INTERCAMBIADOR DE CALOR EN ESPIRAL.

Un intercambiador de calor en espiral que incluye un cilindro central (5) y al menos dos láminas en espiral (6,

7) que se extienden desde el cilindro a lo largo de una respectiva ruta en forma de espiral alrededor de un eje central común (x) y que forman al menos un primer canal (8) de flujo en forma de espiral para un primer medio y un segundo canal (9) de flujo en forma de espiral para un segundo medio, en el cual el cilindro (5) se extiende alrededor del eje central (x) y forma un espacio interior (4) dentro del cilindro, en el cual el cilindro incluye un extremo frontal (5'), un extremo trasero (5''), al menos una primera abertura lateral (11) que se comunica con el primer canal (8) de flujo y al menos una segunda abertura lateral (12) que se comunica con el segundo canal (9) de flujo, y en el cual el intercambiador de calor en espiral incluye una primera tubería (14), que está dispuesta para extenderse a través del extremo trasero (5'') hacia el espacio interior del cilindro (5), en el cual existe un primer canal de conexión, que se comunica con el primer canal (8) de flujo a través de la primera abertura lateral (11), que está formado dentro de la primera tubería (14), y un segundo canal de conexión, que se comunica con el segundo canal (9) de flujo a través de la segunda abertura lateral (12), que está formado en el espacio interior fuera de la primera tubería (14), caracterizado porque la primera abertura lateral (11) está desplazada axialmente con respecto a la segunda abertura lateral (12)

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Y TÉCNICA ANTERIOR

La presente invención se refiere generalmente a intercambiadores de calor en espiral para diversos propósitos. Más específicamente, la invención se refiere a un intercambiador de calor en espiral para recuperar el calor en fluidos problemáticos, tales como el lodo. En particular, la invención se refiere a un intercambiador de calor en espiral que incluye un cilindro central y al menos dos láminas en espiral que se extienden desde el cilindro a lo largo de una respectiva ruta en forma de espiral alrededor de un eje central común y que forman 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 cual el cilindro se extiende alrededor del eje central y forma un espacio interior dentro del cilindro, y en el cual el cilindro incluye un extremo frontal, un extremo trasero, al menos una primera abertura lateral que se comunica con el primer canal de flujo y al menos una segunda abertura lateral que se comunica con el segundo canal de flujo.

En el documento SE 112656 se describe tal intercambiador de calor en espiral. Este documento describe una realización que comprende un cilindro central. El cilindro está formado de una pieza con una placa extrema. En el espacio interior del cilindro se proporcionan dos cabezales para la comunicación fluida con un respectivo canal de flujo en espiral.

Convencionalmente, los intercambiadores de calor en espiral son fabricados mediante una operación de devanado. Se sueldan las dos láminas entre sí por un extremo respectivo, por lo que la unión soldada quedará situada en una porción central de las láminas. Alternativamente, puede usarse una única lámina para fabricar el intercambiador de calor en espiral. Se enganchan a las láminas unos miembros de separación, que tienen una altura respectiva a la anchura de los canales de flujo. Antes de ser devanada, se introduce la porción central de la lámina en un hueco de un mandril retráctil. Luego se rota el mandril, por lo que las láminas son devanadas para formar el elemento en espiral de las láminas. Tras retraer el mandril, se forman dos canales de entrada/salida en el centro del elemento en espiral. Los dos canales están separados entre sí por la porción central de las láminas. Los extremos laterales del elemento en espiral son procesados, por lo que los dos extremos laterales de los canales de flujo en espiral pueden ser cerrados lateralmente de diversas maneras. Típicamente, se sujeta una cubierta a cada uno de los extremos. Una de las cubiertas puede incluir dos tuberías de conexión que se extiendan hacia el centro y se comuniquen con uno de los dos canales de flujo respectivos. En los extremos exteriores radiales de los canales de flujo espirales hay soldado un respectivo cabezal para formar un miembro de entrada/salida del respectivo canal de flujo.

Uno de los problemas con este intercambiador de calor en espiral convencional es el proceso de fabricación relativamente complejo que se precisa para montar las tuberías de conexión que se extienden desde el centro del intercambiador de calor en espiral. Particularmente, el problema está relacionado con la dificultad de conseguir una posición apropiada y deseada para las dos tuberías de conexión y los cabezales en la periferia del elemento en espiral. Con frecuencia resulta importante que los cabezales estén situados en la parte superior del elemento en espiral, y también que las tuberías de conexión estén situadas a lo largo de un plano vertical. Adicionalmente, en el caso de un intercambiador de calor en espiral diseñado para recibir lodo como uno de los medios, también es importante que una tubería de conexión que forme la salida de lodo esté situada bajo la otra tubería de conexión que forma una entrada de agua. Estos requisitos implican que la porción central debe ser al menos aproximadamente horizontal. Para obtener tal posición de las tuberías de conexión, con frecuencia hay que cortar los extremos exteriores de las láminas tras la operación de devanado.

El documento CH 539 257 describe otro elemento de intercambiador de calor en espiral que está montado en una vasija cilíndrica. El elemento de intercambiador de calor en espiral incluye un cilindro central y dos láminas en espiral que se extienden desde el cilindro a lo largo de una respectiva ruta en forma de espiral alrededor de un eje central. Las láminas en espiral forman 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. El cilindro se extiende alrededor del eje central y forma un espacio interior en el cilindro. El cilindro incluye una primera abertura y una segunda abertura, comunicándose ambas con uno, y con el mismo, de los canales de flujo.

A partir del documento GB-A-745 914 se conoce un intercambiador de calor en espiral de acuerdo con el preámbulo de la Reivindicación 1.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

El objetivo de la presente invención es superar los problemas mencionados anteriormente. Más específicamente, apunta a un intercambiador de calor en espiral que permite una distribución elegante de los conductos y las tuberías conectadas al intercambiador de calor y que pueda fabricarse de manera fácil.

Este objetivo se lleva a cabo mediante el intercambiador de calor en espiral tal como queda definido en la Reivindicación 1.

Mediante tal diseño, la distribución de las tuberías y los conductos conectados al intercambiador de calor en espiral puede ser menos complicada que en el diseño de la técnica anterior. La primera tubería puede introducirse en el cilindro como una unidad separada o módulo tras el devanado de las láminas para formar un elemento de intercambiador de calor en espiral. Consecuentemente, puede rotarse el elemento de intercambiador de calor en espiral hasta una posición deseada con respecto a los extremos exteriores de los canales de flujo antes de la introducción de la primera tubería. Luego puede extenderse la conexión al segundo canal de conexión hacia cualquier dirección deseada. La primera tubería puede estar situada en una posición apropiada en el espacio interior, por ejemplo para facilitar la descarga de lodo.

De acuerdo con la presente invención, la primera abertura lateral está desplazada axialmente con respecto a la segunda abertura lateral. Al separar axialmente las aberturas, es posible colocar la primera tubería en cualquier posición giratoria con respecto al cilindro y al intercambiador de calor en espiral.

De acuerdo con una realización adicional de la presente invención, el intercambiador de calor incluye un miembro de separación para dividir el espacio interior en una primera parte del espacio que incluye la primera abertura lateral y una segunda parte del espacio que incluye la segunda abertura lateral. El miembro de separación puede estar sujeta a la primera tubería, y extenderse alrededor de la misma. Adicionalmente, el miembro de separación puede tener un borde circunferencial exterior que hace contacto con una pared interior, que define el espacio interior. Para separar entre sí de manera estanca la primera parte del espacio y la segunda parte del espacio, el borde circunferencial exterior está soldado a la pared interior.

De acuerdo con una realización adicional de la presente invención, el intercambiador de calor incluye una segunda tubería, que se extiende hacia fuera desde la segunda parte del espacio y está adaptada para permitir al segundo medio pasar a través de la segunda tubería.

De acuerdo con una realización adicional de la presente invención, el intercambiador de calor incluye una carcasa situado en el extremo trasero del cilindro y dispuesto para cerrar la segunda parte del espacio. Consecuentemente, la primera tubería se extenderá a través de la carcasa. Adicionalmente, la segunda tubería se extiende a través de la carcasa sustancialmente hacia fuera, de manera radial, desde la carcasa con respecto al eje central. Tal segunda tubería puede por lo tanto extenderse en cualquier dirección radial desde la carcasa.

De acuerdo con una realización adicional de la presente invención, el intercambiador de calor incluye un elemento de conexión que incluye la primera tubería. Ventajosamente, el elemento de conexión también incluye la segunda tubería y la carcasa. Tal elemento de conexión puede fabricarse como una unidad separada o módulo, que se introduce en el cilindro tras el devanado de las láminas para formar un elemento de intercambiador...

1. Un intercambiador de calor en espiral que incluye un cilindro central (5) y al menos dos láminas en espiral (6, 7) que se extienden desde el cilindro a lo largo de una respectiva ruta en forma de espiral alrededor de un eje central común (x) y que forman al menos un primer canal (8) de flujo en forma de espiral para un primer medio y un segundo canal (9) de flujo en forma de espiral para un segundo medio, en el cual el cilindro (5) se extiende alrededor del eje central (x) y forma un espacio interior (4) dentro del cilindro, en el cual el cilindro incluye un extremo frontal (5'), un extremo trasero (5''), al menos una primera abertura lateral (11) que se comunica con el primer canal (8) de flujo y al menos una segunda abertura lateral (12) que se comunica con el segundo canal (9) de flujo, y en el cual el intercambiador de calor en espiral incluye una primera tubería (14), que está dispuesta para extenderse a través del extremo trasero (5'') hacia el espacio interior del cilindro (5), en el cual existe un primer canal de conexión, que se comunica con el primer canal (8) de flujo a través de la primera abertura lateral (11), que está formado dentro de la primera tubería (14), y un segundo canal de conexión, que se comunica con el segundo canal (9) de flujo a través de la segunda abertura lateral (12), que está formado en el espacio interior fuera de la primera tubería (14), caracterizado porque la primera abertura lateral (11) está desplazada axialmente con respecto a la segunda abertura lateral (12).

2. El intercambiador de calor de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque el intercambiador de calor incluye un miembro de separación (15) para dividir el espacio interior en una primera parte (4') del espacio que incluye la primera abertura lateral (11) y una segunda parte (4'') del espacio que incluye la segunda abertura lateral (12).

3. El intercambiador de calor de acuerdo con la Reivindicación 2, caracterizado porque el miembro de separación (15) está sujeta a la primera tubería (14), y se extiende alrededor de la misma.

4. El intercambiador de calor de acuerdo con la Reivindicación 3, caracterizado porque el miembro de separación (15) tiene un borde circunferencial exterior que hace contacto con una pared interior, que define el espacio interior (4).

5. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el borde circunferencial exterior está soldado a la pared interior.

6. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el intercambiador de calor incluye una segunda tubería (16), que se extiende hacia fuera desde la segunda parte del espacio y está dispuesta para permitir al segundo medio pasar a través de la segunda tubería (16).

7. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el intercambiador de calor incluye una carcasa (17) situada en el extremo trasero (5'') del cilindro y dispuesta para cerrar la segunda parte (4'') del espacio.

8. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque la segunda tubería (16) se extiende a través de la carcasa (17) sustancialmente hacia fuera, de manera radial, desde la carcasa.

9. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el intercambiador de calor incluye un elemento de conexión (2) que incluye la primera tubería.

10. El intercambiador de calor de acuerdo con las reivindicaciones 6, 7 y 9, caracterizado porque el elemento de conexión (2) también incluye la segunda tubería (16) y la carcasa (17).

11. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el intercambiador de calor incluye una cubierta (20) dispuesta para cerrar el extremo frontal (5') de manera que pueda abrirse.

12. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el intercambiador de calor en espiral incluye un primer miembro de conexión (27) exterior que se comunica con el primer canal (8) de flujo.

13. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el intercambiador de calor en espiral incluye un segundo miembro de conexión (28) exterior que se comunica con el segundo canal (9) de flujo. 5 14. El intercambiador de calor de acuerdo con las reivindicaciones 12 y 13, caracterizado porque el intercambiador de calor está adaptado para ser situado de manera que el eje central (x) se extienda sustancialmente horizontal, y porque el primer y segundo miembros de conexión (27, 28) exteriores se extienden sustancialmente verticales. 10 15. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera tubería (14) está dispuesta para extenderse sustancialmente de manera coaxial hacia el espacio interior (4). 15 16. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos canales (8, 9) de flujo se extienden sustancialmente en paralelo entre sí, y cada canal de flujo está adaptado para permitir que el respectiva medio fluya en una dirección sustancialmente tangencial con respecto al eje central (x). 20