Intercambiador de calor en espiral.

Intercambiador (1) de calor en espiral que incluye un cuerpo (2) en espiral formado por al menos unalámina en espiral enrollada para formar el cuerpo (2) en espiral que forma al menos un primer canal de flujo en formade espiral para un primer medio y un segundo canal de flujo en forma de espiral para un segundo medio,

en el que elcuerpo (2) en espiral está encerrado por una carcasa (4) sustancialmente cilíndrica que tiene al menos dos partes(4a, 4b) de carcasa que están dotadas de elementos (8a, 8b, 9a, 9b) de conexión que se comunican con el primercanal de flujo y el segundo canal de flujo, en el que el cuerpo (2) en espiral está dotado de al menos un divisor (3)unido de manera fija en su superficie periférica externa, sobre el que están unidas de manera fija las al menos dospartes (4a, 4b) de carcasa, en el que el al menos un divisor (3) unido de manera fija crea dos canales de flujo sepa10rados entre la superficie periférica externa del cuerpo (2) en espiral y la carcasa (4) sustancialmente cilíndrica, y enel que las al menos dos partes (4a, 4b) de carcasa están dotadas cada una de una tapa (7a, 7b) dispuesta en un extremo(17a, 17b) abierto de las al menos dos partes (4a, 4b) de carcasa para cerrar el intercambiador (1) de calor enespiral.

Intercambiador de calor en espiral.

Área de la invención

La presente invención se refiere en general a intercambiadores de calor en espiral que permiten una transferencia de calor entre dos fluidos a diferentes temperaturas para diversos propósitos. Específicamente, la invención se refiere a un intercambiador de calor en espiral que es de tal manera, que la entrada/las salidas del cuerpo en espiral en la carcasa externa están divididas.

Antecedentes de la invención

Convencionalmente, los intercambiadores de calor en espiral se fabrican por medio de una operación de enrollado. Las dos láminas se sueldan entre sí en un respectivo extremo, estando comprendida la unión soldada en una parte central de las láminas. Las dos láminas se enrollan una alrededor de la otra mediante el uso de un mandril retráctil o similar para formar el elemento en espiral de las láminas para delimitar dos canales de flujo o pasos separados. Los elementos distanciadores, que tienen una altura correspondiente a la anchura de los canales de flujo, pueden unirse a las láminas para permitir que el intercambiador de calor en espiral soporte presiones mayores.

Tras la retracción del mandril, se forman dos canales de entrada/salida en el centro del elemento en espiral. Los dos canales están separados entre sí por la parte central de las láminas. Una carcasa se forma por la espira externa de la parte soldada del elemento en espiral. Los extremos laterales del elemento en espiral se procesan, pudiendo cerrarse los canales de flujo en espiral lateralmente en los dos extremos laterales de diversas maneras. Normalmente, se une una cubierta a cada uno de los extremos. Una de las cubiertas puede incluir dos tuberías de conexión que se extienden hacia el centro y se comunican con uno respectivo de los dos canales de flujo. En los extremos externos radiales de los canales de flujo en espiral se suelda un respectivo cabezal a la carcasa o el elemento en espiral de un elemento de salida/entrada al respectivo canal de flujo. Alternativamente, se usa una única lámina para la fabricación del intercambiador de calor.

Un problema con los intercambiadores de calor en espiral convencionales es que cuando ambos canales de flujo para fluidos terminan en la última espira de la espiral, es necesario sellar los canales de flujo entre sí y conectarlos a cada conexión. El sellado entre los canales de flujo en la espira externa crea media espira para un primer canal de fluido y otra media espira para un segundo canal de flujo provocando posiblemente problemas de equilibrio. Otro problema relacionado con esto son las conexiones que están dispuestas directamente en el cuerpo en espiral provocando problemas adicionales de fatiga.

El documento EP-2 071 264-A, que es una técnica anterior según el artículo 54 (3) CPE, da a conocer un intercambiador de calor en espiral que incluye un cuerpo en espiral formado por láminas en espiral enrolladas para formar el cuerpo en espiral. Incluye 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 cuerpo en espiral está encerrado por una carcasa cilíndrica que está dotada de elementos de conexión que se comunican con el primer canal de flujo y el segundo canal de flujo. La carcasa comprende dos partes de carcasa que están unidas de manera flexible a un reborde en la superficie periférica externa del cuerpo en espiral.

Descripción de la invención

El objeto de la presente invención es superar los problemas mencionados anteriormente con los intercambiadores de calor en espiral de la técnica anterior. Más específicamente, tiene como objetivo un intercambiador de calor en espiral que esté mejor equilibrado y sea más resistente a la fatiga térmica, flexible para diferentes aplicaciones y en el que las partes del intercambiador de calor en espiral puedan fabricarse en paralelo.

Este objeto se consigue mediante un intercambiador de calor en espiral según la reivindicación 1.

Según un aspecto adicional de la invención, el divisor es un reborde dispuesto en la periferia externa del cuerpo en espiral.

Según un aspecto adicional de la invención, el reborde del cuerpo en espiral está dispuesto de manera simétrica en el centro del cuerpo en espiral, teniendo una distancia igual con respecto a los extremos del cuerpo en espiral desde el al menos un reborde.

Según otro aspecto de la invención, el reborde del cuerpo en espiral está dispuesto de manera asimétrica en la periferia del cuerpo en espiral, teniendo una distancia diferente con respecto a los extremos del cuerpo en espiral desde el al menos un reborde.

El al menos un reborde del cuerpo en espiral divide el espacio más externo del intercambiador de calor en espiral en al menos dos espacios, estando definidos los espacios más externos por la periferia externa del cuerpo en espiral y las al menos dos partes de carcasa en la ubicación del reborde con respecto a los extremos del cuerpo en espiral.

La ubicación del reborde a lo largo de la periferia del cuerpo en espiral permite un control de la velocidad de los medios del intercambiador de calor en espiral.

Según otro aspecto de la invención, cada carcasa está dotada de dos elementos de conexión que se comunican con uno de los dos canales de flujo, y cada carcasa está dotada de un elemento de conexión en su superficie periférica y de un elemento de conexión dispuesto en una de sus superficies de extremo para su comunicación con uno de los dos canales de flujo.

Según la invención, las al menos dos partes de carcasa están dotadas cada una de una tapa dispuesta en un extremo abierto de las al menos dos partes de carcasa para cerrar el intercambiador de calor en espiral.

Aspectos adicionales de la invención resultan evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes y de la descripción

Breve descripción de los dibujos

En el presente documento se proporciona la siguiente descripción detallada de varias realizaciones de la invención con referencia a los dibujos:

la figura 1 es una vista en despiece ordenado de un intercambiador de calor en espiral según la presente invención;

la figura 2 es una vista en sección transversal de un intercambiador de calor en espiral según la presente invención;

la figura 3 muestra un intercambiador de calor en espiral según la presente invención que está montado verticalmente; y

la figura 4 muestra un intercambiador de calor en espiral según la presente invención que está montado horizontalmente.

Descripción detallada de las realizaciones

Un intercambiador de calor en espiral incluye al menos dos láminas en espiral que se extienden a lo largo de una respectiva trayectoria en forma de espiral alrededor de un eje central común y que forman al menos dos canales de flujo en forma de espiral, que son sustancialmente paralelos entre sí, incluyendo cada canal de flujo un orificio radialmente externo, que permite una comunicación entre el respectivo canal de flujo y un respectivo conducto de salida/entrada y que está ubicado en una parte radialmente externa del respectivo canal de flujo con respecto al eje central, y un orificio radialmente interno, que permite una comunicación entre el respectivo canal de flujo y una respectiva cámara de entrada/salida, de modo que cada canal de flujo permite que un fluido de intercambio de calor fluya en una dirección sustancialmente tangencial con respecto al eje central, extendiéndose el eje central a través de las cámaras de entrada/salida en el orificio radialmente interno. Los elementos distanciadores, que tienen una altura correspondiente a la anchura de los canales de flujo, pueden unirse a las láminas para permitir que el intercambiador de calor en espiral funcione con una presión mayor de los fluidos de trabajo.

En la figura 1 se muestra una vista en despiece ordenado de un intercambiador 1 de calor en espiral según la presente invención. El intercambiador 1 de calor en espiral incluye un cuerpo 2 en espiral, formado de una manera convencional enrollando dos láminas de metal alrededor de un mandril retráctil, pero también puede formarse de otras maneras. Las láminas pueden estar dotadas de resaltes o un elemento distanciador (no mostrados) unidos a las láminas o formados en la superficie de las láminas. Los... [Seguir leyendo]

1. Intercambiador (1) de calor en espiral que incluye un cuerpo (2) en espiral formado por al menos una lámina en espiral enrollada 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 está encerrado por una carcasa (4) sustancialmente cilíndrica que tiene al menos dos partes (4a, 4b) de carcasa que están dotadas de elementos (8a, 8b, 9a, 9b) de conexión que se comunican con el primer canal de flujo y el segundo canal de flujo, en el que el cuerpo (2) en espiral está dotado de al menos un divisor (3) unido de manera fija en su superficie periférica externa, sobre el que están unidas de manera fija las al menos dos partes (4a, 4b) de carcasa, en el que el al menos un divisor (3) unido de manera fija crea dos canales de flujo separados entre la superficie periférica externa del cuerpo (2) en espiral y la carcasa (4) sustancialmente cilíndrica, y en el que las al menos dos partes (4a, 4b) de carcasa están dotadas cada una de una tapa (7a, 7b) dispuesta en un extremo (17a, 17b) abierto de las al menos dos partes (4a, 4b) de carcasa para cerrar el intercambiador (1) de calor en espiral.

2. Intercambiador (1) de calor en espiral según la reivindicación 1, en el que el divisor es un reborde (3) dispuesto en la periferia externa del cuerpo (2) en espiral.

3. Intercambiador (1) de calor en espiral según la reivindicación 2, en el que el reborde (3) del cuerpo (2) en espiral está dispuesto de manera simétrica en el centro del cuerpo (2) en espiral, teniendo una distancia igual con respecto a los extremos (11a, 11b) del cuerpo (2) en espiral desde el al menos un reborde (3) .

4. Intercambiador (1) de calor en espiral según la reivindicación 2, en el que el reborde (3) del cuerpo (2) en espiral está dispuesto de manera asimétrica en la periferia del cuerpo (2) en espiral, teniendo una distancia diferente con respecto a los extremos (11a, 11b) del cuerpo (2) en espiral desde el al menos un reborde (3) .

5. Intercambiador (1) de calor en espiral según cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, en el que el al menos un reborde (3) del cuerpo (2) en espiral divide el espacio más externo del intercambiador (1) de calor en espiral en al menos dos espacios, estando definidos los espacios más externos por la periferia externa del cuerpo (2) en espiral y las al menos dos partes (4a, 4b) de carcasa.

6. Intercambiador (1) de calor en espiral según la reivindicación 5, en el que cada carcasa (4a, 4b) está dotada de un elemento (9a, 9b) de conexión en su superficie periférica y de un elemento (8a, 8b) de conexión dispuesto en las tapas (7a, 7b) para su comunicación con uno de los dos canales de flujo.

7. Intercambiador (1) de calor en espiral según la reivindicación 6, en el que la espira externa del intercambiador (1) de calor en espiral está cerrada por placas (12) de cierre hacia el extremo (17a, 17b) respectivamente abierto del cuerpo en espiral.