INTERCAMBIADO!* DE CALOR DE PLACAS APILADAS, EN ESPECIAL
PARA ACEITE DE MOTOR
La presente invención se refiere a un intercambiador de calor de placas apiladas, en especial para aceite de motor, que tiene un filtro integrado.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Son conocidos intercambiadores de calor, en especial de aceite de motor, que comprenden una pluralidad de placas apiladas entre las cuales circulan el líquido a refrigerar y el líquido refrigerante en dos circuitos independientes definidos por dichas placas. Dichos intercambiadores de calor, llamados intercambiadores aceite-agua, pueden estar acoplados a un filtro de aceite de diferentes maneras:
Por una parte, son conocidos intercambiadores de calor dispuestos contiguamente al filtro en carcasas independientes. El filtro está" fijado de modo amovible al intercambiador mediante un espárrago fijado al bloque motor. Cuando el filtro de aceite tiene que sustituirse al cambiar el aceite del motor, se afloja la fijación al citado espárrago y se tira el filtro juntamente con su carcasa.
Por otra parte, son conocidos intercambiadores de calor dispuestos contiguamente al filtro en una misma carcasa. La solicitud de patente EP-A-0801283 se refiere a un intercambiador de aceite que es solidario a una carcasa que aloja en su interior el filtro, integrando en un mismo cuerpo las funciones de refrigeración y de filtro. Debido a que el filtro está dispuesto a continuación de las placas apiladas que constituyen el intercambiador, el conjunto ocupa un volumen considerable. En la práctica se ha comprobado que los diseños
conocidos de intercambiadores de calor con filtro de aceite integrado, se llevan a cabo eliminando una de las dos carcasas, o bien eliminando los medios de unión entre el filtro y el intercambiador. Sin embargo, no resulta posible integrar el filtro y el intercambiador en una única carcasa sin utilizar medios de acoplamiento entre ambos.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El objetivo del intercambiador de calor de placas apiladas, en especial para aceite de motor de la presente invención, es solventar los inconvenientes que presentan los intercambiadores conocidos en la técnica, proporcionando una serie de ventajas que se describirán a continuación.
El intercambiador de calor de placas apiladas, en especial para aceite de motor, objeto de la presente invención, se caracteriza por el hecho de que el filtro está dispuesto en una cavidad definida por orificios formados en las placas, estando dicho filtro total o parcialmente introducido dentro de la citada cavidad.
Gracias a esta característica, se consigue integrar las funciones de enfriamiento y filtrado del aceite de motor en un único cuerpo. De este modo, se consigue eliminar la carcasa del filtro, ya que el intercambiador actúa como carcasa para el filtro. Además, al estar dicho filtro total o parcialmente introducido en las placas del intercambiador se consigue reducir el volumen, así como el peso y también el coste de fabricación.
Por otra parte, se obtiene una reducción de las pérdidas de presión debido a que el circuito por donde circula el aceite a refrigerar y el líquido refrigerante es más simple. Como se ha comentado, el filtro puede ocupar
toda la cavidad o bien sobresalir de ésta tanto por encima como por debajo.
El filtro está posicionado preferiblemente perpendicular a las placas, aunque puede adoptar otras posiciones, pudiendo disponerse en posición horizontal o inclinada respecto a dichas placas.
La posición del conjunto del intercambiador respecto al bloque motor es indistinta, pudiendo disponerse en una posición vertical, horizontal o inclinada.
Ventajosamente, las placas comprenden protuberancias que aseguran la distancia entre dos placas contiguas y constituyen' puntos de soldadura. Gracias a esta característica, se mejora el montaje de las placas y se refuerza la unión entre ellas.
Dichas protuberancias pueden presentar cualquier forma, aunque preferentemente presentan un contorno circular.
Según una realización de la presente invención, las citadas protuberancias tienen un diámetro de por lo menos 2 mm, preferiblemente de 3 mm.
Adicionalmente, dichas protuberancias están separadas una distancia comprendida entre 10 mm y 20 mm, preferiblemente 15 mm. Ventajosamente, el intercambiador comprende medios perturbadores del flujo que permiten aumentar la transferencia de calor.
Preferiblemente, dichos medios perturbadores del flujo están definidos por corrugaciones efectuadas en las placas.
De este manera, las placas pueden presentar corrugaciones o protuberancias, o bien cualquier tipo de elementos perturbadores del flujo colocados entre dos placas, de modo que garanticen una adecuada transferencia de calor entre las placas y los dos fluidos que circulan
entre ellas.
Ventajosamente, cada placa comprende un orificio de salida del líquido a refrigerar que además realiza la función de cavidad para la ubicación del filtro. De este modo, el filtro se encuentra perfectamente centrado en el orificio de salida del líquido a refrigerar para permitir el acceso homogéneamente de dicho líquido alrededor del mismo .
Según una realización de la invención, cada placa comprende al menos un orificio de entrada del líquido refrigerante dispuesto en un extremo de la placa contiguo a la cavidad del filtro. Esta característica permite que el líquido refrigerante fluya rodeando el filtro y consiguiendo por tanto un buen reparto, alcanzado una mayor superficie de la placa.
Preferentemente, cada placa comprende un orificio de entrada de líquido a refrigerar dispuesto en el extremo' opuesto al orificio de salida de líquido a refrigerar. En consecuencia, se logra un mayor recorrido a través de la placa con la finalidad de conseguir un correcto enfriamiento de dicho aceite antes de atravesar el filtro.
Preferiblemente, cada placa comprende un orificio de salida del líquido refrigerante dispuesto entre ambos orificios de entrada y salida del líquido a refrigerar y alineado con ellos.
De este modo, se consigue distribuir mejor el aceite sobre la placa, ya que el flujo de líquido a refrigerar al chocar con dicho conducto de salida del líquido refrigerante, tiende a- contornearlo cubriendo una mayor superficie de la placa y transfiriendo por tanto más calor. Asimismo, al estar alineado dicho conducto de salida del líquido refrigerante con ambos conductos de entrada y salida del líquido a refrigerar, se consigue que el flujo del líquido a refrigerar rodee el filtro y
penetre homogéneamente.
Preferentemente, el líquido a refrigerar y filtrar es aceite para motor.
Es evidente que el aceite no es el único fluido que requiere de acondicionamiento en temperatura y filtración en un vehículo, por lo que el líquido a refrigerar también puede ser el líquido de la dirección asistida de un vehículo o también el combustible de un vehículo . Ventajosamente, el intercambiador realiza la función de regulación de temperatura, permitiendo tanto la refrigeración como el calentamiento de un líquido.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Con el fin de facilitar la descripción de cuanto se ha expuesto anteriormente se adjuntan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización del intercambiador de calor de placas apiladas, en especial para aceite de motor de la invención, en los cuales: la figura 1 es una vista en explosión del conjunto del intercambiador de calor con el filtro integrado; la figura 2 es una vista en alzado seccionado longitudinalmente del conjunto montado del intercambiador de calor con el filtro integrado; la figura 3 es una vista en planta de una placa del intercambiador de calor; y
. la figura 4 es una vista en alzado de una placa del intercambiador de calor.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA
Tal como se puede apreciar en las figuras 1 y 2 ,
1 el intercambiador de calor 1 de placas apiladas 2 para aceite de motor con filtro integrado 3, comprende una pluralidad de placas 2 de aluminio apiladas una sobre otra. En los circuitos o espacios definidos entre cada dos placas 2 circulan alternadamente el aceite de motor a refrigerar y el líquido refrigerante, por ejemplo agua, de modo que, en un primer espacio entre placas circula un fluido y en el espacio contiguo entre placas circula el otro fluido, y así sucesivamente.
La placa superior comprende una abertura 4 para permitir el acceso al filtro 3 para su mantenimiento y recambio.
El intercambiador también comprende un tapón 5 para cubrir la parte sobresaliente del filtro 3 , garantizando una correcta estanqueidad.
La entrada y salida de aceite así como de refrigerante se efectúa desde la placa inferior del intercambiador, estando dicha parte inferior del intercambiador acoplado al bloque motor mediante un elemento de conexión 6.
Como puede apreciarse en la figura 3, las placas 2 presentan una zona de perturbación del flujo 7 que comprende elementos perturbadores (no representados) , tales como corrugaciones, para aumentar la transferencia de calor y proporcionar puntos de contacto entre las placas 2 mediante soldadura. Las placas 2 comprenden también una pluralidad de protuberancias 8 convenientemente colocadas en torno al orificio de ubicación del filtro 3, para mantener la correcta distancia entre las placas 2 y también para mejorar el comportamiento mecánico en áreas libres de elementos perturbadores, como muestran las figuras 3 y 4.
Cada placa 2 comprende un orificio de entrada 9 y otro orificio de salida 10 para el aceite, y dos orificios de entrada 11 y uno de salida 12 para el líquido refrigerante, formando respectivamente los conductos de entrada y salida de aceite y de líquido refrigerante.
Por una parte, la citada abertura 4 para la colocación del filtro 3 en su interior, hace también la función de conducto de salida 10 del aceite. El filtro 3 está colocado perfectamente centrado en el interior de dicho orificio 10 para facilitar el paso del flujo de aceite alrededor de su contorno.
El orificio de entrada 9 de aceite está colocado en el extremo opuesto al orificio de salida 10 de aceite y alineado con este," para conseguir un mayor recorrido a través de la placa 2.
Por otra parte, los dos orificios de entrada 11 del líquido refrigerante están dispuestos en un extremo de la placa 2 cercanos al filtro 3 de aceite, lo que permite que el líquido refrigerante fluya rodeando dicho filtro 3 - y consiguiendo por tanto un buen reparto, alcanzado una mayor superficie de la placa 2.
El conducto de salida del líquido 12 refrigerante está dispuesto en medio, entre ambos conductos de entrada 9 y salida 10 de aceite, y alineado con ellos. Gracias a esta característica, se consigue distribuir mejor el aceite sobre la placa 2, ya que el flujo de aceite al chocar con dicho conducto de salida 12 del refrigerante, tiende a contornearlo cubriendo una mayor superficie de la placa y transfiriendo por tanto más calor; y al estar alineado se logra que el flujo de aceite rodee el filtro y penetre homogéneamente.
. Como se ha comentado, el aceite de motor atraviesa el intercambiador de • calor i circulando alternativamente entre' cada dos placas 2, mientras que entre las restantes placas 2 circula el líquido
refrigerante, de modo que, el aceite va disipando calor hacia el líquido refrigerante. A continuación, el aceite enfriado atraviesa el filtro 3 fabricado de papel, también llamado eco-filtro, saliendo ya filtrado por la parte inferior del intercambiador 1, para ser introducido de nuevo en el motor. Dicho eco-filtro una vez reemplazado por otro se puede reciclar, por lo que se contribuye en la conservación del medioambiente .
En consecuencia, se obtiene un intercambiador de calor 1 de placas apiladas 2 que pueden presentar cualquier forma exterior, tales como cuadradas, redondas, etc., con un filtro integrado 3 preferentemente cilindrico, el cual está dispuesto perpendicularmente a las placas 2, e introducido parcialmente en el interior de dicho intercambiador de calor 1.
Según otros aspectos de la invención, pueden realizarse otras configuraciones de los orificios de entrada y salida, proporcionando diferentes distribuciones del flujo de aceite y de refrigerante, respectivamente. Las placas pueden ser tanto corrugadas, como se ha descrito anteriormente, o bien .lisas con medios perturbadores que permitan aumentar la turbulencia y por tanto la transferencia de calor.
Serán independientes del objeto de la presente invención los materiales que se empleen en la fabricación de los elementos que constituyen el intercambiador de calor de placas apiladas, en especial para aceite de motor que se ha descrito, así como las formas y dimensiones de la misma y todos los detalles accesorios que puedan presentarse, pudiendo ser reemplazados por otros técnicamente equivalentes, siempre que no afecten a su esencialidad ni se aparten del ámbito definido por las reivindicaciones que se adjuntan a continuación.