ES2679868A1 - Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, y método de fabricación de dicho intercambiador - Google Patents

Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, y método de fabricación de dicho intercambiador Download PDF

Info

Publication number
ES2679868A1
ES2679868A1 ES201730195A ES201730195A ES2679868A1 ES 2679868 A1 ES2679868 A1 ES 2679868A1 ES 201730195 A ES201730195 A ES 201730195A ES 201730195 A ES201730195 A ES 201730195A ES 2679868 A1 ES2679868 A1 ES 2679868A1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
ducts
gas circulation
semi
exchanger
holes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
ES201730195A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2679868B1 (es
Inventor
Benjamín GRACIA LAZARO
Alberto MALLEN NAVARRETE
Raúl ROMERO PÉREZ
Teresa CONTE OLIVEROS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Termico SA
Original Assignee
Valeo Termico SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Termico SA filed Critical Valeo Termico SA
Priority to ES201730195A priority Critical patent/ES2679868B1/es
Priority to CN201880010384.1A priority patent/CN110603420A/zh
Priority to PCT/EP2018/053950 priority patent/WO2018150004A1/en
Publication of ES2679868A1 publication Critical patent/ES2679868A1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2679868B1 publication Critical patent/ES2679868B1/es
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/0205Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1684Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1872Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using stamp-formed parts or otherwise deformed sheet-metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1888Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the housing of the assembly consisting of two or more parts, e.g. two half-shells
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/04Tubular elements of cross-section which is non-circular polygonal, e.g. rectangular
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2235/00Means for filling gaps between elements, e.g. between conduits within casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/06Fastening; Joining by welding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, y método de fabricación de dicho intercambiador. Comprende una carcasa (1) de intercambio de calor que delimita un circuito para la circulación de un fluido refrigerante, una pluralidad de conductos (2) de circulación de gases que se alojan en el interior de la carcasa (1) para intercambiar calor con dicho fluido refrigerante, y por lo menos dos piezas (3) estructurales provistas de una pluralidad de orificios (4) para recibir los extremos de los conductos (2) de circulación de gases en los respectivos extremos de la carcasa (1), en donde cada uno de los conductos (2) comprende dos semi-conductos abiertos (2a, 2b), diseñados para ser montados uno opuesto al otro, resultando una sección transversal de los extremos de dichos conductos (2) de circulación de gas con una geometría que conlleva la aparición de un espacio (e) de junta en los orificios (4) de las piezas (3) estructurales que reciben los extremos de dichos conductos (2) de circulación de gases, y se caracteriza por el hecho de que los orificios (4) de dichas piezas (3) estructurales presentan una geometría complementaria a la geometría de la sección transversal de dicho conducto (2) de circulación de gases adaptada para poder obturar, por lo menos parcialmente, dicho espacio (e) de junta.

Description

5
10
15
20
25
30
35
ambas piezas de soporte una pluralidad de orificios para recibir los extremos de los respectivos tubos.
En el estado de la técnica son conocidos intercambiadores de calor para gases que comprenden conductos de circulación de gases formados a partir de dos semi-conductos abiertos diseñados para ser montados uno opuesto al otro de modo que los laterales de un semi-conducto solapan porciones de los respectivos laterales del otro semi-conducto.
La patente EP2096294 describe un intercambiador de calor provisto de este tipo de conductos de gases formados a partir de dos semi-conductos abiertos, los cuales presentan la ventaja, respecto de los conductos formados de una sola pieza, de que facilitan el ensamblaje sin riesgo de roturas de los elementos perturbadores, que se disponen en el interior de los conductos de gases para mejorar la transferencia de calor del flujo de gases. Estos elementos perturbadores suelen estar configurados a modo de aletas de delgado grosor, las cuales se dañan fácilmente por efecto de la presión cuando se introducen lateralmente en el interior de los conductos formados de una sola pieza. En cambio, los intercambiadores que incluyen conductos de circulación de gases formados a partir de dos semi-conductos abiertos, como los que describe la mencionada patente, facilitan el ensamblaje de los elementos perturbadores, lo que permite reducir el grosor de estos elementos, y con ello también la reducción de los costes globales del intercambiador.
No obstante, los conductos de circulación de gases formados a partir de dos semi-conductos abiertos presentan el inconveniente de que no aseguran un óptimo contacto entre componentes (perturbadores y semi-conductos). Además, la sección transversal de estos conductos resulta con una geometría que conlleva la aparición de un espacio (e) de junta en los orificios de las piezas de soporte que reciben los extremos de los mismos conductos de circulación gases. El sellado entre las piezas de soporte y los extremos de los conductos de gases se lleva a cabo mediante soldadura empleando un material de relleno de soldadura fuerte ("brazing material) que se introduce en el mencionado espacio (e) de junta con el objetivo de asegurar un óptimo nivel de estanqueidad entre componentes. Sin embargo, el espacio (e) de junta en los orificios de las piezas de soporte es demasiado amplio, por lo que es necesario emplear mucho material de relleno de soldadura y, a pesar de todo, no queda asegurada una óptima calidad de sellado.
Descripción de la invención
Con el fin de solucionar los inconvenientes mencionados, según un primer aspecto, la presente invención proporciona un intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, que comprende;
5 - una carcasa de intercambio de calor que delimita un circuito para la circulación de un
fluido refrigerante,
- una pluralidad de conductos de circulación gases que se alojan en el interior de la carcasa para intercambiar el calor con dicho fluido refrigerante, y
- por lo menos dos piezas estructurales provistas de una pluralidad de orificios para
10 recibir los extremos de los conductos de circulación de gases en los respectivos
extremos de la carcasa de intercambiador de calor,
- en donde cada uno de dichos conductos comprende dos semi-conductos abiertos, preferiblemente dos semi-conductos en forma de "U”, diseñados para ser montados uno opuesto al otro de modo que los laterales de un semi-conducto solapan una
15 porción de las respectivos laterales de otro semi-conducto, resultando una sección
transversal de los extremos de dichos conductos de gas con una geometría que conlleva la aparición de un espacio (e) de junta en los orificios de las piezas estructurales que reciben los extremos de dichos conductos de circulación de gases,
y se caracteriza por el hecho de que;
20 - los orificios de dichas piezas estructurales presentan una geometría complementaria
a la geometría de la sección transversal de cada conducto de circulación de gases, que está adaptada para obturar, por lo menos parcialmente, dicho espacio (e) de junta.
Al estar los conductos de circulación de gases del intercambiador formados a partir de dos semi-conductos abiertos, los elementos perturbadores del intercambiador (por ejemplo, las 25 aletas de transferencia de calor) pueden montarse fácilmente en el interior de los conductos de circulación de gases sin riesgo de ser dañados. De este modo, el grosor de estos elementos perturbadores puede ser muy reducido, lo que reduce también los costes totales de fabricación del intercambiador.
La geometría complementaria de los orificios de las piezas estructurales permite obturar 30 interiormente el espacio (e) de junta en los orificios de las piezas estructurales que reciben los extremos de los conductos de circulación de gases, actuando a modo de barrera para el material de relleno de soldadura. De este modo, la operación de sellado de ambos componentes (conductos y piezas) se lleva a cabo con mayor eficacia, garantizando una total
estanqueidad, sin riesgo de fugas.
Preferiblemente, la geometría de los orificios de las piezas estructurales define un resalte adaptado para obturar, por lo menos parcialmente, dicho espacio (e) de junta en los orificios y, ventajosamente, los orificios de dichas piezas estructurales definen una figura en forma de 5 rectángulo modificada con unos rebajes en las esquinas superiores.
En efecto, en la presente invención, la geometría complementaria de los orificios de las piezas estructurales define una figura que se adapta al contorno de la figura de la sección transversal de los extremos de los conductos de circulación de gases. De este modo, la operación de soldado de ambos componentes (piezas y conductos) puede realizarse de forma más óptima.
10 Según una realización preferida, las piezas estructurales están configuradas a modo de placas de soporte provistas de una pluralidad de orificios para insertar el extremo de dichos conductos de circulación de gases alojados en el interior de la carcasa del intercambiador.
Según la misma realización preferida, los extremos de cada conducto de circulación de gases comprenden al menos dos pestañas dispuestas de modo que solapan sendas porciones de 15 los laterales de uno de los semi-conductos, siendo susceptibles dichas pestañas de delimitar la posición longitudinal de las piezas estructurales que reciben los extremos de los conductos de circulación de gases.
Ventajosamente, el intercambiador comprende una pluralidad de pestañas configuradas a modo de salientes, que se extienden de forma discreta a lo largo de cada uno de los laterales 20 de uno de los semi-conductos, y están dispuestas de modo que solapan sendas porciones laterales de otro de los semi-conductos.
No obstante, alternativamente, según otra realización, el intercambiador comprende por lo menos dos pestañas configuradas cada una a partir de un único saliente que se extiende de forma continua a lo largo de cada uno de los laterales de uno de los semi-conductos, y están 25 dispuestas de modo que solapan sendas porciones laterales de otro de los semi-conductos.
Los salientes que configuran las pestañas son susceptibles de ser doblados y solapados sobre las porciones de los laterales de uno de los semi-conductos para asegurar el contacto de ambos semi-conductos y de los elementos perturbadores de gas durante la fase de ensamblaje y de soldado de dichos componentes. De este modo, se obtiene un 30 intercambiador más robusto y compacto y con menor riesgo de fugas
Ventajosamente, por lo menos dos de dichos salientes actúan a modo de pestañas de bloqueo en los extremos de cada conducto de circulación de gases, siendo susceptibles los extremos
de cada conducto de circulación de gases de ser insertados en sendos orificios de las piezas estructurales del intercambiador hasta hacer tope con una de las pestañas de bloqueo.
Según una realización, la longitud de los salientes o pestañas está comprendida entre 0.5 mm y 15 mm.
5 Ventajosamente, los semi-conductos que forman el conducto de circulación de gases son placas en forma de "U”, y dichas pestañas están formadas, preferiblemente a modo de salientes, en los laterales de una de dichas placas en forma de”U”.
10
15
20
De acuerdo con un segundo aspecto, la presente invención proporciona un método para fabricar el intercambiador reivindicado, que comprende las etapas de;
a. apilar dos semi-conductos abiertos para formar cada uno de los conductos de circulación de gases,
b. fijar ambos semi-conductos entre sí mecánicamente,
c. insertar los extremos de cada conducto de circulación de gases en unos orificios de las piezas estructurales del intercambiador, presentando dichos orificios una geometría complementaria a la sección transversal de dicho conducto de circulación de gases, que está adaptada para obturar, por lo menos parcialmente, dicho espacio (e) de junta,
d. llenar con material de relleno de soldadura los espacios (e) de junta, y
e. soldar los conductos de circulación de gases con las piezas estructurales empleando dicho material de relleno de soldadura.
Preferiblemente, en la etapa c), la geometría de los orificios de dichas piezas estructurales define un resalte adaptado para obturar interiormente, por lo menos parcialmente, dicho espacio (e) de junta en los orificios de las piezas estructurales.
25
Ventajosamente, los extremos de los laterales de uno de dichos semi-conductos comprenden al menos dos pestañas dispuestas para solapar sendas porciones de los laterales del otro semi-conducto, y dicha etapa b) comprende la etapa de doblar dichas pestañas sobre sendas porciones laterales del otro semi-conducto.
30 Según una realización del método, en la etapa c), el extremo de cada conducto de circulación de gases se inserta en un orificio de las piezas estructurales hasta hacer tope con dos de dichas pestañas, de modo que dichas pestañas delimitan la posición de las piezas estructurales.
5
10
15
20
25
30
35
Según una realización preferida, en la etapa a), se dispone un elemento perturbador entre los dos semi-conductos abiertos.
El método de fabricación reivindicado asegura y mejora el contacto entre componentes, en particular, el contacto entre los semi-conductos y los elementos perturbadores, y entre el conducto de circulación de gases formado por dichos semi-conductos abiertos y las piezas estructurales que reciben los extremos de los conductos de circulación gases. De este modo, es posible asegurar una buena calidad de la soldadura ("brazing o welding”), y con ello, un intercambiador más robusto y de una vida útil más larga.
Breve descripción de las figuras
Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.
La figura 1 muestra una vista explosionada de un intercambiador de calor de gases, que incluye una carcasa de intercambio de calor, una pluralidad de conductos de circulación de gases formados a partir de semi-conductos abiertos que alojan en su interior elementos perturbadores, y unas piezas estructurales que reciben los extremos de los conductos de gases alojados en el interior de la carcasa.
La figura 2 es una vista en perspectiva esquemática de una pieza estructural provista de orificios cuya geometría es complementaria a la geometría de la sección transversal de un conducto de circulación de gases insertado en el interior de uno de dichos orificios.
La figura 3 es un detalle de la vista frontal de la figura 2 en la que se aprecia el resalte que define la geometría de los orificios de las piezas estructurales para adaptarse a la geometría de la sección transversal del conducto de circulación de gases formado a partir de dos semi- conductos abiertos en forma de "U”.
La figura 4 es una figura de un intercambiador del estado de la técnica análoga a la figura 3. Esta figura muestra el espacio (e) de junta que forma la geometría de la sección transversal de un conducto de circulación de gases formado a partir de dos semi-conductos abiertos en forma de "U”.
Descripción de una realización preferida
A continuación se describe una realización preferida de un intercambiador de calor para gases, y de un conducto de circulación de gases, de la presente invención, haciendo 5 referencia a las figuras 1 a 4.
El intercambiador de gases de la presente invención comprende;
- una carcasa 1 de intercambio de calor que delimita un circuito para la circulación de un fluido refrigerante,
10 - una pluralidad de conductos 2 de circulación de gases que se alojan en el interior de
la carcasa 1 para intercambiar el calor con el fluido refrigerante, y
- dos piezas 3 estructurales provistas de una pluralidad de orificios 4 para recibir los extremos de los conductos 2 de gases en los respectivos extremos de la carcasa 1 de intercambiador de calor.
15 La figura 1 ilustra una vista explosionada esquemática del intercambiador de gases reivindicado que ilustra a modo de ejemplo, un conducto 2 de circulación de gases formado por dos semi-conductos 2a, 2b abiertos, configurados por dos placas en forma de "U”, que reciben en su interior un elemento 5 perturbador para mejorar la transferencia de calor de los gases. El ensamblaje de cada uno de los conductos 2 de circulación de gases se lleva a cabo
20 montando ambos semi-conductos 2a, 2b uno opuesto al otro, de modo que los laterales de un semi-conducto 2b solapan una porción 7 de las respectivos laterales del otro semi-conducto 2a, resultando la sección transversal del conducto 2 de gas con una geometría que conlleva la aparición de un espacio (e) de junta en los orificios 4 de las piezas 3 estructurales que reciben los extremos de dichos conducto 2 de circulación de gases.
25 La figura 4 muestra la sección transversal de un extremo de un conducto 2 de circulación de gases del estado de la técnica, formado a partir de dos semi-conductos 2a, 2b abiertos en forma de "U” y montado en el interior de un orificio 4 de la pieza 3 estructural que recibe los extremos de los conductos 2 de circulación de gases. En esta figura se aprecia el espacio (e) de junta que resulta de la geometría particular de la sección transversal del conducto 2 de
30 gases.
El intercambiador reivindicado presenta la ventaja de que los orificios 4 de las piezas 3 estructurales presentan una geometría complementaria a la geometría de la sección transversal de los extremos de los conductos 2 de circulación de gases, en particular, una geometría que está adaptada para obturar, por lo menos parcialmente, el mencionado espacio
(e) de junta y actuar a modo de barrera para el material de relleno de soldadura. En la realización que se describe, la geometría de los orificios se ha adaptado mediante la provisión de un resalte 8 que se extiende hacia las paredes laterales de uno de los semi-conductos 2a para obturar por lo menos parcialmente el espacio (e) de junta (ver figura 4). Las dimensiones 5 y forma del resalte 8 pueden variar en función del diseño final de la sección transversal del conducto 2 de circulación de gases y de la forma de los orificios 4 de la pieza 3 estructural que recibe los extremos de dicho conducto 2.
En la misma realización que se describe y muestra en las figuras, se han previsto en los conductos 2 de circulación de gases una pluralidad de pestañas 6 que se extienden de forma 10 discreta a lo largo de los laterales de un semi-conducto abierto 2b, excepto en una porción del extremo del semi-conducto 2b. Estas pestañas 6 están configuradas a modo de salientes en los laterales de uno de los semi-conductos 2b que está configurado a modo de placa en forma de "U”. Estos salientes son susceptibles de ser doblados y solapados sobre unas porciones 7 de los laterales de otra placa o semi-conducto abierto 2a, para formar el conducto 2 de 15 circulación de gases. En la realización que se describe la longitud de los salientes se ha previsto de unos 15 mm. No obstante esta longitud puede variar en función del diseño del intercambiador.
Aunque no se ha representado en las figuras, al menos un par de los mencionados salientes pueden estar posicionados en el extremo del conducto 2 de circulación de gases para actuar 20 de tope a modo de pestañas de bloqueo, y delimitar la posición de las piezas 3 estructurales. Por ejemplo, ambos salientes o pestañas de bloqueo pueden quedar situadas a una distancia de 0.5 mm del extremo de la placa o semi-conducto 2b y actuar de tope para delimitar la posición de cada pieza 3 estructural. La anchura de estos salientes que actúan a modo de pestañas de bloqueo puede ser, por ejemplo, de unos 0.5 mm para obturar interiormente el 25 espacio (e) de junta de los orificios 4 de las piezas 3 estructurales y actuar de barrera del material de relleno de soldadura. El resto de salientes que se extienden a lo largo de los laterales de la placa o semi-conducto 2b están diseñados para asegurar el contacto entre componentes durante la operación de sellado.
A continuación se describe las etapas del método de fabricación del intercambiador de calor 30 reivindicado haciendo referencia a las figuras.
En una primera etapa, los dos semi-conductos abiertos 2a, 2b se apilan para formar cada uno de los conductos 2 de circulación de gases. Opcionalmente, la cavidad interior del conducto 2 de gases puede alojar un elemento 5 perturbador que se introduce entre los semi-conductos
2a, 2b abiertos sin riesgo de que pueda ser dañado. Gracias a ello, el grosor de este componente puede reducirse, lo que posibilita una reducción del coste final del intercambiador.
5 En una segunda etapa, los salientes o pestañas 6 de los extremos de cada conducto 2 de gases se doblan para solapar sendas porciones 7 de los laterales de uno de los semi- conductos 2a, quedando de este modo asegurado el contacto con el elemento 5 perturbador durante la etapa de sellado. A continuación, en una tercera etapa, los extremos de cada conducto 2 de circulación de gases se insertan en los orificios 4 de las respectivas piezas 3 10 estructurales que reciben los extremos de dichos conductos 2 de gases, obturando parcialmente el resalte (8) de la geometría de los orificios 4 el espacio (e) de junta (ver figura 3).
En una cuarta etapa, se lleva a cabo una operación de sellado rellenando con material de 15 relleno de soldadura el espacio (e) de junta de los orificios 4 de las piezas 3 estructurales que reciben los extremos de los conductos 2 de gases. A continuación, se procede a soldar todos los componentes.
Tal y como se ha comentado en la descripción de la invención, el método de fabricación 20 reivindicado asegura una buena calidad de la soldadura ("brazing o welding”), y con ello, la obtención de un intercambiador más robusto y de una vida útil más larga.
A pesar de que se ha hecho referencia a una realización concreta de la invención, es evidente para un experto en la materia que el intercambiador de calor, el conducto de circulación de 25 gases y el método descrito son susceptibles de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser substituidos por otros técnicamente equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, aunque en la descripción de ejemplos se ha hecho referencia a unas pestañas 6 configuradas por una pluralidad de salientes, las mismas pestañas podrían estar 30 configuradas a partir de un único saliente que se extendiera de forma continua a lo largo de los laterales de una de las placas o semi-conductos 2a, 2b, y solapara sendas porciones laterales de los extremos de otro semi-conducto 2a, 2b para obturar interiormente el espacio (e) de junta en los orificios 4 de las piezas 3 estructurales.
5
10
15
20
25
30
35
REIVINDICACIONES
1. Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, que comprende;
- una carcasa (1) de intercambio de calor que delimita un circuito para la circulación de un fluido refrigerante,
- una pluralidad de conductos (2) de circulación de gases que se alojan en el interior de la carcasa (1) para intercambiar calor con dicho fluido refrigerante, y
- por lo menos dos piezas (3) estructurales provistas de una pluralidad de orificios (4) para recibir los extremos de los conductos (2) de circulación de gases en los respectivos extremos de la carcasa (1) de intercambiador de calor,
- en donde cada uno de los conductos (2) comprende dos semi-conductos abiertos (2a, 2b), diseñados para ser montados uno opuesto al otro de modo que los laterales de un semi-conducto (2b) solapan una porción de las respectivos laterales de otro semi- conducto (2a), resultando una sección transversal de los extremos de dichos conductos (2) de circulación de gas con una geometría que conlleva la aparición de un espacio (e) de junta en los orificios (4) de las piezas (3) estructurales que reciben los extremos de dichos conductos (2) de circulación de gases,
caracterizado por el hecho de que;
- los orificios (4) de dichas piezas (3) estructurales presentan una geometría complementaria a la geometría de la sección transversal de dicho conducto (2) de circulación de gases adaptada para poder obturar, por lo menos parcialmente, dicho espacio (e) de junta.
2. Intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que la geometría complementaria de los orificios de dichas piezas (3) estructurales define un resalte (8) adaptado para obturar, por lo menos parcialmente, dicho espacio (e) de junta en los orificios (4).
3. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que los orificios (4) de dichas piezas (3) estructurales definen una figura en forma de rectángulo modificada con unos rebajes en las esquinas superiores.

Claims (12)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
  2. 4. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dichas piezas (3) estructurales están configuradas a modo de placas de soporte provistas de una pluralidad de orificios (4) para insertar el extremo de dichos conductos (2) de circulación de gases.
  3. 5. Intercambiador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde ambos semi-conductos abiertos (2a, 2b) están configurados a modo de placas en forma de “U”.
  4. 6. Intercambiador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde los extremos de cada conducto (2) de circulación de gases comprenden al menos dos pestañas (6) dispuestas de modo que solapan sendas porciones (7) de los laterales de uno de los semi-conductos (2a), siendo susceptibles dichas pestañas de delimitar la posición longitudinal de las piezas (3) estructurales que reciben cada uno de los extremos de dichos conductos (2) de circulación de gases.
  5. 7. Intercambiador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende una pluralidad de pestañas (6) configuradas a modo de salientes, que se extienden de forma discreta a lo largo de cada uno de los laterales de uno de los semi-conductos (2b), y están dispuestas de modo que solapan sendas porciones laterales de otro de los semi-conductos (2a).
  6. 8. Intercambiador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende por los menos dos pestañas configuradas cada una a partir de un único saliente que se extiende de forma continua a lo largo de cada uno de los laterales de uno de los semi- conductos (2b), y dispuestas de modo que solapan sendas porciones laterales de otro de los semi-conductos (2a).
  7. 9. Intercambiador según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, donde por lo menos dos de dichos salientes actúan a modo de pestañas de bloqueo en los extremos de cada conducto (2) de circulación de gases, siendo susceptibles los extremos de cada conducto (2) de circulación de gases de ser insertados en sendos orificios (4) de las piezas (3) estructurales del intercambiador hasta hacer tope con una de las pestañas de bloqueo.
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
  8. 10. Intercambiador según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, donde la longitud de los salientes o pestañas está comprendida entre 0.5 mm y 15 mm.
  9. 11. Método de fabricación del intercambiador y el conducto de circulación de gases según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende realizar las etapas de;
    a. apilar dos semi-conductos abiertos (2a, 2b) para formar cada uno de los conductos (2) de circulación de gases,
    b. fijar ambos semi-conductos (2a,2b) entre sí mecánicamente,
    c. insertar los extremos de cada conducto (2) de circulación de gases en unos orificios (4) de las piezas (3) estructurales del intercambiador, presentando dichos orificios (4) una geometría complementaria a la sección transversal de los extremos de dichos conductos (2) de circulación de gases, adaptada para obturar, por lo menos parcialmente, dicho espacio (e) de junta,
    d. llenar con material de relleno de soldadura los espacios (e) de junta, y
    e. soldar los extremos de los conductos (2) de circulación de gases con las piezas (3) estructurales empleando dicho material de relleno de soldadura.
  10. 12. Método según la reivindicación 11, para fabricar un intercambiador y conducto de circulación de gases según la reivindicación 6, donde en la etapa b), los extremos de los laterales de uno de dichos semi-conductos (2b) comprenden al menos dos pestañas (6) dispuestas para solapar sendas porciones de los laterales del otro semi- conducto (2a), y dicha etapa b) comprende la etapa de doblar dichas pestañas (6) sobre sendas porciones laterales del otro semi-conducto (2a).
  11. 13. Método según la reivindicación 12, donde en la etapa c) el extremo de cada conducto (2) de circulación de gases se inserta en un orificio (4) de las piezas (3) estructurales hasta hacer tope con una de las pestañas de bloqueo, de modo que dicha pestaña de bloqueo delimita la posición de dicha pieza (3) estructural.
  12. 14. Método según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, donde, en la etapa a), se dispone un elemento (5) perturbador de gas entre los dos semi-conductos abiertos (2a, 2b).
    imagen1
ES201730195A 2017-02-16 2017-02-16 Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escapede un motor, y metodo de fabricacion de dicho intercambiador Expired - Fee Related ES2679868B1 (es)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201730195A ES2679868B1 (es) 2017-02-16 2017-02-16 Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escapede un motor, y metodo de fabricacion de dicho intercambiador
CN201880010384.1A CN110603420A (zh) 2017-02-16 2018-02-16 用于气体的热交换器,特别用于来自发动机的排气,以及制造所述交换器的方法
PCT/EP2018/053950 WO2018150004A1 (en) 2017-02-16 2018-02-16 Heat exchanger for gases, in particular for exhaust gases from an engine, and method for manufacturing said exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201730195A ES2679868B1 (es) 2017-02-16 2017-02-16 Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escapede un motor, y metodo de fabricacion de dicho intercambiador

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2679868A1 true ES2679868A1 (es) 2018-08-31
ES2679868B1 ES2679868B1 (es) 2019-06-21

Family

ID=61244618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201730195A Expired - Fee Related ES2679868B1 (es) 2017-02-16 2017-02-16 Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escapede un motor, y metodo de fabricacion de dicho intercambiador

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN110603420A (es)
ES (1) ES2679868B1 (es)
WO (1) WO2018150004A1 (es)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4501321A (en) * 1982-11-10 1985-02-26 Blackstone Corporation After cooler, charge air cooler and turbulator assemblies and methods of making the same
US20060219394A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Martin Michael A Stacked-tube heat exchanger
US20070169926A1 (en) * 2006-01-24 2007-07-26 Denso Corporation Heat exchanger
JP2008275246A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 T Rad Co Ltd ヘッダプレートレス熱交換器
JP2013083416A (ja) * 2011-10-12 2013-05-09 T Rad Co Ltd ヘッダプレートレス熱交換器の偏平チューブ
US20150369543A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-24 Yutaka Giken Co., Ltd. Heat exchanger and method of manufacturing same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3912080B2 (ja) * 2001-07-25 2007-05-09 株式会社デンソー 排気熱交換装置
DE10359806A1 (de) * 2003-12-19 2005-07-14 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmeübertrager mit flachen Rohren und flaches Wärmeübertragerrohr
US8915292B2 (en) * 2006-02-07 2014-12-23 Modine Manufacturing Company Exhaust gas heat exchanger and method of operating the same
CN100498190C (zh) * 2006-06-29 2009-06-10 株式会社电装 热交换器
FR2933178A1 (fr) * 2008-06-26 2010-01-01 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur et carter pour l'echangeur
FR2945614B1 (fr) * 2009-05-13 2012-08-31 Valeo Systemes Thermiques Plaque de tube pour un echangeur de chaleur.
DE102015110974B4 (de) * 2015-07-07 2022-11-10 Halla Visteon Climate Control Corporation Abgaswärmeübertrager mit mehreren Wärmeübertragerkanälen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4501321A (en) * 1982-11-10 1985-02-26 Blackstone Corporation After cooler, charge air cooler and turbulator assemblies and methods of making the same
US20060219394A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Martin Michael A Stacked-tube heat exchanger
US20070169926A1 (en) * 2006-01-24 2007-07-26 Denso Corporation Heat exchanger
JP2008275246A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 T Rad Co Ltd ヘッダプレートレス熱交換器
JP2013083416A (ja) * 2011-10-12 2013-05-09 T Rad Co Ltd ヘッダプレートレス熱交換器の偏平チューブ
US20150369543A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-24 Yutaka Giken Co., Ltd. Heat exchanger and method of manufacturing same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018150004A1 (en) 2018-08-23
CN110603420A (zh) 2019-12-20
ES2679868B1 (es) 2019-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2583633T3 (es) Intercambiador térmico con placas soldadas
ES2652499T3 (es) Placa de intercambiador de calor de placas e intercambiador de calor de placas
ES2545027T3 (es) Alojamiento para intercambiador de placas apiladas e intercambiador que comprende dicho alojamiento
EP2610908A1 (en) Cooling device
ES2726900T3 (es) Enfriador de EGR que tiene una carcasa de estructura integrada con una pieza de depósito de extremo
ES2219448T3 (es) Caja colectora con conducto para intercambiador de calor.
ES2714400T3 (es) Refuerzo de unión entre placas de un intercambiador de calor
ES2625115T3 (es) Intercambiador térmico de gases, en particular de los gases de escape de un motor
ES2407905A2 (es) Intercambiador de calor de placas apiladas
ES2956436T3 (es) Intercambiador de calor
ES2210049T3 (es) Intercambiador de calor estratificado.
ES2679868A1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, y método de fabricación de dicho intercambiador
ES2588903T3 (es) Intercambiador de calor con colector reforzado
ES2315067B1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor.
ES2679696A1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, conducto de circulación de gases de dicho intercambiador y método de fabricación de dicho intercambiador
CN113490828B (zh) 热交换器
ES2332253B1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor.
ES2962635T3 (es) Intercambiador de calor de placas con cabezales reforzados y procedimiento para producir dichos cabezales reforzados y ensamblarlos
ES2335953B1 (es) Intercambiador de calor para gases, y su correspondiente procedimiento de fabricacion.
ES2831757T3 (es) Paquete de placas que usa una placa de intercambiador de calor con canal de drenaje integrado y un intercambiador de calor que incluye dicho paquete de placas
ES2632687B1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor
ES2737123A1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, y cuerpo perturbador para dicho intercambiador
ES2698099T3 (es) Intercambiador de calor y método para fabricar un intercambiador de calor
ES2353793B1 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor, y su correspondiente procedimiento de fabricación.
ES2402963B1 (es) Intercambiador de calor de placas apiladas.

Legal Events

Date Code Title Description
BA2A Patent application published

Ref document number: 2679868

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: A1

Effective date: 20180831

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2679868

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20190621

FD2A Announcement of lapse in spain

Effective date: 20220624