Un conjunto (10) de placas para un dispositivo intercambiador de calor que incluye un depósito (1),

que forma un espacio interior (2) sustancialmente cerrado y que incluye una superficie (3) de una pared interna encarada hacia el espacio interno, en el que el depósito (1) está dispuesto para estar proporcionado de tal manera que un plano seccional (p), que se extiende a través del conjunto (10) de placas y el espacio interior del depósito (1), sustancialmente vertical, en el que el conjunto (10) de placas está dispuesto para estar proporcionado en el espacio interior (2) e incluye placas (11) intercambiadoras de calor adyacentes entre sí, en el que cada placa (11) intercambiadora de calor tiene un plano (q) de extensión principal y está proporcionada de tal modo que el plano (q) de extensión es sustancialmente perpendicular a dicho plano seccional (p), en el que las placas (11) intercambiadoras de calor forman primeros espacios intermedios (12) entre las placas, que están sustancialmente abiertos al espacio interior (2) y están dispuestos para permitir la circulación de dicho medio hacia arriba desde el espacio (2'') de la parte inferior hasta el espacio (2'''') de la parte superior, y segundos espacios intermedios (13) entre las placas, que están cerrados al espacio interior (2) y están dispuestos para permitir la recirculación de un fluido para evaporar el medio, en el que los primeros espacios intermedios (12) entre las placas en una porción superior (31) del conjunto (10) de placas forman canales (34) de salida para el medio,

en el que cada placa (11) intercambiadora de calor incluye un primer orificio y un segundo orificio (15) y

en el que los primeros orificios (14) forman un canal de entrada para dicho fluido hasta los segundos espacios intermedios (13) entre las placas y los segundos orificios (15) forman un canal de salida para dicho fluido desde los segundos espacios intermedios (13) entre las placas,

caracterizado porque cada placa intercambiadora de calor incluye un elemento alargado (25) de distribución que se extiende al segundo espacio intermedio (13) adyacente entre las placas y de forma sustancialmente transversal a dicho plano seccional (p)

Conjunto de placas.

Antecedentes de la invención y la técnica anterior

La presente invención versa acerca de un conjunto de placas para un dispositivo intercambiador de calor que incluye un depósito, que forma un espacio interior sustancialmente cerrado y que incluye una superficie de una pared interna que da hacia el espacio interno, en el que el depósito está dispuesto para estar proporcionado de tal manera que un plano seccional, que se extienda a través del conjunto de placas y el espacio interior del depósito, sea sustancialmente vertical, en el que el conjunto de placas está dispuesto para estar proporcionado en el espacio interior e incluye placas intercambiadoras de calor adyacentes entre sí, en el que cada placa intercambiadora de calor tiene un plano de extensión principal y está proporcionada de tal modo que el plano de extensión es sustancialmente perpendicular a dicho plano seccional, en el que las placas intercambiadoras de calor forman primeros espacios intermedios entre las placas, que están sustancialmente abiertos al espacio interior y están dispuestos para permitir la circulación de dicho medio hacia arriba desde el espacio de la parte inferior hasta el espacio de la parte superior, y segundos espacios intermedios entre las placas, que están cerrados al espacio interior y están dispuestos para permitir la recirculación de un fluido para evaporar el medio, en el que los primeros espacios intermedios entre las placas en una porción superior del conjunto de placas forman canales de salida para el medio, en el que cada placa intercambiadora de calor incluye un primer orificio y un segundo orificio y en el que los primeros orificios forman un canal de entrada para dicho fluido hasta los segundos espacios intermedios entre las placas y los segundos orificios forman un canal de salida para dicho fluido desde los segundos espacios intermedios entre las placas.

Se sabe usar tales conjuntos de placas en dispositivos intercambiadores de calor para evaporar diversos medios de enfriamiento, tales como amoniaco, freones, etc., por ejemplo, en aplicaciones para la generación de frío. Acto seguido, el medio evaporado es transportado desde el dispositivo intercambiador de calor hasta un compresor, y el medio gaseoso comprimido se condensa a continuación en un condensador. Posteriormente, se permite que el medio se expanda, y luego se hace que recircule hasta el dispositivo intercambiador de calor. En tales aplicaciones, es importante que se complete la evaporación y que no quede presente aún ningún líquido en el medio cuando este es suministrado al compresor, dado que este puede entonces averiarse. Para solucionar este problema, se sabe proporcionar un separador de líquidos en el dispositivo intercambiador de líquidos en la proximidad de la salida para el medio. Tal separador de líquidos se da a conocer, por ejemplo, en el documento EP-B1-758 073.

Este documento da a conocer un dispositivo intercambiador de calor que incluye un depósito, que forma un espacio interior sustancialmente cerrado y que incluye una superficie de una pared interna que da hacia el espacio interno. El depósito incluye una entrada para el suministro de un medio en estado líquido y una salida para la descarga del medio en estado gaseoso. El espacio interior define un primer espacio de una parte inferior para el medio en estado líquido y un segundo espacio de una parte superior para el medio en estado gaseoso. Se proporcionan un conjunto de placas en el espacio interior e incluye placas intercambiadoras de calor enfrentadas entre sí. Las placas intercambiadoras de calor forman un primer espacio intermedio entre las placas, que están abiertas hacia el espacio interior y dispuestas para permitir la recirculación de dicho medio hacia arriba desde el primer espacio hacia el segundo espacio, y segundos espacios intermedios entre las placas, que están cerrados hacia el espacio interior y están dispuestos para permitir la recirculación de un fluido para evaporar el medio. Los primeros espacios intermedios entre las placas forman canales para dicho medio que se extienden sustancialmente rectos hacia arriba a lo largo de toda su longitud. Encima del conjunto de placas se proporciona un separador de líquidos, de tal modo que sustancialmente todo el caudal del medio que fluye hacia arriba desde el conjunto de placas dará contra el separador de líquidos y fluirá a través del mismo, en el que el posible líquido remanente queda atrapado por el separador de líquidos y se le hacer recircular al primer espacio de la parte inferior.

El documento WO97/45689 da a conocer un ejemplo de otro dispositivo intercambiador de calor para un evaporador. El dispositivo intercambiador de calor incluye un depósito que aloja un conjunto de placas y un separador de líquidos en una parte superior del depósito.

La desventaja de tales separadores aparte de líquidos es que requieren espacio en el dispositivo intercambiador de calor. Tales separados también aumentan la complejidad y, por ello, dan como resultado costes más elevados para la fabricación del dispositivo.

El documento US-A-3.538.718 da a conocer otro dispositivo intercambiador de calor para enfriar un fluido por medio de la evaporación de un líquido en un depósito. El fluido se transporta a través de un intercambiador de calor que está completamente sumergido en el líquido presente en el depósito. Cuando el fluido se enfría, el líquido se evapora, y el medio evaporado asciende verticalmente en el depósito y se descarga por medio de un conducto de salida. En este documento, se afirma que el posible líquido remanente en el medio evaporado será separado y se le hará recircular al líquido en la parte inferior del depósito.

Resumen de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar un conjunto de placas que garantice una transferencia de calor eficiente y que tenga una construcción sencilla. Además, tiene como objetivo un conjunto de placas con costes de fabricación reducidos.

Este objeto se logra por medio del conjunto de placas definido inicialmente, que se caracteriza porque cada placa intercambiadora de calor incluye un elemento alargado de distribución que se extiende al segundo espacio intermedio adyacente entre las placas y de forma sustancialmente transversal a dicho plano seccional. Tal elemento alargado de distribución, que se extiende transversalmente con respecto al plano seccional, es decir, de forma sustancialmente horizontal, obliga a la parte principal del flujo de dicho fluido a fluir hacia fuera, hacia los lados, y, así, a recorrer una vía más larga entre el canal de entrada y el canal de salida que si dicho fluido fluyera de forma sustancialmente recta desde el canal de entrada al canal de salida. De tal forma, se potencia la eficiencia de la transferencia de calor, dado que se utiliza, sustancialmente, toda la superficie del intercambiador de calor de las placas intercambiadoras de calor.

Conforme a una realización de la presente invención, el elemento de distribución está formado mediante una conformación de la placa intercambiadora de calor, en el que esta conformación forma una proyección que se extiende al segundo espacio intermedio adyacente entre las placas y a una depresión que se extiende desde el primer espacio intermedio adyacente entre las placas. Así, la proyección prolongará la trayectoria de flujo del fluido a través del conjunto de placas y distribuirá el fluido por una superficie mayor. La depresión tendrá un efecto de distribución positivo en el medio. Debido al volumen creado en el conjunto de placas, el medio se recogerá en la depresión y, de ella, será distribuido por los diferentes pasadizos hacia los canales de salida y la porción superior del conjunto de placas. Dejando que el elemento de distribución y la depresión tengan una forma de flecha que apunta hacia arriba, el medio, que se recoge en la depresión, será guiado hacia el centro. Tal conformación del elemento de distribución puede realizarse fácilmente en relación con el moldeo de compresión de la placa intercambiadora de calor.

Conforme a otra realización de la presente invención, el elemento de distribución está formado mediante un inserto en forma de varilla que se proporciona en el segundo espacio intermedio entre las placas. Tal inserto puede proporcionarse de manera sencilla en el segundo espacio intermedio entre placas en relación con la fabricación del conjunto de placas. El inserto puede estar unido de manera adecuada u una o a ambas placas adyacentes por medio de un procedimiento adecuado, tal como soldadura fuerte o blanda, o encolado. El inserto puede fabricarse de cualquier material adecuado, por...

1. Un conjunto (10) de placas para un dispositivo intercambiador de calor que incluye un depósito (1), que forma un espacio interior (2) sustancialmente cerrado y que incluye una superficie (3) de una pared interna encarada hacia el espacio interno, en el que el depósito (1) está dispuesto para estar proporcionado de tal manera que un plano seccional (p), que se extiende a través del conjunto (10) de placas y el espacio interior del depósito (1), sustancialmente vertical, en el que el conjunto (10) de placas está dispuesto para estar proporcionado en el espacio interior (2) e incluye placas (11) intercambiadoras de calor adyacentes entre sí, en el que cada placa (11) intercambiadora de calor tiene un plano (q) de extensión principal y está proporcionada de tal modo que el plano (q) de extensión es sustancialmente perpendicular a dicho plano seccional (p), en el que las placas (11) intercambiadoras de calor forman primeros espacios intermedios (12) entre las placas, que están sustancialmente abiertos al espacio interior (2) y están dispuestos para permitir la circulación de dicho medio hacia arriba desde el espacio (2') de la parte inferior hasta el espacio (2'') de la parte superior, y segundos espacios intermedios (13) entre las placas, que están cerrados al espacio interior (2) y están dispuestos para permitir la recirculación de un fluido para evaporar el medio, en el que los primeros espacios intermedios (12) entre las placas en una porción superior (31) del conjunto (10) de placas forman canales (34) de salida para el medio,

en el que cada placa (11) intercambiadora de calor incluye un primer orificio y un segundo orificio (15) y

en el que los primeros orificios (14) forman un canal de entrada para dicho fluido hasta los segundos espacios intermedios (13) entre las placas y los segundos orificios (15) forman un canal de salida para dicho fluido desde los segundos espacios intermedios (13) entre las placas,

caracterizado porque cada placa intercambiadora de calor incluye un elemento alargado (25) de distribución que se extiende al segundo espacio intermedio (13) adyacente entre las placas y de forma sustancialmente transversal a dicho plano seccional (p).

2. Un conjunto de placas conforme a la reivindicación 1 caracterizado porque el elemento (25) de distribución está formado mediante una conformación de la placa (11) intercambiadora de calor, en el que esta conformación forma una proyección que se extiende al segundo espacio intermedio (13) adyacente entre las placas y a una depresión que se extiende desde el primer espacio intermedio (12) adyacente entre las placas.

3. Un conjunto de placas conforme a la reivindicación 1 caracterizado porque el elemento (25) de distribución está formado mediante un inserto en forma de varilla que se proporciona en el segundo espacio intermedio (13) entre las placas.

4. Un conjunto de placas conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1-3 caracterizado porque el conjunto de placas, además de dicha porción superior (31), incluye una porción inferior (33) y una porción intermedia (32), en el que los primeros orificios (14) se proporcionan en la proximidad de la porción inferior (33) y los segundos orificios (15) en la proximidad de la porción superior (31).

5. Un conjunto de placas conforme a la reivindicación 4 caracterizado porque dichas porciones (31-33) incluyen una respectiva ondulación de crestas y valles, y en el que la ondulación de la porción intermedia (32) se extiende en al menos una dirección de una de dichas placas y en al menos otra dirección de una placa (11) adyacente de tal modo que las ondulaciones de las placas (11) adyacentes se crucen en la porción intermedia (32).

6. Un conjunto de placas conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1-5 caracterizado porque el plano seccional (p) cruza el primer orificio (14) y el segundo orificio (15).

7. Un conjunto de placas conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1-6 caracterizado porque el elemento (25) de distribución se proporciona sustancialmente en medio entre el primer orificio (14) y el segundo orificio (15).

8. Un conjunto de placas conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 caracterizado porque cada placa intercambiadora de calor tiene un borde superior (41), un borde inferior (42) y dos bordes laterales (43, 44), en el que el elemento (25) de distribución está situado sustancialmente en medio entre el borde superior (41) y el borde inferior (42), y en medio entre los dos bordes laterales (43, 44).

9. Un conjunto de placas conforme a la reivindicación 8 caracterizado porque el elemento (25) de distribución tiene una longitud tal que la distancia (C) más corta a cada uno de los bordes laterales (43, 44) es igual a 0,7 a 1,0 veces la distancia (A) al borde superior (41).

10. Un conjunto de placas conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8 caracterizado porque el elemento (25) de distribución tiene una porción intermedia (51) y dos porciones exteriores (52, 53) que se extienden desde la porción intermedia (51) a un respectivo borde lateral (43, 44).

11. Un conjunto de placas conforme a la reivindicación 10 caracterizado porque al menos una de las porciones exteriores (52, 53) tiene una inclinación hacia arriba, hacia el borde superior (41).

12. Un conjunto de placas conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 10 y 11 caracterizado porque la porción intermedia (51) desde las dos porciones exteriores (52, 53) está inclinada hacia arriba, hacia el borde superior (41).

13. Un conjunto de placas conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1-12 caracterizado porque el elemento (25) de distribución incluye al menos una interrupción (36) que forma un pasadizo para dicho fluido a través del elemento (25) de distribución.

14. Un conjunto de placas conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1-13 caracterizado porque el espacio (2'') de la parte superior está diseñado de tal forma que dichos canales (34) de salida se extienden en tal dirección que se guía al medio hacia fuera desde una parte central del conjunto de placas.

15. Un conjunto de placas conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1-14 caracterizado porque dicho canal (34) de salida se extiende oblicuamente hacia arriba y hacia fuera desde dicho plano seccional.

16. Un conjunto de placas conforme a la reivindicación 15 caracterizado porque dichos canales (34) de salida se extienden con un ángulo (a) que es de 30 a 60º con respecto a dicho plano seccional.

17. Un conjunto de placas conforme a la reivindicación 16 caracterizado porque dicho ángulo (a) es de aproximadamente 45º.

18. Un conjunto de placas conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1-17 caracterizado porque el conjunto (10) de placas tiene un lado superior, un lado inferior y dos lados opuestos transversales y se proporciona de tal modo en el espacio interior (2) que el conjunto de placas se sitúa, sustancialmente, en el espacio (2') de la parte inferior y que los canales (19) de recirculación en forma de intersticio se forman entre la superficie de la pared interior y el lado transversal respectivo.