ES2577630T3 - Intercambiador de calor con colector reforzado - Google Patents

Description

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DESCRIPCION

Intercambiador de calor con colector reforzado

El sector tecnico de la presente invencion es el de los intercambiadores de calor configurados para realizar un intercambio termico entre un primer fluido y un segundo fluido correspondiente al preambulo de la reivindicacion 1, destinados de modo mas particular a ser instalados en un vehlculo automovil. Un intercambiador de este tipo es conocido por el documento US 2012/018135 A1. Dicho intercambiador de calor puede ser por ejemplo un refrigerador de aire sobrealimentado.

Un vehlculo automovil puede estar equipado clasicamente con un motor de combustion interna combinado con un turbocompresor, Este ultimo provoca una elevacion de la temperatura de los gases de admision, lo que perjudica al buen llenado de las camaras de combustion del motor. Esta es la razon por la cual es conocido completar esta configuracion por la adicion de un intercambiador de calor, cuya funcion es refrigerar los gases de admision antes de su entrada en estas camaras de combustion, lo que permite aumentar la densidad de los gases de admision y as! mejorar la relacion estequiometrica en las camaras de combustion.

Un intercambiador de calor de este tipo comprende clasicamente una pluralidad de tubos por el interior de los cuales circulan los gases de admision, siendo a su vez recorridos los espacios entre los tubos por un fluido de refrigeracion. En la entrada o en la salida de este intercambiador, los gases de admision son canalizados por una tapa hecha solidaria de un colector, estando configurado este ultimo para recibir de manera estanca la extremidad de cada tubo por la cual entran los gases de admision.

Hacen aparicion nuevas tecnicas de sobrealimentacion. Se conoce as! combinar el motor de combustion interna con dos o tres turbocompresores. Esta combinacion va acompanada de una elevacion de la presion y de la temperatura de los gases de admision. Las tensiones mecanicas a las que son sometidos los intercambiadores de sobrealimentacion llegan a ser extremadamente importantes, puesto que la presion de los gases de admision puede alcanzar 4 bares. Los intercambiadores de calor conocidos actualmente no estan por tanto adaptados para resistir tales niveles de presion o de temperatura, y pueden aparecer fugas en particular a nivel de la union que une la tapa al colector.

El documento US2003/0217838A1 divulga una solucion de refuerzo de un borde periferico del colector. Dicha solucion, aunque mejora la situacion, no esta sin embargo adaptada para disenos de intercambiadores aire/aire, que esten sometidos a una presion interna elevada y en los que una tapa es retenida sobre el colector por medio de un engarzado mecanico. Una solidarizacion por engarzado presenta ciertas ventajas, pero la misma es mas sensible a los fenomenos de deformacion de la tapa y de dilataciones termicas, siendo estos fenomenos menos problematicos en el caso de una solidarizacion de la tapa por soldadura al colector. Existe as! una necesidad de mejorar la gestion de la estanqueidad entre el volumen interno del intercambiador de calor y su entorno para intercambiadores de calor con tapa engarzada.

El objetivo de la presente invencion es pues resolver el inconveniente anteriormente descrito, en particular reforzando el borde periferico del colector, estando particularmente dispuesto este ultimo para recibir y solidarizar por engarzado una tapa. La invencion propone disponer absorciones de esfuerzos en un componente del cuerpo de intercambio termico, en particular en el o los tubos a traves de los cuales pasan los gases de admision sometidos a alta presion.

La invencion pues tiene por objetivo un intercambiador de calor que comprende un cuerpo de intercambio termico, al menos una tapa y un colector que une la tapa al cuerpo de intercambio termico con la ayuda de un dispositivo de engarzado que sale del colector y es plegado sobre la tapa, comprendiendo el cuerpo de intercambio termico una pluralidad de tubos aptos para canalizar un primer fluido, comprendiendo el colector una placa de fondo rodeada por un borde de solidarizacion de la tapa, delimitando la placa de fondo y el borde de solidarizacion un alojamiento de recepcion de un talon de la tapa, estando formado el borde de solidarizacion por una doble pared, caracterizado por que una extremidad del borde de solidarizacion esta solidarizada al menos a un tubo constitutivo del cuerpo de intercambio termico. La solidarizacion de la extremidad de la doble pared al menos a un tubo asegura as! una absorcion de esfuerzos mecanicos que contribuye significativamente a aumentar la resistencia mecanica del borde de solidarizacion en contra de las tensiones generadas por la presion o la temperatura del primer fluido apto para circular por el interior del intercambiador de calor de acuerdo con la invencion.

Se observara que el cuerpo de intercambio termico puede igualmente comprender una multiplicidad de dispositivos de disipacion interpuestos entre los tubos y en contacto con un segundo fluido apto para atravesar el cuerpo de intercambio termico.

De acuerdo con una primera caracterlstica de la invencion, la extremidad de la doble pared esta solidarizada a una pluralidad de tubos. Se considera aqul el caso en que la extremidad se extiende a lo largo de una cara longitudinal del intercambiador, estando entonces la extremidad soldada a una pared lateral de varios tubos que bordean a la cara longitudinal.

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De acuerdo con una segunda caracterlstica de la invencion, un tubo comprende dos paredes longitudinales unidas una a la otra por dos paredes laterales, comprendiendo el borde de solidarizacion una banda transversal a la placa de fondo y solidarizada contra al menos una de las paredes laterales de al menos un tubo en una longitud al menos igual a 1 mm.

De acuerdo con otra caracterlstica alternativa o complementaria de la invencion, la extremidad esta solidarizada contra una pared longitudinal de un tubo terminal del cuerpo de intercambio termico.

Una u otra de las soluciones anteriormente citadas permite disponer una absorcion de esfuerzos mecanicos a lo largo de la cara concernida del intercambiador, y ventajosamente en todas las caras que delimitan el cuerpo de intercambio termico.

De acuerdo todavla con una caracterlstica de la invencion, el cuerpo de intercambio termico esta terminado lateralmente por una plancha instalada a una distancia al menos igual a 0,1 mm de la doble pared, siendo esta distancia un mlnimo para evitar una soldadura entre los dos elementos concernidos.

De acuerdo todavla con otra caracterlstica de la invencion, un dispositivo de disipacion esta intercalado entre la plancha y el tubo terminal, estando el dispositivo de disipacion a una distancia al menos igual a 0,1 mm de la doble pared, siendo esta distancia un mlnimo para evitar una soldadura entre los dos elementos concernidos.

Las dos soluciones tecnicas anteriormente presentadas permiten desacoplar termicamente el colector de la plancha y/o del dispositivo de disipacion, lo que ofrece la posibilidad de evitar tensiones mecanicas consecutivas a diferencias de dilataciones termicas entre el colector en contacto con el primer fluido, y la plancha y/o el dispositivo de disipacion, en contacto con el segundo fluido.

El intercambiador de acuerdo con la invencion puede estar configurado para que entre la placa de fondo y la extremidad de la doble pared este prevista una distancia al menos igual a 2 mm. Tal distancia permite formar un pata de apoyo por medio de la extremidad soldada al tubo. Dicha pata de apoyo se opone a un fenomeno de apertura del borde de solidarizacion bajo el efecto de la presion en el interior de la tapa, lo que permite aumentar el nivel de fiabilidad de la estanqueidad por engarzado.

Ventajosamente, la placa de fondo comprende al menos una abertura en la cual se aloja una extremidad de tubo, estando la citada abertura bordeada por un cuello vuelto hacia el cuerpo de intercambio de calor. Tal disposicion permite obtener una cara de la placa de fondo vuelta hacia la tapa sensiblemente plana, lo que contribuye a mejorar la resistencia mecanica del intercambiador de calor.

Tal intercambiador puede comprender una junta instalada en el alojamiento de recepcion, al menos entre el talon de la tapa y el borde de solidarizacion.

La doble pared esta formada por una primera pared y una segunda pared soldada contra la primera pared. De acuerdo con una primera alternativa, la primera y la segunda pared proceden de una misma hoja metalica y estan unidas una a la otra por un pliegue. De acuerdo con una segunda alternativa, la segunda pared esta previamente separada de la primera pared, y es anadida a la misma antes de una etapa de soldadura.

La doble pared puede comprender al menos un codo a nivel del cual esta dispuesto un dispositivo de refuerzo mecanico. Este ultimo evita que la inclinacion angular formada entre las dos partes de la doble pared que bordean al codo aumente bajo el efecto de la presion.

De acuerdo con un ejemplo de realizacion, el dispositivo de refuerzo mecanico es especialmente un chaflan dispuesto en el codo de la primera pared. Alternativamente, este dispositivo de refuerzo mecanico es ventajosamente un borde redondeado en el codo de la segunda pared.

Se observara que este dispositivo de refuerzo puede igualmente estar formado por la combinacion del chaflan y del borde redondeado, dispuesto en una o la otra de las paredes. Tal disposicion permite generar formas que se combinan para oponerse a las tensiones mecanicas a las que es sometido el colector.

La primera pared puede comprender una primera banda que forma un fondo del alojamiento y un primer flanco que delimita lateralmente el alojamiento, estando la primera banda y el primer flanco unidos por el chaflan.

De acuerdo todavla con otra caracterlstica de la invencion, la segunda pared puede comprender una segunda banda soldada contra la primera banda, as! como un segundo flanco soldado contra el primer flanco, estando la segunda banda y el segundo flanco unidos por un borde redondeado distante del chaflan. El borde redondeado y el chaflan forman en este caso el dispositivo de refuerzo mecanico, y dicha distancia entre este borde redondeado y este chaflan contribuye significativamente a aumentar la resistencia mecanica del borde de solidarizacion.

Ventajosamente, la extremidad comprende un pliegue dispuesto para que una cara de la segunda pared quede soldada contra el tubo. Tal disposicion permite aumentar la superficie de solidarizacion, especialmente por soldadura, entre la doble pared y el o los tubos, a nivel de la extremidad.

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De acuerdo con un ejemplo de realizacion, el dispositivo de engarzado puede comprender una pluralidad de patas de engarzado que salen de la primera pared, las cuales, en el estado final de fabricacion del intercambiador de calor, son plegadas sobre el talon de la tapa.

La invencion puede cubrir igualmente un sistema de refrigeracion de gases de admision de un motor de combustion interna de un vehlculo automovil, que comprenda un intercambiador de calor que integre una cualquiera de las caracterlsticas anteriormente descritas, en el cual el primer fluido este formado por los gases de admision del motor de combustion interna, mientras que el segundo fluido este formado por un flujo de aire exterior al vehlculo.

Una ventaja de la invencion reside en la posibilidad de aumentar de manera simple la resistencia mecanica del colector, en particular de su borde de solidarizacion. La solidarizacion de la extremidad genera un punto de contacto adicional sobre los tubos que entonces forma una absorcion de esfuerzos, limitando esta ultima significativamente las deformaciones del borde de solidarizacion cuando el intercambiador de calor es sometido a una presion y/o una temperatura interna importantes. Es as! como un intercambiador de calor, provisto de un colector de doble pared y en el que la extremidad de esta pared es hecha solidaria de al menos un tubo que canaliza el primer fluido, puede resistir presiones y temperaturas elevadas.

Otras caracterlsticas, detalles y ventajas de la invencion se pondran de manifiesto de modo mas claro en la lectura de la description dada seguidamente a tltulo indicativo en relation con los dibujos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de un intercambiador de calor de acuerdo con la invencion,

- la figura 2 es una vista en perspectiva del intercambiador de calor de acuerdo con la invencion, que muestra parcialmente dos caras adyacentes de este intercambiador, as! como su colector,

- la figura 3 es una vista que ilustra la solidarizacion del colector a una cara lateral del cuerpo de intercambio termico, en corte segun el plano A ilustrado en la figura 1,

- la figura 4 es una vista que ilustra la solidarizacion del colector a una cara longitudinal del cuerpo de intercambio termico, en corte segun el plano B ilustrado en la figura 1.

La figura 1 ilustra un ejemplo de realizacion de un intercambiador de calor 1 de acuerdo con la invencion. Tal intercambiador de calor es especialmente un refrigerador de aire sobrealimentado utilizado para refrigerar los gases de admision de un motor de combustion interna.

El intercambiador de calor 1 de acuerdo con la invencion esta configurado para realizar un intercambio termico entre un primer fluido y un segundo fluido. De manera particular, el intercambiador de calor esta dispuesto para, por una parte, canalizar un primer fluido gaseoso tal como un flujo de aire sobrealimentado y, por otra, ser atravesado por un segundo fluido gaseoso, tal como un flujo de aire que circunda al intercambiador. Asl, el intercambiador de calor 1 puede ser un intercambiador aire/aire que equipa a un vehlculo automovil, siendo el segundo fluido un flujo de aire dinamico puesto en movimiento por el desplazamiento del vehlculo o por un grupo motoventilador montado en el vehlculo.

La figura 1 comprende una referencia ortonormada que define al intercambiador de calor 1, representando el eje OX una dimension longitudinal o longitud del intercambiador, el eje OY representa una dimension lateral o anchura del intercambiador, mientras que el eje OZ representa una dimension vertical o altura del intercambiador de calor 1 de acuerdo con la invencion.

El intercambiador de calor 1 de acuerdo con la invencion comprende un cuerpo de intercambio termico 2 que forma la sede del intercambio termico entre el primer fluido y el segundo fluido. En cada extremidad de este cuerpo de intercambio termico 2, se encuentra un colector 3 cubierto por una tapa 4.

El colector 3 asegura una distribution del primer fluido a traves de una pluralidad de tubos 6 constitutivos del cuerpo de intercambio termico 2, siendo este primer fluido canalizado por la tapa 4 hacia o desde el colector 3. El cuerpo de intercambio termico 2 comprende todavla una multiplicidad de dispositivos de disipacion 7. Cada uno de los mismos esta interpuesto entre dos tubos 6 adyacentes, de manera que disponen un espacio entre los tubos por el cual circula el segundo fluido, es decir el flujo de aire dinamico.

De acuerdo con un ejemplo de realizacion, un dispositivo de disipacion esta formado por un intercalar, especialmente en forma de zigzag, y del cual cada cuspide es hecha solidaria de dos tubos adyacentes. Este intercalar puede comprender persianas. Este dispositivo de disipacion 7 puede igualmente estar formado por una hoja metalica sensiblemente plana, en la cual esten formadas una multiplicidad de persianas.

La tapa 4 comprende al menos una abertura 5 por la cual el primer fluido entra o sale del intercambiador de calor 1. El colector 3 esta asl en un lado soldado al cuerpo de intercambio termico 2 y, en el otro, hecho solidario de la tapa 4 por un dispositivo de engarzado 8 del colector 3 a la tapa 4. Tal dispositivo de engarzado 8 esta formado globalmente por un conjunto de patas de engarzado plegadas sobre un borde de la tapa, denominado en lo que sigue talon.

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El cuerpo de intercambio termico 2 presenta una seccion rectangular. El mismo esta delimitado por un cara de entrada del segundo fluido y por una cara de salida de este segundo fluido, denominadas respectivamente primera cara longitudinal 9 y segunda cara longitudinal 10 del cuerpo de intercambio termico 2. Este ultimo esta delimitado igualmente por una primera cara lateral 11 y por una segunda cara lateral 12 dispuestas entre la primera cara longitudinal 9 y la segunda cara longitudinal 10. Estas ultimas son perpendiculares a la direccion de desplazamiento del segundo fluido, mientras que la primera cara lateral 11 y la segunda cara lateral 12 se extienden en planos paralelos a esta direccion.

El cuerpo de intercambio termico 2 comprende la pluralidad de tubos 6 hechos solidarios del colector 3 por soldadura. Estos tubos estan, por ejemplo, realizados a partir de una hoja metalica plegada sobre si misma, de manera que delimiten un volumen interno por el cual circula el primer fluido, especialmente el flujo de aire sobrealimentado.

Un tubo 6 esta delimitado por paredes longitudinales paralelas, unidas por dos paredes laterales. Las paredes longitudinales de los tubos son paralelas al menos a una de la caras laterales 11 o 12 que bordean al cuerpo de intercambio termico 2. Las paredes laterales de los tubos se extienden as! en el plano de la primera y/o segunda cara longitudinal 9, 10 del cuerpo de intercambio termico 2.

La o las paredes longitudinales de los tubos 6 se extienden en un plano OX-OY, mientras que las paredes laterales de los tubos 6, aunque de forma redondeada, se extienden globalmente en un plano OX-OZ.

Se observara que la estructura de cada tubo 6 es identica, siendo denominados aqul los dos tubos inmediatamente adyacentes a las caras laterales 11 y 12 del cuerpo de intercambio termico 2 tubos terminales 6a y 6b.

En el interior del volumen interno de cada tubo 6 puede estar instalado un turbulador. Este turbulador (no representado) perturba el flujo del primer fluido en el tubo 6, de manera que maximiza la transferencia termica entre el primer fluido y las paredes que delimitan el tubo 6. Este turbulador puede igualmente ser solidarizado a las dos paredes longitudinales del tubo de manera que aumenta la resistencia mecanica de dicho tubo.

La figura 2 muestra el colector 3, visto a nivel de un codo formado entre una primera cara longitudinal 9 y una primera cara lateral 11 del cuerpo de intercambio termico 2. El colector 3 comprende una placa de fondo que recibe una extremidad de los tubos 6, no visible en esta figura, rodeada por un borde 13 de solidarizacion de la tapa 4.

El cuerpo de intercambio termico 2 comprende su pluralidad de tubos 6 entre los cuales esta dispuesto el dispositivo de disipacion termica 7, por ejemplo un intercalar. La primera cara lateral 11 del cuerpo de intercambio termico 2 esta formada por una plancha 14, es decir una placa metalica, especialmente rectillnea. Entre el tubo terminal 6b y esta plancha 14, se encuentra un dispositivo de disipacion 7 soldado a la plancha y a la pared longitudinal del tubo terminal 6b.

El borde 13 de solidarizacion de la tapa recibe un talon 15 de la tapa 4 dispuesto sobre un borde periferico que delimita la abertura de esta tapa 4. Dicho talon toma la forma de un resalte realizado por un aumento del espesor de la tapa a nivel de esta abertura.

El borde 13 de solidarizacion esta formado por una doble pared 16, extendiendose esta ultima por todo alrededor del intercambiador de calor 1, es decir a lo largo de las dos caras laterales y de las dos caras longitudinales que definen el cuerpo de intercambio termico 2. Se observara sin embargo la ausencia de doble pared en el borde de solidarizacion a nivel de al menos una esquina, y ventajosamente de todas las esquinas entre la caras laterales y las caras longitudinales del cuerpo de intercambio termico 2.

La forma particular de esta doble pared sera abordada en detalle refiriendose a las figuras 3 y 4 que siguen, pero se puede observar ya que esta doble pared 16 esta formada por una primera pared 21 y por una segunda pared 22 soldada contra la primera pared 21, comprendiendo la doble pared por otra parte un pliegue 23 que forma un codo de 180° que une la primera pared 21 a la segunda pared 22.

La doble pared 16 comprende al menos una extremidad 17 solidarizada al menos a un tubo 6, 6a, 6b constitutivo del cuerpo de intercambio termico 2. Tal solidarizacion puede intervenir unicamente a lo largo de una o varias caras laterales 11, 12 que delimitan el cuerpo de intercambio termico 2, o unicamente a lo largo de una o varias caras longitudinales 9, 10 que delimitan el cuerpo de intercambio termico 2, o bien a la vez a lo largo de una o varias caras laterales y longitudinales del cuerpo de intercambio termico 2.

En el ejemplo de realizacion ilustrado en las figuras 1 y 2, la extremidad 17 de la doble pared 16 esta solidarizada a lo largo de las dos caras laterales y de las dos caras longitudinales del cuerpo de intercambio termico 2.

En lo que concierne a la primera cara longitudinal 9, la extremidad 17 de la doble pared 16 esta soldada a la pared lateral 18 de al menos un tubo 6 y, de manera preferente, a la pared lateral de cada tubo 6 constitutivo del cuerpo de intercambio termico 2.

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En el lado de la primera cara lateral 11, la extremidad 17 de la doble pared 16 esta soldada contra la pared longitudinal 19 del o de los tubos terminales 6a, 6b del cuerpo de intercambio termico 2. Tal soldadura interviene sobre esta pared longitudinal en el plano OX-OY, ilustrado en la figura 1.

La figura 2 ilustra igualmente un ejemplo de realizacion del dispositivo de engarzado 8. Este ultimo comprende una pluralidad de patas de engarzado 20 que estan plegadas sobre el talon 15 de la tapa 4. Las patas de engarzado 20 salen de la primera pared 21.

La figura 3 es una vista que muestra en detalle el posicionamiento de la tapa 4 en el colector 3, as! como la solidarizacion entre el colector 3 y el tubo terminal 6a o 6b. Esta representation ilustra un corte tomado en el plano A mostrado en la figura 1.

El colector 3 comprende una placa de fondo 24 rodeada por el borde 13 de solidarizacion de la tapa 4. La placa de fondo 24 esta provista de aberturas de forma oblonga, que reciben una extremidad de cada tubo 6. Estas aberturas pueden estar provistas de un cuello 25, orientado por ejemplo hacia el cuerpo de intercambio termico 2 o hacia la tapa 4.

El borde 13 de solidarizacion forma un cinturon periferico alrededor de la placa de fondo 24, formando este borde de solidarizacion preferentemente una misma pieza con la placa de fondo 24.

De acuerdo con la invention, este borde 13 de solidarizacion de la tapa 4 esta formado por la doble pared 16, terminando esta ultima a nivel de la extremidad 17 al menos en parte solidarizada a uno o varios tubos, en particular a uno y u otro de los tubos terminales 6a, 6b constitutivos de cuerpo de intercambio termico 2.

El termino « doble » significa que el borde 13 de solidarizacion esta reforzado por la disposition de dos espesores de paredes adheridas una contra la otra. La doble pared 16 esta as! formada por una primera pared 21 y por una segunda pared 22 inmediatamente adyacente a la primera pared 21, y que sigue sus contornos. La segunda pared 22 es hecha solidaria al menos en parte de la primera pared 21 por soldadura entre estas dos paredes.

De acuerdo con el ejemplo de realizacion representado en esta figura, la primera pared 21 es igualmente solidaria de la segunda pared 22 por medio de un pliegue 23. En tal caso, la primera pared 21 y la segunda pared 22 proceden de una misma hoja metalica que se ha plegado 180° a nivel del pliegue 23 para adherir la segunda pared 22 contra la primera pared 21. Se considera asl, que la segunda pared 22 forma una misma pieza con la primera pared 21.

Alternativamente, la segunda pared 22 puede ser una pieza previamente distinta de la primera pared 21, y anadida antes de la soldadura contra la misma, de manera que formen la doble pared 16 una vez hechas solidarias una de la otra especialmente por soldadura.

Para simplificar el modo de fabrication del colector 3, un espesor de la doble pared 16 es al menos dos veces superior a un espesor de la placa de fondo 24. En un modo de realizacion particular, el espesor de la doble pared 16 es estrictamente igual a dos veces el espesor de la pared de fondo 24. El espesor de la doble pared 16 es medido segun la direction OX, mientras que el espesor de la placa de fondo 24 es medido segun una direction OZ, estando estas dos direcciones representadas en esta figura.

De acuerdo con el ejemplo de realizacion de las figuras 3 y 4, el borde 13 de solidarizacion de la tapa 4 delimita al menos en parte un alojamiento 26 de reception del talon 15 formado en el borde de la abertura de la tapa 4. La placa de fondo 24 esta a su vez prolongada por una banda 27 que se extiende segun una direccion al menos transversal, y preferentemente perpendicular al plano de extension de la placa de fondo 24, es decir el plano en el cual se extienden las aberturas de recepcion de las extremidades de tubos 6. El alojamiento 26 que recibe el talon 15 de la tapa esta asl bordeado en un lado por la banda 27 y en el otro por la pared 21 constitutiva de la doble pared 16.

La banda 27 esta aqul separada de la pared longitudinal 19 del tubo terminal 6a, 6b, en razon de la presencia de un cuello 25.

Ademas de recibir el talon 15 de la tapa 4, este alojamiento 26 puede recibir una junta 35 que asegura una estanqueidad entre el primer fluido y el medio que circunda al intercambiador de calor de acuerdo con la invencion. Esta junta 35 esta asl en apoyo contra el talon 15, contra la banda 27 y contra la primera pared 21 a nivel del alojamiento 26.

De acuerdo con el ejemplo de realizacion de la figura 3, la primera pared 21 comprende una primera banda 28 prolongada por un primer flanco 29. La primera bada 28 forma el fondo del alojamiento 26 contra el cual se apoya la junta 35. El primer flanco 29 se extiende al menos en parte a nivel del alojamiento 26, especialmente lateralmente al mismo. La primera banda 28 y el primer flanco 29 son especialmente planos.

Entre la primera banda 28 y el primer flanco 29, se encuentra un dispositivo de refuerzo mecanico de la doble pared 16. De acuerdo con un ejemplo de realizacion, el dispositivo de refuerzo mecanico toma la forma de un chaflan 30,

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es decir un codo sensiblemente plano e inclinado con respecto a la primera banda 28 y con respecto al primer flanco 29. Este chaflan 30 une as! la primera banda 28 al primer flanco 29, siendo este chaflan un elemento que participa en el refuerzo mecanico del borde 13 de solidarizacion de la tapa 4.

La segunda pared 22 de la doble pared 16 comprende una segunda banda 31 prolongada por un segundo flanco 32. La segunda banda 31 se extiende en un plano paralelo al plano de extension de la primera banda 28, estando estas dos bandas hechas solidarias una de la otra por una union soldada.

El segundo flanco 32 se extiende en un plano paralelo al plano de extension del primer flanco 29 y esta soldado contra el mismo.

La segunda banda 31 esta unida al segundo flanco 32 por un borde redondeado 33, es decir una esquina de seccion redondeada. Este borde redondeado 33, como tal, forma un segundo ejemplo de realizacion del dispositivo de refuerzo mecanico de la doble pared 16.

Este borde redondeado 33 esta enfrente del chaflan 30, y el mismo esta configurado de manera que queda separado del chaflan 30, contribuyendo tal disposicion a aumentar la resistencia mecanica de la doble pared 16. La segunda banda 31 y el segundo flanco 32 son por ejemplo planos.

Esta combinacion del chaflan 30 con el borde redondeado 33 forma una tercera variante de realizacion del medio de refuerzo mecanico de la doble pared 16.

Se comprende as! que este dispositivo de refuerzo mecanico puede estar formado solamente por el chaflan 30, o solamente por el borde redondeado 33, o bien por una combinacion de este chaflan 30 con el borde redondeado 33, permitiendo tal combinacion aumentar todavla la resistencia mecanica de la doble pared 16.

De manera general, este medio de refuerzo puede estar formado igualmente siempre que la primera pared 21 y la segunda pared 22 comprendan, cada una, un codo, presentando el codo dispuesto en la primera pared 21 una forma, vista en corte, diferente del codo dispuesto en la segunda pared 22, estando estas dos esquinas una enfrente de la otra.

La extremidad 17 de la doble pared 16 esta formada por una parte terminal de la segunda banda 31. De acuerdo con un ejemplo de realizacion no representado, es un borde de la segunda banda 31 el que esta soldado contra el tubo terminal 6a, 6b.

En el ejemplo de la figura 3, la extremidad 17 comprende un pliegue 34 orientado de manera que una u otra de las caras que delimitan la segunda banda 31 quede en apoyo y soldada contra el tubo terminal 6a , 6b. En el caso presente, el pliegue 34 forma un angulo de 90° vuelto hacia el cuerpo de intercambio termico 2, es decir al lado opuesto de la tapa 4 solidarizada al colector 3 concernido.

A nivel del pliegue 23, la doble pared 16 comprende una serie de patas de engarzado 20 formadas por porciones que prolongan la primera pared 21. En esta figura, estas patas de engarzado 20 estan representadas antes del pliegue sobre el talon 15 de la tapa 4. En posicion de ensamblaje final, estas patas de engarzado quedan adheridas contra el talon 15 de la tapa 4, de manera que ejercen un esfuerzo de compresion en contra de la junta 35.

La extremidad 17 de la doble pared 16 esta solidarizada contra la pared longitudinal 19 del tubo terminal 6a, 6b del cuerpo de intercambio termico 2. En cambio, el intercambiador de calor esta dispuesto para que la doble pared 16 no quede en contacto con la plancha 14 y/o con el dispositivo de disipacion 7. Para hacer esto, la plancha 14 esta instalada en el cuerpo de intercambio termico 2 de manera que dispone una distancia al menos igual a 0,1 mm de la doble pared 16. En el ejemplo de la figura 3, esta distancia esta indicada por D1 y la misma es medida segun la direccion OZ entre un borde terminal de la plancha 14 y el redondeado 33, o la segunda banda 31. Ventajosamente, la distancia D1 es como maximo igual a 12 mm.

De manera ventajosa, el dispositivo de disipacion 7 esta interpuesto entre la plancha 14 y el tubo terminal 6a, 6b. El dispositivo de disipacion 7 esta solidarizado en el cuerpo de intercambio termico 2 de manera que respete una distancia D2 de separacion de la doble pared 16, incluida su extremidad 17, al menos igual a 0,1 mm. Esta distancia D2 se mide, por ejemplo, entre una ultima cuspide del dispositivo de disipacion 7 y la segunda banda 31, o el borde de la extremidad 17. Ventajosamente, la distancia D2 es como maximo igual a 10 mm.

La extremidad de cada tubo 6 esta unida a la placa de fondo 24 por soldadura realizada a nivel del cuello 25. El borde 13 de solidarizacion de la tapa queda notablemente reforzado cuando entre la placa de fondo 24 y la extremidad 17 de la doble pared 16 soldada contra el tubo terminal 6a, 6b esta prevista una distancia de referencia D3. Tal distancia es al menos igual a 2 mm. Esta distancia D3 es medida, por ejemplo, entre una cara de la placa de fondo vuelta hacia el cuerpo de intercambio termico 2 y un plano que pasa por una cara de la segunda pared 22 soldada contra la primera pared 21. Ventajosamente, la distancia D3 es como maximo igual a 6,5 mm.

La figura 4 es una vista que muestra en detalle la solidarizacion entre el colector 3 y la pared lateral 18 de los tubos 6, 6a, 6b constitutivos del cuerpo de intercambio termico 2. Esta representacion ilustra un corte tomado en el plano B

mostrado en la figura 1. Solo se describiran las diferencias con la figura 3, y se remitira a la descripcion referida a la misma para poner en practica la estructura de los elementos comunes representados en la figura 4.

La banda 27 dispuesta perpendicularmente a la placa de fondo 24 esta soldada contra la pared lateral 18 que delimita al menos un tubo 6 del cuerpo de intercambio termico 2. Ventajosamente, tal soldadura es realizada contra 5 la pared lateral de cada tubo 6, incluidos los tubos terminales 6a, 6b.

Esta soldadura es realizada en una distancia indicada por D4 que es como mlnimo igual a 1 mm y como maximo igual a 7,5 mm. Esta distancia D4 se mide, por ejemplo, entre un borde que delimita la abertura de los tubos a nivel de la placa de fondo 24 y una recta que pasa por el fondo del alojamiento 26 delimitado por la primera banda 28 constitutiva de la primera pared 21.

10 La extremidad 17 de la doble pared 16 es igualmente solidarizada contra la pared lateral 18 de al menos un tubo 6, de manera similar a las soluciones descritas en referencia a la figura 3. Ventajosamente, esta soldadura de la extremidad 17 es realizada contra la pared lateral de cada tubo 6, incluidos los tubos terminales 6a, 6b.

Se observara que el cuerpo de intercambio termico 2 y el colector 4 pueden ser realizados a partir de una aleacion de aluminio. La tapa 4 a su vez puede ser realizada en una aleacion de aluminio o en un material sintetico.

15 El intercambiador de calor 1 anteriormente descrito puede estar integrado en un sistema de refrigeracion de gases de admision o de escape de un motor de combustion interna. En tal caso, el primer fluido esta formado por los gases de admision, especialmente un flujo de aire sobrealimentado, mientras que el segundo fluido esta formado por un flujo de aire, por ejemplo exterior al vehlculo que recibe tal sistema de refrigeracion.

El intercambiador de calor 1 esta as! dispuesto para que el segundo fluido atraviese el cuerpo de intercambio 20 termico 2, disipando las calorlas generadas por el primer fluido en el segundo fluido, por medio de los tubos y de los dispositivos de disipacion. El segundo fluido atraviesa el cuerpo de intercambio termico 2 segun una direccion perpendicular, o sensiblemente perpendicular, a la direccion de desplazamiento del primer fluido en los tubos 6.

Claims (17)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   REIVINDICACIONES

   1. Intercambiador de calor (1) que comprende un cuerpo de intercambio termico (2), al menos una tapa (4) y un colector (3) que une la tapa (4) al cuerpo de intercambio termico (2) con la ayuda de un dispositivo de engarzado (8) que sale del colector (3) y es plegado sobre la tapa (4), comprendiendo el cuerpo de intercambio termico (2) una pluralidad de tubos (6, 6a, 6b) aptos para canalizar un primer fluido, comprendiendo el colector (3) una placa de fondo (24) rodeada por un borde (13) de solidarizacion de la tapa (4), delimitando la placa de fondo (24) y el borde (13) de solidarizacion un alojamiento (26) de recepcion de un talon (15) de la tapa (4), estando formado el borde (13) de solidarizacion por una doble pared (16), caracterizado por que una extremidad (17) del borde (13) de solidarizacion esta solidarizada al menos a un tubo (6, 6a, 6b).
2. 2. Intercambiador de acuerdo con la reivindicacion 1, en el cual la extremidad (17) de la doble pared (16) esta solidarizada a una pluralidad de tubos (6, 6a, 6b).
3. 3. Intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicacion 2, en el cual un tubo (6, 6a, 6b) comprende dos paredes longitudinales (19) unidas una a la otra por dos paredes laterales (18), comprendiendo el borde (13) de solidarizacion una banda (27) transversal a la placa de fondo (24) y solidarizada contra al menos una de las paredes laterales (18) de al menos un tubo (6, 6a, 6b) en una longitud al menos igual a 1 mm.
4. 4. Intercambiador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual la extremidad (17) esta solidarizada contra la pared longitudinal (19) de un tubo terminal (6a, 6b) del cuerpo de intercambio termico (2).
5. 5. Intercambiador de acuerdo con la reivindicacion 4, en el cual el cuerpo de intercambio termico (2) esta terminado lateralmente por una plancha (14) instalada a una distancia (D1) de la doble pared (16) al menos igual a 0,1 mm.
6. 6. Intercambiador de acuerdo con la reivindicacion 5, en el cual un dispositivo de disipacion (7) esta intercalado entre la plancha (14) y el tubo terminal (6a, 6b), quedando el dispositivo de disipacion (7) a una distancia (D2) de la doble pared (16) al menos igual a 0,1 mm.
7. 7. Intercambiador de acuerdo con la reivindicacion 6, en el cual entre la placa de fondo (24) y la extremidad (17) de la doble pared (16) esta prevista una distancia (D3) al menos igual a 2 mm.
8. 8. Intercambiador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la placa de fondo (24) comprende al menos una abertura en la cual se aloja una extremidad de tubo (6, 6a, 6b), estando la citada abertura bordeada por un cuello (25) vuelto hacia el cuerpo de intercambio de calor (2).
9. 9. Intercambiador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una junta (35) instalada en el alojamiento (26) de recepcion al menos entre el talon (15) de la tapa (4) y el borde (13) de solidarizacion.
10. 10. Intercambiador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la doble pared (16) esta formada por una primera pared (21) y una segunda pared (22) soldada contra la primera pared (21).
11. 11. Intercambiador de acuerdo con la reivindicacion 10, en el cual la doble pared (16) comprende al menos un codo a nivel del cual esta dispuesto un dispositivo de refuerzo mecanico.
12. 12. Intercambiador de acuerdo con la reivindicacion 11, en el cual el dispositivo de refuerzo mecanico es un chaflan (30) dispuesto en el codo de la primera pared (21).
13. 13. Intercambiador de acuerdo con las reivindicaciones 11 o 12, en el cual el dispositivo de refuerzo mecanico es un borde redondeado (33) dispuesto en el codo de la segunda pared (22), estando formado el borde redondeado (33) especialmente enfrente del chaflan (30).
14. 14. Intercambiador de acuerdo con la reivindicacion 12, en el cual la primera pared (21) comprende una primera banda (28) que forma un fondo del alojamiento (26) y un primer flanco (29) que delimita lateralmente el alojamiento (26), estando la primera banda (28) y el primer flanco (29) unidos por el chaflan (30).
15. 15. Intercambiador de acuerdo con la reivindicacion 14, en el cual la segunda pared (22) comprende una segunda banda (31) soldada contra la primera banda (28) as! como un segundo flanco (32) soldado contra el primer flanco (29), estando la segunda banda (31) y el segundo flanco (32) unidos por una borde redondeado (33) distante del chaflan (30).
16. 16. Intercambiador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, en el cual la extremidad (17) comprende un pliegue (34) dispuesto para que una cara de la segunda pared (22) sea soldada contra el tubo (6, 6a, 6b).
17. 17. Intercambiador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 16, en el cual el dispositivo de engarzado (8) comprende una pluralidad de patas de engarzado (20) que salen de la primera pared (21).