ES2549633T3 - Tubo calefactable para fluidos - Google Patents

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Abstract

Tubo calefactable para fluidos (1) para un medio fluido a calentar, en particular para una solución de urea, en el que está previsto un tubo interior (2) así como al menos un elemento calefactor conducido a lo largo del tubo interior (2), en el que un tubo exterior (5) rodea el tubo interior (2) a distancia a y en el que en la superficie interior del tubo exterior (5), que está dirigida hacia el tubo interior (2) está prevista una pluralidad de ranuras (7), que se extienden sobre al menos una parte de la longitud del tubo exterior (5) en la dirección longitudinal del tubo exterior (5).

Description

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DESCRIPCIÓN
Tubo calefactable para fluidos
La invención se refiere a un tubo calefactable para fluidos para un medio fluido a calentar, en particular para una solución de urea a calentar como medio fluido, en el que está previsto un tubo interior así como un fluido calefactor guiado a lo largo del tubo interior y en el que un tubo exterior rodea el tubo interior a distancia a. Con el concepto de medio fluido se entiende especialmente un medio líquido.
En automóviles, especialmente en vehículos con motor Diesel, en general, está presente un llamado sistema-SCR con un catalizador-SCR para el tratamiento de los gases de escape (SCR: reducción catalítica selectiva). Para una reducción efectiva de los óxidos nítricos contenidos en el gas de escape de un automóvil, se dosifica una solución de urea al gas de escape delante de un catalizador-SCR, Tal solución de urea o bien solución de urea acuosa tiene el inconveniente de que la urea se congela a temperaturas por debajo de menos 11 ºC y se cristaliza parcialmente. De esta manera se impide o se bloquea totalmente una alimentación adicional funcional segura de la solución de urea y se perjudica o bien se impide una reducción efectiva de los óxidos nítricos en el gas de escape. Para evitar tales interferencias, se calientan los tubos de alimentación o bien las tuberías para la solución de urea. Tal calentamiento se realiza especialmente con elementos calefactores accionados eléctricamente en forma de alambres calefactores
o láminas calefactoras
Un tubo calefactable para fluidos del tipo descrito al principio se conoce, en principio, por la práctica. En este tubo de fluidos, entre el tubo exterior y el tubo interior está presente una capa de aire como capa de aislamiento. Estos tubos de fluidos conocidos se caracterizan, sin embargo, por el inconveniente de que resultan pérdidas térmicas especialmente a través de convección térmica. Por lo tanto, para el calentamiento de estos tubos de fluidos es necesaria una cantidad de energía o bien cantidad de energía eléctrica indeseablemente alta.
En cambio, la invención se basa en el problema técnico de indicar un tubo calefactable para fluidos del tipo mencionado al principio, en el que se pueden evitar los inconvenientes explicados al principio y que se caracteriza por un aislamiento térmico óptimo.
Para la solución de este problema técnico, la invención enseña un tubo calefactable para fluidos para un medio fluido a calentar, en particular para una solución de urea como fluido, en el que está previsto un tubo interior así como al menos un elemento calefactor guiado a lo largo del tubo interior para el calentamiento del fluido, en el que un tubo exterior rodea el tubo interior a distancia a con respecto al tubo interior y en el que en la superficie interior del tubo exterior, que está dirigida hacia el tubo interior, está prevista una pluralidad de ranuras, que se extienden sobre al menos una parte de la longitud del tubo exterior en la dirección longitudinal del tubo exterior. De manera más conveniente, las ranuras se extienden sobre la mayor parte de la longitud del tubo exterior y con preferencia sobre toda o sobre casi toda la longitud del tubo exterior. Está en el marco de la invención que en el espacio de la distancia o bien en el espacio intermedio entre el tubo interior y el tubo exterior está presente aire o bien una capa de aire. De acuerdo con una forma de realización muy preferida de la invención, el tubo calefactable para fluidos es componente de un automóvil y en particular componente de un sistema-SCR de un automóvil.
De manera recomendable, el tubo interior está constituido de plástico o bien esencialmente de plástico. Con preferencia, el tubo interior está configurado de forma cilíndrica y presenta de esta manera una sección transversal de forma circular. Está en el marco de la invención que el medio fluido a calentar, en particular la solución de urea a calentar o bien la solución de urea acuosa sean conducidos a través del espacio interior del tubo interior.
Se recomienda que el al menos un elemento calefactor esté dispuesto directamente sobre la superficie exterior del tubo interior. Se ha revelado que es ventajoso prever entre el tubo interior y el tubo exterior al menos una capa intermedia y de manera más conveniente entonces el al menos un elemento calefactor está dispuesto entre la capa intermedia y el tubo interior. De acuerdo con una forma de realización preferida, en la capa intermedia se trata al menos una tira de protección, que es arrollada alrededor del conjunto formado por el tubo interior y el elemento calefactor. De manera más conveniente, la al menos una tira de protección está realizada en forma de una cinta adhesiva con superficie adhesiva en el lado del tubo interior. En principio, el al menos un elemento calefactor podría conducirse también dentro del tubo interior o bien en el espacio interior del tubo interior a lo largo del tubo interior.
Está en el marco de la invención que en el al menos un elemento calefactor se trata de un elemento calefactor eléctrico. Entonces se calienta el tubo de fluidos o bien el fluido, por lo tanto, eléctricamente. Con preferencia, un elemento calefactor está configurado como alambre calefactor y/o como lámina calefactora. Se ha revelado que es conveniente que el elemento calefactor – en particular el alambre calefactor y/o lámina calefactora – esté arrollado en forma de espiral alrededor del tubo interior.
Está en el marco de la invención que el tubo interior esté dispuesto concéntricamente en el tubo exterior o bien esté rodeado por el tubo exterior. De manera más conveniente, el tubo interior y el tubo exterior están dispuestos coaxiales entre sí. En una configuración especialmente ventajosa de la invención, está previsto que la distancia a de la superficie interior del tubo exterior con respecto a la superficie exterior del tubo interior sea de 0,3 a 2 mm, con
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preferencia de 0,4 a 1,7 mm. En este caso, la distancia a se mide desde las zonas libres de ranuras de la superficie interior del tubo exterior. De manera más conveniente, la distancia a es igual o bien esencialmente igual sobre la periferia del tubo exterior o bien del tubo interior.
Además, está en el marco de la invención que las ranuras está dispuestas distribuidas sobre la periferia interior del tubo exterior y, en concreto, con preferencia están dispuestas distribuidas con distancias iguales o bien uniformes. De manera recomendable, las ranuras están orientadas paralelas entre sí o bien esencialmente paralelas entre sí y en particular están dispuestas paralelas o bien esencialmente paralela al eje medio longitudinal L del tubo interior o bien del tubo exterior.
Se ha revelado que es ventajoso que las ranuras presenten una sección transversal de forma rectangular y/o de forma trapezoidal. De manera recomendable, las nervaduras previstas en la superficie interior del tubo exterior presentan una sección transversal de forma rectangular y/o de forma trapezoidal. Está en el marco de la invención que las nervaduras presentes entre las ranuras están dispuestas paralelas entre sí. De manera más conveniente, la profundidad radial t de las ranuras es de 0,15 a 0,40 mm, con preferencia de 0,20 a 0,35 mm y de manera muy preferida de 0,20 a 0,30 mm. Con preferencia, la anchura b o bien la anchura máxima b de las ranuras es de 0,45 a 0,85 mm, con preferencia de 0,50 a 0,80 mm y de manera muy preferida de 0,55 a 0,75 mm. El concepto de anchura máxima se refiere aquí especialmente a ranura con sección transversal de forma trapezoidal.
Está en el marco de la invención que la superficie exterior del tubo exterior está configurada lisa o bien no perfilada. De acuerdo con una forma de realización recomendada de la invención, el tubo exterior está constituido de un elastómero termoplástico o bien esencialmente de un elastómero termoplástico. De acuerdo con una variante de realización recomendada, el tubo exterior está constituido de EPDM o bien esencialmente de EPDM. EPDM significa caucho de etileno-propileno-dieno.
Se recomienda que el tubo exterior – en particular con referencia a su superficie exterior -esté configurado de forma cilíndrica y con sección transversal de forma circular. Se ha revelado que es ventajoso que el espesor d del tubo exterior sea de 2,2 a 3,0 mm, con preferencia de 2,4 a 2,8 mm y de manera muy preferida de 2,5 a 2,7 mm. El espesor del tubo exterior se configura en este caso por las zonas libres de ranuras de la superficie interior del tubo exterior. De manera recomendable, el diámetro interior del tubo exterior es de 4,5 a 7,0 mm y con preferencia de 5,0 a 6,5 mm. También el diámetro interior se configura por las zonas libres de ranuras de la superficie interior del tubo exterior.
La invención se basa en el reconocimiento de que el tubo de fluidos de acuerdo con la invención se caracteriza por un aislamiento térmico óptimo y de que este aislamiento térmico es claramente mejor que en los tubos calefactables de fluidos conocidos hasta ahora, en particular para soluciones de urea calefactables. En virtud de las características de acuerdo con la invención se puede reducir considerablemente la convección térmica interior en el tubo de fluidos y especialmente en la capa de aire entre el tubo exterior y el tubo interior. Se puede reducir considerablemente una refrigeración posterior del fluido líquido a calentar o bien de la solución de urea a calentar. El gasto de energía necesario para el calentamiento de tubo de fluidos es claramente menor que en los tubos de fluidos conocidos hasta ahora. Los tubos de fluidos de acuerdo con la invención se pueden producir a pesar de todo con los mismos costes
o incluso con costes menores que los tubos de fluidos conocidos. Se conocen por la práctica especialmente tubos de fluidos con tubos exteriores en forma de tubos ondulados. El tubo de fluidos de acuerdo con la invención – en particular con superficie exterior lisa – se caracteriza, en cambio, por un montaje más sencillo en el automóvil así como por un desarrollo de ruido más reducido.
A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de un dibujo que representa solamente un ejemplo de realización. Se muestra en representación esquemática lo siguiente:
La figura 1 muestra una vista lateral de un tubo de fluidos de acuerdo con la invención.
La figura 2 muestra una sección a través del tubo exterior del tubo de fluidos de acuerdo con la invención, y
La figura 3 muestra una sección longitudinal a través del tubo exterior.
La figura 1 muestra un tubo calefactable para fluidos para una solución de urea acuosa a calentar como medio fluido. El tubo de fluidos es con preferencia componente de un sistema-SCR en un automóvil. En el ejemplo de realización, el tubo de fluidos 1 presenta un tubo interior 2 que conduce la solución de urea así como un elemento calefactor accionado eléctricamente, realizado en forma de un alambre calefactor 3 para el calentamiento de la solución de urea. El alambre calefactor está arrollado con preferencia y en el ejemplo de realización de acuerdo con la figura 1 en forma de espiral alrededor de la superficie exterior del tubo interior 2. Por lo demás, de manera recomendable y en el ejemplo de realización está prevista una capa intermedia en forma de una cinta adhesiva 4, estando arrollada la cinta adhesiva 4 en forma de espiral alrededor del conjunto formado por el tubo interior 2 y el alambre calefactor 3. La cinta adhesiva 4 presenta de manera más conveniente una superficie adhesiva en el lado del tubo interior no representada. Además, un tubo exterior 5 rodea el tubo interior 2 con una distancia a. En el espacio intermedio entre el tubo interior 2 y el tubo exterior 5 está presente aire o bien una capa de aire para el
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aislamiento térmico. De manera más conveniente y en el ejemplo de realización, el tubo interior 2 está dispuesto concéntricamente en el tubo exterior 5 o bien el tubo interior 2 está rodeado concéntricamente por el tubo exterior 5. El tubo interior 2 y el tubo exterior 5 están dispuestos, por lo tanto, coaxialmente. Con preferencia y en el ejemplo de realización la distancia a entre el tubo interior 2 y el tubo exterior 5 es uniforme o bien constante sobre la periferia el
5 tubo interior 2 o bien del tubo exterior 5. Esta distancia a puede ser por ejemplo 1 mm.
De acuerdo con la invención, en la superficie interior 6 del tubo exterior 5, que está dirigida hacia el tubo interior 2, está prevista una pluralidad de ranuras 7 (figuras 2 y 3). Con preferencia y en el ejemplo de realización, las ranuras 7 se extienden sobre toda la longitud del tubo exterior 5 en la dirección longitudinal del tubo exterior 5. De manera recomendable y en el ejemplo de realización, las ranuras 7 están dispuestas distribuidas sobre la periferia interior del 10 tubo exterior 5 y en concreto a distancias iguales o bien uniformes (ver especialmente la figura 2). Con preferencia y en la forma de realización representada en las figuras, las ranuras 7 están dispuestas paralelas entre sí y paralelas al eje medio longitudinal L del tubo interior 2 o bien del tubo exterior 5. Con preferencia, las ranuras 7 tienen una sección transversal de forma rectangular (figura 2). De manera más conveniente, también las nervaduras 8 dispuestas entre las ranuras 7 tienen una sección transversal de forma rectangular de este tipo. La profundidad
15 radial t de las ranuras puede ser en el ejemplo de realización de 0,20 a 0,30 mm. De manera más conveniente, la anchura b de las ranuras 7 es de 0,55 a 0,75 mm. El espesor d del tubo exterior 5 puede ser en el ejemplo de realización de 2,5 a 2,7 mm. Con preferencia, el diámetro interior i del tubo exterior 5 es de 5,0 a 6,5 mm.
A partir de las figuras 1 y 2 se puede deducir que con preferencia y en el ejemplo de realización la superficie exterior del tubo exterior 5 está configurada lisa o bien no perfilada. El tubo exterior está constituido de manera recomendada
20 de EPDM.
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Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1.-Tubo calefactable para fluidos (1) para un medio fluido a calentar, en particular para una solución de urea, en el que está previsto un tubo interior (2) así como al menos un elemento calefactor conducido a lo largo del tubo interior (2), en el que un tubo exterior (5) rodea el tubo interior (2) a distancia a y en el que en la superficie interior del tubo exterior (5), que está dirigida hacia el tubo interior (2) está prevista una pluralidad de ranuras (7), que se extienden sobre al menos una parte de la longitud del tubo exterior (5) en la dirección longitudinal del tubo exterior (5).
  2. 2.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el elemento calefactor es un alambre calefactor (3) y/o una lámina calefactora.
  3. 3.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el al menos un elemento calefactor está arrollado en forma de espiral alrededor del tubo interior (2).
  4. 4.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el tubo interior (2) está dispuesto concéntricamente en el tubo exterior (5) o bien está rodeado concéntricamente por el tubo exterior (5).
  5. 5.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la distancia a de la superficie interior (6) del tubo exterior (5) con respecto a la superficie exterior del tubo interior (2) es de 0,3 a 2 mm, con preferencia de 0,4 a 1,7 mm.
  6. 6.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que las ranuras (7) están dispuestas distribuidas sobre la periferia interior del tubo exterior (5) y, en concreto, con preferencia con distancias iguales o bien uniformes.
  7. 7.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que las ranuras (7) están dispuestas paralelas entre sí o bien esencialmente paralelas entre sí y están dispuestas especialmente paralelas o bien esencialmente paralelas al eje medio longitudinal L del tubo interior (2) o bien del tubo exterior (5).
  8. 8.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que las ranuras (7) presentan una sección transversal rectangular y/o trapezoidal.
  9. 9.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la profundidad radial t de las ranuras (7) es de 0,15 a 0,40 mm, con preferencia de 0,20 a 0,35 mm y de manera muy preferida de 0,20 a 0,30 mm.
  10. 10.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la anchura b o bien la anchura máxima b de las ranuras (7) es de 0,45 a 0,85 mm, con preferencia de 0,50 a 0,80 mm y de manera muy preferida de 0,55 a 0,75 mm.
  11. 11.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la superficie exterior del tubo exterior (5) está configurada lisa o bien no perfilada.
  12. 12.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el tubo exterior (5) está constituido de un elastómero termoplástico o bien esencialmente de un elastómero termoplástico.
  13. 13.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el tubo exterior (5) está constituido de EPDM o bien esencialmente de EPDM.
  14. 14.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el tubo exterior (5) está configurado de forma cilíndrica y con sección transversal de forma circular.
  15. 15.-Tubo calefactable para fluidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el espesor d del tubo exterior (5) es de 2,2 a 3,0 mm, con preferencia de 2,4 a 2,8 mm y de manera muy preferida de 2,5 a 2,7 mm.
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