal de bypass (20) que rodea la unida de intercambio de calor (20) en la tapa (23).
2.-Dispositivo de refrigeración de gas de escape según la reivindicación 1, caracterizado porque la carcasa está formada por dos cubiertas de carcasa (12, 13), de modo que la primera aloja la unidad de intercambio de calor (6) y en la segunda está alojado el dispositivo de válvula (5).
3.-Sistema de retorno de gas de escape para una máquina de combustión interna con un dispositivo de refrigeración de gas de escape según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque está prevista una válvula de retorno de gas de escape.
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