Intercambiador de calor en espiral.

Intercambiador (1) de calor en espiral que incluye un cuerpo (2) en espiral formado por al menos dos láminas (10a,

10b) en espiral enrolladas para formar el cuerpo (2) en espiral que forma al menos un primer canal de flujo en for-ma de espiral para un primer medio y un segundo canal de flujo en forma de espiral para un segundo medio, en el que el cuerpo (2) en espiral está encerrado por una carcasa (4) sustancialmente cilíndrica que está dotada de elementos (8a, 8b, 9a, 9b) de conexión que se comunican con el primer canal (14a) de flujo y el segundo canal (14b) de flujo, y en el que se proporcionan elementos de separación en forma de varillas para separar el canal (14a, 14b) de flujo primero y segundo, y en el que cubiertas (7a, 7b) de extremo desmontables cubren los extremos abiertos de la carcasa (4), caracterizado porque las al menos dos láminas (10a, 10b) en espiral forman también el centro (3) del cuerpo (2) en espiral, en el que cada lámina (10a, 10b) en espiral comprende una primera parte (12a, 12b) de lámina que forma el centro (3) del cuerpo (2) en espiral y una segunda parte (13a, 13b) de lámina que forma los canales (14a, 14b) de flujo, y en el que la primera parte (12a, 12b) de lámina está hecha de un material que es más grueso que la segunda parte (13a, 13b) de lámina.

Intercambiador de calor en espiral.

Area de la invencion

La presente invencion se refiere en general a intercambiadores de calor en espiral que permiten una transferencia de 5 calor entre dos fluidos a temperaturas diferentes para diversos fines. Especificamente, la invencion se refiere a un intercambiador de calor en espiral que tiene un cuerpo en espiral fabricado mediante un metodo de formacion mejorado.

Un intercambiador de calor en espiral segun el preambulo de la reivindicacion 1 se conoce a partir del documento JP 7 4874.

Antecedentes de la invencion

Convencionalmente, los intercambiadores de calor en espiral se fabrican por medio de una operacion de enrollamiento. Las dos laminas se sueldan entre si en un extremo respectivo, en el que la union soldada estara comprendida en una parte central de las laminas. Las dos laminas se enrollan la una alrededor de la otra mediante el uso de un mandril retractil o similar para formar el elemento en espiral de las laminas para delimitar dos pasos o canales de flujo separados. Elementos de separacion, que tienen una altura correspondiente al ancho de los canales de flujo, se unen a las

laminas.

Tras retraer el mandril, se forman dos canales de entrada/salida en el centro del elemento en espiral. Los dos canales estan separados entre si por la parte central de las laminas. Una carcasa se forma por el giro externo del elemento en espiral. Los extremos laterales del elemento en espiral se procesan, pudiendo cerrarse lateralmente los canales de flujo en espiral en los dos extremos laterales de diversas maneras. Normalmente, una cubierta se une a cada uno de los ex

tremos. Una de las cubiertas puede incluir dos tuberias de conexion que se extienden hacia el interior del centro y que se comunican con uno respectivo de los dos canales de flujo. En los extremos externos radiales de los canales de flujo en espiral un colector respectivo se suelda a la carcasa o al elemento en espiral desde un elemento de salida/entrada al canal de flujo respectivo.

Alternativamente puede usarse un centro tubular en lugar de formar el centro del cuerpo en espiral mediante un proceso

de enrollamiento. Las laminas para formar los canales se sueldan sobre el centro tubular. Tras soldar las laminas sobre el centro tubular, las laminas se enrollan mediante una bobinadora para formar los canales de fluido.

Un problema con el centro enrollado de los intercambiadores de calor en espiral anteriores es que el centro puede ser debil contra la fatiga debido al hecho de que la lamina que forma el centro es la misma que la lamina que forma los canales. Un problema con la solucion de centro tubular es que debido a la baja cantidad, los centros tubulares son caros y

dificiles de adquirir, especialmente para centros tubulares hechos de otros materiales distintos a la aleacion de acero inoxidable de calidad SAE 316L y 304.

Descripcion de la invencion

El objeto de la presente invencion es superar los problemas mencionados anteriormente con los intercambiadores de calor en espiral de la tecnica anterior. Mas especificamente, se refiere a un intercambiador de calor en espiral en el que

la solucion simplificada para el centro del cuerpo en espiral tiene una alta resistencia a la fatiga y sera mas barata de fabricar.

Este objeto se consigue mediante un intercambiador de calor en espiral que incluye un cuerpo en espiral formado por al menos dos laminas en espiral enrolladas para formar el cuerpo en espiral que forma al menos un primer canal de flujo en forma de espiral para un primer medio y un segundo canal de flujo en forma de espiral para un segundo medio, en el

que el cuerpo en espiral esta encerrado por una carcasa sustancialmente cilindrica que esta dotada de elementos de conexion que se comunican con el primer canal de flujo y el segundo canal de flujo, y en el que se proporcionan elementos de separacion en forma de varillas para separar el canal de flujo primero y segundo, y en el que cubiertas de extremo desmontables cubren los extremos abiertos de la carcasa, en el que las al menos dos laminas en espiral tambien forman el centro del cuerpo en espiral, en el que cada lamina en espiral comprende una primera parte de lamina que

45 forma el centro del cuerpo en espiral y una segunda parte de lamina que forma los canales de flujo, y en el que la primera parte de lamina esta hecha de un material que es mas grueso que la segunda parte de lamina.

Segun un primer aspecto de la invencion la primera parte de lamina y la segunda parte de lamina estan soldadas entre si y una parte de transicion proporcionada entre las dos partes de lamina presenta una seccion decreciente desde la primera parte de lamina hasta la segunda parte de lamina.

50 Segun otro aspecto de la invencion el centro del cuerpo en espiral esta sellado y la salida/entrada del primer canal de flujo esta ubicada en el centro de la cubierta.

2

Segun aun otro aspecto de la invencion cada extremo del centro de la espiral del cuerpo en espiral esta sellado mediante una cubierta.

Segun un aspecto adicional de la invencion el centro de la espiral del cuerpo en espiral y el primer enrollamiento del cuerpo en espiral estan retraidos en relacion con el resto del cuerpo en espiral y los canales de flujo para crear una entrada o salida, respectivamente, justo fuera del centro de la espiral del cuerpo en espiral.

Un objeto adicional de la invencion es formar un centro del cuerpo en espiral en un intercambiador de calor en espiral que tenga una alta resistencia a la fatiga y que sea mas barato de fabricar.

Este objeto se consigue con un metodo para fabricar un cuerpo en espiral de intercambiador de calor en espiral segun cualquiera de las reivindicaciones 15 que incluye las siguientes etapas:

insertar dos laminas desde lados opuestos en un mandril retractil, en el que las dos laminas comprenden una primera parte de lamina que constituye el centro del cuerpo en espiral y una segunda parte de lamina que constituye los canales de flujo del cuerpo en espiral, y en el que la primera parte de lamina esta hecha de un material que es mas grueso que la segunda parte de lamina;

enrollar las dos laminas para formar un cuerpo en espiral en una bobinadora;

soldar cada una de las laminas a la otra lamina en la posicion para sellar el centro de la espiral; y

soldar las cubiertas a cada extremo del centro de la espiral para cerrar mediante sellado el centro de la espiral.

Aspectos adicionales de la invencion resultaran evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes y la descripcion.

Breve descripcion de los dibujos

Objetos, caracteristicas y ventajas adicionales se desprenderan de la siguiente descripcion detallada de varias realizaciones de la invencion con referencia a los dibujos, en los que:

la figura 1 es una vista en perspectiva de un intercambiador de calor en espiral;

la figura 2 es una vista general esquematica de un intercambiador de calor en espiral;

la figura 3 es una vista en seccion transversal de un centro de un intercambiador de calor en espiral de la tecnica anterior;

la figura 4 es una vista en seccion transversal de un centro de un intercambiador de calor en espiral de la tecnica anterior;

la figura 5 es una primera vista en seccion transversal de un centro de un intercambiador de calor en espiral segun la presente invencion; y

la figura 6 es una vista en perspectiva de un intercambiador de calor en espiral segun la presente invencion.

Descripcion detallada de las realizaciones

Un intercambiador de calor en espiral incluye al menos dos laminas en espiral que se extienden a lo largo de una trayectoria en forma de espiral respectiva alrededor de un eje de centro comun y que forman al menos dos canales de flujo en forma de espiral, que son sustancialmente paralelos entre si, en el que cada canal de flujo incluye un orificio radialmente externo, que permite la comunicacion entre el canal de flujo respectivo y un conducto de salida/entrada respectivo y que esta ubicado en una parte radialmente externa del canal de flujo respectivo con respecto al eje de centro, y un orificio... [Seguir leyendo]

1. Intercambiador (1) de calor en espiral que incluye un cuerpo (2) en espiral formado por al menos dos laminas (10a, 10b) en espiral enrolladas para formar el cuerpo (2) en espiral que forma al menos un primer canal de flujo en forma de espiral para un primer medio y un segundo canal de flujo en forma de espiral para un segundo medio, en el que el cuerpo (2) en espiral esta encerrado por una carcasa (4) sustancialmente cilindrica que esta dotada de elementos (8a, 8b, ºa, ºb) de conexion que se comunican con el primer canal (14a) de flujo y el segundo canal (14b) de flujo, y en el que se proporcionan elementos de separacion en forma de varillas para separar el canal (14a, 14b) de flujo primero y segundo, y en el que cubiertas (7a, 7b) de extremo desmontables cubren los extremos abiertos de la carcasa (4) , caracterizado porque las al menos dos laminas (10a, 10b) en espiral forman tambien el centro (3) del cuerpo (2) en espiral, en el que cada lamina (10a, 10b) en espiral comprende una primera parte (12a, 12b) de lamina que forma el centro (3) del cuerpo (2) en espiral y una segunda parte (13a, 13b) de lamina que forma los canales (14a, 14b) de flujo, y en el que la primera parte (12a, 12b) de lamina esta hecha de un material que es mas grueso que la segunda parte (13a, 13b) de lamina.

2. Intercambiador (1) de calor en espiral segun la reivindicacion 1, en el que la primera parte (12a, 12b) de lamina y la segunda parte (13a, 13b) de lamina estan soldadas entre si y en el que una parte de transicion proporcionada entre las dos partes (12a, 12b; 13a, 13b) de lamina presenta una seccion decreciente desde la primera parte (12a, 12b) de lamina hasta la segunda parte (13a, 13b) de lamina.

3. Intercambiador (1) de calor en espiral segun la reivindicacion 1 o 2, en el que el centro (3) del cuerpo (2) en espiral esta sellado y en el que la salida/entrada del primer canal (14a) de flujo esta ubicada en el centro de la cubierta (7a) .

4. Intercambiador (1) de calor en espiral segun la reivindicacion 3, en el que cada extremo del centro (3) de la espiral del cuerpo (2) en espiral esta sellado mediante una cubierta.

5. Intercambiador (1) de calor en espiral segun la reivindicacion 4, en el que el centro (3) de la espiral del cuerpo

(2) en espiral y el primer enrollamiento del cuerpo (2) en espiral estan retraidos en relacion con el resto del cuerpo (2) en espiral y los canales (14a, 14b) de flujo para crear una entrada o salida (8a, 8b) , respectivamente, dispuesta en el centro de la cubierta (7a) .

6. Metodo para fabricar un cuerpo (2) en espiral de intercambiador (1) de calor en espiral segun cualquiera de las reivindicaciones 15, caracterizadopor la s siguientes etapas:

insertar dos laminas (10a, 10b) desde lados opuestos en un mandril retractil, en el que cada una de las dos laminas (10a, 10b) comprende una primera parte (12a, 12b) de lamina que constituye el centro (3) del cuerpo (2) en espiral y una segunda parte (13a, 13b) de lamina que constituye los canales (14a, 14b) de flujo del cuerpo (2) en espiral, y en el que la primera parte (12a, 12b) de lamina esta hecha de un material que es mas grueso que la segunda parte (13a, 13b) de lamina;

enrollar las dos laminas (10a, 10b; 12a, 12b; 13a, 13b) para formar un cuerpo (3) en espiral en una bobinadora;

soldar la primera parte de lamina de una lamina a la primera parte de lamina de la otra lamina en la posicion (16a, 16b) para formar el centro (3) de la espiral; y

soldar las cubiertas a cada extremo del centro (3) de la espiral para cerrar mediante sellado el centro (3) de la espiral.

7. Metodo para fabricar un cuerpo (2) en espiral de intercambiador (1) de calor en espiral segun las reivindicaciones 6, en el que:

se sueldan las cubiertas a cada extremo del centro (3) de la espiral para cerrar mediante sellado el centro (3) de la espiral, estando retraido el centro (3) de la espiral formado por las primeras partes (1 2, 12b) de lamina en comparacion con la segunda parte (13a, 13b) de lamina que constituye los canales (14a, 14b) de flujo creando una entrada o salida (8a, 8b) , respectivamente, dispuesta en el centro de la cubierta (7a) .