Un intercambiador térmico de placas que incluye una pluralidad de placas (1,

1', 1'') del intercambiador térmico, las cuales están dispuestas unas al lado de otras y conectadas entre sí por medio de una conexión de soldeo,

en el que las placas (1, 1', 1'') del intercambiador térmico están sustancialmente fabricadas en acero inoxidable con un porcentaje de cromo,

en el que el intercambiador térmico de placas incluye una pluralidad de canales (4) con orificio que se extienden a través de al menos algunas de las placas del intercambiador térmico, y

en el que uno o más de los canales (4) con orificio están rodeados por una superficie de conexión (5) para la conexión del canal con orificio a un miembro de tubo (6),

caracterizado porque la superficie de conexión (5) incluye un material que permite el soldeo de dicho miembro de tubo (6) a la superficie de conexión (5) de una manera más fácil que al acero inoxidable, en el que dicho material es más susceptible de reducción que el dióxido de cromo

Intercambiador térmico de placas.

El antecedente de la invención y Técnica anterior

La presente invención se refiere a un intercambiador térmico de placas que incluye una pluralidad de placas del intercambiador térmico, las cuales están dispuestas unas al lado de otras, y están conectadas entre sí por medio de una conexión de soldeo, en el que las placas del intercambiador térmico están sustancialmente fabricadas en acero inoxidable con un porcentaje de cromo, en el que el intercambiador térmico de placas incluye una pluralidad del canales con orificio que se extienden a lo largo de al menos parte de las placas de intercambiador térmico y, en el que uno o más de los canales con orificio están rodeados por una superficie de conexión para la conexión del canal con orificio a un miembro de tubo. Dicho intercambiador térmico se muestra en el documento WO-A-03/058142.

La invención se refiere también a un procedimiento para la fabricación de un intercambiador térmico de placas que incluye una pluralidad de placas del intercambiador térmico, las cuales están sustancialmente fabricadas en acero inoxidable con un porcentaje de cromo, y que incluye una pluralidad de canales con orificio que se extiende a lo largo de al menos parte de las placas del intercambiador térmico, en el que cada canal con orificio está rodeado por una superficie de conexión para la conexión con el canal con orificio a un miembro de tubo.

Las placas del intercambiador térmico de los intercambiadores térmicos de placas están frecuentemente fabricados en acero inoxidable para resistir los ataques procedentes de diversos medios transportados junto con el intercambiador térmico. Estos medios pueden frecuentemente ser agresivos para los materiales metálicos. Las placas del intercambiador térmico están conectadas entre sí mediante soldeo durante un proceso de soldeo con un material de soldeo a base de, por ejemplo, cobre, níquel, hierro o plata. El proceso de soldeo se lleva normalmente a cabo dentro de un espacio cerrado en condiciones de presión parecidas al vacío o en una atmósfera gaseosa y a una temperatura relativamente alta, por ejemplo, de modo aproximado, de 1100ºC con cobre como material de soldeo y, de modo aproximado, de 1200ºC con níquel como material de soldeo.

Con el fin de conectar los canales del intercambiador térmico de placas a los conductos de transporte de los medios externos, a menudo es conveniente el soldeo de diversos tipos de tubos y conductos a una superficie de conexión del intercambiador térmico de placas alrededor de los canales con orificio. Sin embargo, es difícil el soldeo con acero inoxidable con un porcentaje relativamente alto de cromo, por ejemplo, por encima de un 12 por ciento. De acuerdo con una teoría, esta dificultad depende del hecho de que la capa superficial del acero inoxidable contiene un alto porcentaje de dióxido de cromo. Con el fin de conseguir que el soldeo se fije al acero inoxidable, es necesario reducir el dióxido de cromo. El dióxido de cromo es, sin embargo, difícil de reducir por medio de fundentes habituales que presenten una toxicidad o agresividad pequeña, sino que es necesario hacer uso de fundentes más agresivos y tóxicos, por ejemplo fundentes con un porcentaje de flúor. Por tanto, sería necesario por razones medioambientales y sanitarias llevar a cabo también el soldeo de dicho miembro de tubo dentro de un espacio cerrado.

Sumario de la invención

El objetivo de la presente invención es poner remedio a los problemas mencionados con anterioridad. Más concretamente, el objetivo consiste en proporcionar un intercambiador térmico de placas que ofrezca unas posibilidades mejoradas para fijar los conductos de conexión por medio de soldeo.

Este objetivo se consigue mediante el intercambiador térmico de placas inicialmente definido, el cual está caracterizado porque la superficie de conexión incluye un material que permite el soldeo de dicho miembro de tubo a la superficie de conexión de una manera más fácil que al acero inoxidable, en el que dicho material es más susceptible a la reducción que el dióxido de cromo.

Mediante la provisión del intercambiador térmico de placas con dicho material en los canales con orificio, los miembros de tubo, como por ejemplo los conductos externos pueden, de modo fácil, ser conectados al respectivo canal con orificio mediante un proceso de soldeo que puede llevarse a cabo en conexiones del entorno normales. De esta manera, es posible llevar a cabo estas condiciones en un emplazamiento arbitrario, por ejemplo donde deba ser utilizado el intercambiador térmico de placas. Dicho material es más susceptible a la reducción que el dióxido de cromo, esto es el dióxido constituido sobre el material puede reducirse de una manera más fácil que el dióxido de cromo y, por tanto, se consigue fácilmente una unión de soldeo fuerte y fiable. Los materiales apropiados se basan en o incluyen uno de los materiales cobre y níquel.

De acuerdo con una forma de realización de la invención, dicha conexión de soldeo de las placas del intercambiador térmico se obtiene mediante un proceso de soldeo. El proceso de soldeo puede llevarse a cabo al vacío o en una atmósfera gaseosa consistente sustancialmente en un gas inerte o un gas reductor. Así mismo, dicho material puede limitarse al acero inoxidable mediante difusión, en la que dicha difusión se consigue mediante dicho proceso de soldeo. Gracias a dicha difusión de los átomos del material dentro del acero, y del acero dentro del material, se consigue una unión metálica fuerte.

Una de dichas placas del intercambiador térmico constituye una placa externa del intercambiador térmico la cual presenta una respectiva superficie externa que rodea un respectivo canal con orificio. De acuerdo con una forma de realización adicional de la invención, dicho material puede ser aplicado a la superficie externa para constituir dicha superficie de conexión. En este caso, la superficie de conexión se constituye, por tanto, directamente sobre la placa externa del intercambiador térmico, la cual está diseñada para permitir el soldeo de un tubo de conexión.

De acuerdo con otra forma de realización de la invención, el intercambiador térmico de placas incluye un miembro de conexión en cada canal con orificio, en la que el miembro de conexión constituye dicha superficie de conexión. De modo ventajoso, el miembro de conexión está fijado al área superficial externa. El miembro de conexión puede presentar una superficie primaria sobre la cual se aplique dicho material para constituir dicha superficie de conexión. También en este caso, dicho material puede ser aplicado sobre la superficie primaria y ligarse al miembro de conexión mediante la difusión conseguida durante dicho proceso de soldeo.

De acuerdo con una forma de realización adicional de la invención, la superficie primaria presenta un acabado de superficie rugosa, lo cual se lleva a cabo mediante chorreo abrasivo o cualquier proceso de corrugación y que facilite la humidificación de la superficie primaria con dicho material. De modo ventajoso, dicho material puede entonces ser aplicado sobre la superficie primaria por medio de y durante el proceso de soldeo, en la que el material debido a la superficie rugosa fluirá hacia fuera y será distribuido sobre la superficie primaria. El miembro de conexión puede sustancialmente ser fabricado en acero inoxidable con un porcentaje de cromo.

De acuerdo con una forma de realización adicional de la invención, el miembro de conexión está fabricado en una aleación que contiene sustancialmente cobre y níquel. La superficie de conexión estará entonces constituida por esta aleación, la cual sobre la superficie oxidiza en óxido de níquel y óxido de cobre, los cuales son relativamente fáciles de reducir. Se propone que dicha aleación puede contener de un 55 a un 95 por ciento en peso de cobre y de un 5 a un 45 por ciento en peso de níquel. En particular, de un 70 a un 80 por ciento de cobre y de un 20 a un 30 por ciento de níquel.

De acuerdo con una forma de realización adicional de la invención, el miembro de conexión está diseñado como un empalme, en la que la superficie interior o exterior sustancialmente cilíndrica del empalme constituye la superficie de conexión. Como alternativa, el miembro de conexión puede estar diseñado como una arandela.

El objetivo se consigue también mediante el procedimiento inicialmente definido, el cual incluye las etapas de:

la aplicación de un material, el cual constituye la superficie de conexión y el cual permite el soldeo de dicho...

1. Un intercambiador térmico de placas que incluye una pluralidad de placas (1, 1', 1'') del intercambiador térmico, las cuales están dispuestas unas al lado de otras y conectadas entre sí por medio de una conexión de soldeo,

en el que las placas (1, 1', 1'') del intercambiador térmico están sustancialmente fabricadas en acero inoxidable con un porcentaje de cromo,

en el que el intercambiador térmico de placas incluye una pluralidad de canales (4) con orificio que se extienden a través de al menos algunas de las placas del intercambiador térmico, y

en el que uno o más de los canales (4) con orificio están rodeados por una superficie de conexión (5) para la conexión del canal con orificio a un miembro de tubo (6),

caracterizado porque la superficie de conexión (5) incluye un material que permite el soldeo de dicho miembro de tubo (6) a la superficie de conexión (5) de una manera más fácil que al acero inoxidable, en el que dicho material es más susceptible de reducción que el dióxido de cromo.

2. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho material incluye níquel.

3. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dicho material incluye cobre.

4. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha conexión de soldeo de las placas del intercambiador térmico se lleva a cabo mediante un proceso de soldeo.

5. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho material está unido al acero inoxidable mediante difusión.

6. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque dicha difusión se lleva a cabo durante dicho proceso de soldeo.

7. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una de dichas placas (1, 1', 1'') del intercambiador térmico constituye una placa externa (1') del intercambiador térmico, la cual presenta una respectiva área superficial externa que rodea un respectivo canal con orificio.

8. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dicho material es suministrado al área superficial externa para constituir dicha superficie de conexión (5).

9. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el intercambiador térmico de placas incluye un miembro de conexión (8; 9) en cada canal (4) con orificio, en el que el miembro de conexión (8, 9) constituye dicha superficie de conexión (5).

10. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con las reivindicaciones 7 y 9, caracterizado porque el miembro de conexión (8, 9) está fijado al área superficial externa.

11. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque el miembro de conexión (8, 9) presenta una superficie primaria sobre la cual se aplica dicho material para constituir dicha superficie de conexión (5).

12. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque la superficie primaria presenta un acabado de superficie rugosa, la cual se obtiene mediante el chorreo abrasivo o cualquier proceso de corrugación similar y el cual facilita la humidificación de la superficie primaria con dicho material.

13. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con las reivindicaciones 4 y 12, caracterizado porque dicho material ha sido aplicado sobre la superficie primaria por medio de y durante el proceso de soldeo.

14. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque el miembro de conexión (8, 9) está sustancialmente fabricado en acero inoxidable con un porcentaje de cromo.

15. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque el miembro de conexión (8, 9) está fabricado en una aleación que sustancialmente contiene cobre y níquel.

16. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque dicha aleación contiene de un 55 a un 95 por ciento en peso de cobre y de un 5 a un 45 por ciento en peso de níquel.

17. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 y 16, caracterizado porque el miembro de conexión está diseñado como un empalme (8).

18. Un intercambiador térmico de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 y 16, caracterizado porque el miembro de conexión está diseñado como una arandela (8).

19. Un procedimiento de fabricación de un intercambiador térmico de placas que incluye una pluralidad de placas del intercambiador térmico, las cuales están sustancialmente fabricadas en acero inoxidable con un porcentaje de cromo, y que incluye una pluralidad de canales con orificio que se extienden a través de al menos algunas de las placas del intercambiador térmico,

en el que uno o más de los canales con orificio están rodeados por una superficie de conexión para la conexión del canal con orifico al miembro de tubo,

en el que el procedimiento incluye las etapas de:

la aplicación de un material, el cual constituye la superficie de conexión y permite el soldeo de dicho miembro de tubo a la superficie de conexión de una manera más fácil que al acero inoxidable, en el que dicho material es más susceptible de reducción que el dióxido de cromo,

la disposición de las placas del intercambiador térmico unas al lado de otras, y

la unión de las placas del intercambiador térmico entre sí por medio de una conexión de soldeo.

20. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 19, en el que dicho material incluye níquel.

21. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19 y 20, en el que dicho material incluye cobre.

22. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, en el que dicha etapa de conexión incluye un proceso de soldeo con el soldeo de las placas del intercambiador térmico en condiciones de presión similares al vacío o en una atmósfera con un gas sustancialmente inerte o un gas reductor.

23. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 22, en el que el soldeo se lleva a cabo de tal manera que dicho material se une al acero inoxidable mediante difusión.

24. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 23, en el que una de dichas placas del intercambiador térmico constituye una placa exterior del intercambiador térmico que presenta una respectiva área superficial externa que rodea un respectivo canal con orificio y en el que dicha etapa de aplicación incluye que dicho material es aplicado al área superficial externa para constituir dicha superficie de conexión.

25. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 24, en el que una de dichas placas del intercambiador térmico constituye una placa externa del intercambiador térmico que presenta una respectiva área superficial externa que rodea un respectivo canal con orificio y en el que el procedimiento incluye la etapa de:

la aplicación de un miembro de conexión al área superficial externa en cada canal con orificio antes de dicha etapa de conexión, en el que el miembro de conexión constituye dicha superficie de conexión.

26. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 25, en el que el miembro de conexión presenta una primera superficie y en el que dicha etapa de aplicación incluye la aplicación de dicho material a la superficie primaria para constituir dicha superficie de conexión por medio y durante dicho proceso de soldeo.

27. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 26, que incluye la etapa inicial de corrugación de la superficie primaria mediante chorreo o proceso similar para llevar a cabo el acabado de la superficie rugosa que facilita la humidificación de la superficie primaria por dicho material durante dicho proceso de soldeo.

28. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 25 a 27, en el que el miembro de conexión (8, 9) está sustancialmente fabricado en acero inoxidable con un porcentaje de cromo.

29. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 28, en el que el miembro de conexión (8; 9) está sustancialmente fabricado en una alineación que contiene sustancialmente cobre y níquel.

30. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 29, en el que dicha aleación incluye de un 55 a un 95 por ciento en peso de cobre y de un 5 a un 45 por ciento en peso de níquel.