Placa de intercambiador de calor e intercambiador de calor de placas.

Una placa de intercambiador de calor (1) para un intercambiador de calor de placas con una pluralidad de placas de intercambiador de calor situadas las unas junto a las otras para formar unos primeros espacios intermedios entre placas

(3) para un primer medio, y unos segundos espacios intermedios entre placas (4) para un segundo medio, en donde la placa de intercambiador de calor (1) se extiende en un plano de extensión principal (p) a lo largo de un eje central (x) y comprende un área de transferencia de calor (15) y un área de borde (16) que se extiende alrededor del área de transferencia de calor (15),

en donde el área de transferencia de calor (15) comprende una corrugación de crestas (30) y valles (40), cada uno de los cuales se extiende en una dirección longitudinal (r),

en donde las crestas (30) tienen una primera superficie de borde (31), una segunda superficie de borde (32) y una superficie de soporte (33), que se extiende entre la primera y la segunda superficies de borde (31, 32) y tiene una primera anchura (34) transversal a la dirección longitudinal (r), y en donde los valles (40) tienen una primera superficie de borde (41), una segunda superficie de borde (42) y una superficie de soporte (43), que se extiende entre la primera y la segunda superficies de borde (41, 42) y tiene una segunda anchura transversal a la dirección longitudinal (r),

caracterizada por que la superficie de soporte (43) de los valles (40) está inclinada con respecto al plano de extensión (p).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE2010/050946.

Solicitante: ALFA LAVAL CORPORATE AB.

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: BOX 73 221 00 LUND SUECIA.

Inventor/es: ROMLUND,JENS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • 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... > F28F3/02 (Elementos o sus conjuntos con medios para aumentar la superficie de transferencia del calor, p. ej. con aletas, con ahuecamiento, con ondulaciones (F28F 3/08 tiene prioridad))

PDF original: ES-2526998_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Placa de intercambiador de calor e intercambiador de calor de placas La presente invención se refiere a una placa de intercambiador de calor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. La invención también se refiere a un intercambiador de calor de placas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 6. Un intercambiador de calor de placas de este tipo se desvela en el documento USA-4.423.772.

La presente invención se refiere, en especial pero no exclusivamente, a los denominados intercambiadores de calor de placas asimétricas. En un intercambiador de calor de placas asimétricas, el área de flujo o volumen de flujo para el primer medio situado en los espacios intermedios de las primeras placas difiere de la zona de flujo o flujo volumétrico para el segundo medio situado en los espacios intermedios de las segundas placas, véanse también el documento SE-B-458 718 y el documento anteriormente mencionado US-A-4.423.772.

Tales intercambiadores de calor de placas asimétricas son interesantes en diversas aplicaciones en las que los medios tengan diferentes propiedades. Un ejemplo de tal aplicación es en circuitos de refrigeración, por ejemplo, las bombas de calor en las que el medio de refrigeración tiene propiedades diferentes a las del medio a calentar, por ejemplo agua. El medio de refrigeración opera dentro de ciertos rangos específicos de temperatura y presión.

Muchas placas de intercambiador de calor, especialmente en los intercambiadores de calor de placas asimétricas, tienen una ondulación con crestas y/o valles con anchas superficies de soporte. Un problema con tales superficies de soporte es que los puntos de contacto entre las placas del intercambiador de calor forman áreas de contacto relativamente grandes. En los intercambiadores de calor de placas cobresoldadas, el material de cobresoldadura fluirá en toda el área de contacto. En estas áreas de contacto no hay transferencia térmica directa dado que el medio de un lado de la zona de contacto está en contacto de intercambio de calor con el mismo medio del otro lado de la zona de contacto. Así, las áreas de contacto crean una especie de cortocircuito. Esto se convierte en un problema si las áreas de contacto son demasiado grandes.

Sumario de la invención

El objetivo de la presente invención es proporcionar una placa de intercambiador de calor, y un intercambiador de calor de placas, que contribuyan a reducir el tamaño de los puntos de contacto o áreas de contacto. En especial, está dirigido a reducir el tamaño de las áreas de contacto de los intercambiadores de calor de placas asimétricas.

Este objetivo se logra con la placa de intercambiador de calor definida inicialmente, que se caracteriza por que la superficie de soporte de los valles está inclinada con respecto al plano de extensión. Dado que la superficie de soporte de los valles está inclinada, el punto de contacto formado con una correspondiente placa de intercambiador de calor formará un área de contacto pequeña en comparación con una superficie de soporte paralela al plano de extensión.

De acuerdo con una realización de la invención, la segunda anchura es más larga que la primera anchura, es decir, la superficie de soporte de los valles es más ancha que la superficie de soporte de las crestas, lo que permite obtener intercambiadores de calor de placas asimétricas. A través de la inclinación definida puede reducirse de 45 manera elegante el tamaño del área de contacto en las superficies de soporte relativamente anchas de los valles.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, la primera anchura se aproxima a cero, es decir, la superficie de soporte de las crestas se aproxima a cero y puede estar formada por un redondeo. Así, un redondeo de este tipo puede tener un radio de curvatura relativamente corto.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, la superficie de soporte de los valles es sustancialmente plana. Sin embargo, debe observarse que la superficie de soporte puede tener una curvatura determinada, cóncava o convexa, pero aún así una inclinación desde una de las superficies de borde hasta la otra de las superficies de borde.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, la superficie de soporte de los valles está inclinada en relación con el plano de extensión con un ángulo de inclinación de 3-15º , preferiblemente 3-7º .

El objetivo se consigue también con el intercambiador de calor de placas definido inicialmente, que se caracteriza por que la superficie de soporte de los valles de las placas principales está inclinada con respecto al plano de extensión y por que la superficie de soporte de las crestas de las placas secundarias está inclinada con respecto al plano de extensión.

Puesto que la superficie de soporte de los valles de las placas principales y la superficie de soporte de las crestas de 65 las placas secundarias están inclinadas, el punto de contacto que se forma entre estas superficies de soporte de las placas principales y de las placas secundarias formará una área de contacto pequeña en comparación con las

superficies de soporte paralelas al plano de extensión.

De acuerdo con una realización de la invención, la segunda anchura de las placas principales es más larga que la primera anchura de las placas principales, y la primera anchura de las placas secundarias es más larga que la 5 segunda anchura de las placas secundarias. Con tal configuración de las crestas y los valles de las placas principales y las placas secundarias, se consigue un intercambiador de calor de placas asimétricas.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, la primera anchura de las placas principales y la segunda anchura de las placas secundarias se aproximan a cero. Esto significa que la superficie de soporte de las crestas de las placas principales y la superficie de soporte de los valles de las placas secundarias se aproximan a cero y pueden estar formadas por un redondeo. Así, un redondeo de este tipo puede tener un radio de curvatura relativamente corto.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, la superficie de soporte de los valles de las placas principales y la superficie de soporte de las crestas de las placas secundarias son sustancialmente planas. Debe observarse que estas superficies de soporte pueden tener una curvatura determinada, cóncava o convexa, pero aún así una inclinación desde una de las superficies de borde hasta la otra superficie de borde.

De acuerdo con una realización adicional, la superficie de soporte de los valles de las placas principales y la superficie de soporte de las crestas de las placas secundarias están inclinadas con respecto al plano de extensión con un ángulo de inclinación de 3-15º , preferiblemente 3-7º . Tal ángulo es ventajoso para una reducción eficiente del tamaño de las áreas de contacto, y al mismo tiempo permite una asimetría suficiente del intercambiador de calor de placas.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, la superficie de soporte de los valles de una de las placas principales y la superficie de soporte de las crestas de una de las placas secundarias hacen contacto entre sí, en las cuales dicha placa principal y dicha placa secundaria encierran uno de los primeros espacios intermedios entre placas con un primer volumen de flujo, al mismo tiempo que la superficie de soporte de las crestas de una de las placas principales y la superficie de soporte de los valles de una de las placas secundarias hacen contacto entre sí, en las cuales dicha placa principal y dicha placa secundaria encierran uno de los segundos espacios intermedios entre placas con un segundo volumen de flujo, estando la relación entre el primer... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una placa de intercambiador de calor (1) para un intercambiador de calor de placas con una pluralidad de placas de intercambiador de calor situadas las unas junto a las otras para formar unos primeros espacios intermedios entre placas (3) para un primer medio, y unos segundos espacios intermedios entre placas (4) para un segundo medio, en donde la placa de intercambiador de calor (1) se extiende en un plano de extensión principal (p) a lo largo de un eje central (x) y comprende un área de transferencia de calor (15) y un área de borde (16) que se extiende alrededor del área de transferencia de calor (15) , en donde el área de transferencia de calor (15) comprende una corrugación de crestas (30) y valles (40) , cada uno de los cuales se extiende en una dirección longitudinal (r) , en donde las crestas (30) tienen una primera superficie de borde (31) , una segunda superficie de borde (32) y una superficie de soporte (33) , que se extiende entre la primera y la segunda superficies de borde (31, 32) y tiene una primera anchura (34) transversal a la dirección longitudinal (r) , y en donde los valles (40) tienen una primera superficie de borde (41) , una segunda superficie de borde (42) y una superficie de soporte (43) , que se extiende entre la primera y la segunda superficies de borde (41, 42) y tiene una segunda anchura transversal a la dirección longitudinal (r) , caracterizada por que la superficie de soporte (43) de los valles (40) está inclinada con respecto al plano de extensión (p) .

2. Una placa de intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual la segunda anchura (44) es más larga que la primera anchura (34) .

3. Una placa de intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 2, en la cual la primera anchura (34) se

aproxima a cero. 25

4. Una placa de intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual la superficie de soporte (43) de los valles (40) es sustancialmente plana.

5. Una placa de intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual la superficie de soporte (43) de los valles (40) está inclinada con respecto al plano de extensión (p) con un ángulo de inclinación (β) de 3-15º , preferiblemente 3-7º .

6. Un intercambiador de calor de placas que comprende una pluralidad de placas de intercambiador de calor (1) situadas las unas junto a las otras para formar un paquete de placas (2) con unos primeros espacios intermedios

entre placas (3) para un primer medio, y unos segundos espacios intermedios entre placas (4) para un segundo medio, en donde los primeros y los segundos espacios intermedios entre placas (3, 4) están situados en orden alternado en el paquete de placas (2) , en donde una de cada dos placas de intercambiador de calor (1) del paquete de placas (2) forma una placa principal (1') y una de cada dos placas de intercambiador de calor (1) situada entre aquellas forma una placa secundaria (1") , en donde cada placa de intercambiador de calor (1) se extiende en un plano de extensión principal (p) a lo largo de un eje central (x) y comprende un área de transferencia de calor (15) y una zona de borde (16) que se extiende alrededor de la zona de transferencia de calor (15) , en donde el área de transferencia de calor (15) comprende una corrugación de crestas (30) y valles (40) , cada una 45 de las cuales se extiende en una dirección longitudinal (r) , en donde las crestas (30) tienen una primera superficie de borde (31) , una segunda superficie de borde (32) y una superficie de soporte (33) , que se extiende entre la primera y la segunda superficies de borde (31, 32) y tiene una primera anchura (34) transversal a la dirección longitudinal (r) , y en donde los valles (40) tienen una primera superficie de borde (41) , una segunda superficie de borde (42) y una superficie de soporte (43) , que se extiende entre la primera y la segunda superficies de borde (41, 42) y tiene una segunda anchura (44) transversal a la dirección longitudinal (r) , caracterizado por que la superficie de soporte (43) de los valles (40) de las placas principales (1') está inclinada con respecto al plano de extensión (p) y por que la superficie de soporte (33) de las crestas (30) de las placas secundarias (1") está inclinada con respecto al plano de extensión (p) .

7. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual la segunda anchura (44) de las placas principales (1') es más larga que la primera anchura (34) de las placas principales (1') , y en el cual la primera anchura (34) de las placas secundarias (1") es más larga que la segunda anchura (44) de las placas secundarias (1") .

8. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual la primera anchura (34) de las placas principales (1') se aproxima a cero y en el cual la segunda anchura (44) de las placas secundarias (1") se aproxima a cero.

9. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-8, en el cual la

superficie de soporte (43) de los valles (40) de las placas principales (1') es sustancialmente plana y en el cual la superficie de soporte (33) de la crestas (30) de las placas secundarias (1") es sustancialmente plana.

10. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-9, en el cual la superficie de soporte (43) de los valles (40) de las placas principales (1') y la superficie de soporte (33) de las crestas (30) de las placas secundarias (1") están inclinadas con respecto al plano de extensión (p) con un ángulo de inclinación (β) de 3-15º , preferiblemente de 3-7º . 5

11. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-10, en el cual la superficie de soporte (43) de los valles (40) de una de las placas principales (1') y la superficie de soporte (33) de las crestas (30) de una de las placas secundarias (1") están inclinadas entre sí, en donde dicha placa principal (1') y dicha placa secundaria (1") encierran uno de los primeros espacios intermedios entre placas (3) con un primer volumen de flujo, la superficie de soporte (33) de las crestas (30) de una de las placas principales (1') y la superficie de soporte (43) de los valles (40) de una de las placas secundarias (1") hacen contacto entre sí, en donde dicha placa principal (1') y dicha placa secundaria (1") encierran uno de los segundos espacios intermedios entre placas (4) con un segundo volumen de flujo, y la relación entre el primer volumen de flujo y el segundo volumen de flujo es de entre 1, 2 y 3, preferiblemente entre 1, 5 y 2, 5 y más preferiblemente entre 1, 8 y 2, 1. 15

12. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-11, en el cual las placas principales (1') y las placas secundarias (1") están formadas por placas de intercambiador de calor (1) de diferentes formas.

13. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con la reivindicación 12, en el cual cada placa de intercambiador de calor tiene una brida circundante (20) que se extiende fuera del plano de extensión (p) .

14. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 y 13, en el cual las placas de intercambiador de calor (1) están conectadas permanentemente entre sí, por ejemplo a través de 25 cobresoldadura.

15. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-11, en el cual las placas principales (1') y las placas secundarias (1") son idénticas, en el cual una de cada dos placas de intercambiador de calor (1) del paquete de placas (2) está girada 180º de tal modo que la superficie de soporte (33)

de las crestas (30) de una de cada dos placas de intercambiador de calor (1) haga contacto con la superficie de soporte (33) de las crestas (30) de las placas del intercambiador de calor (1) intermedias, y atraviese la misma, y en el cual las placas de intercambiador de calor (1) están presionadas las unas contra las otras por medio de elementos de unión (5) .

16. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en el cual una de cada dos placas de intercambiador de calor (1) tiene un primer extremo (1A) y un segundo extremo opuesto (1B) con respecto al eje central (x) , las primeras superficies de borde (31, 41) de las placas principales (1') y las placas secundarias (1") están giradas hacia el primer extremo (1A) , mientras que las segundas superficies de borde (32, 42) de las placas principales (1') y las placas secundarias (1") están giradas hacia el segundo extremo (1B) , la superficie de soporte (43) de los valles (40) de las placas principales (1') está inclinada desde las primeras superficies de borde

(31) en dirección hacia el plano de extensión (p) y hacia las segundas superficies de borde (42) , y la superficie de soporte (33) de las crestas (30) de las placas secundarias (1") está inclinada desde las primeras superficies de borde

(41) en dirección hacia el plano de extensión (p) y hacia las segundas superficies de borde (42) .

17. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en el cual cada placa de intercambiador de calor (1) tiene un primer extremo (1A) y un segundo extremo opuesto (1B) con respecto al eje central (x) , las primeras superficies de borde (31, 41) de las placas principales (1') y las placas secundarias (1") están giradas hacia el primer extremo (1A) , mientras que las segundas superficies de borde (32, 42) de las placas principales (1') y 50 las placas secundarias (1") están giradas hacia el segundo extremo (1B) , la superficie de soporte (43) de los valles (40) de las placas principales (1') está inclinada desde las primeras superficies de borde (41) en dirección hacia el plano de extensión (p) y hacia las segundas superficies de extremo (42) , y la superficie de soporte (33) de las crestas (30) de las placas secundarias (1") está inclinada desde las segundas superficie de borde (32) en dirección hacia el plano de extensión (p) y hacia las primeras superficies de borde (31) .