Método y dispositivo para fabricar un intercambidor de calor.

Método para fabricar un intercambiador de calor ensamblado a partir de elementos sustancialmente planos (10,

11) provistos de perfiles de separación, en el que elementos adyacentes (10, 11) están provistos en al menos unaparte de sus bordes de perfiles de separación y en el que el método comprende las siguientes etapas de:

- apilar los elementos sustancialmente planos (10, 11) unos sobre otros hasta que se obtiene la alturarequerida; y

- conectar mutuamente los elementos sustancialmente planos (10, 11) en los bordes de los elementos,

- en el que los elementos (10, 11) están conectados poniendo solamente a las superficies laterales de la pila(5) de elementos en contacto con un líquido que forma una conexión entre los elementos,

- caracterizado por que los perfiles de separación en las superficies laterales de los elementos (10, 11) seextienden una distancia limitada (A+B) hacia el interior de los elementos;

- por que los perfiles de separación están situados juntos tan cerca y la superficie de los elementos tiene ciertaaspereza, de modo que un efecto de capilaridad funciona entre elementos adyacentes (10, 11);

- por que los elementos (10, 11) se sumergen en el líquido que forma la conexión entre los elementos a unaprofundidad (A) que es menor que la distancia limitada (A+B); y

- por que el líquido está formado por un líquido que disuelve el material de los elementos planos (10, 11) o porun líquido, tal como un pegamento, que deja un residuo entre los elementos conectados.

Método y dispositivo para fabricar un intercambiador de calor

La presente invención se refiere a un método de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 para fabricar un intercambiador de calor ensamblado a partir de elementos sustancialmente planos provistos de perfiles de separación, en el que elementos adyacentes están provistos, en al menos una parte de sus bordes, de perfiles de separación y en el que el método comprende apilar los elementos sustancialmente planos unos sobre otros hasta que se obtiene la altura requerida y conectar mutuamente los elementos sustancialmente planos en los bordes de los elementos, en el que los elementos se conectan poniendo solamente las superficies laterales de la pila de elementos en contacto con un líquido que forma una conexión entre los elementos.

Dicho método se conoce del documento US-A-4 099 928. En el método descrito en este documento de la técnica anterior, las pilas se sumergen hasta la longitud completa de las conexiones a fabricar. Esto requiere un procedimiento tedioso, dado que la calidad de la unión resultante depende de la profundidad de inmersión.

Para proporcionar intercambiadores de calor con una mejor calidad, la presente invención proporciona un método en el que los perfiles de separación en las superficies laterales de los elementos se extienden una distancia limitada hacia el interior de los elementos, los perfiles de separación están situados tan cerca conjuntamente y la superficie de los elementos tiene cierta aspereza, de modo que un efecto de capilaridad funciona entre elementos adyacentes, los elementos se sumergen en el líquido que forma la conexión entre los elementos a una profundidad que es menor que la distancia limitada, y en el que el líquido está formado por un líquido que disuelve el material de los elementos planos o por un líquido, tal como pegamento, que deja un residuo entre los elementos conectados.

En el presente documento, la longitud de la unión es determinada por la capilaridad.

Las ventajas de este método también se obtienen con un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 10 para fabricar un intercambiador de calor ensamblado a partir de elementos sustancialmente planos provistos de perfiles de separación. Dicho dispositivo se conoce del documento US-A-4 099 928.

Una realización opcional proporciona la medida en que el miembro de sujeción está adaptado para llevar a cabo un movimiento vertical. El proceso de inmersión requiere el contacto entre el líquido y el material para inmersión; aunque es posible sujetar el material para inmersión y mover el recipiente para el líquido hacia arriba, se recomienda desde un punto de vista estructural que el miembro de sujeción esté adaptado para llevar a cabo un movimiento vertical. En este caso, el depósito permanece inmóvil.

Una realización atractiva adicional resulta cuando el depósito está provisto de una tapa móvil que solamente se retira durante la inmersión. Esto es particularmente atractivo cuando el líquido está formado por un disolvente evaporable, en cuanto a evitar la excesiva evaporación del líquido.

El proceso de inmersión puede variar en profundidad y duración. Los componentes que se conectarán mutuamente, es decir, los perfiles en los bordes de los elementos que contactan con los elementos adyacentes, tienen cierta dimensión en la dirección de inmersión. Es posible, por supuesto, sumergir la pila de elementos a esta profundidad. Sin embargo, el objeto del método de la invención de acuerdo con la reivindicación 1 es sumergir la pila de elementos a una menor profundidad y, para el transporte del líquido al resto de la superficie, utilizar efectos de capilaridad entre las superficies para la conexión.

La forma del intercambiador de calor que se proporciona en este documento es un prisma de seis lados, es decir un cuerpo con dos superficies de entrada, dos superficies de salida, dos superficies cerradas y dos superficies del extremo. Para obtener un intercambiador de calor que funciona de forma eficiente es importante que todos los lados del intercambiador de calor en forma de prisma entren en contacto con el líquido, dado que los elementos que deben estar conectados entre sí están incorporados en todos los lados. Una realización preferida adicional proporciona, por lo tanto, la medida en que los elementos sustancialmente planos son hexagonales y en que cada uno de los seis lados de la pila de elementos se sumerge en el líquido. Con un diseño específico de los elementos es posible que dos lados se dispongan por pares en línea entre sí; entonces se crea una forma de cuatro lados.

Esto puede conseguirse estructuralmente dado que los medios de sujeción están provistos de placas que sujetan las paredes del extremo de la pila de elementos y que están provistas de un perfil cuya forma se ajusta a la del elemento superior e inferior de la pila. El proceso de inmersión, después de todo no está dificultado por la presente, aunque la pila de elementos está sujeta de forma suficientemente firme. En este documento se señala que, antes de la inmersión, los elementes solamente se apilan y, de este modo, no tienen aún ninguna adhesión mutua, de modo que es importante que los elementos estén presionados conjuntamente de modo que la pila conserve la forma.

Para retirar el exceso de líquido mediante drenaje, resulta atractivo que, entre la inmersión de cada uno de los lados, la pila de elementos se mantenga inmóvil con un borde entre dos superficies laterales en dirección hacia abajo.

La invención requiere la disponibilidad de un líquido que realice dicha función adhesiva sobre los elementos. En la realización proporcionada en este documento, se usan paneles fabricados a partir de plástico. En un gran número de plásticos, tales como polipropileno, poliestireno, policarbonato, cloruro de polivinilo o polietilentereftalato, pueden usarse conexiones de pegamento para formar una conexión entre los perfiles de separación. En este documento se entiende que un pegamento significa un material que deja un residuo detectable. En algunos materiales, los elementos deben someterse a un pretratamiento para obtener una adhesión duradera entre los elementos y el pegamento.

Sin embargo, también es posible que los elementes estén conectados mutuamente por un líquido que disuelve el material. En este caso, debe garantizarse, por supuesto, que el disolvente no sea tan agresivo que los bordes de los elementes se deformen completamente o incluso se disuelvan completamente y de este modo desaparezcan, sino que el disolvente funcione de modo que el material se ablande en su superficie y asuma una forma en la que pueda fusionarse con el elemento adyacente. El inventor ha descubierto que una combinación de elementos fabricados a partir de poliestireno y el disolvente ciclohexano produce buenos resultados.

La invención no está limitada, sin embargo, a la aplicación de los líquidos mencionados anteriormente; también es posible usar un líquido que solamente adquiera su acción adhesiva en un proceso posterior, tal como una conexión soldada. Una realización preferida proporciona dicho método para este fin, en el que el líquido está formado por un líquido que comprende aleación para soldar y el intercambiador de calor se somete, después de la inmersión, a un calentamiento a una temperatura que supera la temperatura de fusión de la aleación para soldar. Una aleación para soldar se hace líquida en este documento, por ejemplo añadiendo un disolvente. Después de aplicar la aleación para soldar en un proceso de inmersión el disolvente se disuelve, después de lo cual queda la aleación para soldar. En el proceso posterior, que está formado por un proceso de calentamiento, la aleación para soldar se funde y se forma una conexión mecánica. Dicho proceso también se conoce como un proceso de soldadura por 'reflujo'. Será evidente que dicho proceso puede aplicarse solamente en el caso de materiales soldables tales como metales o cerámicas.

Tal como puede inferirse a partir del documento WO-A-9702461, los intercambiadores de calor se ensamblan a partir de elementos sustancialmente planos que se apilan unos sobre otros y están provistos de perfiles para realizar la función del intercambiador de calor, pero que también están provistos de perfiles para mantener a los elementos a una distancia mutua. El inventor ha descubierto que la construcción puede simplificarse usando elementos del primer tipo, que están provistos de perfiles para la función del intercambiador de calor y de perfiles para mantener al intercambiador de calor a una distancia de los elementos y sellarlo, y con elementos del segundo tipo que son sustancialmente planos que están provistos de perfiles... [Seguir leyendo]

1. Método para fabricar un intercambiador de calor ensamblado a partir de elementos sustancialmente planos (10, 11) provistos de perfiles de separación, en el que elementos adyacentes (10, 11) están provistos en al menos una parte de sus bordes de perfiles de separación y en el que el método comprende las siguientes etapas de:

-apilar los elementos sustancialmente planos (10, 11) unos sobre otros hasta que se obtiene la altura requerida; y

-conectar mutuamente los elementos sustancialmente planos (10, 11) en los bordes de los elementos,

-en el que los elementos (10, 11) están conectados poniendo solamente a las superficies laterales de la pila

(5) de elementos en contacto con un líquido que forma una conexión entre los elementos,

-caracterizado por que los perfiles de separación en las superficies laterales de los elementos (10, 11) se extienden una distancia limitada (A+B) hacia el interior de los elementos;

-por que los perfiles de separación están situados juntos tan cerca y la superficie de los elementos tiene cierta aspereza, de modo que un efecto de capilaridad funciona entre elementos adyacentes (10, 11) ;

-por que los elementos (10, 11) se sumergen en el líquido que forma la conexión entre los elementos a una 15 profundidad (A) que es menor que la distancia limitada (A+B) ; y

-por que el líquido está formado por un líquido que disuelve el material de los elementos planos (10, 11) o por un líquido, tal como un pegamento, que deja un residuo entre los elementos conectados.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que los elementos sustancialmente planos (10, 11)

son hexagonales y por que cada una de las seis superficies laterales de la pila (5) de elementos se sumerge en el 20 líquido.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que entre la inmersión de cada una de las superficies laterales la pila de elementos (10, 11) se mantiene inmóvil con un borde entre dos superficies laterales en dirección hacia abajo.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado por que el líquido está formado por un líquido

que comprende aleación para soldar, y por que el intercambiador de calor se somete después de la inmersión a un calentamiento a una temperatura que supera la temperatura de fusión de la aleación para soldar.

5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el intercambiador de calor se ensambla a partir de elementos sustancialmente planos del primer tipo (10) y del segundo tipo (11) y por que, durante el apilado, los elementos del primer tipo (10) y del segundo tipo (11) se apilan de forma alterna.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que la pila de elementos apilados (10, 11) se somete a una fuerza horizontal que posiciona los elementos cada vez que se ha colocado un nuevo elemento (10, 11) .

7. Método de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizado por que los elementos (10, 11) son sujetados por un miembro de apilado (1) y son apilados, por que el miembro de apilado (1) realiza un movimiento cíclico sucesivamente por delante de un recipiente para elementos del primer tipo (10) , un recipiente para elementos del segundo tipo (11) y un recipiente de recogida para los elementos, y por que el miembro de apilado (1) mueve a un elemento del primer tipo (10) por delante del recipiente para elementos del segundo tipo (11) .

8. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los elementos (10, 11) se fabrican, cada uno, mediante un proceso de termoformado.

9. Método de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que al menos los elementos (10, 11) de uno de los tipos se fabrican por medio de un proceso de termoformado con un molde poroso.

10. Dispositivo para fabricar un intercambiador de calor ensamblado a partir de elementos sustancialmente planos (10, 11) provistos de perfiles de separación, en el que elementos adyacentes están provistos, en al menos una parte de sus bordes, de perfiles de separación, en el que el dispositivo comprende medios de conexión (20, 21, 22) para 45 conectar mutuamente los elementos sustancialmente planos (10, 11) en los bordes de los elementos, en el que los medios de conexión están adaptados para poner solamente las superficies laterales de la pila de elementos (10, 11) en contacto con un líquido que forma una conexión entre los elementos, en el que el dispositivo se caracteriza por un dispositivo de apilado (1) para apilar los elementos sustancialmente planos (10, 11) unos sobre otros, comprendiendo el dispositivo de apilado un soporte (7) para elementos del primer tipo (10) , un soporte (8) para 50 elementos del segundo tipo (11) y un soporte de la pila (6) , además de un miembro de apilado para elementos (10, 11) que está provisto de al menos una posición de sujeción y que está adaptado para llevar a cabo un movimiento cíclico por delante del soporte (7) para los elementos del primer tipo (10) , el soporte (8) para los elementos del segundo tipo (11) y el soporte de la pila (6) , y por que el miembro de apilado (1) está adaptado para transportar los elementos del primer tipo (10) por delante del soporte (8) de los elementos del segundo tipo.

11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que el miembro de apilado comprende un elemento giratorio (1) que está provisto de seis posiciones de sujeción.

12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado por que el miembro de sujeción (20, 21) 5 está adaptado para llevar a cabo un movimiento vertical.

13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, 11 ó 12, caracterizado por que el depósito (22) está provisto de una tapa (23) que puede impulsarse de forma que pueda deslizarse, en el que el impulso está adaptado para mantener normalmente a la tapa (23) cerrada y para mantener a la tapa abierta durante una operación de inmersión.

14. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-13, caracterizado por que los medios de

sujeción están provistos de placas (20, 21) que sujetan a las paredes del extremo de la pila (5) de los elementos (10, 11) y que están provistas de un perfil cuya forma se adapta al elemento superior e inferior de la pila de elementos.

15. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-14, caracterizado por que el soporte de la pila está provisto de al menos una pared lateral (6) que es móvil en dirección sustancialmente horizontal y que está adaptada para asumir una posición lejos del centro de la pila (5) cuando se coloca un elemento (10, 11) , y para asumir una posición hacia el centro de la pila (5) después de que se haya colocado un elemento (10, 11) .