Intercambiador térmico tipo placa y método de fabricación de placa de intercambiador térmico.

Placa de intercambiador térmico (106), formada por una placa cuadrilátera (202) que tiene un primer par de primeros bordes de placa (220) uno frente al otro y un par de segundos bordes de placa (222) uno frente al otro,

teniendo la placa del intercambiador térmico primeras partes de superficie (210) cada una a lo largo de una primera parte central del borde (221) de un primer borde de placa (220), donde cada primera parte de superficie (210) comprende una primera región de contacto (214), donde la placa del intercambiador térmico tiene segundas partes de la superficie (212) cada una a lo largo de una segunda parte central del borde (223) de un segundo borde de placa (222), donde cada segunda parte de la superficie (212) comprende una segunda región de contacto (216), donde las primeras partes de la superficie (210) se doblan hacia un primer lado (206) de la placa cuadrilátera (202) dando como resultado un primer canal de fluido parcial (230), y las segundas partes de la superficie (212) se doblan hacia un segundo lado (208) de la placa cuadrilátera (202), dando como resultado un segundo canal de fluido parcial (232), donde las primeras regiones de contacto (214) son coplanares y definen un plano (S), y donde la placa del intercambiador térmico (106) comprende partes de superficie de esquina (224) que comprenden una primera parte del borde de esquina (226) y una segunda parte del borde de esquina (228),

caracterizada por el hecho de que al menos dos partes de la superficie de la esquina (224) se doblan hacia adentro con respecto al primer canal de fluido parcial (230) de manera que las respectivas primeras partes del borde de la esquina (226) están en el plano (S), mientras que las segundas partes respectivas del borde de la esquina (228) son sustancialmente perpendiculares (TM) al plano (S).

Intercambiador térmico tipo placa y método de fabricación de placa de intercambiador térmico

Campo técnico

La presente invención se refiere a una placa de intercambiador térmico, a una cubierta de intercambiador térmico y a un ensamblaje de intercambiador térmico. Además, la invención se refiere a un método de fabricación de una placa de intercambiador térmico.

Antecedentes [0002] Un intercambiador térmico tipo de placa convencional generalmente consiste en una pluralidad de placas de intercambiador térmico, entre las que se permite que corrientes de fluido con una temperatura diferente fluyan de una manera espacialmente separada. Esto permite la recuperación de la energía de calor por medio del intercambio térmico entre los fluidos.

Del documento de patente europea EP 1, 842, 616 se conoce un método para la fabricación de un intercambiador térmico tipo placa. El intercambiador térmico resultante comprende una pluralidad de placas de intercambiador térmico apiladas formadas de elementos de placa rectangular. Cada placa de intercambiador térmico tiene bridas formadas en la periferia de la placa. Las bridas comprenden partes planas en dos bordes opuestos de la placa, que se curvan hacia un lado de la placa, y partes sobresalientes en los bordes opuestos restantes de la placa, que se curvan hacia el otro lado de la placa. Dos placas de intercambiador térmico son conectadas una frente a la otra con una placa situada boca abajo. En una forma alternativa, las partes planas o las partes sobresalientes de placas adyacentes constituyen superficies de contacto. De esta manera, las partes de intervalo con aberturas están formadas entre las placas, permitiendo el flujo en el intercambiador térmico mientras fluye a través de estas partes de intervalo. Se puede observar que para las placas del intercambiador térmico combinado en el documento EP 1, 842, 616, una primera parte de intervalo o canal de fluido se forma con primeras aberturas o aberturas de canal de fluido con una forma hexagonal. Una configuración de intercambiador térmico similar con aberturas de canal de fluido hexagonal es descrita en el documento de la patente US 2004/0080060.

La desventaja de los intercambiadores térmicos conocidos es que las esquinas de los canales de fluido irregularmente conformados de tal intercambiador térmico introducen obstrucciones no deseadas al fluido que fluye en las esquinas laterales de los canales de fluido, que representa una fuente de turbulencia y una resistencia aumentada al flujo. Además, la geometría de esquina es compleja, requieriendo elementos adicionales de sellado, y es cara de fabricar.

Resumen [0005] Es un objeto proporcionar una placa de intercambiador térmico, de manera que un par de estas placas es combinable en una cubierta de intercambiador térmica con una abertura de canal de fluido con conectividad mejorada y propiedades de turbulencia reducida.

Según un aspecto, se proporciona una placa de intercambiador térmico, formada por una placa cuadrilátera con un par de bordes de una primera placa opuestos y un par de bordes opuestos de una segunda placa, la placa del intercambiador térmico tiene primeras partes de la superficie a lo largo de una primera parte del borde del medio de un primer borde de la placa, comprendiendo cada primera parte de la superficie una primera región de contacto, teniendo la placa del intercambiador térmico segundas partes de superficie cada una a lo largo de una segunda parte del borde central de un segundo borde de placa, comprendiento cada segunda parte de la superficie una segunda región de contacto, por la cual las primeras partes de la superficie se curvan a un primer lado de la placa cuadrilatera dando como resultado un primer canal de fluido parcial, y las segundas partes de superficie se curvan a un lado de la placa cuadrilatera dando como resultado un segundo canal de fluido parcial , por la cual las primeras regiones de contacto son definidas coplanares en un plano, y donde la placa del intercambiador térmico comprende partes de la superficie de la esquina que comprende una primera parte del borde de la esquina y una segunda parte del borde de la esquina, donde al menos dos partes de la superficie de la esquina se curvan hacia adentro con respecto al primer canal de fluido parcial de manera que las primeras partes respectivas del borde de la esquina está en el plano, mientras que las segundas partes respectivas del borde de la esquina son sustancialmente perpendiculares al plano.

Además y según otro aspecto de la invención, se proporciona un método de fabricación de una placa de tal intercambiador térmico.

La calidad "sustancialmente perpendicular" de las segundas partes respectivas del borde de la esquina indica que tal segunda parte del borde de la esquina se orienta a un ángulo de sustancialmente de 90° con respecto al plano definido por las primeras regiones de contacto coplanares.

Ventajosamente, al unirse dos placas del intercambiador térmico de este tipo con partes plegadas de la superficie de la esquina en una cubierta del intercambiador térmico, con una placa boca abajo y las placas una frente a la otra, se forma un primer canal de fluido que tiene primeras aberturas de canal de fluido con un cuadrilatero regular o incluso una forma rectangular. Un apilamiento de tales cubiertas de intercambiador térmico produce un ensamblaje de intercambiador térmico con primeros y segundos canales de fluido, donde las primeras aberturas del canal del fluido están conformadas de forma regular, representando una entrada para el flujo de fluido suministrado es decir no obstruida y que se puede ajustar fácilmente al suministro de fluido y canales de descarga.

Según una forma de realización, la placa de intercambiador térmico está formada por una placa rectangular, con un segundo canal de fluido parcial es decir sustancialmente perpendicular al primer canal de fluido parcial.

La placa del intercambiador térmico resultante, la cubierta y el ensamblaje son altamente simétricos y por lo tanto fácil de fabricar.

Según otra forma de realización, al menos una de las primeras partes de la superficie comprenden un primera brida cerca de la correspondiente primera parte del borde central. Esta primera brida incluye la primera región de contacto.

Según otra forma de realización, al menos una segunda parte de la superficie comprende una segunda brida cerca de la segunda parte del borde central correspondiente. Esta segunda brida incluye la segunda región de contacto [0014] Estas primeras y segundas regiones de contacto de la primera y segunda brida presentan más superficies de contacto sustanciales para conectar las placas del intercambiador térmico adyacente.

Según otra forma de realización, una primera parte de brida de la primera brida se curva con respecto al plano S.

La provisión de partes de brida que retroceden da como resultado una hendidura entre el contacto de las primeras superficies de las placas del intercambiador térmico situadas a lo largo de estas partes de la brida, que presenta una región accesible para conectar y/o sellar las placas del intercambiador térmico, por ejemplo por soldadura con latón o soldadura.

En otra forma de realización, la sección transversal de al menos uno de los primeros y segundos canales de fluido parcial varía a lo largo de al menos uno de los primeros y segundos canales de fluido parcial.

Mediante la variación de las secciones transversales de los canales a lo largo de su longitud, es posible ajustar la distribución de la temperatura dentro del intercambiador térmico de tal manera que mejore la eficacia de transferencia térmica entre los fluidos del intercambio térmico a través de los canales.

Según otros aspectos de la invención, se proporciona una cubierta del intercambiador térmico tipo placa y un ensamblaje del intercambiador térmico tipo placa. La cubierta de intercambiador térmico comprende un par de placas del intercambiador térmico como se ha descrito anteriormente, donde las placas del intercambiador térmico se conectan a lo largo de las primeras regiones de contacto, formando los primeros canales de fluido parcial de las placas respectivas del intercambiador térmico un primer canal de fluido. El ensamblaje del intercambiador térmico tipo placa proporcionado comprende una pluralidad de cubiertas de intercambiador térmico como se ha descrito anteriormente, donde las cubiertas del intercambiador térmico se conectan a lo largo de las segundas regiones de contacto, de manera que uno de los segundos canales de fluido parcial de una primera cubierta del intercambiador térmico combina con uno de los segundos canales de fluido parcial de una segunda cubierta del intercambiador térmico en... [Seguir leyendo]

1. Placa de intercambiador térmico (106) , formada por una placa cuadrilátera (202) que tiene un primer par de primeros bordes de placa (220) uno frente al otro y un par de segundos bordes de placa (222) uno frente al otro, teniendo la placa del intercambiador térmico primeras partes de superficie (210) cada una a lo largo de una primera parte central del borde (221) de un primer borde de placa (220) , donde cada primera parte de superficie (210) comprende una primera región de contacto (214) , donde la placa del intercambiador térmico tiene segundas partes de la superficie (212) cada una a lo largo de una segunda parte central del borde (223) de un segundo borde de placa (222) , donde cada segunda parte de la superficie (212) comprende una segunda región de contacto (216) , donde las primeras partes de la superficie (210) se doblan hacia un primer lado (206) de la placa cuadrilátera (202) dando como resultado un primer canal de fluido parcial (230) , y las segundas partes de la superficie (212) se doblan hacia un segundo lado (208) de la placa cuadrilátera (202) , dando como resultado un segundo canal de fluido parcial (232) , donde las primeras regiones de contacto (214) son coplanares y definen un plano (S) , y donde la placa del intercambiador térmico (106) comprende partes de superficie de esquina (224) que comprenden una primera parte del borde de esquina (226) y una segunda parte del borde de esquina (228) , caracterizada por el hecho de que al menos dos partes de la superficie de la esquina (224) se doblan hacia adentro con respecto al primer canal de fluido parcial (230) de manera que las respectivas primeras partes del borde de la esquina (226) están en el plano (S) , mientras que las segundas partes respectivas del borde de la esquina (228) son sustancialmente perpendiculares (™) al plano (S) .

2. Placa de intercambiador térmico según la reivindicación 1, donde al menos unas de las primeras partes de la superficie (210) se inclina a un ángulo ß con respecto al plano (S) , entando el ángulo ß en el margen 0° < ß 135°.

3. Placa de intercambiador térmico (106) según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, donde la placa cuadrilátera (202) es una placa rectangular (204) , y en la que el segundo canal de fluido parcial (232) es sustancialmente perpendicular al primer canal de fluido parcial (230) .

4. Placa de intercambiador térmico (106) según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde al menos una primera región de contacto (214) comprende la respectiva primera parte del borde central (221) .

5. Placa de intercambiador térmico (106) según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde al menos una primera parte de superficie (210) comprende una primera brida (304) cerca de la correspondiente primera parte central del borde (221) , la primera brida (304) incluyendo la primera región de contacto (214) .

6. Placa de intercambiador térmico (106) según cualquiera de las reivindicaciones 1- 5, donde al menos una segunda parte de superficie (212) comprende una segunda brida (306) cerca de la segunda parte central correspondiente del borde (223) , donde la segunda brida (306) incluye la segunda región de contacto (216) .

7. Placa de intercambiador térmico (106) según cualquiera de las reivindicacione.

5. 6, donde una primera parte de brida (310) de la primera brida (304) se dobla con respecto al plano (S) , excluyendo la primera parte de la brida (310) la primera región de contacto (214) .

8. Placa de intercambiador térmico (106) según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, donde la sección transversal de al menos uno de los primeros y segundos canales de fluido parciales (230, 232) varía a lo largo de al menos uno de los primeros y segundos canales parciales de fluido (230, 232) .

9. Placa de intercambiador térmico (106) según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 8, donde una parte de la superficie principal (218) de la placa de intercambiador térmico (106) se inclina con respecto al plano (S) .

10. Cubierta de intercambiador térmico (104) que comprende un par de placas de intercambiador térmico (106, 106') como se describe por cualquiera de las reivindicaciones 1 - 9, donde las placas del intercambiador térmico (106, 106') se conectan a lo largo de sus primeras regiones de contacto (214, 214') , donde los primeros canales parciales de fluido (230, 230') de las placas respectivas del intercambiador térmico forman un primer canal de fluido (108) .

11. Ensamblaje de intercambiador térmico (102) que comprende una pluralidad de cubiertas de intercambiador térmico

(104) como se describe por reivindicación 10, donde al menos dos cubiertas del intercambiador térmico (104, 104') se conectan a lo largo de sus segundas regiones de contactación (216, 216') , de manera que uno de los segundos canales de fluido parciales (232) de una primera cubierta de intercambiador térmico (104) se une a uno de los segundos canales de fluido parciales (232') de una segunda cubierta de intercambiador térmico (104') , formando un segundo canal de fluido (110) .

12. Ensamblaje de intercambiador térmico (102) según la reivindicación 11, donde al menos un elemento de guía de flujo (514) se proporciona en al menos un par adyacente de las primeras partes de superficie (210, 210') y un par adyacente de las segundas partes de superficie (212'; 212") de dos placas adyacentes del intercambiador térmico (106, 106', 106'') .

13. Ensamblaje de intercambiador térmico (102) según la reivindicación 12, donde el elemento de guía de flujo (514) es un casquillo (606) .

14. Método de fabricación de una placa de intercambiador térmico (106) a partir de una placa cuadrilátera (202) con un par de primeros bordes de placa (220) uno frente al otro y un par de segundos bordes de placa uno frente al otro (222) , donde el método comprende:

- plegado de primeras partes de superficie (210) localizadas cada una a lo largo de una primera parte dentral del borde

(221) de un primer borde de placa (220) a un primer lado de la placa cuadrilátera (202) , dando como resultado un primer canal de fluido parcial (230) y en cada primera parte de la superficie (210) que comprende una primera región de contacto (214) ,

- plegado de las segundas partes de la superficie (212) localizadas cada una a lo largo de una segunda parte central del borde (223) de un segundo borde de placa (222) , a un segundo lado de la placa cuadrilátera (202) , dando como resultado un segundo canal de fluido parcial (232) y en cada segunda parte de la superficie (212) que comprende una segunda región de contacto (216) ,

- donde después del plegado, las primeras regiones de contacto (214) son coplanares y definen un plano S, y donde la placa del intercambiador térmico (106) comprende partes de superficie de esquina (224) que comprenden una primera parte del borde de la esquina (226) y una segunda parte del borde de la esquina (228) ,

caracterizado por

- plegado de al menos dos partes de superficie de esquina (224) hacia adentro con respecto al primer canal de fluido parcial (230) de manera que las primeras partes respectivas del borde de la esquina (226) están en el plano (S) , mientras que las segundas partes respectivas del borde de la esquina (228) son sustancialmente perpendiculares al plano (S) .