Intercambiador de calor de tipo laminado de placas.

Intercambiador de calor de tipo laminado de placas que comprende:

placas de extremo frontal y trasera

(51, 52);

una pluralidad de pares de placas de núcleo (53, 54) laminadas entre ellas;

compartimentos de fluido a alta temperatura a través de los cuales fluye fluido a alta temperatura y compartimentos de fluido a baja temperatura a través de los cuales fluye fluido a baja temperatura definidos en el espacio rodeado por las placas de extremo (51, 52) y las placas de núcleo (53, 54) uniendo los rebordes periféricos (53a, 54a) de cada uno de los pares de placas de núcleo (53, 54) entre sí en un proceso de soldadura fuerte, comunicando cada uno de los compartimentos de fluido con un par de conductos de circulación (56a, 56b, 57a, 57b) proporcionados en la placa de extremo frontal o trasera de tal manera que los conductos de circulación sobresalen de la misma, en el que cada una de las placas de núcleo (53, 54) tiene una forma sustancialmente de paralelogramo cuando se observa en la dirección de laminado con un par de esquinas en las que los ángulos diagonales son más grandes y un par de esquinas en las que los ángulos diagonales son más pequeños, en el que cada una de las placas de núcleo (53, 54) está curvada de tal manera que se forman crestas y surcos en la dirección en la que están laminadas las placas y las crestas y los surcos se repiten a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo (53, 54), en el que

se proporcionan un orificio de entrada con forma sustancialmente circular para fluido a alta temperatura (58a) y un orificio de salida con forma sustancialmente triangular para fluido a baja temperatura (59b) en cada una de las placas de núcleo (53, 54) sobre un lado del extremo en la dirección longitudinal de las mismas, y se proporcionan un orificio de salida con forma sustancialmente circular para fluido a alta temperatura (58b) y un orificio de entrada con forma sustancialmente triangular para fluido a baja temperatura (59a) en cada una de las placas de núcleo (53, 54) sobre el otro lado del extremo en la dirección longitudinal de las mismas, en el que

se forman una pluralidad de protuberancias de tipo ranura (10) en un lado de cada una de las placas de núcleo (53, 54), las protuberancias están dispuestas sustancialmente en paralelo a la dirección longitudinal de la placa de núcleo (53, 54), en el que

cada uno de los pares de placas de núcleo (53, 54) se ensambla de tal manera que el lado de una de las dos placas de núcleo (53, 54) que está opuesto al lado está enfrente del lado de la otra de las dos placas de núcleo (53, 54) que está opuesto al lado y las protuberancias (10) formadas sobre las respectivas placas de núcleo (53, 54) están emparejadas pero orientadas en direcciones opuestas, en el que el par de placas de núcleo (53, 54) forma una pluralidad de tubos rodeados por las paredes de las protuberancias (10) formadas sobre las respectivas placas de núcleo (53, 54), en el que los tubos forman compartimentos para el fluido a alta temperatura, en el que un extremo de cada una de las protuberancias (10) converge en el orificio de entrada para fluido a alta temperatura (58a) y el otro extremo de las protuberancias (10) converge en el orificio de salida para fluido a alta temperatura (58b), de manera que un extremo de cada uno de los tubos converge en el orificio de entrada para fluido a alta temperatura (58a) y el otro extremo de cada uno de los tubos converge en el orificio de salida para fluido a alta temperatura (58b), en el que

los tubos se configuran de tal manera que un tubo que tenga una longitud de extremo a extremo más corta tiene un área transversal más pequeña en la dirección de anchura de las placas de núcleo (53, 54), y un tubo que tenga una longitud de extremo a extremo más larga tiene un área transversal más grande en la dirección de anchura de las placas de núcleo (53, 54), en el que

el orificio de entrada para fluido a alta temperatura (58a) y el orificio de salida para fluido a alta temperatura (58b) están dispuestos en el par de esquinas cuyos ángulos diagonales son más grandes que los del otro par de esquinas de la placa de núcleo (53, 54), mientras que el orificio de entrada para fluido a baja temperatura (59a) y el orificio de salida para fluido a baja temperatura (59b) están dispuestos en el otro par de esquinas de la placa de núcleo (53, 54), donde los ángulos diagonales son más pequeños, en el que los orificios de entrada y de salida con forma sustancialmente triangular para fluido a baja temperatura (59a, 59b) son tales que dos de los lados del triángulo son paralelos a la esquina de las placas de núcleo (53, 54), siendo el tercer lado cóncavo con respecto a los orificios de entrada y de salida con forma sustancialmente circular para fluido de alta temperatura (58a, 58b), y en el que

cada una de las protuberancias (10) tiene también crestas y surcos formados en la dirección de anchura de las placas de núcleo perpendicular a la dirección longitudinal de las placas de núcleo, y las crestas y los surcos se repiten a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2007/064426.

Solicitante: Tokyo Roki Co. Ltd.

Inventor/es: YAMADA,TATSUHITO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS... > Elementos en forma de placas o de láminas; Conjuntos... > F28F3/08 (Elementos construidos para ser apilados, p. ej. pudiendo separarlos para su limpieza)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > INTERCAMBIADORES DE CALOR, NO PREVISTOS EN NINGUNA... > F28D9/00 (Aparatos cambiadores de calor que tienen conjuntos fijos de canalizaciones en forma de placas o láminas para los dos medios que intercambian calor, estando cada uno de los medios en contacto con un lado de la pared de la canalización)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS... > Elementos en forma de placas o de láminas; Conjuntos... > F28F3/04 (formando los medios parte integrante del elemento)
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Ilustración 1 de Intercambiador de calor de tipo laminado de placas.
Ilustración 2 de Intercambiador de calor de tipo laminado de placas.
Ilustración 3 de Intercambiador de calor de tipo laminado de placas.
Ilustración 4 de Intercambiador de calor de tipo laminado de placas.
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Intercambiador de calor de tipo laminado de placas.

Texto extraído del PDF original:

DESCRIPCIÓN

Intercambiador de calor de tipo laminado de placas Campo técnico

[0001] La presente invención se refiere a un intercambiador de calor de tipo laminado de placas, tal como un enfriador de aceite y un enfriador de recirculación de gases de escape (EGR, por sus siglas en inglés).

Antecedentes de la técnica

[0002] La Figura 10 muestra un ejemplo de un intercambiador de calor de tipo laminado de placas de la técnica relacionada. Un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 500 que se muestra en la Figura 10 incluye placas de extremo frontal y trasera 51 y 52 y una pluralidad de pares de placas de núcleo 53 y 54 (núcleos 55) laminadas entre el as, y los rebordes periféricos de cada uno de los pares de placas de núcleo 53 y 54 (un reborde periférico 53a y un reborde periférico 54a, por ejemplo) se unen entre sí en un proceso de soldadura fuerte, con lo cual se definen compartimentos de fluido a alta temperatura y de fluido a baja temperatura mediante laminación de manera alternativa en el espacio rodeado por las placas de extremo 51, 52 y las placas de núcleo 53, 54, y cada uno de los compartimentos de fluido comunica con pares de conductos de circulación 56a, 56b y 57a, 57b proporcionados en la placa de extremo frontal 51 de tal manera que los conductos de circulación sobresalen de la misma. Una placa de núcleo intermedia 27 que tiene aletas 25 formadas en la misma se interpone entre cada par de las placas de núcleo 53 y 54 (véase la patente japonesa abierta a inspección pública n. º 2001-194086 y 2007-127390, por ejemplo).

[0003] Cada una de las placas de núcleo 53 y 54 tiene una forma de placa sustancialmente plana. Se proporcionan un orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y un orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b en cada una de las placas de núcleo 53 y 54 en un lado del extremo en la dirección longitudinal de las mismas. Por otro lado, se proporcionan un orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b y un orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a en cada una de las placas de núcleo 53 y 54 en el otro lado del extremo en la dirección longitudinal de las mismas. El orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, así como el orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y el orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b de cada una de las placas de núcleo 53 y 54 se disponen en las proximidades de las respectivas esquinas de las mismas, y el par del orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, y el par del orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y el orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b de cada una de las placas de núcleo 53 y 54 se sitúan sustancialmente en las respectivas líneas diagonales de las mismas.

Cada uno de los pares de placas de núcleo 53 y 54 forma un núcleo 55. Se define un compartimento de fluido a alta temperatura a través del cual fluye el fluido a alta temperatura (aceite o gas EGR, por ejemplo) en cada uno de los núcleos 55. Por otro lado, se define un compartimento de fluido a baja temperatura a través del cual fluye el fluido a baja temperatura (agua de refrigeración, por ejemplo) entre los núcleos 55. Los compartimentos de fluido a alta temperatura y los compartimentos de fluido a baja temperatura comunican con los conductos de circulación 56a, 56b y los conductos de circulación 57a, 57b, respectivamente. El fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura se introducen en los respectivos compartimentos de fluido o se descargan de los respectivos compartimentos de fluido a través de los conductos de circulación 56a, 56b y los conductos de circulación 57a, 57b. El fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura, cuando fluyen a través de los respectivos compartimentos de fluido, intercambian calor a través de las placas de núcleo 53 y 54. La Figura 11 muestra el proceso de intercambio de calor. La placa de núcleo que se muestra en la Figura 11 difiere de la placa de núcleo que se muestra en la Figura 10 en cuanto a la forma. En la Figura 11, las partes que son iguales que o similares a las de la Figura 10 tienen los mismos caracteres de referencia. La patente estadounidense n. º 4.915.165 describe placas de intercambiador de calor que han sido proporcionadas mediante presión con un patrón de corrugación que comprende crestas y surcos, las crestas y los surcos de las placas adyacentes se extienden en paralelo.

Descripción de la invención Problemas a resolver por la invención

[0004] Como se muestra en la Figura 11, el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura fluyen sustancialmente de manera lineal desde los orificios de entrada 58a y 59a hacia los orificios de salida 58b y 59b.

Las placas de núcleo 53 y 54 tienen, por tanto, grandes áreas que no contribuyen a la transferencia de calor, es decir, el intercambio de calor entre el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura (véanse las partes V en la Figura 11). Como resultado, el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 500 de la técnica relacionada presenta un problema de baja eficiencia de intercambio de calor.

[0005] La presente invención se ha realizado en vista del problema descrito anteriormente. Un objetivo de la presente invención es proporcionar un intercambiador de calor de tipo laminado de placas que tenga alta eficiencia de intercambio de calor.

Medios para resolver los problemas

[0006] La presente invención se refiere a un intercambiador de calor de tipo laminado de placas de conformidad con las reivindicaciones adjuntas. Para resolver el problema descrito anteriormente, la presente invención proporciona un intercambiador de calor de tipo laminado de placas, de conformidad con la reivindicación 1.

[0007] La presente invención se caracteriza también porque cada una de las protuberancias tiene también crestas y surcos formados en la dirección de anchura de las placas de núcleo perpendicular a la dirección longitudinal de las placas de núcleo, y las crestas y los surcos se repiten a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo.

[0008] La presente invención se caracteriza también porque las protuberancias formadas en cada uno de los pares de placas de núcleo son iguales en cuanto al periodo y la amplitud de las ondas formadas por las crestas y los surcos formados en la dirección de anchura de las placas de núcleo.

[0009] La presente invención se caracteriza también porque las protuberancias serpentean en fase a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo.

[0010] La presente invención se caracteriza también porque cada uno de los pares de placas de núcleo forman una pluralidad de tubos serpentín rodeados por las paredes de las protuberancias, y los tubos serpentín forman el correspondiente compartimento de fluido de alta temperatura.

[0011] La presente invención se caracteriza también porque las protuberancias serpentean en contrafase a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo.

[0012] La presente invención se caracteriza también porque se forman segundas protuberancias en las paredes que forman las protuberancias a lo largo de la dirección sustancialmente perpendicular a la dirección en la que fluye el fluido a alta temperatura.

Breve descripción de los dibujos

[0013]

La Figura 1 muestra cómo el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura intercambian calor a través de una placa de núcleo 53 en un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 100; La Figura 2 muestra cómo el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura intercambian calor a través de una placa de núcleo 53 en un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 110; La Figura 3 muestra cómo el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura intercambian calor a través de una placa de núcleo 53 en un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 120; La Figura 4 es una vista en perspectiva despiezada de un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 150; La Figura 5 muestra cómo el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura intercambian calor a través de una placa de núcleo 53 en un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 160 de conformidad con la invención, La Figura 6A es una vista en perspectiva que muestra una parte mejorada de un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 200; La Figura 6B es una vista lateral que muestra la parte mejorada del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 200; La Figura 7A es una vista en perspectiva del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 200 en el que se forman segundas protuberancias 50; La Figura 7B es una vista ampliada que muestra parte de la Figura 7A; La Figura 8 es una vista en perspectiva que muestra una parte mejorada de un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 300; La Figura 9A es una vista ampliada que muestra una parte mejorada de un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 400; La Figura 9B es una vista esquemática en planta que muestra la parte mejorada del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 400; La Figura 10 es una vista en perspectiva despiezada de un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 500 de la técnica anterior; y La Figura 11 muestra cómo el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura intercambian calor a través de una placa de núcleo 53 en el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 500 de la técnica anterior.

Descripción de los símbolos

[0014]

10, 30, 40 protuberancia 50 segunda protuberancia 58a orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58b orificio de salida para fluido a alta temperatura 59a orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59b orificio de salida para fluido a baja temperatura 100, 110, 120, 150, 160, 200, 300, 400 intercambiador de calor de tipo laminado de placas Mejor modo para l evar a cabo la invención

[0015] A continuación se describirán ejemplos de intercambiadores de calor que no forman parte de la presente invención y un modo de realización de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos.

Primer ejemplo

[0016] Se describe primero un primer ejemplo con referencia a las Figuras de la 1 a la 3.

[0017] Las Figuras de la 1 a la 3 muestran cómo el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura intercambian calor a través de una placa de núcleo 53 en intercambiadores de calor de tipo laminado de placas 100, 110 y 120 de conformidad con el primer ejemplo. En las Figuras de la 1 a la 3 las partes que son iguales que o similares a las que se muestran en las Figuras 10 y 11 tienen los mismos caracteres de referencia.

[0018] Cada uno de los intercambiadores de calor de tipo laminado de placas 100, 110 y 120 que se muestran en las Figuras de la 1 a la 3 incluyen placas de extremo frontal y trasera 51 y 52 y una pluralidad de pares de placas de núcleo 53 y 54 laminadas entre el as, y los rebordes periféricos de cada uno de los pares de placas de núcleo 53 y 54 (un reborde periférico 53a y un reborde periférico 54a, por ejemplo) se unen entre sí en un proceso de soldadura fuerte, con lo cual se definen compartimentos de fluido a alta temperatura a través de los cuales fluye fluido a alta temperatura y compartimentos de fluido a baja temperatura a través de los cuales fluye fluido a baja temperatura en el espacio rodeado por las placas de extremo 51, 52 y las placas de núcleo 53, 54, y cada uno de los compartimentos de fluido comunica con pares de conductos de circulación 56a, 56b y 57a, 57b proporcionados en la placa de extremo frontal 51 de tal manera que los conductos de circulación sobresalen de la misma.

[0019] Se forman una pluralidad de protuberancias de tipo ranura 10 en un lado de cada una de las placas de núcleo planas 53 y 54, y las protuberancias de la 10a a la 10e están dispuestas sustancialmente en paralelo a la dirección longitudinal de la placa. Se proporcionan un orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y un orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b en cada una de las placas de núcleo 53 y 54 en un lado del extremo en la dirección longitudinal de las mismas. Por otro lado, se proporcionan un orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b y un orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a en cada una de las placas de núcleo 53 y 54 en el otro lado del extremo en la dirección longitudinal de las mismas. El orificio de entrada 58a y el orificio de salida 58b, así como el orificio de entrada 59a y el orificio de salida 59b de cada una de las placas de núcleo 53 y 54 se disponen en las proximidades de las respectivas esquinas de las mismas, y el par del orificio de entrada 58a y el orificio de salida 58b, y el par del orificio de entrada 59a y el orificio de salida 58b de cada una de las placas de núcleo 53 y 54 se sitúan sustancialmente en las respectivas líneas diagonales de las mismas. Ambos extremos de cada una de las protuberancias 10 convergen en el orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, respectivamente. Específicamente, ambas partes de extremo de cada una de las protuberancias de la 10a a la 10e tienen formas sustancialmente curvadas y están conectadas al orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y al orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b. Cada uno de los pares de placas de núcleo 53 y 54 se ensambla de tal manera que el lado de la placa de núcleo 53 que está opuesto al lado descrito anteriormente está enfrente del lado de la placa de núcleo 54 que está opuesto al lado descrito anteriormente y las protuberancias 10 y 10 formadas sobre las respectivas placas de núcleo están emparejadas pero orientadas en direcciones opuestas. El par de placas de núcleo 53 y 54 forma una pluralidad de tubos rodeados por las paredes de las protuberancias 10 y 10, y los tubos forman los correspondientes compartimentos de fluido a alta temperatura.

[0020] La placa de núcleo 53 que se muestra en la Figura 1 tiene una forma sustancialmente rectangular cuando se observa en la dirección en la que están laminadas las placas de núcleo 53 y 54. Por otro lado, las placas de núcleo 53 que se muestran en las Figuras 2 y 3 tienen formas sustancialmente de paralelogramo cuando se observan en la dirección en la que están laminadas las placas de núcleo 53 y 54. En las placas de núcleo 53 que se muestran en las Figuras 2 y 3, el orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b están dispuestos en un par de esquinas en las que los ángulos diagonales son más grandes, mientras que el orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y el orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b están dispuestos en un par de esquinas en las que los ángulos diagonales son más pequeños.

[0021] En cada una de las placas de núcleo 53 que se muestran en las Figuras de la 1 a la 3, cada uno de los orificios de entrada para fluido a alta temperatura 58a y los orificios de salida para fluido a alta temperatura 58b tiene una forma transversal sustancialmente circular. Por otro lado, cada uno de los orificios de entrada para fluido a baja temperatura 59a y los orificios de salida para fluido a baja temperatura 59b tiene una forma obtenida mediante deformación de una forma transversal sustancialmente circular, específicamente, una forma obtenida mediante deformación de una forma transversal sustancialmente circular según corresponda de conformidad con la forma de la esquina correspondiente de la placa de núcleo 53, las formas de los orificios de entrada para fluido a alta temperatura 58a y los orificios de salida para fluido a alta temperatura 58b adyacentes, y la forma de las regiones convergentes de las protuberancias de la 10a a la 10e dispuestas en los lados de los extremos en la dirección de anchura de la placa de núcleo 53.

[0022] La pluralidad de tubos formados en los intercambiadores de calor de tipo laminado de placas 100 y 110 que se muestran en las Figuras 1 y 2 están configurados de tal manera que las áreas transversales de los tubos en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54 son sustancialmente iguales, y las protuberancias de la 10a a la 10e que forman los tubos tienen áreas transversales en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54 que cumplen la siguiente relación: Es decir, el área transversal de la protuberancia 10a = el área transversal de la protuberancia 10b = el área transversal de la protuberancia 10c = el área transversal de la protuberancia 10d = el área transversal de la protuberancia 10e. Por otro lado, los tubos formados en el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 120 que se muestra en la Figura 3 están formados de tal manera que un tubo que tenga una longitud de extremo a extremo más larga tiene un área transversal más grande, mientras que un tubo que tenga una longitud de extremo a extremo más corta, es decir, un tubo cuya longitud entre la parte convergente que conduce al orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y la parte convergente que conduce al orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b sea más corta, tiene un área transversal más pequeña en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54. Más específicamente, los tubos formados en el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 120 están configurados de tal manera que un tubo dispuesto en una posición más cercana al centro de las placas de núcleo 53 y 54 y más alejada de ambos extremos en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54 tiene un área transversal más pequeña en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54, y las protuberancias de la 10a a la 10e que forman los tubos tienen áreas transversales en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54 que cumplen la siguiente relación: Es decir, el área transversal de la protuberancia 10a = el área transversal de la protuberancia 10e > el área transversal de la protuberancia 10b = el área transversal de la protuberancia 10d > el área transversal de la protuberancia 10c.

[0023] En los intercambiadores de calor de tipo laminado de placas 100, 110 y 120, un par de placas de núcleo 53 y 54 forman una pluralidad de tubos rodeados por las paredes de las protuberancias 10 y 10, y los tubos forman los correspondientes compartimentos de fluido a alta temperatura. Además, ambos extremos de cada uno de los tubos están configurados para converger en el orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, respectivamente. Como resultado, el fluido a alta temperatura fluye a través del compartimento de fluido a alta temperatura con forma de tubo y fluye de manera curvada y circular en las proximidades del orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b. En el proceso de flujo, el fluido a alta temperatura entra en contacto de esta manera con un área grande de las placas de núcleo 53 y 54. Por tanto, el área de las placas de núcleo 53 y 54 que no contribuye a la transferencia de calor disminuye, y las placas de núcleo 53 y 54 tienen un área grande que contribuye al intercambio de calor entre el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura. Como resultado, las áreas de transferencia de calor eficaces de las placas de núcleo 53 y 54 aumentan en aproximadamente de 10 % a 15 %. La eficiencia del intercambio de calor entre el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura en los intercambiadores de calor de tipo laminado de placas 100, 110 y 120 es, por tanto, mayor que la del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 500 de la técnica relacionada.

Específicamente, la eficiencia del intercambio de calor se mejora de 5 % a 10 %.

[0024] En los intercambiadores de calor de tipo laminado de placas 110 y 120, cada una de las placas de núcleo 53 y 54 tiene una forma sustancialmente de paralelogramo, y el fluido a baja temperatura que fluye a través de los tubos dispuestos en los lados de los extremos en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54 fluye de manera circular en un radio grande en las proximidades del orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b. Como resultado, el área de las placas de núcleo 53 y 54 que no contribuye a la transferencia de calor disminuye más, y las placas de núcleo 53 y 54 tienen áreas más grandes que contribuyen al intercambio de calor entre el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura. La eficiencia del intercambio de calor en los intercambiadores de calor de tipo laminado de placas 110 y 120 es, por tanto, mayor que la del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 100.

[0025] Además, en el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 120, los tubos descritos anteriormente están configurados de tal manera que un tubo dispuesto en una posición más cercana al centro de las placas de núcleo 53 y 54 y más alejada de ambos extremos en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54 tiene un área transversal más pequeña en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54. Por tanto, en el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 120, el fluido a alta temperatura fluye a través de los tubos dispuestos en los lados de los extremos en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54 a un índice de volumen de flujo similar al que fluye a través de los tubos dispuestos en el centro de las placas de núcleo 53 y 54. Como resultado, el índice de flujo del fluido a alta temperatura que fluye a través de los tubos dispuestos en los lados de los extremos en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54 es sustancialmente igual que el índice de flujo del fluido a alta temperatura que fluye a través de los tubos dispuestos en el centro de las placas de núcleo 53 y 54, con lo cual los índices de flujo del fluido a alta temperatura que fluye a través de todos los tubos son sustancialmente iguales. La eficiencia del intercambio de calor en el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 120 es, por tanto, mayor que la del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 110.

Segundo ejemplo

[0026] Se describirá un segundo ejemplo con referencia a la Figura 4.

[0027] La Figura 4 es una vista en perspectiva despiezada de un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 150 de conformidad con el primer ejemplo. En la Figura 4, las partes que son iguales que o similares a las que se muestran en las Figuras de la 1 a la 3 tienen los mismos caracteres de referencia.

[0028] El intercambiador de calor de tipo laminado de placas 150 que se muestra en la Figura 4 incluye placas de extremo frontal y trasera 51 y 52 y una pluralidad de pares de placas de núcleo 53 y 54 laminadas entre el as, y los rebordes periféricos de cada uno de los pares de placas de núcleo 53 y 54 se unen entre sí en un proceso de soldadura fuerte, con lo cual se definen compartimentos de fluido a alta temperatura a través de los cuales fluye fluido a alta temperatura y compartimentos de fluido a baja temperatura a través de los cuales fluye fluido a baja temperatura en el espacio rodeado por las placas de extremo 51, 52 y las placas de núcleo 53, 54. Los compartimentos de fluido a alta temperatura comunican con un par de conductos de circulación 56a y 56b (no se muestran) proporcionados en la placa de extremo frontal 51 de tal manera que los conductos de circulación sobresalen de la misma, mientras que los compartimentos de fluido a baja temperatura comunican con un par de conductos de circulación 57a y 57b (no se muestran) proporcionados en la placa de extremo trasera 52 de tal manera que los conductos de circulación sobresalen de la misma. Se forman agujeros de conexión 560a y 560b para conectar los conductos de circulación 56a y 56b en la placa de extremo frontal 51, y se forman agujeros de conexión 570a y 570b para conectar los conductos de circulación 57a y 57b en la placa de extremo trasera 52.

Las placas de extremo 51 y 52 tienen partes en relieve y empotradas según corresponda de conformidad con las formas de las placas de núcleo 53 y 54.

[0029] Se forman una pluralidad de protuberancias de tipo ranura 10 en un lado de cada una de las placas de núcleo planas 53 y 54, y las protuberancias de la 10a a la 10e están dispuestas sustancialmente en paralelo a la dirección longitudinal de la placa. Cada una de las placas planas está curvada de tal manera que se forman crestas y surcos en la dirección en la que están laminadas las placas y las crestas y los surcos se repiten a lo largo de la dirección longitudinal de las placas. Cada una de las placas de núcleo 53 y 54 tiene una forma sustancialmente rectangular cuando se observa en la dirección en la que están laminadas las placas de núcleo 53 y 54.

[0030] Se proporcionan un orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y un orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b en cada una de las placas de núcleo 53 y 54 en un lado del extremo en la dirección longitudinal de las mismas. Por otro lado, se proporcionan un orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b y un orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a en cada una de las placas de núcleo 53 y 54 en el otro lado del extremo en la dirección longitudinal de las mismas. En cada una de las placas de núcleo 54, se forman partes de unión 60 integralmente con las mismas en el orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y el orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b. El orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, así como el orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y el orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b de cada una de las placas de núcleo 53 y 54 se disponen en las respectivas esquinas de las mismas, y el par del orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, y el par del orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y el orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b de cada una de las placas de núcleo 53 y 54 se sitúan sustancialmente en las líneas diagonales de las mismas. Ambos extremos de cada una de las protuberancias 10 convergen en el orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, respectivamente. Cada uno de los pares de placas de núcleo 53 y 54 se ensambla de tal manera que el lado de la placa de núcleo 53 que está opuesto al lado descrito anteriormente está enfrente del lado de la placa de núcleo 54 que está opuesto al lado descrito anteriormente y las protuberancias 10 y 10 formadas sobre las respectivas placas de núcleo están emparejadas pero orientadas en direcciones opuestas.

[0031] En el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 150, un par de placas de núcleo 53 y 54 forman una pluralidad de tubos rodeados por las paredes de las protuberancias 10 y 10, y los tubos forman los correspondientes compartimentos de fluido a alta temperatura. Ambos extremos de cada uno de los tubos están configurados para converger en el orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, respectivamente. Además, se forman crestas y surcos en la dirección en la que están laminadas las placas de núcleo 53 y 54 y las crestas y los surcos se repiten a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo 53 y 54. Como resultado, el fluido a alta temperatura fluye a través del compartimento de fluido a alta temperatura que tiene la estructura compleja descrita anteriormente y fluye de manera curvada y circular en las proximidades del orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b. En el proceso de flujo, el fluido a alta temperatura entra en contacto de esta manera con un área grande de las placas de núcleo 53 y 54. Como resultado, el área de las placas de núcleo 53 y 54 que no contribuye a la transferencia de calor disminuye, y las placas de núcleo 53 y 54 tienen un área grande que contribuye al intercambio de calor entre el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura. De esta manera, la eficiencia del intercambio de calor en el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 150 es mayor que la del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 500 de la técnica relacionada e incluso mayor que la del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 100 descrito anteriormente.

Modo de realización de la invención

[0032] Se describirá un modo de realización de la presente invención con referencia a la Figura 5.

[0033] La Figura 5 muestra cómo el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura intercambian calor a través de una placa de núcleo 53 en un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 160 de conformidad con el tercer modo de realización de la presente invención. En la Figura 5, las partes que son iguales que o similares a las que se muestran en la Figura 4 tienen los mismos caracteres de referencia. En la siguiente descripción de la placa de núcleo 53 en el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 160, se describirán principalmente partes de la placa de núcleo 53 diferentes de las que se muestran en la Figura 4.

[0034] En el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 160 que se muestra en la Figura 5, la placa de núcleo 53 tiene una forma sustancialmente de paralelogramo cuando se observa en la dirección en la que están laminadas las placas de núcleo 53 y 54. En la placa de núcleo 53, un orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y un orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b están dispuestos en un par de esquinas en las que los ángulos diagonales son más grandes, mientras que un orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y un orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b están dispuestos en un par de esquinas en las que los ángulos diagonales son más pequeños. Las protuberancias de la 10a a la 10e están formadas en la placa de núcleo 53 y están dispuestas sustancialmente en paralelo a la dirección longitudinal de la placa de núcleo 53. Las protuberancias de la 10a a la 10e tienen crestas y surcos formados en la dirección en la que está laminada la placa 53, como en las protuberancias de la 10a a la 10e que se muestran en la Figura 4.

Las crestas y los surcos se repiten periódicamente a lo largo de la dirección longitudinal de la placa de núcleo 53.

Las protuberancias de la 10a a la 10e también tienen crestas y surcos formados en la dirección de anchura de la placa de núcleo 53. Las crestas y los surcos se repiten periódicamente a lo largo de la dirección longitudinal de la placa de núcleo 53. La onda formada por las crestas y los surcos formados en la dirección en la que está laminada la placa de núcleo 53 y la onda formada por las crestas y los surcos formados en la dirección de anchura de la placa de núcleo 53 tienen el mismo periodo de onda. Las crestas y los surcos formados en la dirección en la que está laminada la placa de núcleo 53 están dispuestos en posiciones en las que las crestas y los surcos están en fase con las crestas y los surcos formados en la dirección de anchura de la placa de núcleo 53. No obstante, la configuración de la presente invención no está limitada a la configuración descrita anteriormente. Por ejemplo, la presente invención puede estar configurada alternativamente de tal manera que las crestas y los surcos formados en la dirección en la que está laminada la placa de núcleo 53 se correspondan con las crestas y los surcos formados en la dirección en la que está laminada la placa de núcleo 53.

[0035] Las protuberancias 10 y 10 formadas en un par de placas de núcleo 53 y 54 están configuradas para serpentear a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo 53 y 54 mientras están en fase entre sí.

Un par de placas de núcleo 53 y 54 forman una pluralidad de tubos serpentín rodeados por las paredes de las protuberancias 10 y 10, y los tubos serpentín forman los correspondientes compartimentos de fluido de alta temperatura. Los tubos serpentín están configurados de tal manera tal que un tubo dispuesto en una posición más cercana al centro de las placas de núcleo 53 y 54 y más alejada de ambos extremos en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54 tiene un área transversal más pequeña. Específicamente, las protuberancias de la 10a a la 10e que forman los tubos serpentín tienen áreas transversales en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54 que cumplen la siguiente relación: el área transversal de la protuberancia 10a = el área transversal de la protuberancia 10e > el área transversal de la protuberancia 10b = el área transversal de la protuberancia 10d > el área transversal de la protuberancia 10c.

[0036] En el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 160, un par de placas de núcleo 53 y 54 forman una pluralidad de tubos serpentín rodeados por las paredes de las protuberancias 10 y 10, y los tubos serpentín forman los correspondientes compartimentos de fluido a alta temperatura. Ambos extremos de cada uno de los tubos serpentín están configurados para converger en el orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, respectivamente. Además, se forman crestas y surcos en la dirección en la que están laminadas las placas de núcleo 53 y 54, y las crestas y los surcos se repiten a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo 53 y 54. Se forman crestas y surcos también en la dirección de anchura de las placas de núcleo 53 y 54, y las crestas y los surcos se repiten a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo 53 y 54. Como resultado, el fluido a alta temperatura fluye a través del compartimento de fluido a alta temperatura formado por los tubos serpentín y fluye de manera curvada y circular en las proximidades del orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y el orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b. En el proceso de flujo, el fluido a alta temperatura entra en contacto de esta manera con un área grande de las placas de núcleo 53 y 54. Como resultado, el área de las placas de núcleo 53 y 54 que no contribuye a la transferencia de calor disminuye, y las placas de núcleo 53 y 54 tienen un área grande que contribuye al intercambio de calor entre el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura. De esta manera, la eficiencia del intercambio de calor en el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 160 es mayor que la del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 500 de la técnica relacionada e incluso mayor que la del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 150 descrito anteriormente.

Otros ejemplos

[0037] Se describirá otro ejemplo con referencia a las Figuras 6A, 6B y las Figuras 7A, 7B. Las Figuras 6A, 6B y las Figuras 7A, 7B muestran partes mejoradas de un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 200.

Las Figuras 7A y 7B muestran segundas protuberancias 50 formadas en las protuberancias 30 y 40 que se muestran en las Figuras 6A y 6B. En las Figuras 6A, 6B y las Figuras 7A, 7B, las partes iguales o similares tienen los mismos caracteres de referencia.

[0038] El intercambiador de calor de tipo laminado de placas 200 que se muestra en las Figuras 6A, 6B y en las Figuras 7A, 7B incluye placas de extremo frontal y trasera 51 y 52 y una pluralidad de pares de placas de núcleo 13 y 14 (núcleos 15) laminadas entre el as, y los rebordes periféricos de cada uno de los pares de placas de núcleo 13 y 14 se unen entre sí en un proceso de soldadura fuerte, con lo cual los compartimentos de fluido a alta temperatura están laminados alternativamente en el espacio rodeado por las placas de extremo 51, 52 y las placas de núcleo 13, 14, y cada uno de los compartimentos de fluido comunica con pares de conductos de circulación 56a, 56b y 57a, 57b proporcionados en la placa de extremo frontal 51 de tal manera que los conductos de circulación sobresalen de la misma.

[0039] Cada una de las placas de núcleo 13 y 14 es una placa plana mejorada. Específicamente, se forma una pluralidad de protuberancias corrugadas 30 y 40 en un lado de cada una de las placas de núcleo planas 13 y 14, y las protuberancias corrugadas 30 y 40 serpentean de manera continua a lo largo de la dirección longitudinal de las placas. Cada una de las placas está curvada de tal manera que se disponen crestas y surcos en la dirección en la que están laminadas las placas y las crestas y los surcos se repiten a lo largo de la dirección longitudinal de las placas. La pluralidad de protuberancias 30 y 40 están dispuestas en paralelo a la dirección longitudinal de las placas de núcleo 13 y 14 y están espaciadas por igual unas de otras. Las protuberancias 30 y 40 tienen crestas y surcos formados en la dirección de anchura de las placas de núcleo 13 y 14, y las crestas y los surcos serpentean de tal manera que se repiten de forma alternativa y periódica a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo 13 y 14. Las protuberancias 30 y 40 también tienen crestas y surcos formados en la dirección en la que están laminadas las placas de núcleo 13 y 14, y las crestas y los surcos serpentean de tal manera que se repiten de forma alternativa y periódica a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo 13 y 14. Las crestas y surcos formados en la dirección de anchura de las placas de núcleo 13 y 14 están dispuestos en correspondencia con las crestas y surcos formados en la dirección en la que están laminadas las placas de núcleo 13 y 14. Las protuberancias 30 y 40 están onduladas no solo en la dirección en la que están laminadas las placas de núcleo 13 y 14, sino también en la dirección de anchura de las placas de núcleo 13 y 14. Las protuberancias 30 y 40 son iguales por lo que respecta al periodo, la fase y la amplitud de las ondas formadas en la dirección de anchura de las placas de núcleo 13 y 14.

[0040] Cada uno de los pares de placas de núcleo 13 y 14 (núcleos 15) se ensambla de tal manera que el lado de la placa de núcleo 13 que está opuesto al lado sobre el que se forman las protuberancias 30 y 40 está enfrente del lado de la placa de núcleo 14 que está opuesto al lado sobre el que se forman las protuberancias 30 y 40 y las protuberancias 30 y 40 formadas sobre las respectivas placas de núcleo están emparejadas pero orientadas en direcciones opuestas (véase la Figura 6A). En cada uno de los núcleos 15, se forman una pluralidad de tubos serpentín rodeados por las paredes de las protuberancias 30 y 40, y los tubos serpentín forman los correspondientes compartimentos de fluido a alta temperatura. Los núcleos 15 están ensamblados de tal manera que las crestas (surcos) formados sobre las respectivas placas de núcleo en la dirección de laminado están superpuestas unas a otras (véase la Figura 6B).

[0041] Las protuberancias 30 y 40 orientadas en direcciones verticalmente opuestas están emparejadas y forman los tubos serpentín, y los tubos serpentín adyacentes en la dirección de anchura de las placas de núcleo 13 y 14 no se comunican unos con otros. Por tanto, el fluido a alta temperatura fluye por separado a través de cada tubo serpentín sustancialmente en la dirección longitudinal, pero no fluye hacia otros tubos serpentín adyacentes. No obstante, la configuración no está limitada a la configuración descrita anteriormente. Por ejemplo, las protuberancias 30 y 40 pueden formarse de tal manera que estén fuera de fase por la mitad del periodo en la dirección longitudinal o en la dirección de anchura de las placas de núcleo 13 y 14 de manera que no formen tubos serpentín (no se muestra). En esta configuración, el fluido a alta temperatura fluye hacia la parte entre protuberancias adyacentes, con lo cual se forman compartimentos de fluido a alta temperatura más complejos. Además, los relieves 31 y 41 se forman preferiblemente sobre las protuberancias 30 y 40 en ubicaciones correspondientes a las crestas y los surcos formados en la dirección en la que están laminadas las placas de núcleo 13 y 14. En este caso, cuando los pares de placas de núcleo 13 y 14 están laminados, los pares de relieves superiores e inferiores 31 y 41 colindan unos con otros y forman elementos cilíndricos en los compartimentos de fluido a baja temperatura (véase la Figura 6B). Los elementos cilíndricos soportan las placas de núcleo 13 y 14 en la dirección en la que están laminadas, con lo cual se mejora la resistencia de las placas.

[0042] Como se muestra en las Figuras 7A y 7B, las segundas protuberancias 50 se forman preferiblemente sobre cada una de las paredes que forman las protuberancias 30 y 40 de manera que cada uno de los tubos serpentín tiene una estructura interior compleja. Es decir, se forman segundas protuberancias pequeñas 50 sucesivamente sobre cada una de las paredes que forman las protuberancias 30 y 40 que se muestran en las Figuras 7A y 7B a lo largo de la dirección sustancialmente perpendicular a la dirección en la que fluye el fluido a alta temperatura, y las segundas protuberancias 50 están dispuestas sustancialmente en paralelo a la dirección de anchura de las placas de núcleo 13 y 14. Como resultado, se forma una trayectoria de flujo más compleja en cada uno de los tubos serpentín. No obstante, la presente invención no está limitada a la configuración descrita anteriormente, sino que las segundas protuberancias 50 se pueden formar de manera intermitente. La forma, la dirección, la disposición y otros parámetros de las segundas protuberancias 50 se diseñarán según corresponda.

Por ejemplo, las segundas protuberancias 50 se pueden formar de manera sucesiva o intermitente a lo largo de la dirección perpendicular a la dirección en la que las protuberancias 30 y 40 serpentean o se pueden formar de manera sucesiva o intermitente a lo largo de la dirección en la que las protuberancias 30 y 40 serpentean.

[0043] De conformidad con la configuración descrita anteriormente, cada uno de los pares de placas de núcleo 13 y 14 forman tubos serpentín que serpentean no solo en la dirección en la que están laminadas las placas de núcleo 13 y 14, sino también en la dirección de anchura de las placas de núcleo 13 y 14. El compartimento de fluido a alta temperatura se forma en cada uno de los tubos serpentín, y el compartimento de fluido a baja temperatura se forma en el área intercalada entre los tubos serpentín adyacentes. Puesto que cada uno de los tubos serpentín elimina la necesidad de aletas pero forma una trayectoria de flujo compleja, el área de transferencia de calor de las placas de núcleo 13 y 14 aumenta. Además, puesto que la longitud desde la entrada hasta la salida de cada uno de los compartimentos de fluido (longitud de la trayectoria) aumenta, la eficiencia del intercambio de calor mejora aproximadamente de 10 % a 20 %. El intercambiador de calor de tipo laminado de placas 200 sin aletas puede, por tanto, mantener una eficiencia de intercambio de calor equivalente a la obtenida cuando se proporcionan aletas. Además, las aletas se pueden omitir por completo en cada uno de los núcleos 15. Además, reducir el número de aletas u omitirlas permite reducir el número de partes y, por consiguiente, el coste.

[0044] El intercambiador de calor de tipo laminado de placas 200 se configura de tal manera que el fluido a alta temperatura fluye a través de los tubos serpentín de un extremo al otro en la dirección longitudinal y, por tanto, tiene una estructura similar a la de un intercambiador de calor de tipo tubo. No obstante, el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 200 tiene trayectorias de flujo complejas y difiere estructuralmente de un intercambiador de calor de tipo tubo en este sentido. Es decir, en un intercambiador de calor de tipo tubo, cada compartimento de fluido está formado por un tubo lineal y es estructuralmente difícil formar un tubo serpentín que serpentee en la direcciones de laminado y anchura. Por tanto, en un intercambiador de calor de tipo tubo es significativamente difícil formar trayectorias de flujo complejas en un tubo y en el área intercalada entre los tubos.

No obstante, en el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 200 de la presente invención, solo el laminado de las placas de núcleo 13 y 14 permite la formación de trayectorias de flujo complejas. La eficiencia del intercambio de calor entre el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura puede mejorarse significativamente de esta manera en el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 200.

[0045] Se describirán otros ejemplos con referencia a la Figura 8 y a las Figuras 9A, 9B. La Figura 8 es una vista en perspectiva que muestra una parte mejorada de un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 300, y las Figuras 9A y 9B muestran una parte mejorada de un intercambiador de calor de tipo laminado de placas 400.

En la Figura 8 y en las Figuras 9A, 9B, las partes que son iguales que o similares a las de las Figuras 6A, 6B y las Figuras 7A, 7B tienen los mismos caracteres de referencia.

[0046] Como se muestra en la Figura 8 y en las Figuras 9A, 9B, cada uno de los intercambiadores de calor de tipo laminado de placas 300 y 400 tiene una configuración sustancialmente igual a la del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 200 que se muestra en las Figuras 7A y 7B, pero difiere estructuralmente del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 200 en que la forma transversal de cada una de las protuberancias 30 y 40 no es sustancialmente rectangular, sino sustancialmente hemisférica. En el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 300 que se muestra en la Figura 8, las protuberancias 30 y 40 serpentean a lo largo de la dirección longitudinal en fase, y un par de protuberancias 30 y 40 forman un tubo serpentín rodeado por las paredes de las protuberancias 30 y 40, que están en fase. El tubo serpentín tiene una forma transversal sustancialmente circular y forma una trayectoria de flujo compleja que elimina la necesidad de aletas. Como resultado, el área de transferencia de calor de las placas de núcleo 13 y 14 aumenta también en el presente ejemplo. Además, puesto que la longitud desde la entrada hasta la salida de cada uno de los compartimentos de fluido (longitud de la trayectoria) aumenta, se mejora la eficiencia del intercambio de calor.

[0047] Por otro lado, en el intercambiador de calor de tipo laminado de placas 400 que se muestra en las Figuras 9A y 9B, las protuberancias 30 y 40 están configuradas para serpentear a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo 13 y 14 en contrafase (véase la Figura 9A). La Figura 9B es una vista esquemática en planta del intercambiador de calor de tipo laminado de placas 400 que se muestra en la Figura 9A, y la vista transversal tomada a lo largo de la línea A-A en la Figura 9B corresponde sustancialmente a la Figura 9A. No obstante, cabe señalar que la Figura 9B no muestra las segundas protuberancias 50 que se muestran en la Figura 9A.

[0048] De conformidad con la configuración descrita anteriormente, un par de placas de núcleo 13 y 14 forman trayectorias de flujo complejas formadas por las paredes de las protuberancias 30 y 40, y las trayectorias de flujo complejas permiten que el flujo a alta temperatura se agite en sus intersecciones. Como resultado, la eficiencia del intercambio de calor entre el fluido a alta temperatura y el fluido a baja temperatura mejora de manera significativa. Por tanto, los intercambiadores de calor de tipo laminado de placas 300 y 400 pueden mantener fácilmente una eficiencia de intercambio de calor equivalente a la obtenida cuando se proporcionan aletas.

Además, las aletas se pueden omitir por completo en cada uno de los pares.

Aplicabilidad industrial

[0049] La presente invención puede proporcionar un intercambiador de calor de tipo laminado de placas que tenga alta eficiencia de intercambio de calor.

REIVINDICACIONES

1. Intercambiador de calor de tipo laminado de placas que comprende: placas de extremo frontal y trasera (51, 52); una pluralidad de pares de placas de núcleo (53, 54) laminadas entre el as; compartimentos de fluido a alta temperatura a través de los cuales fluye fluido a alta temperatura y compartimentos de fluido a baja temperatura a través de los cuales fluye fluido a baja temperatura definidos en el espacio rodeado por las placas de extremo (51, 52) y las placas de núcleo (53, 54) uniendo los rebordes periféricos (53a, 54a) de cada uno de los pares de placas de núcleo (53, 54) entre sí en un proceso de soldadura fuerte, comunicando cada uno de los compartimentos de fluido con un par de conductos de circulación (56a, 56b, 57a, 57b) proporcionados en la placa de extremo frontal o trasera de tal manera que los conductos de circulación sobresalen de la misma, en el que cada una de las placas de núcleo (53, 54) tiene una forma sustancialmente de paralelogramo cuando se observa en la dirección de laminado con un par de esquinas en las que los ángulos diagonales son más grandes y un par de esquinas en las que los ángulos diagonales son más pequeños, en el que cada una de las placas de núcleo (53, 54) está curvada de tal manera que se forman crestas y surcos en la dirección en la que están laminadas las placas y las crestas y los surcos se repiten a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo (53, 54), en el que se proporcionan un orificio de entrada con forma sustancialmente circular para fluido a alta temperatura (58a) y un orificio de salida con forma sustancialmente triangular para fluido a baja temperatura (59b) en cada una de las placas de núcleo (53, 54) sobre un lado del extremo en la dirección longitudinal de las mismas, y se proporcionan un orificio de salida con forma sustancialmente circular para fluido a alta temperatura (58b) y un orificio de entrada con forma sustancialmente triangular para fluido a baja temperatura (59a) en cada una de las placas de núcleo (53, 54) sobre el otro lado del extremo en la dirección longitudinal de las mismas, en el que se forman una pluralidad de protuberancias de tipo ranura (10) en un lado de cada una de las placas de núcleo (53, 54), las protuberancias están dispuestas sustancialmente en paralelo a la dirección longitudinal de la placa de núcleo (53, 54), en el que cada uno de los pares de placas de núcleo (53, 54) se ensambla de tal manera que el lado de una de las dos placas de núcleo (53, 54) que está opuesto al lado está enfrente del lado de la otra de las dos placas de núcleo (53, 54) que está opuesto al lado y las protuberancias (10) formadas sobre las respectivas placas de núcleo (53, 54) están emparejadas pero orientadas en direcciones opuestas, en el que el par de placas de núcleo (53, 54) forma una pluralidad de tubos rodeados por las paredes de las protuberancias (10) formadas sobre las respectivas placas de núcleo (53, 54), en el que los tubos forman compartimentos para el fluido a alta temperatura, en el que un extremo de cada una de las protuberancias (10) converge en el orificio de entrada para fluido a alta temperatura (58a) y el otro extremo de las protuberancias (10) converge en el orificio de salida para fluido a alta temperatura (58b), de manera que un extremo de cada uno de los tubos converge en el orificio de entrada para fluido a alta temperatura (58a) y el otro extremo de cada uno de los tubos converge en el orificio de salida para fluido a alta temperatura (58b), en el que los tubos se configuran de tal manera que un tubo que tenga una longitud de extremo a extremo más corta tiene un área transversal más pequeña en la dirección de anchura de las placas de núcleo (53, 54), y un tubo que tenga una longitud de extremo a extremo más larga tiene un área transversal más grande en la dirección de anchura de las placas de núcleo (53, 54), en el que el orificio de entrada para fluido a alta temperatura (58a) y el orificio de salida para fluido a alta temperatura (58b) están dispuestos en el par de esquinas cuyos ángulos diagonales son más grandes que los del otro par de esquinas de la placa de núcleo (53, 54), mientras que el orificio de entrada para fluido a baja temperatura (59a) y el orificio de salida para fluido a baja temperatura (59b) están dispuestos en el otro par de esquinas de la placa de núcleo (53, 54), donde los ángulos diagonales son más pequeños, en el que los orificios de entrada y de salida con forma sustancialmente triangular para fluido a baja temperatura (59a, 59b) son tales que dos de los lados del triángulo son paralelos a la esquina de las placas de núcleo (53, 54), siendo el tercer lado cóncavo con respecto a los orificios de entrada y de salida con forma sustancialmente circular para fluido de alta temperatura (58a, 58b), y en el que cada una de las protuberancias (10) tiene también crestas y surcos formados en la dirección de anchura de las placas de núcleo perpendicular a la dirección longitudinal de las placas de núcleo, y las crestas y los surcos se repiten a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo.

2. Intercambiador de calor de tipo laminado de placas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las protuberancias (10) formadas en cada uno de los pares de placas de núcleo son iguales en cuanto al periodo y la amplitud de las ondas formadas por las crestas y los surcos formados en la dirección de anchura de las placas de núcleo.

3. Intercambiador de calor de tipo laminado de placas de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado

porque las protuberancias (10) serpentean en fase a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo.

4. Intercambiador de calor de tipo laminado de placas de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado

porque cada uno de los pares de placas de núcleo forman una pluralidad de tubos serpentín rodeados por las paredes de las protuberancias (10), y los tubos serpentín forman los correspondientes compartimentos de fluido a alta temperatura.

5. Intercambiador de calor de tipo laminado de placas de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado

porque las protuberancias (10) serpentean en contrafase a lo largo de la dirección longitudinal de las placas de núcleo.

6. Intercambiador de calor de tipo laminado de placas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado porque se forman segundas protuberancias (50) en las paredes que forman las protuberancias (10) a lo largo de la dirección sustancialmente perpendicular a la dirección en la que fluye el fluido a alta temperatura.

DIRECCIÓN LONGITUDINAL FLUIDO A ALTA TEMPERATURA FLUIDO A BAJA TEMPERATURA DIRECCIÓN DE ANCHURA DIRECCIÓN LONGITUDINAL FLUIDO A ALTA TEMPERATURA FLUIDO A BAJA TEMPERATURA DIRECCIÓN DE ANCHURA DIRECCIÓN LONGITUDINAL FLUIDO A ALTA TEMPERATURA FLUIDO A BAJA TEMPERATURA DIRECCIÓN DE ANCHURA DIRECCIÓN LONGITUDI- DIRECCIÓN NAL DE LAMINADO DIRECCIÓN DE ANCHURA DIRECCIÓN LONGITUDINAL FLUIDO A ALTA TEMPERATURA FLUIDO A BAJA TEMPERATURA DIRECCIÓN DE ANCHURA DIRECCIÓN LONGITUDINAL DIRECCIÓN DE ANCHURA

ES 2 552 714 T3   A R U AT PER EM T A BAJ A O I D U L F E N AL D I Ó I N O C D J A U U R L EC I T U F I R G AT D N O L PER EM T A T AL A O I D O N U L I Ó AD F C I N E EC D AM O I R L J D E U D L F DIRECCIÓN LONGITUDINAL DI RECCIÓN DE ANCHURA DIRECCIÓN LONGITUDINAL DIRECCIÓN DE ANCHURA FLUIDO A ALTA TEMPERATURA FLUIDO A BAJA TEMPERATURA DIRECCIÓN DIRECCIÓN LONGITUDINAL DE LAMINADO DIRECCIÓN DE ANCHURA FLUIDO A ALTA TEMPERATURA DIRECCIÓN LONGITUDINAL FLUIDO A BAJA TEMPERATURA DIRECCIÓN DE ANCHURA