ES2612275T3 - Intercambiador de calor - Google Patents

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ES2612275T3 ES13766336.5T ES13766336T ES2612275T3 ES 2612275 T3 ES2612275 T3 ES 2612275T3 ES 13766336 T ES13766336 T ES 13766336T ES 2612275 T3 ES2612275 T3 ES 2612275T3
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Abstract

Intercambiador de calor, en particular para vehículo automóvil, que comprende un haz (3) de intercambio de calor entre un primer fluido y un segundo fluido A, L (según flecha), y un cárter (5) en el interior del cual está alojado dicho haz (3), comprendiendo dicho intercambiador además al menos un colector (7) sujeto a dicho cárter (5), estando configurado dicho colector (7) para guiar dicho primer fluido A entre dicho haz (3) y una entrada o una salida de dicho intercambiador, caracterizado por que dicho colector (7) está configurado para formar un tope de posicionamiento (9) del haz (3) de intercambio de calor en el cárter (5) en el ensamblaje de dicho colector (7) a dicho cárter (5).

Description

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DESCRIPCION
Intercambiador de calor
La invention se refiere a un intercambiador de calor, segun el preambulo de la revindication 1, en particular para vehlculo automovil. Tal intercambiador es conocido por el documento EP 2450657 A1.
En este dominio, son conocidos intercambiadores, llamados refrigeradores de aire de sobrealimentacion, que permiten un intercambio de calor entre el aire de sobrealimentacion, destinado a alimentar el motor del vehlculo, y un llquido de refrigeration. Comprenden un haz de intercambio de calor constituido por un apilamiento de placas que determinan entre ellas canales de circulation alternados para el aire de sobrealimentacion y para el llquido de refrigeracion. Tales intercambiadores presentan el interes de poder ser dispuestos libremente bajo el capo, en particular en la proximidad del motor del vehlculo, contrariamente a los intercambiadores de calor de aire de sobrealimentacion refrigerados con ayuda de un flujo de aire exterior que necesitan ser dispuestos en la parte frontal delantera del vehlculo o como mlnimo en la proximidad de una llegada de aire.
En tales intercambiadores, el haz esta alojado en un carter metalico sobre el que son colocados colectores que permiten guiar el aire de sobrealimentacion a la entrada y a la salida del haz de intercambio de calor.
Se ha propuesto sujetar colectores que provienen de fundicion al carter por soldadura. Esta solution es sin embargo diflcilmente industrializable.
Se ha propuesto igualmente realizar una soldadura fuerte de colectores sobre el carter simultaneamente a una soldadura fuerte del resto del intercambiador. Siendo asl, las placas del haz deben ser posicionadas en apilamiento de manera precisa con relation al carter de manera que autorice una soldadura fuerte con una buena estanquidad de las piezas entre ellas.
Se puede a este efecto disponer de bridas de posicionamiento de las placas solidarias del carter pero esto hace la fabrication del intercambiador relativamente compleja.
La invencion tiene por objeto mejorar las cosas y propone a este fin un intercambiador de calor, en particular para vehlculo automovil, que comprende un haz de intercambio de calor entre un primer y un segundo fluido, y un carter en el interior del cual es alojado dicho haz, comprendiendo dicho intercambiador ademas al menos un colector sujeto a dicho carter, estando configurado dicho colector para guiar dicho primer fluido entre dicho haz y una entrada o una salida de dicho intercambiador, caracterizado por que dicho colector esta configurado para formar un tope de posicionamiento del haz de intercambio de calor en el carter en el ensamblaje de dicho colector a dicho carter.
Se propone asl, segun el invento, una solucion segun la cual los colectores permiten posicionar dicho haz de intercambio de calor en el carter sin tener que disponer elementos postizos de posicionamiento del haz sobre el carter, lo que simplifica la estructura de ensamblaje del intercambiador.
Ventajosamente, dicho colector incluye una pared que delimita una camara de paso del primer fluido en el haz, estando configurada esta pared para formar dicho tope de posicionamiento del haz de intercambio de calor en el carter en el ensamblaje de dicho colector a dicho carter.
Asl se evita perturbar el flujo de fluido aguas arriba y/o aguas abajo del haz por topes de posicionamiento que podrlan estar atravesados al flujo de fluido en el carter.
Ventajosamente, dicho haz comprende placas de circulacion del segundo fluido, apiladas segun una direction de apilamiento en el carter, en particular vertical y dicho tope de posicionamiento del haz de intercambio de calor en el carter esta dispuesto para definir un posicionamiento transversal del haz de intercambio de calor en el carter relativamente a la direccion de apilamiento de las placas, permitiendo al mismo tiempo una libertad de movimiento en dicha direccion de apilamiento de las placas, durante una soldadura fuerte del intercambiador.
Ventajosamente, dicho tope de posicionamiento esta constituido por al menos una deformation de dicha pared del colector apta para mantener en position una parte, en particular una o varias esquinas, de cada una de las placas del haz de intercambio de calor en el carter.
En particular, dicho tope de posicionamiento del haz de intercambio de calor en el carter comprende al menos dos llamadas deformaciones de dicha pared del colector, opuestas una a la otra relativamente a las placas del haz de intercambio de calor.
Dicha deformacion del colector puede ser un pliegue de pared del colector, por ejemplo procedente de embuticion de la pared del colector, y por tanto muy simple de realizar.
Dicho pliegue puede ser un reborde de union lateral del colector al carter, formando por ejemplo dicho reborde con el carter una cavidad lateral dispuesta para mantener en posicion una parte, en particular la o las esquinas, de cada una de las placas del haz de intercambio de calor en el carter.
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Ventajosamente, dicho reborde de union lateral del colector esta configurado para cooperar con un reborde lateral de union del carter al colector, de preferencia segun una superficie plana de union que favorece una union por soldadura fuerte.
En particular, dichos rebordes del colector y del carter estan desplazados uno con relacion al otro de manera que definen un escalon o resalte de posicionamiento de dicho haz para formar dicha cavidad lateral dispuesta para mantener en posicion una parte, en particular la o las esquinas, de cada una de las placas del haz de intercambio de calor en el carter.
Mas particularmente, la profundidad de dicho reborde del colector es superior a la de dicho reborde del carter. La diferencia de profundidad de dichos rebordes constituye en particular dicho escalon de mantenimiento en posicion de la o de las esquinas de las placas del haz del intercambiador.
Ventajosamente, las placas del haz de intercambio de calor son identicas entre si, por ejemplo de formato rectangular, y su apilamiento delimita un paraleleplpedo, en particular rectangulo.
El intercambiador de calor puede comprender un llamado colector que forma colector de entrada del intercambiador y otro llamado colector que forma colector de salida del intercambiador. De preferencia, dichos colectores estan opuestos uno al otro relativamente en un plano medio del haz de intercambio de calor. En particular, dichos colectores comprenden juntos cuatro deformaciones de cada uno de los colectores, aptas para mantener en posicion cada una de ellas una esquina del haz de intercambio de calor en el carter.
El colector de entrada y/o el colector de salida estan configurados para ser conectados, por ejemplo, a un conducto o manguito de circulation del primer fluido.
El intercambiador puede aun formar un modulo de admision de aire en el que el colector de salida es un distribuidor de aire, configurado para ser colocado sobre una culata del motor, de manera que distribuya el aire hacia conductos de admision de una culata del motor.
La invention podra presentar las caracterlsticas complementarias siguientes tomadas en conjunto o por separado:
- dicho carter comprende una placa inferior y/o una placa superior, ortogonales a la direction de apilamiento de las placas del haz, comprendiendo dichas placas inferior y/o superior una extension que forma parte del colector.
- la pared del colector que comprende dicho tope de posicionamiento es una pared lateral unida a dichas placas superior y/o inferior del carter, en particular al nivel de dichas extensiones,
- dicho haz esta sujeto a dicho colector por al menos una de sus esquinas.
Dicho intercambiador es, por ejemplo, de aluminio y/o de aleacion de aluminio. Se podra soldar con soldadura fuerte el colector a dicho carter, en una sola operation, interviniendo esta soldadura fuerte ventajosamente durante una soldadura fuerte en una sola operacion o de un solo golpe, del intercambiador de calor, habiendo sido dicho intercambiador previamente ensamblado de manera que dicho haz sea posicionado en dicho carter por dicho o dichos colectores con ayuda de dicho tope de posicionamiento. Se podra por otra parte considerar que la invencion se refiere igualmente a tal procedimiento de fabrication de intercambiador de calor.
Otras caracterlsticas y ventajas de la invencion apareceran aun con la lectura de la description que sigue de modos de realization de la invencion dados a tltulo ilustrativo, con referencia a las figuras adjuntas. En estas figuras:
- la fig. 1 es una vista en perspectiva despiezada ordenadamente parcial que ilustra un modo de realizacion de un intercambiador de calor conforme a la invencion, y
- la fig. 2 es una vista en corte transversal segun la llnea II - II de una parte del intercambiador de calor de la fig.
1.
Referencias numericas identicas son utilizadas para designar elementos identicos o analogos.
Como se ha ilustrado en la fig. 1, la invencion se refiere a un intercambiador de calor 1, en particular para vehlculo automovil, que comprende un haz de intercambio de calor 3 entre un primer fluido A (segun flecha) y un segundo fluido L (segun flecha), y un carter 5 en el interior del cual esta alojado dicho haz 3. Dicho intercambiador 1 comprende ademas al menos un colector 7 sujeto a dicho carter 5, por ejemplo un colector 7 de entrada de aire A fijado a dicho carter como se ha ilustrado en el caso presente y un colector de salida de aire (no representado) que puede ser simetrico del colector de entrada 7 con relacion a un plano medio P del haz 3 o del intercambiador de calor. Dicho intercambiador de calor esta realizado, por ejemplo, de aluminio y/o de aleacion de aluminio.
Dicho primer fluido A puede ser aire de sobrealimentacion del motor del vehlculo. Dicho segundo fluido L puede ser un llquido de refrigeration.
El carter 5 presenta aqul dos caras paralelas superior 11 e inferior 13, sensiblemente rectangulares, provistas de una extension 11a, 13a sensiblemente trapezoidal. Las extensiones 11a y 13a de estas caras superior e inferior mas alla de
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la seccion o proyeccion del haz 3 constituyen las caras superior e inferior, respectivamente, del colector 7. El carter comprende ademas dos paredes laterales rectangulares 15, opuestas entre ellas, que unen dichas caras superior 11 e inferior 13. Hay que observar que una de ellas puede constituir en una variante (no representada) una placa colectora del haz unida a dos cajas colectoras laterales, respectivamente de entrada y salida del segundo fluido. El carter incluye as! dos caras restantes abiertas 17 opuestas entre si y llamadas primera y segunda caras libres 17.
El colector de entrada 7 del primer fluido esta conectado a la primera cara libre 17 del carter por un borde 17a de dicho carter, aqul de dichas extensiones 11a y 13a de dichas caras superior 11 e inferior 13, aplicada contra un reborde plano correspondiente 18 de una capa 30 del colector. El carter 5 esta conectado a colector de salida (no representado) al nivel de su segunda cara libre. As! el primer fluido A atraviesa el haz de intercambio de calor 3, guiado por el carter 5, de parte a parte desde el colector de entrada 7 hasta el colector de salida, entrando y saliendo del intercambiador por tuberlas 19 de conexion a conductos o manguitos de circulation del fluido, por medio de orificios 21 de entrada y de salida respectivos.
Cada una de las paredes 11, 13, 15 del carter esta aqul constituida por una placa, siendo sujetadas dichas placas unas a otras por su borde, en particular por soldadura fuerte, para formar dicho carter.
Unos circuitos para la circulacion del primer fluido A estan previstos en el haz de intercambio de calor 3, a traves de los perturbadores 32, habiendo sido representados solo los perturbadores de una parte superior e inferior del haz. Mas precisamente, el haz 3 esta formado en el ejemplo, por placas paralelas 23, apiladas segun la direction de apilamiento D, permitiendo dichas placas la circulacion del primer y el segundo fluido A, L de manera que aseguren un intercambio de calor entre dichos fluidos.
Las placas 23 estan agrupadas por pares y definen juntas un circuito de circulacion del segundo fluido L. Una placa superior y una placa inferior de un mismo par de placas 23 se completan para constituir un conducto de circulacion del segundo fluido L. Las placas 23 de un mismo par incluyen salientes enfrentados (no representados) que permiten hacer pasar el segundo fluido L en el conducto formado por dicho par de placas, estando unidos dichos salientes de un par de placas a los salientes de los paredes de placas contiguos. Dicho carter comprende un conducto de entrada 25 y un conducto de salida 27 del segundo fluido L, situados sobre un lado del carter, desembocando dichos conductor de entrada 25 y de salida 27 enfrente de cavidades de circulacion del segundo fluido L formadas por dichos salientes. Los circuitos de circulacion del primer fluido A estan definidos por las placas 23 de los pares de placas adyacentes.
Las placas 23 tienen aqul la forma general de un rectangulo alargado de longitud justo inferior a la de las caras superior e inferior 11, 13 del carter y de anchura igual a la de las caras laterales 15 del carter (vease tambien la fig. 2). El apilamiento de las placas 23 forma un paralelepipedo rectangulo.
Dicho haz 3 es sujetado al conjunto del carter 5 y colectores 7, en particular por soldadura fuerte. Mas precisamente, cada una de las cubiertas 30 de los colectores 7 incluye una pared lateral 29 unida a las paredes laterales 15 del carter segun un reborde lateral 29a de la pared 29 del colector que se une a un reborde 15a de la pared 15 del carter.
Como aparece mejor en la fig. 2, dichos rebordes de colector y de carter 29a, 15a forman una escalon o una cavidad lateral conformada en angulo recto o esquina 31, cuyo vertice esta definido por una linea paralela a la direccion de apilamiento de las placas 23. Se define de esta manera un tope 9 apto para mantener en position en el carter, con una pequena holgura aproximada, una o varias esquinas 23a de cada una de las placas apiladas 23 del haz de intercambio de calor.
La profundidad I de dicho reborde 29a del colectores superior a la I' de dicho reborde 15a del carter. La diferencia de profundidad I, I' de dichos rebordes 29a, 15a constituye dicho escalon o cavidad 31 de mantenimiento en posicion de la o de las esquinas 23a de cada una de las placas apiladas 23. Estos rebordes 29a, 15a provienen aqui de embuticion de las paredes 29, 15 del colector y del carter, las cuales son por ejemplo, como ya se ha dicho, de metal, en particular aluminio y/o aleacion de aluminio.
Dicho reborde lateral 29a de pared del colector coopera con el reborde lateral 15a del carter gracias a una union realizada segun una superficie plana de union, planos sobre plano. En total se han formado cuatro cavidades 31, dos por colector, para recibir las cuatro esquinas de cada una de las placas y por extension las cuatro aristas del paralelepipedo rectangulo constituido por el apilamiento de las placas.
Asi como ya se ha citado, cada uno de los colectores 7 podra ser soldado con soldadura fuerte a dicho carter 5, simultaneamente a la soldadura fuerte del carter 5 y del haz 3, en particular de las diferentes placas apiladas 23 que lo constituyen. Asi, se podra soldar con soldadura fuerte simultaneamente en una sola operation dichos carter 5, haz 3 y colectores.
De manera general, segun la invention, el colector 7 esta configurado para formar un tope 9 de posicionamiento del haz de intercambio de calor 3 sobre el carter 5 en el ensamblaje de dicho colector a dicho carter. Se entiende por ello que el ensamblaje del colector sobre el carter posiciona el haz en dicho carter. En el caso de una fabrication del intercambiador por soldadura fuerte, tal posicionamiento tienen lugar, antes de la soldadura fuerte de las piezas entre ellas. Tiene por proposito asegurar la calidad de la soldadura fuerte asegurando un posicionamiento previo de las piezas. En particular, tal ensamblaje tiene lugar antes del paso del intercambiador a un horno de soldadura fuerte.
Tal ensamblaje antes de la soldadura fuerte podra ser obtenido por engaste de las paredes 29, 15 del colector y del carter, aqui, con ayuda de los dientes 34 del carter que cooperan con grapas 36 del colector (fig. 1).
Hay que observar que, gracias a los escalones 31, las placas 23 son posicionadas en apilamiento de manera precisa con relacion al carter (transversalmente a la direction de apilamiento vertical de las placas, en alineacion vertical) de manera 5 que sean mantenidas horizontalmente en el carter permitiendo al mismo tiempo una libertad de movimiento vertical de union de las placas una sobre la otra en la soldadura fuerte.
Se comprueba aun que el tope formado por la invention no monta o lo hace muy poco sobre la superficie de paso del primer fluido a traves del haz. Se evita de esta manera perturbar la circulation del primer fluido y disminuir las superficies de intercambio de calor.
10 Por otra parte, esta conception del colector formada con extensiones de paredes del cartel y una tapa 30 unica facilita la embuticion de dicha tapa 30 permitiendo, en una sola operation de formation obtener a la vez dichas deformaciones de posicionamiento del haz en el carter asi como los rebordes de union de soldadura fuerte al carter.
Segun una variante de realization, no ilustrada, el intercambiador de calor podra tambien formar un modulo de admision de aire en el que el colector de salida es un distribuidor de aire, configurado para ser colocado sobre una culata del motor 15 de manera que distribuya el aire hacia conductos de admision de la culata. El primer fluido circula entonces a traves del colector de entrada, el intercambiador y el distribuidor de aire.
Las diferentes caracteristicas, descritas anteriormente, de los diferentes elementos del intercambiador pueden ser combinadas o previstas de forma independiente unas de las otras, cuando esto es compatible.

Claims (15)

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    15
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    25
    30
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    40
    REIVINDICACIONES
    1. Intercambiador de calor, en particular para vehlcuio automovil, que comprende un haz (3) de intercambio de calor entre un primer fluido y un segundo fluido A, L (segun flecha), y un carter (5) en el interior del cual esta alojado dicho haz (3), comprendiendo dicho intercambiador ademas al menos un colector (7) sujeto a dicho carter (5), estando configurado dicho colector (7) para guiar dicho primer fluido A entre dicho haz (3) y una entrada o una salida de dicho intercambiador, caracterizado por que dicho colector (7) esta configurado para formar un tope de posicionamiento (9) del haz (3) de intercambio de calor en el carter (5) en el ensamblaje de dicho colector (7) a dicho carter (5).
  2. 2. Intercambiador de calor segun la reivindicacion 1, en el que dicho haz (3) comprende placas (23) de circulation del segundo fluido L, apiladas segun una direction de apilamiento en el carter (5), y en el que dicho tope de posicionamiento (9) del haz de intercambio de calor en el carter esta dispuesto para definir un posicionamiento transversal del haz de intercambio de calor en el carter relativamente a la direccion de apilamiento de las placas (23), permitiendo al mismo tiempo una libertad de movimiento de las placas en dicha direccion de apilamiento.
  3. 3. Intercambiador segun la reivindicacion 1 o 2, en el que dicho colector (7) incluye una pared (29) que delimita una camara de paso del primer fluido A en el haz (3), estando configurada esta pared (29) para formar dicho tope de posicionamiento (9) del haz de intercambio de calor en el carter en el ensamblaje de dicho colector (7) a dicho carter (5).
  4. 4. Intercambiador segun la reivindicacion 3, en el que dicho tope de posicionamiento (9) del haz de intercambio de calor en el carter esta constituido por al menos una deformation de dicha pared (29) del colector apta para mantener en position una parte (23a) del haz de intercambio de calor en el carter.
  5. 5. Intercambiador segun la reivindicacion 4, en el que dicho tope de posicionamiento (9) del haz de intercambio de calor en el carter comprende al menos dos de dichas deformaciones de dicha pared (29) del colector, opuestas una a la otra relativamente al haz de intercambio de calor.
  6. 6. Intercambiador segun la reivindicacion 4, en el que dicha deformacion del colector (7) es un pliegue de pared del colector.
  7. 7. Intercambiador segun la reivindicacion 6, en el que dicho pliegue proviene de embuticion de la pared del colector.
  8. 8. Intercambiador segun la reivindicacion 6 o 7, en el que dicho pliegue es un reborde (29a) de union lateral del colector al carter.
  9. 9. Intercambiador segun la reivindicacion 8, en el que dicho reborde (29a) de union lateral del colector esta configurado para cooperar con un reborde lateral (15a) de union del carter al colector.
  10. 10. Intercambiador segun la reivindicacion 9, en el que dichos rebordes (29a, 15a) del colector y del carter estan desplazados uno con relation al otro de manera que definan un escalon (31) de posicionamiento de dicho haz.
  11. 11. Intercambiador de calor segun una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 10, en el que el carter (5) comprende una placa inferior (13) y/o una placa superior (11), ortogonales a una direccion de apilamiento de placas (23) del haz, comprendiendo dichas placas inferior (13) y/o superior (11) una extension (11a, 13a) que forman pared del colector (7).
  12. 12. Intercambiador de calor segun la reivindicacion 11, en el que la pared (29) del colector que comprende dicho tope de posicionamiento (9) es una pared lateral unida a dichas placas superior (11) y/o inferior (13) del carter.
  13. 13. Intercambiador segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende un llamado colector (7) que forma colector de entrada del intercambiador y otro llamado colector que forma colector de salida del intercambiador.
  14. 14. Intercambiador segun la reivindicacion 13, en el que dichos colectores (7) comprenden juntos cuatro deformaciones (31) de cada uno de los colectores, aptos para mantener en posicion cada una de ellas una esquina (23a) del haz de intercambio de calor en el carter.
  15. 15. Intercambiador segun la reivindicacion 13 o 14, que forma un modulo de admision de aire, en el que el colector de salida es un distribuidor de aire, configurado para ser colocado sobre una culata del motor, de manera que distribuya el aire hacia conductos de admision de una culata de motor.
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