Un intercambiador de calor de placas.

Un intercambiador de calor de placas que comprende una pluralidad de placas de intercambiador de calor (1),

que se fabrican formando una lámina de metal y se proporcionan unas junto a otras, y se unen permanentemente entre sí mediante un material de cobresoldadura para formar un paquete de placas que tiene primeros espacios intermedios de placa (4) para un primer medio y segundos espacios intermedios de placa (5) para un segundo medio, en donde al menos uno del primer medio y del segundo medio es dióxido de carbono,

en el que cada placa de intercambiador de calor (1) tiene un patrón que forma un área de transferencia de calor (20) y una pluralidad de áreas de portillo (21-24), rodeando cada área de portillo (21-24) un portillo respectivo definido mediante un borde de portillo (25),

en el que cada placa de intercambiador de calor (1) se extiende a lo largo de un plano principal de extensión (p), en el el que dichas áreas (20-24), en un lado de la placa de intercambiador de calor (1), se extienden entre un nivel primario (p') a una distancia del plano principal de extensión (p) y un nivel secundario (p") a una distancia y en un lado opuesto del plano principal de extensión (p),

en el que cada placa del intercambiador de calor (1) tiene una profundidad (d) definida mediante la distancia entre el nivel primario (p') y el nivel secundario (p"), siendo la profundidad (d) igual a o menor de 1,0 mm, en el que cada placa (1) de intercambiador de calor define una línea central longitudinal (x) en el que el área (20) de transferencia de calor comprende crestas (27) y valles (27') dispuestos de tal manera que las crestas (27) de una de las placas de intercambiador de calor (1) quedan en contacto con los valles (27') de una adyacente de las placas del intercambiador de calor (1) para formar una pluralidad de áreas de unión (28),

en el que las crestas (27) y los valles (27') se extienden a lo largo de una línea de extensión (e) formando un ángulo de inclinación α con la línea central, caracterizado

por que cada placa de intercambiador de calor (1), antes de la formación, tiene un espesor t de la lámina de metal, que está en el intervalo de 0,2 ≤ t ≤ 0,4 mm,

por que la línea de extensión (e) de cada cresta (27) y valle (27') forma un ángulo α positivo de inclinación en un lado de la línea central (x) y un ángulo α negativo de inclinación correspondiente en el otro lado de la línea central (x),

por que el ángulo de inclinación α está en el intervalo de 20º ≤ α ≤ 70º por que las crestas (27) y los valles (27') forman áreas de unión (29) en la línea central (x),

por que las crestas (27) están dispuestas a una distancia (r) unas de otras y se extienden en paralelo entre sí, y por que la distancia (r) entre crestas (27) adyacentes en el área de transferencia de calor (20) es menor de 4 mm.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE2008/050397.

Solicitante: ALFA LAVAL CORPORATE AB.

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: P.B. Box 73 221 00 Lund SUECIA.

Inventor/es: LARSSON, H KAN, CHRISTENSEN,ROLF, SVENSSON,Magnus, BERMHULT,ROLF, ANDREASSON,FREDRIK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F28D9/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL.F28D INTERCAMBIADORES DE CALOR, NO PREVISTOS EN NINGUNA OTRA SUBCLASE, EN LOS QUE LOS MEDIOS QUE INTERCAMBIAN CALOR NO ENTRAN EN CONTACTO DIRECTO (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; calentadores de fluidos que tienen medios para producir y transferir calor F24H; hornos F27; partes constitutivas de los aparatos intercambiadores de calor de aplicación general F28F ); APARATOS O PLANTAS DE ACUMULACION DE CALOR EN GENERAL. › 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.
  • F28F3/02 F28 […] › F28F PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS APARATOS INTERCAMBIADORES O DE TRANSFERENCIA DE CALOR (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; purgadores de agua o aire, ventilación F16). › F28F 3/00 Elementos en forma de placas o de láminas; Conjuntos de elementos en forma de placas o de láminas (especialmente adaptados para el movimiento F28F 5/00). › 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).
  • F28F3/08 F28F 3/00 […] › Elementos construidos para ser apilados, p. ej. pudiendo separarlos para su limpieza.

PDF original: ES-2544483_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Un intercambiador de calor de placas

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un intercambiador de calor de placas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, véase el documento 2850740.

En muchas aplicaciones de intercambiador de calor, es aconsejable alcanzar una presión de diseño alta o muy alta, es decir, para poder permitir una presión alta o muy alta de uno o ambos medios que fluyen a través de los espacios intermedios de la placa. También es aconsejable poder permitir tales altas presiones en intercambiadores de calor de placas del tipo definido anteriormente que tienen placas de intercambiador de calor permanentemente unidas, por ejemplo, a través de cobresoldadura. Tales presiones de diseño altas son difíciles de lograr sin proporcionar componentes de refuerzo externos.

Un área débil en tales intercambiadores de calor de placas es el área de portillo, es decir el área inmediatamente alrededor de los portillos. Estas áreas determinan la presión de diseño en los intercambiadores de calor de placas que se usan hoy en día. Sin embargo, aunque un cierto diseño del área de portillo mejoraría la presión de diseño, este diseño no mejoraría la resistencia de otra área del intercambiador de calor de placas, es decir, el problema únicamente se desplazaría.

Un ejemplo de una aplicación que requiere presiones de diseño muy altas se encuentra en intercambiadores de calor de placas para evaporadores y condensadores en circuitos de enfriamiento que tienen dióxido de carbono como agente de enfriamiento. El dióxido de carbono resulta muy ventajoso en este contexto desde un punto de vista medioambiental en comparación con los agentes de enfriamiento tradicionales, tales como los freones.

Sumario de la invención

El objetivo de la presente invención es proporcionar un intercambiador de calor de placas que tenga una presión de diseño alta y, más precisamente, un intercambiador de calor de placas que permita una presión muy alta de al menos uno de los medios que fluyen a través del mismo.

Este objetivo se logra mediante el intercambiador de calor de placas definido inicialmente, que se caracteriza por los 35 rasgos característicos de la reivindicación 1.

La pequeña profundidad de las placas del intercambiador de calor mejora la resistencia de la placa y del intercambiador de calor de placas. La pequeña profundidad de las placas del intercambiador de calor permite una pequeña distancia entre elementos de corrugación, como crestas y valles, en el área de transferencia de calor. Una distancia tan pequeña entre los elementos de corrugación significa que la distancia entre las áreas de contacto o áreas de unión entre placas adyacentes del intercambiador de calor en el paquete de placas también será relativamente corta. Por consiguiente, una pequeña profundidad tiene como resultado una pequeña distancia entre las áreas de unión y, de esta manera, un gran número de tales áreas de unión por el área de transferencia de calor.

De acuerdo con una realización de la invención, la profundidad es igual a o menor que 0, 9 mm, más preferentemente igual a o menor que 0, 85 mm, y más preferentemente igual a o menor que 0, 80 mm.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, el espesor t de la lámina de metal es aproximadamente 0, 3 mm.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, el material de cobresoldadura tiene un volumen de cobresoldadura con respecto al área del intercambiador de calor del intercambiador de calor de placas, en el que los primeros espacios intermedios y los segundos espacio intermedios tienen un volumen de espacio intermedio con respecto al área de transferencia de calor del intercambiador de calor de placas y en el que la proporción del 55 volumen de cobresoldadura con el volumen de espacio intermedio es al menos 0, 05. Un volumen tan relativamente grande de material de cobresoldadura mejora la resistencia de la unión entre las placas del intercambiador de calor y, de esta manera, la resistencia del intercambiador de calor de placas.

De acuerdo con la invención, cada placa del intercambiador de calor define una línea central longitudinal, en la que el área de transferencia de calor comprende crestas y valles dispuestos de tal manera que las crestas de una de las placas del intercambiador de calor quedan en contacto con los valles de una adyacente de las placas del intercambiador de calor para formar una pluralidad de áreas de unión.

Las crestas y valles se extienden a lo largo de al menos una línea de extensión formando un ángulo de inclinación

con la línea central, en el que el ángulo de inclinación está en el intervalo de 20º 70º. Preferentemente, el ángulo de inclinación es aproximadamente 45º. Tal ángulo de inclinación proporciona un máximo de áreas de

unión y, de esta manera, contribuye a una alta resistencia del paquete de placas y del intercambiador de calor de placas.

De acuerdo con la invención, la línea de extensión de cada cresta y valle forma un ángulo positivo de inclinación en un lado de la línea central y un ángulo negativo de inclinación correspondiente en el otro lado de la línea central, en el que las crestas y valles forman áreas de unión en la línea central. Tales áreas de unión en la línea central proporcionan una alta resistencia en esta área.

De acuerdo con la invención, las crestas están dispuestas a una distancia unas de otras y se extienden en paralelo entre sí. La distancia entre crestas adyacentes en el área de transferencia de calor es menor de 4 mm. Una distancia tan pequeña entre crestas adyacentes es ventajosa tal como se ha explicado anteriormente y contribuye a un gran número de áreas de unión en el área de transferencia de calor. Ventajosamente, esta distancia puede ser aproximadamente 3 mm.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, cada área de portillo comprende una primera área de portillo, una segunda área de portillo, una tercera área de portillo y una cuarta área de portillo.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se explicará ahora más detenidamente mediante una descripción de diversas realizaciones y en referencia a los dibujos adjuntos a la misma.

La Figura 1 muestra una vista lateral del intercambiador de calor de placas de acuerdo con la invención. La Figura 2 muestra una vista en planta del intercambiador de calor de placas en la Figura 1. 25 La Figura 3 muestra una vista en planta de una placa del intercambiador de calor del intercambiador de calor de placas en la Figura 1. La Figura 4 muestra otra vista en planta de una placa del intercambiador de calor del intercambiador de calor de placas en la Figura 1. La Figura 5 muestra una vista en planta de una parte de un área de portillo de la placa del intercambiador de 30 calor en la Figura 4. La Figura 6 muestra una vista en sección transversal a través de algunas de las placas del intercambiador de calor en un área de transferencia de calor del intercambiador de calor de placas en la Figura 1. La Figura 7 muestra una vista en planta de una parte del área de transferencia de calor de un intercambiador de calor del intercambiador de calor de placas en la Figura 1. 35 La Figura 8 muestra una vista en sección a través de una parte del portillo S1 del intercambiador de calor de placas en la Figura 1. La Figura 9 muestra una vista en sección a través de una parte del portillo S3 del intercambiador de calor de placas en la Figura 1. La Figura 10 muestra una vista en sección similar a la de la Figura 8 de otra realización. 40 La Figura 11 muestra una vista en sección similar a la de la Figura 9 de la otra realización.

Descripción detallada de diversas realizaciones de la invención

Las Figuras 1 y 2 muestran un intercambiador de calor de placas que comprende una pluralidad de placas de 45 intercambiador de calor 1, una primera placa terminal 2, que se proporciona junto a una más exterior de las placas de intercambiador de calor 1, y una segunda placa terminal 3 que se proporciona junto a la otra placa 1 opuesta más exterior del intercambiador de calor.

Las placas de intercambiador de calor 1 se producen a través de la formación de una lámina de metal y se 50 proporcionan unas junto a otras. La primera placa terminal 2, la segunda placa terminal 3 y las placas de intercambiador de calor 1 se unen permanentemente unas a otras a través de cobresoldadura mediante un material de cobresoldadura para formar un paquete de placas. El paquete de placas define o tiene primeros espacios intermedios de placa 4 para un primer medio y segundos espacios intermedios de placa 5 para un segundo medio,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un intercambiador de calor de placas que comprende una pluralidad de placas de intercambiador de calor (1) , que se fabrican formando una lámina de metal y se proporcionan unas junto a otras, y se unen permanentemente entre sí mediante un material de cobresoldadura para formar un paquete de placas que tiene primeros espacios intermedios de placa (4) para un primer medio y segundos espacios intermedios de placa (5) para un segundo medio, en donde al menos uno del primer medio y del segundo medio es dióxido de carbono, en el que cada placa de intercambiador de calor (1) tiene un patrón que forma un área de transferencia de calor (20) y una pluralidad de áreas de portillo (21-24) , rodeando cada área de portillo (21-24) un portillo respectivo definido mediante un borde de portillo (25) , en el que cada placa de intercambiador de calor (1) se extiende a lo largo de un plano principal de extensión (p) , en el el que dichas áreas (20-24) , en un lado de la placa de intercambiador de calor (1) , se extienden entre un nivel primario (p') a una distancia del plano principal de extensión (p) y un nivel secundario (p") a una distancia y en un lado opuesto del plano principal de extensión (p) , en el que cada placa del intercambiador de calor (1) tiene una profundidad (d) definida mediante la distancia entre el nivel primario (p) y el nivel secundario (p") , siendo la profundidad (d) igual a o menor de 1, 0 mm, en el que cada placa (1) de intercambiador de calor define una línea central longitudinal (x) en el que el área (20) de transferencia de calor comprende crestas (27) y valles (27) dispuestos de tal manera que las crestas (27) de una de las placas de intercambiador de calor (1) quedan en contacto con los valles (27') de una adyacente de las placas del intercambiador de calor (1) para formar una pluralidad de áreas de unión (28) , en el que las crestas (27) y los valles (27) se extienden a lo largo de una línea de extensión (e) formando un ángulo de inclinación con la línea central, caracterizado por que cada placa de intercambiador de calor (1) , antes de la formación, tiene un espesor t de la lámina de metal, que está en el intervalo de 0, 2 t 0, 4 mm, por que la línea de extensión (e) de cada cresta (27) y valle (27) forma un ángulo positivo de inclinación en un lado de la línea central (x) y un ángulo negativo de inclinación correspondiente en el otro lado de la línea central (x) , por que el ángulo de inclinación está en el intervalo de 20º 70º por que las crestas (27) y los valles (27) forman áreas de unión (29) en la línea central (x) , por que las crestas (27) están dispuestas a una distancia (r) unas de otras y se extienden en paralelo entre sí, y por que la distancia (r) entre crestas (27) adyacentes en el área de transferencia de calor (20) es menor de 4 mm.

2. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la profundidad (d) es igual a o menor de 0, 90 mm. 35

3. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la profundidad (d) es igual a o menor de 0, 85 mm.

4. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la profundidad (d) es igual a o 40 menor de 0, 80 mm.

5. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el espesor t de la lámina de metal es aproximadamente 0, 3 mm.

6. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material de cobresoldadura tiene un volumen de cobresoldadura con respecto al área de transferencia de calor (20) del intercambiador de calor de placas, en el que los primeros espacios intermedios (4) y los segundos espacios intermedios (5) tienen un volumen de espacio intermedio con respecto al área de transferencia de calor (20) del intercambiador de calor de placas, y en el que la proporción del volumen de cobresoldadura con el volumen de 50 espacio intermedio es al menos 0, 05.

7. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el ángulo de inclinación es aproximadamente 45º.

8. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la distancia (r) entre crestas (27) adyacentes en el área de transferencia de calor (20) es aproximadamente 3 mm.

9. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las áreas de portillo (21-24) comprenden una primera área de portillo (21) , una segunda área de portillo (22) , una 60 tercera área de portillo (23) y una cuarta área de portillo (24) .


 

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