ES2353793B1 - HEAT EXCHANGER FOR GASES, ESPECIALLY OF EXHAUST GASES OF A MOTOR, AND ITS CORRESPONDING MANUFACTURING PROCEDURE. - Google Patents
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Abstract
Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor, y su correspondiente procedimiento de fabricación.Heat exchanger for gases, especially of the exhaust gases of an engine, and its corresponding manufacturing procedure
Comprende un cuerpo metálico (3, 7, 7', 8, 9) alojado en el interior de una carcasa de plástico (2) provista de un primer extremo (5) y un segundo extremo (6) opuestos entre sí, incluyendo dicho cuerpo metálico un circuito (3) destinado a la circulación de los gases con intercambio de calor con un fluido de refrigeración, y un depósito de gas metálico (9) o una brida de soporte metálica (7') acoplada en dicho primer extremo (5), siendo el diámetro exterior de dicho depósito (9) o brida (7') ligeramente menor que el diámetro interno de la carcasa (2), y medios de unión (10, 11, 12, 14) para fijar el cuerpo metálico a la carcasa (2). Se caracteriza por el hecho de que dichos medios de unión comprenden un reborde metálico (10) unido por un extremo a la carcasa de plástico (2) mediante medios mecánicos (11) y unido por su otro extremo a dicho depósito (9) o a la brida (7') mediante soldadura (14).It comprises a metallic body (3, 7, 7 ', 8, 9) housed inside a plastic housing (2) provided with a first end (5) and a second end (6) opposite each other, said metallic body including a circuit (3) intended for the gas circulation with heat exchange with a fluid cooling, and a metal gas tank (9) or a flange of metal support (7 ') coupled at said first end (5), being the outer diameter of said reservoir (9) or flange (7 ') slightly smaller than the internal diameter of the housing (2), and joining means (10, 11, 12, 14) to fix the metal body to the housing (2). Be characterized by the fact that said joining means comprise a metal flange (10) attached at one end to the plastic housing (2) by mechanical means (11) and joined at its other end to said tank (9) or to the flange (7 ') by welding (14).
Description
Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor, y su correspondiente procedimiento de fabricación.Heat exchanger for gases, especially of the exhaust gases of an engine, and its corresponding manufacturing procedure
La presente invención se refiere a un intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor, y a su correspondiente procedimiento de fabricación.The present invention relates to a heat exchanger for gases, especially gases from engine exhaust, and its corresponding procedure manufacturing.
La invención se aplica especialmente en intercambiadores de recirculación de gases de escape de un motor (EGRC).The invention is especially applied in Exhaust gas recirculation exchangers of an engine (EGRC).
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, los dos medios que intercambian calor están separados
por una
pared.In some heat exchangers for cooling gases, for example those used in exhaust gas recirculation systems towards the admission of an explosion engine, the two means that exchange heat are separated by a
wall.
El intercambiador de calor propiamente dicho puede tener distintas configuraciones: por ejemplo, puede consistir en una carcasa tubular en cuyo interior se disponen una serie de conductos paralelos para el paso de los gases, circulando el refrigerante por la carcasa, exteriormente a los conductos; en otra realización, el intercambiador consta de una serie de placas paralelas 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.The heat exchanger itself it can have different configurations: for example, it can consist in a tubular housing inside which a series of parallel conduits for the passage of gases, circulating the refrigerant through the housing, externally to the ducts; in other embodiment, the exchanger consists of a series of plates parallel that constitute the heat exchange surfaces, so that the exhaust gases and the refrigerant circulate between two plates, in alternating layers.
En el caso de intercambiadores de calor de haz de conductos, la unión entre los conductos y la carcasa puede ser de diferentes tipos. Generalmente, los conductos están fijados por sus extremos entre dos placas de soporte acopladas en cada extremo de la carcasa, presentando ambas placas de soporte una pluralidad de orificios para la colocación de los respectivos conductos. Dichas placas de soporte están fijadas a su vez a unos medios de conexión con la línea de recirculación.In the case of beam heat exchangers of ducts, the connection between the ducts and the housing can be different types. Generally, the ducts are fixed by their ends between two support plates coupled at each end of the housing, both support plates having a plurality of holes for the placement of the respective ducts. These support plates are fixed in turn to connection means with the recirculation line.
Dichos medios de conexión pueden consistir en una conexión en V o bien en un reborde periférico de conexión o brida, dependiendo del diseño de la línea de recirculación donde está ensamblado el intercambiador. El reborde periférico puede estar ensamblado junto con un depósito de gas, de manera que el depósito de gas es una pieza intermedia entre la carcasa y el reborde, o bien el reborde puede estar ensamblado directamente a la carcasa.Said connection means may consist of a V connection either on a peripheral connection flange or flange, depending on the design of the recirculation line where The exchanger is assembled. The peripheral flange may be assembled together with a gas tank, so that the tank of gas is an intermediate piece between the housing and the flange, or The flange can be assembled directly to the housing.
Asimismo, el circuito de gases puede ser de tipo
lineal en el cual la entrada y salida de gases están dispuestas en
extremos opuestos; o bien puede ser en forma de "U" en el cual
la entrada y salida de gases están dispuestas adyacentes en un mismo
extremo abierto, estando el extremo opuesto cerrado, y definiendo un
paso de ida y un paso de retorno. En este último caso, el extremo
cerrado para el retorno de los gases suele estar constituido por un
depósito de gas cerra-
do.Also, the gas circuit can be of the linear type in which the gas inlet and outlet are arranged at opposite ends; or it can be in the form of a "U" in which the inlet and outlet of gases are arranged adjacently on the same open end, the opposite end being closed, and defining a forward passage and a return passage. In the latter case, the closed end for the return of gases is usually constituted by a closed gas tank.
do.
Usualmente, los intercambiadores de calor EGR son metálicos, generalmente fabricados de acero inoxidable o aluminio. Tanto los intercambiadores de haz de conductos como los de placas apiladas, presentan todos sus componentes metálicos, de modo que están ensamblados mediante medios mecánicos y luego soldados para asegurar un nivel de estanqueidad requerido para esta aplicación.Usually, EGR heat exchangers they are metallic, usually made of stainless steel or aluminum. Both the duct beam exchangers and those of stacked plates, have all their metal components, so which are assembled by mechanical means and then welded to ensure a level of tightness required for this application.
Una acción para reducir el coste del intercambiador de calor EGR es sustituir la carcasa de acero inoxidable por otro material, tanto si este material tiene un coste bajo como si permite integrar otras funciones, tales como la integración de los conductos del fluido de refrigeración o de los soportes de sujeción a una superficie del entorno motor donde será fijado el intercambiador.An action to reduce the cost of EGR heat exchanger is to replace the steel housing stainless by another material, whether this material has a cost low as if it allows integrating other functions, such as the integration of the cooling fluid ducts or mounting brackets to a surface of the motor environment where it will be Fixed the exchanger.
Son conocidos intercambiadores de calor de haz de conductos que comprenden una carcasa de material plástico. Las carcasas de plástico tienen la ventaja de que se reduce el coste del producto final ya que permite integrar los conductos del circuito del fluido de refrigeración y los soportes de fijación a una superficie del entorno motor.Beam heat exchangers are known of conduits comprising a plastic housing. The plastic housings have the advantage that the cost of final product since it allows to integrate the conduits of the circuit of the cooling fluid and fixing brackets to a surface of the motor environment.
Son conocidas patentes referentes a
intercambiadores EGR con carcasa de plástico que describen la unión
entre las partes metálicas y de plástico, asegurando una
estanqueidad del fluido de refrigeración para evitar cualquier fuga,
mediante la utilización de juntas de estanqueidad dispuestas entre
las áreas de contacto entre las partes metálicas y de plásti-
co.Patents are known regarding EGR exchangers with plastic housing that describe the union between the metal and plastic parts, ensuring a tightness of the cooling fluid to prevent any leakage, by using sealing gaskets arranged between the contact areas between the metal and plastic parts
co.
El diseño de la unión entre los componentes de plástico y los componentes metálicos varia en función de si se trata de un intercambiador de calor de tipo en forma de "U", como por ejemplo el descrito en las patentes WO2007/048603 y US4685430, o si se trata de un intercambiador de calor de tipo lineal, tal como el descrito en la patente WO2005/052346.The design of the union between the components of plastic and metal components vary depending on whether it is of a "U" type heat exchanger, as per example that described in patents WO2007 / 048603 and US4685430, or if It is a linear heat exchanger, such as described in WO2005 / 052346.
En el caso de intercambiadores de tipo lineal, la unión entre el núcleo metálico y la carcasa de plástico debe efectuarse en dos áreas diferenciadas, es decir, en el área de entrada del gas y en el área de salida de gas.In the case of linear type exchangers, the junction between the metal core and the plastic housing must be carried out in two differentiated areas, that is, in the area of gas inlet and gas outlet area.
La dificultad está en asegurar una muy buena unión entre ambos materiales, metálico y plástico, en ambas áreas de entrada y salida de gas, para evitar cualquier fuga del fluido de refrigeración.The difficulty is in ensuring a very good union between both materials, metallic and plastic, in both areas of gas inlet and outlet, to prevent any leakage of fluid from refrigeration.
El objetivo del intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor de la presente invención es solventar los inconvenientes que presentan los intercambiadores conocidos en la técnica, proporcionando una unión optimizada entre la carcasa de plástico y el cuerpo metálico del intercambiador.The purpose of the heat exchanger for gases, especially the exhaust gases of an engine of the present invention is to solve the drawbacks of exchangers known in the art, providing a joint optimized between the plastic housing and the metal body of the exchanger
El intercambiador de calor para gases, en
especial de los gases de escape de un motor, objeto de la presente
invención, es del tipo que comprende un cuerpo metálico alojado en
el interior de una carcasa de plástico provista de un primer extremo
y un segundo extremo opuestos entre sí, incluyendo dicho cuerpo
metálico un circuito destinado a la circulación de los gases con
intercambio de calor con un fluido de refrigeración, y un depósito
de gas metálico o una brida de soporte metálica acoplada en dicho
primer extremo, siendo el diámetro exterior de dicho depósito de gas
o brida de soporte ligeramente menor que el diámetro interno de la
carcasa, y medios de unión para fijar el cuerpo metálico a la
carcasa de plástico, y se caracteriza por el hecho de que dichos
medios de unión comprenden un reborde metálico unido por un extremo
a la carcasa de plástico mediante medios mecánicos y unido por su
otro extremo a dicho depósito de gas o a la brida de soporte
mediante solda-
dura.The heat exchanger for gases, especially the exhaust gases of an engine, object of the present invention, is of the type comprising a metal body housed inside a plastic housing provided with a first end and a second end opposite each other, said metal body including a circuit intended for the circulation of gases with heat exchange with a cooling fluid, and a metal gas tank or a metal support flange coupled at said first end, the outer diameter of which is said gas tank or support flange slightly smaller than the internal diameter of the housing, and joining means for fixing the metal body to the plastic housing, and is characterized by the fact that said joining means comprise a joined metal flange at one end to the plastic housing by mechanical means and attached at its other end to said gas tank or to the support flange by welding
hard.
De este modo, se obtiene un intercambiador con una unión optimizada entre la carcasa de plástico y el cuerpo metálico, con un bajo coste de fabricación y presentado así las siguientes ventajas:In this way, an exchanger with an optimized joint between the plastic housing and the body metallic, with a low manufacturing cost and thus presented following advantages:
- --
- Se evita cualquier fuga del fluido de refrigeración hacia el exterior.Be prevents any leakage of the cooling fluid to the Exterior.
- --
- Se evita cualquier fuga entre el gas y el fluido de refrigeración.Be prevents any leakage between the gas and the fluid from refrigeration.
- --
- Se garantiza un adecuado ensamblaje del intercambiador, teniendo en cuenta las tolerancias, la facilidad de montaje, etc.Be guarantees proper assembly of the exchanger, taking into Account for tolerances, ease of assembly, etc.
Ventajosamente, el tipo de soldadura es soldadura con láser.Advantageously, the type of welding is laser welding.
La soldadura con láser proporciona una mayor precisión en la unión ya que focaliza el calor sobre un área pequeña, evitando así que el calor se transmita al material plástico de la carcasa, y además genera un cordón de soldadura fino.Laser welding provides greater precision in the union since it focuses heat on an area small, thus preventing heat from being transmitted to the plastic material of the housing, and also generates a fine weld bead.
Preferentemente, el circuito incluye en el segundo extremo una brida de soporte metálica o un depósito de gas metálico.Preferably, the circuit includes in the second end a metal support flange or a gas tank metal.
Preferiblemente, la brida de soporte metálica o el depósito de gas dispuesto en el segundo extremo comprende un diámetro exterior mayor que el diámetro interno de la carcasa, estando dicha brida de soporte o dicho depósito de gas unido a la carcasa de plástico mediante medios mecánicos.Preferably, the metal support flange or the gas tank disposed at the second end comprises a outer diameter greater than the inner diameter of the housing, said support flange or said gas tank attached to the plastic housing by mechanical means.
De acuerdo con una primera realización preferida de la invención, el cuerpo metálico comprende un depósito de gas metálico en el primer extremo del circuito y una brida de soporte metálica en el segundo extremo opuesto.According to a first preferred embodiment of the invention, the metal body comprises a gas tank metal at the first end of the circuit and a support flange metallic at the second opposite end.
De acuerdo con una segunda realización preferida de la invención, el cuerpo metálico comprende una brida de soporte metálica en el primer extremo del circuito y una brida de soporte metálica en el segundo extremo opuesto.According to a second preferred embodiment of the invention, the metal body comprises a support flange metal at the first end of the circuit and a support flange metallic at the second opposite end.
Preferentemente, los medios mecánicos de unión comprenden elementos de tornillería.Preferably, the mechanical joining means They include fasteners.
Ventajosamente, el intercambiador comprende medios para absorber la dilatación termal de los elementos metálicos unidos mediante soldadura con láser.Advantageously, the exchanger comprises means for absorbing thermal expansion of metallic elements joined by laser welding.
De este modo, se evitan posibles rupturas debido a las tensiones térmicas de los diferentes materiales y temperaturas. La carcasa de plástico se encuentra a una temperatura más baja, alrededor de 90ºC, mientras que el cuerpo metálico alcanza una alta temperatura, hasta 500ºC.In this way, possible ruptures are avoided due to to the thermal stresses of the different materials and temperatures The plastic housing is at a temperature lower, around 90 ° C, while the metal body reaches a high temperature, up to 500 ° C.
Según una realización preferida de la invención, los medios para absorber la dilatación termal comprenden al menos un repliegue practicado en al menos uno de dichos elementos metálicos.According to a preferred embodiment of the invention, the means for absorbing thermal expansion comprise at least one withdrawal practiced in at least one of said elements metallic
Preferentemente, el al menos un repliegue está situado en el depósito de gas en una zona situada entre el cordón de soldadura láser y la carcasa.Preferably, the at least one withdrawal is located in the gas tank in an area between the cord of laser welding and housing.
Alternativamente, el al menos un repliegue está situado en el reborde metálico en una zona situada entre el cordón de soldadura láser y la carcasa.Alternatively, the at least one withdrawal is located on the metal flange in an area between the cord Laser welding and housing.
Según otra realización preferida de la invención, los medios para absorber la dilatación termal comprenden al menos un chaflán practicado en el reborde metálico en una zona situada entre el cordón de soldadura láser y la carcasa.According to another preferred embodiment of the invention, the means for absorbing thermal expansion comprise at least one chamfer practiced on the metal flange in an area located between the laser welding bead and the housing.
Tanto los repliegues como los chaflanes permiten
que el cuerpo metálico se alargue a causa de la alta temperatura del
gas, garantizando el desplazamiento del cuerpo metálico dentro de la
carcasa de plástico, y evitando así posibles rupturas de los
materia-
les.Both the folds and the chamfers allow the metal body to lengthen due to the high temperature of the gas, guaranteeing the displacement of the metal body inside the plastic housing, and thus avoiding possible material ruptures.
them.
Ventajosamente, el intercambiador comprende al menos una junta de estanqueidad dispuesta en la zona de unión entre la carcasa de plástico y el correspondiente elemento metálico.Advantageously, the exchanger comprises the minus a sealing gasket arranged in the junction zone between the plastic housing and the corresponding metal element.
Opcionalmente, la brida de soporte está conectada a una válvula EGRC o a una válvula by-pass.Optionally, the support flange is connected to an EGRC valve or a valve by-pass
Preferiblemente, el intercambiador incluye un tubo by-pass externo integrado en el cuerpo metálico.Preferably, the exchanger includes a external by-pass tube integrated in the body metal.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, el procedimiento de fabricación aplicado al intercambiador de calor de la invención, se caracteriza por el hecho de que consiste en realizar las siguientes etapas:According to another aspect of the invention, the manufacturing procedure applied to the heat exchanger of the invention is characterized by the fact that it consists of perform the following stages:
- a)to)
- obtener un cuerpo metálico provisto de un circuito que incluye un depósito de gas metálico o una brida de soporte metálica acoplada a un primer extremo del circuito, y una brida de soporte metálica o un depósito de gas acoplado a un segundo extremo opuesto;obtain a metal body provided with a circuit that includes a metal gas tank or a flange of metal support coupled to a first end of the circuit, and a metal support flange or a gas tank coupled to a second opposite end;
- b)b)
- obtener una carcasa de plástico destinada a alojar el cuerpo metálico;get a plastic housing intended to house the metal body;
- c)C)
- colocar una junta de estanqueidad en cada extremo de la carcasa en la zona de unión con los respectivos elementos metálicos;place a gasket in each end of the housing in the area of union with the respective metallic elements;
- d)d)
- alojar el cuerpo metálico dentro de la carcasa de plástico, introduciéndolo a través de su primer extremo;accommodate the metal body inside the plastic housing, introducing it through its first extreme;
- e)and)
- fijar al segundo extremo de la carcasa la brida de soporte o el depósito de gas mediante medios mecánicos; ypin up to the second end of the housing the support flange or the tank of gas by mechanical means; Y
- f)F)
- fijar al primer extremo de la carcasa el depósito de gas o la brida de soporte mediante un reborde metálico.pin up at the first end of the housing the gas tank or the flange of support by a metal flange.
Ventajosamente, la etapa f) de unión mediante el reborde metálico se lleva a cabo de modo que dicho reborde metálico primero se une por un extremo a la carcasa de plástico mediante medios mecánicos y luego se une por su otro extremo a dicho depósito de gas o brida de soporte mediante soldadura.Advantageously, the step f) of joining by means of the metallic flange is carried out so that said metallic flange first it is joined by one end to the plastic housing by mechanical means and then joins at its other end to said reservoir of gas or support flange by welding.
También ventajosamente, la etapa de soldadura se realiza mediante soldadura con láser.Also advantageously, the welding stage is performed by laser welding.
Preferiblemente, se prevé un área de contacto alrededor del cordón de soldadura con láser, con una amplitud adecuada para evitar daños en la carcasa de plástico o en la correspondiente junta de estanqueidad.Preferably, a contact area is provided around the laser welding bead, with an amplitude suitable to prevent damage to the plastic housing or the corresponding seal.
Ventajosamente, el área de contacto entre los componentes metálicos a soldar con láser debe estar orientada según la dirección de montaje del cuerpo metálico dentro de la carcasa.Advantageously, the contact area between the metal components to be laser welded should be oriented according to the mounting direction of the metal body within the Case.
Preferentemente, el segundo extremo de la carcasa se corresponde con la entrada de gases, mientras que el primer extremo de la carcasa se corresponde con la salida de gases.Preferably, the second end of the housing corresponds to the gas inlet, while the first end of the housing corresponds to the output of gases
Alternativamente, el segundo extremo de la carcasa se corresponde con la salida de gases, mientras que el primer extremo de la carcasa se corresponde con la entrada de gases.Alternatively, the second end of the housing corresponds to the gas outlet, while the first end of the housing corresponds to the input of gases
Ventajosamente, una conexión del al menos un depósito de gas con el entorno motor se puede montar al final en caso de que dicha conexión tenga un diámetro exterior mayor que el diámetro interior de la carcasa de plástico.Advantageously, a connection of at least one Gas tank with the engine environment can be mounted at the end in if said connection has an outside diameter greater than the inner diameter of the plastic housing.
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 unos casos prácticos de realizaciones del intercambiador de calor para gases de la invención, en los cuales:In order to facilitate the description of how much It has been exposed above are attached some drawings in which, schematically and only by way of non-limiting example, they represent practical cases of realizations of the exchanger of heat for gases of the invention, in which:
la figura 1 es una vista en sección longitudinal de un intercambiador de calor para gases de la invención;Figure 1 is a longitudinal section view of a gas heat exchanger of the invention;
las figuras 2 a 4 son vistas en sección longitudinal del primer extremo del intercambiador utilizando un depósito de gas según una primera realización de la invención, y mostrando respectivamente diferentes variantes de los medios de unión; yFigures 2 to 4 are sectional views longitudinal of the first end of the exchanger using a gas tank according to a first embodiment of the invention, and respectively showing different variants of the means of Union; Y
las figuras 5 a 7 son vistas en sección longitudinal del primer extremo del intercambiador utilizando una brida de soporte según una segunda realización de la invención, y mostrando respectivamente diferentes variantes de los medios de unión.Figures 5 to 7 are sectional views longitudinal of the first end of the exchanger using a support flange according to a second embodiment of the invention, and respectively showing different variants of the means of Union.
Haciendo referencia a la figura 1, el intercambiador de calor 1 está constituido por una carcasa de plástico 2 que contiene en su interior un cuerpo metálico que comprende un haz de conductos paralelos 3, destinados al paso de los gases a enfriar. Dentro de la carcasa 2, exteriormente a los conductos 3, circula un fluido de refrigeración, desde una entrada a una salida (no representadas).Referring to figure 1, the heat exchanger 1 is constituted by a housing of plastic 2 that contains inside a metal body that comprises a bundle of parallel ducts 3, intended for the passage of gases to cool. Inside housing 2, externally to the ducts 3, a cooling fluid circulates, from an inlet to an exit (not represented).
En esta realización, la carcasa 2 es de sección sensiblemente circular y es de tipo lineal, es decir, está provista de un primer extremo 5 y de un segundo extremo 6 opuestos entre sí. En este ejemplo, el primer extremo 5 se corresponde con la salida de gases, mientras que el segundo extremo 6 se corresponde con la entrada de gases.In this embodiment, the housing 2 is sectional substantially circular and is linear, that is, it is provided of a first end 5 and a second end 6 opposite each other. In this example, the first end 5 corresponds to the output of gases, while the second end 6 corresponds to the gas inlet
El cuerpo metálico también incluye una placa de soporte metálica 7, 8 unida en cada extremo del haz de conductos 3, presentando dichas placas de soporte 7, 8 una pluralidad de orificios para la colocación de los respectivos conductos 3. En este ejemplo, en el extremo de salida de gases 5 se encuentra una brida de soporte 7, cuyo diámetro exterior es ligeramente menor que el diámetro interior de la carcasa 2; mientras que en el extremo de entrada de gases 6 se encuentra una brida de soporte 8 cuyo diámetro exterior es mayor que el diámetro interno de la carcasa 2.The metal body also includes a plate metal support 7, 8 attached at each end of the conduit beam 3, said support plates 7, 8 presenting a plurality of holes for the placement of the respective ducts 3. In this For example, at the gas outlet end 5 there is a flange of support 7, whose outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the housing 2; while at the end of gas inlet 6 is a support flange 8 whose diameter outer is larger than the inner diameter of the housing 2.
Una primera realización de la invención se muestra en las figuras 1 a 4, donde el cuerpo metálico incluye en dicho extremo de salida de gases 5 un depósito de gas 9 unido a dicha brida de soporte 7. En este caso, el diámetro exterior del depósito de gas 9 es ligeramente menor que el diámetro interno de la carcasa 2.A first embodiment of the invention is shown in figures 1 to 4, where the metal body includes in said gas outlet end 5 a gas tank 9 attached to said support flange 7. In this case, the outer diameter of the gas tank 9 is slightly smaller than the internal diameter of the casing 2.
Para llevar a cabo la unión del cuerpo metálico a la carcasa 2 de plástico se utilizan unos medios de unión que se detallarán a continuación.To carry out the union of the metal body to the plastic housing 2 are used joining means that will detail below.
En el extremo de entrada de gases 6, dichos medios de unión comprenden elementos de tornillería 12 para unir dicha brida metálica 8 a la carcasa de plástico 2.At the gas inlet end 6, said joining means comprise fasteners 12 for joining said metal flange 8 to the plastic housing 2.
En el extremo de salida de gases 5, dichos
medios de unión comprenden un reborde metálico 10 unido por un
extremo a la carcasa de plástico 2 mediante elementos de tornillería
11 y unido por su otro extremo al depósito de gas 9 mediante
soldadura con
láser.At the gas outlet end 5, said joining means comprise a metal flange 10 joined at one end to the plastic housing 2 by means of screw elements 11 and joined at its other end to the gas tank 9 by welding with
To be.
El intercambiador 1 también incluye medios para absorber la dilatación termal del depósito de gas 9 metálico y el reborde metálico 10 unidos entre sí mediante soldadura con láser.Exchanger 1 also includes means for absorb thermal expansion of metallic gas tank 9 and the metal flange 10 joined together by welding with To be.
La figura 2 muestra una primera variante de dichos medios para absorber la dilatación termal, los cuales comprenden un repliegue 13 practicado en dicho depósito de gas 9 en una zona situada entre el cordón 14 de soldadura láser y la carcasa de plástico 2.Figure 2 shows a first variant of said means for absorbing thermal expansion, which they comprise a withdrawal 13 practiced in said gas tank 9 in an area between the laser welding bead 14 and the housing plastic 2.
La figura 3 muestra una segunda variante de dichos medios para absorber la dilatación termal, los cuales también comprenden un repliegue 13a, pero en este caso practicado en el reborde metálico 10 en una zona situada entre el cordón 14 de soldadura láser y la carcasa de plástico 2.Figure 3 shows a second variant of said means for absorbing thermal expansion, which also they comprise a withdrawal 13a, but in this case practiced in the metal flange 10 in an area between the cord 14 of laser welding and plastic housing 2.
La figura 4 muestra una tercera variante de dichos medios para absorber la dilatación termal, los cuales comprenden un chaflán 15 practicado en el reborde metálico 10 en una zona situada entre el cordón 14 de soldadura láser y la carcasa de plástico 2.Figure 4 shows a third variant of said means for absorbing thermal expansion, which they comprise a chamfer 15 practiced on the metal flange 10 in a area between the laser welding bead 14 and the housing of plastic 2.
Una segunda realización de la invención se muestra en las figuras 5 a 7, donde el cuerpo metálico incluye en dicho extremo de salida de gases 5 una única brida de soporte metálica 7', cuyo diámetro exterior es ligeramente menor que el diámetro interno de la carcasa 2.A second embodiment of the invention will be shown in figures 5 to 7, where the metal body includes in said gas outlet end 5 a single support flange metal 7 ', whose outer diameter is slightly smaller than the internal diameter of the housing 2.
Al igual que en la primera realización, en el extremo de entrada de gases 6, dichos medios de unión comprenden elementos de tornillería 12 para unir dicha brida metálica 8 a la carcasa de plástico 2.As in the first embodiment, in the gas inlet end 6, said joining means comprise fasteners 12 for joining said metal flange 8 to the plastic housing 2.
En el extremo de salida de gases 5, dichos medios de unión comprenden también un reborde metálico 10 unido por un extremo a la carcasa de plástico 2 mediante elementos de tornillería 11 y unido por su otro extremo a la brida de soporte 7' mediante soldadura con láser.At the gas outlet end 5, said joining means also comprise a metal flange 10 joined by one end to the plastic housing 2 by means of elements screws 11 and attached at its other end to the support flange 7 ' by laser welding.
En las figuras 5 a 7 se pueden apreciar diferentes variantes de la brida de soporte metálica 7' y del reborde metálico 10 unidos mediante la soldadura láser.In figures 5 to 7 you can see different variants of the 7 'metal support flange and the 10 metal flange joined by laser welding.
Asimismo, en las figuras 5 y 7 se puede observar que el correspondiente reborde metálico 10 incluye un chaflán 15 para la absorción de la dilatación termal, situado entre el cordón 14 de soldadura láser y la carcasa de plástico 2.Also, in figures 5 and 7 you can see that the corresponding metal flange 10 includes a chamfer 15 for the absorption of thermal expansion, located between the cord 14 laser welding and plastic housing 2.
Por otra parte, se prevé una junta de estanqueidad 16 dispuesta respectivamente en la zona de unión entre la carcasa de plástico 2 y el reborde metálico 10 en el primer extremo 5, y entre dicha carcasa de plástico 2 y la brida metálica 8 en el segundo extremo opuesto 6.On the other hand, a board of tightness 16 arranged respectively in the junction zone between the plastic housing 2 and the metal flange 10 in the first end 5, and between said plastic housing 2 and the metal flange 8 at the second opposite end 6.
El procedimiento de fabricación del intercambiador de calor 1 consiste en realizar las siguientes etapas:The manufacturing process of heat exchanger 1 consists of performing the following stages:
En primer lugar, se obtiene un cuerpo metálico provisto de un circuito 3 que incluye un depósito de gas metálico 9 o una brida de soporte metálica 7' acoplada a un primer extremo 5 del circuito 3, y una brida de soporte metálica 8 o un depósito de gas acoplado a un segundo extremo opuesto 6;First, a metallic body is obtained provided with a circuit 3 that includes a metal gas tank 9 or a metal support flange 7 'coupled to a first end 5 of circuit 3, and a metal support flange 8 or a reservoir of gas coupled to a second opposite end 6;
A continuación, se obtiene una carcasa de plástico 2 destinada a alojar el cuerpo metálico.Next, a housing of plastic 2 intended to house the metal body.
En siguiente lugar, se procede a colocar una junta de estanqueidad 16 en cada extremo de la carcasa de plástico 2 en las zonas de unión con los respectivos elementos metálicos 8, 10.Next, we proceed to place a sealing gasket 16 at each end of the plastic housing 2 in the areas of connection with the respective metallic elements 8, 10.
Seguidamente, se procede a introducir el cuerpo metálico dentro de la carcasa de plástico 2, introduciéndolo a través su primer extremo 5.Next, the body is introduced metal inside the plastic housing 2, introducing it to through its first end 5.
A continuación, se procede a fijar los extremos del cuerpo metálico a la carcasa de plástico 2, y para ello, primero se fija en el extremo de entrada de gases 6 la brida metálica 8 a la carcasa de plástico 2 mediante medios de tornillería 12; y después se fija en el extremo de salida de gases 5 el depósito de gas 9 o bien la brida de soporte 7' a la carcasa de plástico 2 mediante el reborde metálico 10.Then proceed to fix the ends from the metal body to the plastic housing 2, and for this, first the metal flange 8 is fixed at the gas inlet end 6 to the plastic housing 2 by means of screws 12; and then the gas tank 9 or the gas outlet end 5 is fixed either the support flange 7 'to the plastic housing 2 by means of the metal flange 10.
Tal como se ha descrito anteriormente, dicho reborde metálico 10 se une por un extremo a la carcasa de plástico 2 mediante elementos de tornillería 11 y por su otro extremo a dicho depósito de gas 9 o a la brida de soporte 7' mediante soldadura con láser.As described above, said metal flange 10 is attached at one end to the plastic housing 2 by screws 11 and at the other end to said gas tank 9 or support flange 7 'by welding with To be.
Tal como se muestra en la figura 2, se prevé un área de contacto alrededor del cordón de soldadura con láser 14, con una amplitud W adecuada para evitar daños en la carcasa de plástico 2 o en la correspondiente junta de estanqueidad 16, debidos a las tensiones térmicas de los diferentes materiales y temperaturas.As shown in Figure 2, a contact area around the laser welding bead 14, with a suitable amplitude W to avoid damage to the plastic housing 2 or in the corresponding seal 16, due to the thermal stresses of different materials and temperatures.
Dicha área de contacto debe estar orientada según la dirección de montaje del cuerpo metálico dentro de la carcasa de plástico 2.This contact area must be oriented according to the mounting direction of the metal body inside the plastic housing 2.
Cabe destacar que la conexión 17 del depósito de gas 9 con el entorno motor se puede montar al final del procedimiento en caso de que dicha conexión 17 tenga un diámetro exterior mayor que el diámetro interior de la carcasa de plástico 2.It should be noted that connection 17 of the deposit of Gas 9 with the engine environment can be mounted at the end of the procedure in case said connection 17 has a diameter outer larger than the inner diameter of the plastic housing 2.
En esta realización preferida se ha descrito que la entrada de gases coincide con el segundo extremo 6 de la carcasa de plástico 2, pero también podría coincidir con el primer extremo 5 opuesto, según otra realización.In this preferred embodiment it has been described that the gas inlet coincides with the second end 6 of the housing plastic 2, but could also match the first end 5 opposite, according to another embodiment.
Asimismo, se ha descrito que en el primer extremo 5 el cuerpo metálico incluye un depósito de gas metálico 9, según una primera realización preferida, o bien una brida de soporte 7', según una segunda realización preferida. No obstante, en el segundo extremo 6 el cuerpo metálico puede incluir una brida de soporte 8 o bien un depósito de gas.It has also been described that in the first end 5 the metal body includes a metal gas tank 9, according to a first preferred embodiment, or a support flange 7 ', according to a second preferred embodiment. However, in the second end 6 the metal body may include a flange of support 8 or a gas tank.
Aunque en esta realización preferida se ha descrito un intercambiador de haz de conductos paralelos, la invención también puede aplicarse a intercambiadores de placas apiladas.Although in this preferred embodiment it has been described a parallel duct beam exchanger, the invention can also be applied to plate exchangers stacked
Claims (23)
láser y la carcasa (2).10. Exchanger (1) according to claim 9, characterized in that the at least one fold (13) is located in the gas tank (9) in an area between the welding bead (14)
laser and housing (2).
- a)to)
- obtener un cuerpo metálico provisto de un circuito (3) que incluye un depósito de gas metálico (9) o una brida de soporte metálica (7') acoplada a un primer extremo (5) del circuito (3), y una brida de soporte metálica (8) o un depósito de gas acoplado a un segundo extremo opuesto (6);obtain a metal body provided with a circuit (3) that includes a metal gas tank (9) or a metal support flange (7 ') coupled to a first end (5) of the circuit (3), and a metal support flange (8) or a reservoir of gas coupled to a second opposite end (6);
- b)b)
- obtener una carcasa de plástico (2) destinada a alojar el cuerpo metálico (3, 7, 7', 8, 9);get a plastic housing (2) intended to house the metal body (3, 7, 7 ', 8, 9);
- c)C)
- colocar una junta de estanqueidad (16) en cada extremo de la carcasa (2) en la zona de unión con los respectivos elementos metálicos (8, 10);fit a gasket (16) at each end of the housing (2) in the area of connection with the respective metal elements (8, 10);
- d)d)
- alojar el cuerpo metálico dentro de la carcasa de plástico (2), introduciéndolo a través de su primer extremo (5);accommodate the metal body inside the plastic housing (2), introducing it through its first end (5);
- e)and)
- fijar al segundo extremo (6) de la carcasa (2) la brida de soporte (8) o el depósito de gas mediante medios mecánicos (12); ypin up to the second end (6) of the housing (2) the support flange (8) or the gas tank by mechanical means (12); Y
- f)F)
- fijar al primer extremo (5) de la carcasa (2) el depósito de gas (9) o la brida de soporte (7') mediante un reborde metálico (10).pin up to the first end (5) of the housing (2) the gas tank (9) or the support flange (7 ') by a metal flange (10).
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