ES2238121B1 - Un intercambiador de calor para vehiculos. - Google Patents
Un intercambiador de calor para vehiculos.Info
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Abstract
Un intercambiador de calor para vehículos. Comprende una carcasa de plástico (1) que incorpora una cámara interna (11), así como una amplia embocadura para introducir dentro de esa cámara (11) un cuerpo de radiador independiente (10) con aletas de refrigeración (6). La embocadura se cierra finalmente mediante una tapa de obturación (4) solidaria con el cuerpo del radiador. A su vez, la carcasa (1) comprende un conducto de entrada de aire y otro de salida, así como unos soportes extremos de anclaje (3, 3''). El cuerpo de radiador independiente (10) es de metal e incluye también una entrada (12) del líquido refrigerante y una salida (12'') para permitir la circulación de tal fluido a fin de poder transmitir su calor al fluido gaseoso.
Description
Un intercambiador de calor para vehículos.
La invención consiste en un intercambiador de
calor para vehículos que está destinado esencialmente a elevar la
temperatura de entrada de aire al motor, sobre todo en los momentos
puntuales en los que las exigencias técnicas precisan disponer de
este aire más caliente.
Otra utilidad podría ser la de reducir la
temperatura del aire procedente del turbocompresor.
Normalmente estos intercambiadores utilizan como
fluido caloportador, el propio líquido refrigerante, pues la
variación o incremento de temperatura se efectuará en unos valores
no superiores a la temperatura de trabajo del motor.
Siendo más específicos, esta necesidad técnica de
elevar en determinados momentos la temperatura del aire de
admisión está relacionada con el empleo de filtros de partículas
para el humo del escape, sobre todo en motores diesel
turboalimentados. Con este incremento de temperatura del aire de
admisión, se aumenta la temperatura de combustión necesaria para
regenerar el filtro de partículas cada cierto tiempo.
Algunos intercambiadores de calor para vehículos
consisten en un cuerpo hueco de configuración cilíndrica que
presentan en toda su estructura materiales metálicos.
Este cuerpo de configuración cilíndrica está
atravesado longitudinalmente por varios tubos para el paso de aire
entre los cuales se hace recircular el líquido caloportador.
Este tipo de intercambiador de tubos se
caracteriza por tener la superficie de intercambio
aire-pared sensiblemente igual a la superficie de
intercambio pared-líquido, por lo que es
principalmente adecuado para realizar intercambio de calor entre
fluidos de la misma naturaleza, por ejemplo entre dos líquidos.
El intercambiador de calor para vehículos que
constituye el objeto de la invención se caracteriza porque
comprende una carcasa moldeada de plástico que incorpora en un solo
cuerpo los conductos de entrada y salida de aire situados en
extremos opuestos, incorporando además esta carcasa los soportes de
anclaje.
A su vez, la carcasa se caracteriza porque cuenta
con una amplia embocadura que permite el montaje y acoplamiento en
su interior de elementos internos, como es un cuerpo de radiador
que incorpora varias conducciones planas que permiten la
circulación de un fluido líquido desde la boca de entrada hasta la
boca de salida, formando ambas parte de ese cuerpo de radiador.
Este cuerpo de radiador se caracteriza además
porque incorpora una multitud de aletas de refrigeración a modo de
panel, que determinan pasos de aire en sentido longitudinal para
favorecer la circulación del aire que entra por el conducto de
entrada y sale por el conducto de salida robando calor al conjunto
del cuerpo refrigerador que se encuentra dentro de la carcasa, a la
vez que tal cuerpo refrigerador presenta una estructura
esencialmente metálica. Con esta disposición se incrementa la
superficie de intercambio aire-pared de modo tal
que la relación entre. esta superficie de intercambio
líquido-pared se encuentran en una proporción
superior a 2:1.
A su vez, la embocadura de esta carcasa se cierra
mediante una tapa metálica que se fija mediante una especie de
roblonado perimetral, previa interposición de una junta de
estanqueidad elástica.
Esta tapa constituye un elemento de fijación del
conjunto del cuerpo de radiador y es solidaria al mismo.
Por otro lado, el fondo de la carcasa opuesto al
espacio que ocupa la embocadura, opcionalmente podría constituir ese
fondo un elemento independiente, una segunda tapa que se acoplaría
a la carcasa como la primera.
Con esta disposición elevamos el rendimiento de
intercambio entre el aire y el elemento líquido, como por ejemplo
el agua, ya que estos elementos tienen transmitacia térmica
fluido-pared muy diferente, por lo que es
conveniente incrementar la superficie de contacto del aire con la
pared de intercambio para compensar su menor coeficiente de
transmisión térmica, lográndose esto con la adición de la
superficie secundaria formada por las aletas soldadas a las láminas
constitutivas de los pasos de líquido.
El fondo de la carcasa incorpora unos nervios de
refuerzo para evitar la deformación o rotura debida a la
presión.
En función de los márgenes de temperatura de
trabajo, la carcasa podría fabricarse en otros materiales, por
ejemplo aluminio, aunque el plástico es más aconsejable, pues es
económico con una transmitancia térmica baja a la vez que es un
buen aislante, lo que evita fugas de calor al exterior, que
reducirán el calentamiento del aire, principal objetivo de este
intercambiador de la invención.
Con este nuevo intercambiador obtenemos un
notable rendimiento, calentándose de forma rápida el aire dentro
del habitáculo de la carcasa donde se encuentra el conjunto del
cuerpo de radiador de estructura metálica.
Este tipo de intercambiador se puede utilizar
igualmente para refrigerar el aire procedente del turbocompresor
antes de su entrada a los cilindros del motor.
A continuación para facilitar una mejor
comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante
de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter
ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la
invención.
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de un
intercambiador de calor para vehículos que constituye el objeto de
la invención.
Figura 2.- Muestra una vista en planta seccionada
del intercambiador.
Figura 3.- Muestra una vista en alzado del
intercambiador con un corte parcial.
Figura 4.- Muestra una vista en planta inferior
del intercambiador de la invención.
A continuación se describe un ejemplo de
realización de la invención atendiendo a la numeración adoptada en
las figuras.
Comprende una carcasa 1 moldeada en plástico, que
tiene en un solo cuerpo los conductos de entrada y salida de aire
2, 2' y los soportes de anclaje 3, 3', quedando abierta dicha
carcasa 1 por uno de sus laterales mediante una amplia embocadura
para el montaje de los elementos internos, con la particularidad de
disponer las aletas de refrigeración 6 constitutivas del panal, en
sentido transversal, con los pasos de aire dispuestos
longitudinalmente para favorecer la circulación de dicho fluido de
aire que sigue la trayectoria de esos pasos de aire.
Estas aletas se disponen, al igual que en los
radiadores convencionales, entre las diferentes láminas 7
constitutivas de los conductos planos, por donde circulará el
fluido.
Estas aletas, junto con las láminas 7 constituyen
un conjunto de cuerpo de radiador 10 que se ajusta en la cámara
interna 11 de la carcasa 1, incorporando también este cuerpo de
radiador 10 un conducto de entrada 12 de agua u otro fluido líquido
y otro conducto de salida 12' de ese fluido líquido. Igualmente
podría circular el líquido en sentido inverso si fuera conveniente
para su montaje en el vehículo.
Con esta disposición elevamos el rendimiento de
intercambio entre aire y agua, ya que son elementos con diferente
transmitancia térmica (carcasa y cuerpo de radiador), por lo que es
conveniente incrementar la superficie de intercambio.
Otra característica de la invención es que la
lamina 4 hace la función de soporte del conjunto radiador dentro de
la carcasa y a su vez hace la función de tapa del contenedor o
carcasa 1, fijándose a la misma mediante una especie de roblonado o
doblez 8 que abraza a un resalte perimetral 13 que limita tal
embocadura de la carcasa, consiguiendo la estanqueidad con la
carcasa por la interposición de una junta elástica 8'.
Aunque la realización preferente solo prevé una
tapa metálica 4, opcionalmente podría fabricarse con dos tapas,
disponiéndose entonces la segunda en sustitución del fondo 5 del
contenedor o carcasa 1.
Respecto a dicho fondo 5 cabe apuntar la
existencia de unos nervios de refuerzo 9 para evitar su deformación
o rotura debido a la presión.
Para soportar mejor la presión del líquido
resulta conveniente, pero no indispensable, disponer de una última
lámina 7' que a su vez realiza una función de protección de las
aletas extremas.
En función de los márgenes de temperatura de
trabajo, la carcasa 1 podría fabricarse en otros materiales, por
ejemplo aluminio, aunque el plástico es el más aconsejable, pues es
económico y con una transmitancia térmica baja, lo que evitará
fugas de calor al exterior, que reducirían el calentamiento del
aire, principal objetivo de este intercambiador de la
invención.
Claims (9)
1. Un intercambiador de calor para vehículos, que
incorporando una entrada y una salida de aire a calentar, así como
una entrada y salida de fluido líquido que transmite su calor al
aire para elevar su temperatura; se caracteriza porque
comprende:
- -
- una carcasa de material moldeado que incorpora una amplia cámara interior (11) que comunica con el exterior a través de al menos una amplia embocadura 1 lateral y los dos conductos extremos constitutivos de la entrada (2) y salida (2') del aire, incorporando además esa carcasa unas extensiones constitutivas de un soporte de anclaje (3, 3');
- -
- un cuerpo de radiador metálico independiente (10) que se aloja dentro de la cámara interna (11) a través de la amplia embocadura lateral de la carcasa (1), incluyendo tal cuerpo de radiador (10) el conducto de entrada (12) y conducto de salida (12') del fluido líquido;
- -
- al menos una tapa de obturación (4) que se fija herméticamente, que hace de soporte del conjunto con la interposición de una junta de estanqueidad elástica (8'), sobre el borde perimetral de la embocadura de tal carcasa (1).
2. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de
radiador (10) incorpora aletas de refrigeración (6) a modo de
panel establecidas entre los elementos laminares (7, 7') de ese
tipo de radiador (10), elementos laminares que constituyen los
pasos de fluido entre la entrada de fluido líquido (12) y salida
(12').
3. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación 2, caracterizado porque las aletas
de refrigeración (6) determinan pasos de aire en la dirección de
circulación que sigue el aire desde la entrada (2) a la salida (2')
que forman parte de la carcasa (1).
4. Un intercambiador de calor para vehículos,
según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la tapa de obturación (4) está
determinada por un elemento metálico solidario al conjunto del
cuerpo radiador (10).
5. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación (1), caracterizado porque la tapa
metálica (4) se fija a la embocadura de la carcasa (1) mediante un
doblez perimetral (8) que abraza a un resalte perimetral (13) que
limita esa embocadura de la carcasa (1) con interposición de una
junta de estanqueidad (8').
6. Un intercamciador de calor para vehículos,
según la reivindicación 1, caracterizado porque la carcasa
exterior (1) lleva incorporados los soportes de fijación (3, 3'),
siendo moldeado todo en una sola pieza.
7. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de
radiador (10) incorpora aletas de refrigeración (6) establecidas
entre los elementos laminares (7, 7') de ese tipo de radiador (10),
incrementando la superficie de intercambio
aire-pared de modo tal que la relación entre esta
superficie y la superficie de intercambio
líquido-pared se encuentran en una proporción
superior de 2:1.
8. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación 7, caracterizado porque se instala y
aplica para calentar el aire de entrada de un motor dotado de
filtro de partículas.
9. Un intercambiador de calor para vehículos,
según la reivindicación 1, caracterizado porque la lámina
(4) hace la función de soporte del conjunto del radiador dentro de
la carcasa (1), a la vez que hace la función de tapa del contenedor
o carcasa (1).
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