ES2896732T3 - Una placa del intercambiador de calor, un intercambiador de calor de placas y un método para fabricar un intercambiador de calor de placas - Google Patents
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Abstract
Una placa del intercambiador de calor (1) que estará compuesta por un intercambiador de calor de placas configurado para la evaporación de un primer fluido, comprendiendo la placa del intercambiador de calor un área del intercambiador de calor (5) que se extiende en paralelo con un plano de extensión (p) de la placa del intercambiador de calor (1), un área de borde (6) que se extiende alrededor del área del intercambiador de calor (5), un número de lumbreras (11-14) que se extienden a través del área del intercambiador de calor (5), y un reborde periférico (15) que rodea una primera lumbrera (11) de dicho número de lumbreras (11-14) y que se extiende transversalmente al plano de extensión (p) desde un extremo de base (16) hasta un extremo superior (17) con una altura de reborde H perpendicular al plano de extensión (p), caracterizada por que la placa del intercambiador de calor (1) comprende al menos un orificio de restricción (20) que se extiende a través del reborde periférico (15) y que tiene una altura de orificio h perpendicular al plano de extensión (p), en donde la relación h/H es como máximo del 30 %, y que la placa del intercambiador de calor (1) tiene un espesor (t), en la que el reborde periférico (15) forma una porción de transición (31) al área del intercambiador de calor (5), y en donde la porción de transición (31) está curvada de forma cóncava con un radio de curvatura (r) que es igual o inferior a 3 veces el espesor (t).
Description
DESCRIPCIÓN
Una placa del intercambiador de calor, un intercambiador de calor de placas y un método para fabricar un intercambiador de calor de placas
Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere a una placa del intercambiador de calor que estará compuesta por un intercambiador de calor de placas configurado para la evaporación de un primer fluido, comprendiendo la placa del intercambiador de calor un área del intercambiador de calor que se extiende en paralelo con un plano de extensión de la placa del intercambiador de calor, un área de borde que se extiende alrededor del área del intercambiador de calor, una serie de lumbreras que se extienden a través del área del intercambiador de calor, y un reborde periférico que rodea una primera lumbrera de dicho número de lumbreras y que se extiende transversalmente al plano de extensión desde un extremo de base hasta un extremo superior con una altura de borde perpendicular al plano de extensión.
La presente invención se refiere también a un intercambiador de calor de placas para la evaporación, comprendiendo primeras placas del intercambiador de calor y segundas placas del intercambiador de calor, que forman primeros espacios entre placas para que se evapore un primer fluido y segundos espacios entre placas para un segundo fluido, en el que cada una de las primeras placas del intercambiador de calor y las segundas placas del intercambiador de calor se extienden en paralelo con un plano de extensión y comprenden un área del intercambiador de calor que se extiende en paralelo con un plano de extensión de la placa del intercambiador de calor, un área de borde que se extiende alrededor del área del intercambiador de calor, y un número de lumbreras que se extienden a través del área del intercambiador de calor, en el que cada una de las primeras placas del intercambiador de calor comprende un reborde periférico que rodea una primera lumbrera de dicho número de lumbreras y que se extiende transversalmente al plano de extensión desde un extremo de base hasta un extremo superior con una altura de borde perpendicular al plano de extensión, en el que cada una de las primeras placas del intercambiador de calor comprende al menos un orificio de restricción que se extiende a través del reborde periférico y que tiene una altura de orificio perpendicular al plano de extensión, en el que las primeras placas del intercambiador de calor y las segundas placas del intercambiador de calor están unidas entre sí mediante juntas de material de soldadura fuerte entre las primeras y segundas placas del intercambiador de calor y dispuestas de tal forma que los rebordes periféricos definen un canal de entrada que se extiende a través del intercambiador de calor de placas, y
en el que el al menos un orificio de restricción forma un paso de fluido para el primer fluido desde el canal de entrada hasta los primeros espacios entre placas.
Por otra parte, la presente invención se refiere a un método para fabricar un intercambiador de calor de placas configurado para la evaporación, comprendiendo primeras placas del intercambiador de calor y segundas placas del intercambiador de calor, en el que cada una de la primera y segunda placas del intercambiador de calor tiene un número de lumbreras y en el que una primera lumbrera de dicho número de lumbreras de las primeras placas del intercambiador de calor está rodeada por un reborde periférico.
Antecedentes de la invención, y técnica anterior
El documento EP-2730878 desvela un paquete de placas y un método para fabricar un paquete de placas. El paquete de placas comprende varias primeras placas del intercambiador de calor y varias segundas placas del intercambiador de calor, que están dispuestas unas junto a otras de tal forma que se forma un primer espacio entre placas entre cada par de primeras placas del intercambiador de calor y segundas placas del intercambiador de calor adyacentes y un segundo espacio entre placas entre cada par de segundas placas del intercambiador de calor y primeras placas del intercambiador de calor adyacentes. Los primeros espacios entre placas y los segundos espacios entre placas están separados entre sí y proporcionados unos junto a otros en orden alterno en el paquete de placas. Cada una de las primeras y segundas placas del intercambiador de calor tiene una primera lumbrera, rodeada por un reborde periférico. Las primeras placas del intercambiador de calor y las segundas placas del intercambiador de calor están unidas entre sí mediante juntas de material de soldadura fuerte entre las primeras y segundas placas del intercambiador de calor y dispuestas de tal forma que los rebordes periféricos definen juntos un canal de entrada que se extiende a través del paquete de placas. Una vez realizada la soldadura fuerte, se realiza al menos un orificio de restricción a través del reborde periférico de las primeras y/o la segundas placas del intercambiador de calor. El orificio de restricción forma un paso de fluido que permite una comunicación entre el canal de entrada y los primeros espacios entre placas.
Un problema con el paquete de placas desvelado en el documento EP-2730878 es la dificultad para realizar el orificio de restricción en el reborde. La herramienta para hacer orificios, que comprende un cabezal de rayo láser, un cabezal de haz de electrones o un cabezal de plasma, debe introducirse en el canal de entrada. Esto es complicado y requiere mucho tiempo debido al espacio limitado disponible en el canal de entrada para recibir la herramienta de para hacer orificios.
Sumario de la invención
El objetivo de la invención es superar los problemas tratados anteriormente. En particular, está dirigido a una placa
del intercambiador de calor y a un intercambiador de calor de placas, que permiten una fabricación más eficaz y rápida. También está dirigido a un método de fabricación más eficaz y rápido.
El objetivo se logra mediante la placa del intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1.
Una placa del intercambiador de calor de este tipo es adecuada para ser utilizada en un intercambiador de calor de placas y unida a otra placa del intercambiador de calor mediante soldadura fuerte. El inventor se ha percatado de que el orificio de restricción se puede mantener abierto durante la soldadura fuerte y después de que se haya realizado la soldadura colocando el orificio de restricción en el reborde periférico de forma que las fuerzas capilares que actúan sobre el material de soldadura fuerte durante la soldadura fuerte alejen el material de soldadura fuerte del orificio de restricción.
En el extremo de base y el extremo superior, el reborde periférico de la placa del intercambiador de calor puede formar juntas superpuestas con las placas adyacentes del intercambiador de calor en el intercambiador de calor de placas. Estas juntas pueden, debido a fuerzas capilares, atraer el material de soldadura fuerte durante la soldadura fuerte y, por lo tanto, alejar el material de soldadura fuerte del orificio de restricción.
De acuerdo con una realización de la invención, el reborde periférico se estrecha hacia el extremo superior, especialmente desde el extremo de base hasta el extremo superior.
De acuerdo con una realización de la invención, el al menos un orificio de restricción está situado en el centro entre el extremo de base y el extremo superior del reborde periférico.
Al situar el orificio de restricción en el centro entre el extremo de base y el extremo superior, el orificio de restricción se situará a una distancia máxima de las juntas.
De acuerdo con la invención, el extremo de base del reborde periférico forma una porción de transición anular entre el reborde periférico y el área del intercambiador de calor. La porción de transición anular puede, debido a fuerzas capilares, atraer el material de soldadura fuerte durante la soldadura fuerte y, por lo tanto, alejar el material de soldadura fuerte del orificio de restricción.
El extremo superior puede estar formado por un borde superior alejado del extremo de base.
De acuerdo con la invención, la relación h/H es como máximo el 30 %, es decir, la altura del orificio de restricción es como máximo el 30 % de la altura del reborde periférico. Esta altura máxima del orificio del orificio de restricción contribuye a crear una caída de presión adecuada del primer fluido al entrar en el primer espacio entre placas. Preferentemente, la relación h/H es como máximo el 25 %, más preferentemente como máximo el 20 % y lo más preferentemente como máximo el 15 %.
De acuerdo con una realización de la invención, la altura del orificio del al menos un orificio de restricción es igual o inferior a 3 mm, preferentemente igual o inferior a 2 mm, y más preferentemente igual o inferior a 1 mm.
De acuerdo con una realización de la invención, la altura del orificio del orificio de restricción es de al menos 0,3 mm. De acuerdo con una realización de la invención, la placa del intercambiador de calor está hecha de un metal o una aleación de metal que se extiende hasta la superficie exterior de la placa del intercambiador de calor. La superficie exterior del metal o de la aleación de metal puede tener propiedades tales que se adhiera a un material de soldadura fuerte.
De acuerdo con una realización de la invención, el reborde periférico forma una porción de transición anular al área del intercambiador de calor, en el que la porción de transición anular está curvada de forma cóncava con un radio de curvatura como máximo de 1 mm. Un radio de curvatura tan relativamente pequeño en el extremo de base, es decir, en la porción de transición anular al área del intercambiador de calor, debido a las fuerzas capilares puede atraer el material de soldadura fuerte durante la soldadura fuerte.
De acuerdo con una realización de la invención, el reborde periférico tiene un lado convexo y un lado cóncavo opuesto, en el que la porción de transición anular está formada por una transición curva cóncava del lado convexo al área del intercambiador de calor.
De acuerdo con la invención, la placa del intercambiador de calor tiene un espesor, en la que el reborde periférico forma una porción de transición al área del intercambiador de calor, y en la que la porción de transición está curvada de forma cóncava con un radio de curvatura que es igual o inferior a 3 veces el espesor.
Preferentemente, el radio de curvatura es como máximo 1 mm, más preferentemente como máximo 0,7 mm, aún más preferentemente como máximo 0,5 mm, y lo más preferentemente como máximo 0,3 mm.
De acuerdo con una realización de la invención, el radio de curvatura es de al menos 0,2 mm.
El objetivo se logra también mediante el intercambiador de calor de placas de acuerdo con la reivindicación 6.
Como se ha mencionado anteriormente, el inventor se ha percatado de que los orificios de restricción realizados previamente se pueden mantener abiertos durante la soldadura fuerte y después de que se haya realizado la soldadura colocando el orificio de restricción en el reborde periférico de forma que las fuerzas capilares que actúan sobre el material de soldadura fuerte durante la soldadura fuerte alejen el material de soldadura fuerte del orificio de restricción. De acuerdo con una realización de la invención, el al menos un orificio de restricción está situado entre el extremo de base y el extremo superior del reborde para evitar que el material de soldadura alcance el orificio de restricción cuando las placas del intercambiador de calor se unen entre sí. Por tanto, las fuerzas capilares, que actúan sobre el material de soldadura fuerte durante la soldadura fuerte, pueden alejar el material de soldadura del orificio de restricción. De acuerdo con una realización de la invención, el reborde periférico se estrecha hacia el extremo superior, especialmente desde el extremo de base hasta el extremo superior.
De acuerdo con una realización de la invención, el al menos un orificio de restricción está situado en el centro entre el extremo de base y el extremo superior del reborde periférico.
De acuerdo con la invención, la relación h/H es como máximo el 30 %, preferentemente como máximo el 25 %, más preferentemente como máximo el 20 % y lo más preferentemente como máximo el 15 %.
De acuerdo con una realización de la invención, la altura del orificio del al menos un orificio de restricción es igual o inferior a 3 mm, preferentemente igual o inferior a 2 mm, y más preferentemente igual o inferior a 1 mm.
De acuerdo con la invención, cada una de las primeras placas del intercambiador de calor tiene un espesor, en la que el reborde periférico forma una porción de transición al área del intercambiador de calor, y en la que la porción de transición está curvada de forma cóncava con un radio de curvatura que es igual o inferior a 3 veces el espesor. Preferentemente, el radio de curvatura es como máximo 1 mm, más preferentemente como máximo 0,7 mm, aún más preferentemente como máximo 0,5 mm, y lo más preferentemente como máximo 0,3 mm.
De acuerdo con una realización de la invención, el radio de curvatura es de al menos 0,2 mm.
De acuerdo con una realización de la invención, el extremo superior del reborde periférico de una de las primeras placas del intercambiador de calor y el extremo de base del reborde periférico de una primera placa del intercambiador de calor adyacente se superponen entre sí y forman una junta de superposición. La junta de superposición puede, debido a las fuerzas capilares, atraer material de soldadura fuerte del orificio de restricción durante la soldadura fuerte del intercambiador de calor de placas y, por lo tanto, alejar el material de soldadura fuerte del orificio de restricción. El extremo superior del reborde periférico de una de las primeras placas del intercambiador de calor puede tener un lado convexo que se une a un lado cóncavo del extremo de base del reborde periférico de la primera placa del intercambiador de calor adyacente.
El objeto se consigue también mediante el método de acuerdo con la reivindicación 10.
El método es adecuado para fabricar el intercambiador de calor de placas definido anteriormente.
De acuerdo con una realización adicional de la invención, la etapa de disposición comprende disponer las primeras y segundas placas del intercambiador de calor de forma que el extremo superior del reborde periférico de una de las primeras placas del intercambiador de calor se introduzca en el extremo de base del reborde periférico de una primera placa del intercambiador de calor adyacente para permitir la formación de una junta de superposición.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, la presente invención se explicará más detalladamente a través de una descripción de diversas realizaciones y con referencia a los dibujos adjuntos de la misma.
Figura 1 desvela esquemáticamente una vista en planta de un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una primera realización de la invención.
Figura 2 desvela esquemáticamente una vista en sección longitudinal a lo largo de la línea II-II de la Figura 1. Figura 3 desvela esquemáticamente una vista en planta de una primera placa del intercambiador de calor del intercambiador de calor de placas de la Figura 1.
Figura 4 desvela esquemáticamente una vista en sección de una primera área de lumbreras del intercambiador de calor de placas de la Figura 1.
Figura 5 desvela esquemáticamente una vista en sección de una parte de la primera área de lumbreras de la Figura 4.
Descripción detallada de diversas realizaciones
Las Figuras 1 y 2 desvelan un intercambiador de calor de placas que comprende una pluralidad de placas del intercambiador de calor 1, 2. Las placas del intercambiador de calor 1, 2 comprenden primeras placas del intercambiador de calor 1 y segundas placas del intercambiador de calor 2.
Las primeras y segundas placas del intercambiador de calor 1, 2 están dispuestas una al lado de la otra de tal forma que los primeros espacios intermedios entre placas 3 para un primer fluido se forman entre cada par de primera y segunda placas del intercambiador de calor 1, 2 adyacentes y los segundos espacios intermedios entre placas 4 para un segundo fluido entre cada par de primera y segundas placas 2, del intercambiador de calor 1 adyacentes.
Los primeros espacios entre placas 3 y los segundos espacios entre placas 4 se proporcionan lado a lado en un orden alternativo en el intercambiador de calor de placas, tal y como se puede observar en la Figura 2.
El intercambiador de calor de placas está configurado para funcionar como un evaporador, en el que los primeros espacios intermedios entre placas 3 están configurados para recibir el primer fluido que se va a evaporar en su interior. El primer fluido puede ser cualquier refrigerante adecuado. Los segundos espacios intermedios 4 de placa están configurados para recibir el segundo fluido para calentar el primer fluido a evaporar en los primeros espacios entre placas 3.
El intercambiador de calor de placas se puede invertir también y se configura después para funcionar como un condensador, en el que el primer fluido, es decir, el refrigerante, se condensa en los primeros espacios entre placas 3, y el segundo fluido se transporta a través de los segundos espacios entre placas 4 para enfriar el primer fluido transportado a través de los primeros espacios entre placas 3.
Cada una de las primeras placas del intercambiador de calor 1 y las segundas placas del intercambiador de calor 2 se extienden en paralelo con un plano de extensión p.
Cada primera y segunda placas del intercambiador de calor 1, 2 tiene un área del intercambiador de calor 5, véase Figura 3, que se extiende en paralelo con el plano de extensión p, y un área de borde 6 que se extiende alrededor del área del intercambiador de calor 5. El área de borde 6 rodea por tanto el área del intercambiador de calor 5 y forma una pestaña que se inclina con respecto al plano de extensión p, véase Figura 2. La pestaña del área de borde 6 de una de las placas del intercambiador de calor 1,2 se fija y se une a una pestaña correspondiente de un área de borde 6 de una adyacente de las placas del intercambiador de calor 1, 2, en una forma conocida per se.
El área del intercambiador de calor 5 comprende una ondulación 7 de crestas y valles, que se indica esquemáticamente en la Figura 3. La ondulación 7 puede formar varios patrones, por ejemplo, un patrón diagonal, un patrón de espina de pescado, etc., como se conoce en la técnica de los intercambiadores de calor de placas.
Cada una de las primeras placas del intercambiador de calor 1 y las segundas placas del intercambiador de calor 2 comprende también cuatro lumbreras 11, 12, 13, 14.
Una primera lumbrera 11 de las lumbreras 11-14 de las primeras placas del intercambiador de calor 1 está rodeada por un reborde periférico 15, véanse Figuras 4 y 5. El reborde periférico 15 es anular y se extiende desde el área del intercambiador de calor 5 transversalmente, o sustancialmente transversalmente al plano de extensión p.
El reborde periférico 15 tiene un extremo de base 16 y un extremo superior 17. El reborde periférico 15 tiene una altura de reborde H perpendicular al plano de extensión p desde el extremo de base 16 hasta el extremo superior 17, véase Figura 5.
Como se puede observar en las Figuras 4 y 5, el reborde periférico 15 es ahusado o cónico, o ligeramente ahusado o cónico, y se estrecha hacia el extremo superior, especialmente desde el extremo de base 16 hasta el extremo superior 17.
Las tres lumbreras restantes 12-14 no están provistas de un reborde periférico de este tipo, pero están definidas por un borde de lumbrera 18, indicado esquemáticamente en la Figura 2 para las lumbreras 13.
En las realizaciones desveladas, la primera lumbrera 11 de las segundas placas del intercambiador de calor 2 carece también del reborde periférico. La primera lumbrera 11 de las segundas placas del intercambiador de calor 2 está
definida por un borde de lumbrera 18, véanse Figuras 4 y 5.
Cada una de las primeras placas del intercambiador de calor 1 comprende también al menos un orificio de restricción 20, que se extiende a través del reborde periférico 15. Cabe señalar que cada reborde periférico 15 puede estar provisto de uno o más, por ejemplo dos, tres, cuatro, cinco, seis o incluso más orificios de restricción 20. En una de las primeras placas del intercambiador de calor 1 que se muestra en la Figura 4, se pueden ver tres orificios de restricción 20. El orificio de restricción 20 tiene una altura de orificio h perpendicular al plano de extensión p, véase Figura 5.
Tal y como puede verse en la Figura 4, la primera placa del intercambiador de calor 1 más superior puede carecer de orificios de restricción 20 ya que esta primera placa del intercambiador de calor 1 no delimita ningún primer espacio entre placas 3.
Sin embargo, también esta primera placa del intercambiador de calor 1 puede tener uno o más orificios de restricción 20 para facilitar la fabricación haciendo todas las primeras placas del intercambiador de calor 1 idénticas.
Las primeras placas del intercambiador de calor 1 y las segundas placas del intercambiador de calor 2 están unidas entre sí mediante juntas de material de soldadura fuerte, tal como cobre o una aleación de cobre, entre las primeras y segundas placas del intercambiador de calor 1,2. La primera y segunda placas del intercambiador de calor 1,2 están hechas de metal o una aleación de metal, tal como acero inoxidable, que se extiende hasta la superficie exterior de la placa del intercambiador de calor 1,2. La superficie exterior del metal o aleación de metal tiene propiedades tales que se adhiere al material de soldadura fuerte durante la soldadura fuerte del intercambiador de calor de placas.
Las placas del intercambiador de calor 1, 2 están dispuestas de tal forma que los rebordes periféricos 15 definen un canal de entrada 21 que se extiende a través del intercambiador de calor de placas. Las segundas lumbreras 12 de las placas del intercambiador de calor 1, 2 definen un canal de salida 22 para el primer fluido. La tercera lumbrera 13 de las placas del intercambiador de calor 1,2 define un canal de entrada 23 para el segundo fluido. La cuarta lumbrera 14 de las placas del intercambiador de calor 1, 2 define un canal de salida 24 para el segundo fluido.
Tal y como puede verse en la Figura 4, el intercambiador de calor de placas puede tener también una primera placa de extremo 25, que puede formar una placa de presión, y una segunda placa de extremo 26, que puede formar una placa de marco.
El reborde periférico 15 tiene un lado convexo y un lado cóncavo opuesto. El lado convexo está orientado hacia el primer espacio entre placas 3. El lado cóncavo está orientado hacia el canal de entrada 21.
En el extremo superior 17, el lado convexo del reborde periférico 15 de una de las primeras placas del intercambiador de calor 1 se superpone al lado cóncavo en el extremo de base 16 del reborde periférico 15 de la primera placa del intercambiador de calor 1 adyacente, tal y como puede verse en las Figuras 4 y 5. Esta superposición forma una junta de superposición 30 entre los rebordes periféricos 15 de las primeras placas del intercambiador de calor 1 adyacentes. De forma más precisa, la junta de superposición 30 se forma entre el lado convexo y el lado cóncavo de los rebordes periféricos adyacentes 15.
En el extremo de base 16 del reborde periférico 15, el lado convexo forma una porción de transición anular 31 entre el reborde periférico 15 y el área del intercambiador de calor 5. La porción de transición anular 31 está curvada de forma cóncava y tiene un radio de curvatura r, véase Figura 5.
Cada primera placa del intercambiador de calor 1 tiene un espesor t, véase Figura 5. Cada segunda placa del intercambiador de calor 2 puede tener el mismo espesor t. El radio de curvatura r puede variar con el espesor t. De acuerdo con la invención, el radio de curvatura r es igual o inferior a 3 x t.
Por ejemplo, el radio de curvatura r puede ser como máximo 1 mm. preferentemente, el radio de curvatura r puede ser como máximo 0,7 mm, más preferentemente como máximo 0,5 mm, lo más preferentemente como máximo 0,3 mm. El radio de curvatura r puede ser al menos 0,2 mm.
El orificio de restricción 20 forma un paso de fluido para el primer fluido desde el canal de entrada 21 hasta los primeros espacios entre placas 3.
El orificio de restricción 20 tiene una altura de orificio h perpendicular al plano de extensión p, véase Figura 5. El orificio de restricción 20 puede ser circular, ovalado, o puede tener cualquier otra forma, visto desde el canal de entrada 21. Especialmente, el orificio de restricción 20 puede tener una forma ovalada u otra forma alargada, en el que la forma alargada se extiende en paralelo al plano de extensión p para maximizar la distancia al extremo de base 16 y al extremo superior 17.
La altura del orificio del orificio h de restricción 20 puede ser igual o inferior a 3 mm. Un orificio de restricción 20 de este tipo forma una restricción o estrangulamiento del primer fluido que se va a evaporar, cuando el primer fluido entra
en los primeros espacios entre placas 3. La restricción o estrangulamiento asegura una mejor distribución del primer fluido en los primeros espacios entre placas 3. Preferentemente, la altura del orificio del orificio h de restricción 20 es igual o inferior a 2 mm, y más preferentemente igual o inferior a 1 mm.
La altura del orificio del orificio h de restricción 20 puede ser de al menos 0,3 mm.
La relación h/H, es decir, la relación entre la altura del orificio del orificio h de restricción 20 y la altura de la llanta H del reborde periférico 15, es como máximo el 30 %. Preferentemente, la relación puede ser como máximo del 25 %, más preferentemente como máximo el 20 % y lo más preferentemente como máximo el 15 %.
El orificio de restricción 20 se realiza previamente antes de que las placas del intercambiador de calor 1, 2 se ensamblen y se unan entre sí para formar el intercambiador de calor de placas.
El orificio de restricción 20 permanecerá abierto durante la soldadura fuerte del intercambiador de calor de placas y después de que se haya realizado la soldadura fuerte del intercambiador de calor de placas. El orificio de restricción 20 está situado entre el extremo de base 16 y el extremo superior 17 del reborde periférico 15 de forma que se evita que el material de soldadura alcance el orificio de restricción 20 cuando las placas del intercambiador de calor 1, 2 se unen entre sí durante la soldadura fuerte.
Más específicamente, el orificio de restricción 20 puede estar situado en el centro entre el extremo de base 16 y el extremo superior 17 del reborde periférico. Por tanto, el orificio 20 de restricción puede estar situado a la misma distancia del extremo de base 16 y del extremo superior 17.
Cuando el intercambiador de calor de placas deba soldarse mediante soldadura fuerte para unir las placas del intercambiador de calor 1, 2 entre sí, el material de soldadura fuerte, por ejemplo, en forma de láminas, se introduce entre las primeras y segundas placas del intercambiador de calor 1, 2 adyacentes. Durante la soldadura fuerte, el material de soldadura fuerte se funde y fluirá a las juntas que unirán las placas del intercambiador de calor 1, 2 entre sí. El material de soldadura fuerte será entonces atraído por la junta de superposición 30 y la porción de transición 31 debido a las fuerzas capilares. El material de soldadura fundido fluirá por tanto hacia la junta de superposición 30 y la porción de transición 31, es decir, lejos del orificio de restricción 20 situado entre la junta de superposición 30 y la porción de transición 31.
El intercambiador de calor de placas como se ha definido anteriormente puede fabricarse mediante las siguientes etapas de fabricación.
Las primeras placas del intercambiador de calor 1 están provistas de un reborde periférico 15 alrededor de la primera lumbrera 11, en las que el reborde periférico 15 se extiende inicialmente en paralelo con el plano de extensión p.
El reborde periférico 15 se dobla entonces para extenderse transversalmente al plano de extensión p desde el extremo de base 16 hasta un extremo superior 17 con una altura de reborde H perpendicular al plano p de extensión.
El orificio de restricción 20 se realiza a través del reborde periférico 15 mediante cualquier método para fabricar orificios adecuado, tal como taladrado, corte por rayo láser, corte por haz de electrones, etc.
Cabe señalar que el orificio de restricción 20 puede realizarse antes o después de doblar el reborde periférico 15.
Posteriormente, las primera y segunda placas del intercambiador de calor 1, 2 se disponen una al lado de la otra en un orden alterno con material de soldadura fuerte, por ejemplo, en forma de láminas, entre las primeras y segundas placas del intercambiador de calor 1, 2 adyacentes.
Las primeras placas del intercambiador de calor 1, las segundas placas del intercambiador de calor 2 y el material de soldadura fuerte se calientan para fundir el material de soldadura fuerte. El material de soldadura fundido es atraído por áreas en las que las primeras y segundas placas del intercambiador de calor 1,2 están próximas o contiguas entre sí. Después del enfriamiento activo o pasivo, las placas del intercambiador de calor 1,2 están unidas entre sí mediante juntas de material de soldadura fuerte entre las primeras y segundas placas del intercambiador de calor 1, 2. Gracias a la ondulación 7 de las placas del intercambiador de calor, se forman los primeros espacios entre placas 3 para el primer fluido que se va a evaporar, y los segundos espacios entre placas 4 para el segundo fluido. Por otra parte, los rebordes periféricos 15 definen juntos el canal de entrada 21, que se extiende a través del intercambiador de calor de placas. El orificio de restricción 20 permanecerá abierto y formará un paso de fluido para el primer fluido desde el canal de entrada 21 hasta los primeros espacios entre placas.
La invención es también aplicable a placas del intercambiador de calor e intercambiadores de calor de placas que tengan otro número de lumbreras diferente a cuatro, por ejemplo, seis lumbreras. El intercambiador de calor de placas puede comprender entonces primeros espacios entre placas primarios para que se evapore un primer fluido primario, primeros espacios entre placas secundarios para que se evapore un primer fluido secundario, y segundos espacios entre placas para que un segundo fluido caliente, o posiblemente enfríe, los primeros fluidos primarios y secundarios.
Después hay dos canales de entrada formados por rebordes periféricos respectivos y que conducen al primer espacio entre placas primario y al primer espacio entre placas secundario, respectivamente. Cada segundo espacio entre placas es adyacente a un primer espacio entre placas primario y a un primer espacio entre placas secundario. La invención no se limita a las realizaciones desveladas, sino que puede variarse y modificarse dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.
Claims (11)
1. Una placa del intercambiador de calor (1) que estará compuesta por un intercambiador de calor de placas configurado para la evaporación de un primer fluido, comprendiendo la placa del intercambiador de calor
un área del intercambiador de calor (5) que se extiende en paralelo con un plano de extensión (p) de la placa del intercambiador de calor (1),
un área de borde (6) que se extiende alrededor del área del intercambiador de calor (5), un número de lumbreras (11-14) que se extienden a través del área del intercambiador de calor (5), y
un reborde periférico (15) que rodea una primera lumbrera (11) de dicho número de lumbreras (11-14) y que se extiende transversalmente al plano de extensión (p) desde un extremo de base (16) hasta un extremo superior (17) con una altura de reborde H perpendicular al plano de extensión (p),
caracterizada por que la placa del intercambiador de calor (1) comprende al menos un orificio de restricción (20) que se extiende a través del reborde periférico (15) y que tiene una altura de orificio h perpendicular al plano de extensión (p), en donde la relación h/H es como máximo del 30 %, y
que la placa del intercambiador de calor (1) tiene un espesor (t), en la que el reborde periférico (15) forma una porción de transición (31) al área del intercambiador de calor (5), y en donde la porción de transición (31) está curvada de forma cóncava con un radio de curvatura (r) que es igual o inferior a 3 veces el espesor (t).
2. Una placa del intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el al menos un orificio de restricción (20) está situado en el centro entre el extremo de base (16) y el extremo superior (17) del reborde periférico (15).
3. Una placa del intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la altura del orificio (h) del al menos un orificio de restricción (20) es igual o inferior a 3 mm, preferentemente igual o inferior a 2 mm, y más preferentemente igual o inferior a 1 mm.
4. Una placa del intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la placa del intercambiador de calor (1) está hecha de un metal o de una aleación de metal que se extiende hasta la superficie exterior de la placa del intercambiador de calor (1).
5. Una placa del intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el radio de curvatura (r) es como máximo de 1 mm.
6. Un intercambiador de calor de placas para la evaporación, que comprende primeras placas del intercambiador de calor (1) y segundas placas del intercambiador de calor (2), que forman los primeros espacios entre placas (3) para un primer fluido que se va a evaporar y los segundos espacios entre placas (4) para un segundo fluido, en donde cada una de las primeras placas del intercambiador de calor (1) y las segundas placas del intercambiador de calor (2) se extienden en paralelo con un plano de extensión (p) y comprenden
un área del intercambiador de calor (5) que se extiende en paralelo con un plano de extensión (p) de la placa del intercambiador de calor (1, 2),
un área de borde (6) que se extiende alrededor del área del intercambiador de calor (5), y
un número de lumbreras (11-14) que se extienden a través del área del intercambiador de calor (5), en donde cada una de las primeras placas del intercambiador de calor (1) comprende un reborde periférico (15) que rodea una primera lumbrera (11) de dicho número de lumbreras (11-14) y que se extiende transversalmente al plano de extensión (p) desde un extremo de base ( 16) hasta un extremo superior (17) con una altura de reborde H perpendicular al plano de extensión (p),
en donde cada una de las primeras placas del intercambiador de calor (1) comprende al menos un orificio de restricción (20) que se extiende a través del reborde periférico (15) y que tiene una altura de orificio h perpendicular al plano de extensión (p), en donde la relación h/H es como máximo del 30 %,
en donde las primeras placas del intercambiador de calor (1) y las segundas placas del intercambiador de calor (2) están unidas entre sí mediante juntas de material de soldadura fuerte entre las primeras y segundas placas del intercambiador de calor (1, 2) y dispuestas de tal manera que los rebordes periféricos (15) definen un canal de entrada (21) que se extiende a través del intercambiador de calor de placas, y
en donde el al menos un orificio de restricción (20) forma un paso de fluido para el primer fluido desde el canal de entrada (21) hasta los primeros espacios entre placas (3),
caracterizado por que el al menos un orificio de restricción (20) se realiza previamente antes de que las primeras placas del intercambiador de calor (1) y las segundas placas del intercambiador de calor (2) se ensamblen y se unan entre sí para formar el intercambiador de calor de placas, y que cada una de las primeras placas del intercambiador de calor (1) tiene un espesor (t), en donde el reborde periférico (15) forma una porción de transición (31) al área del intercambiador de calor (5), y en donde la porción de transición (31) está curvada de forma cóncava con un radio de curvatura (r) que es igual o inferior a 3 veces el espesor (t).
7. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el al menos un orificio de restricción (20) está situado entre el extremo de base (16) y el extremo superior (17) del reborde (15) para evitar que
el material de soldadura fuerte alcance el orificio de restricción (20) cuando las primeras y segundas placas del intercambiador de calor (1, 2) están unidas entre sí, y en el que el al menos un orificio de restricción (20) está situado en el centro entre el extremo de base (16) y el extremo superior (17) del reborde periférico (15).
8. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, en el que la altura del orificio h del al menos un orificio de restricción (20) es igual o inferior a 3 mm, preferentemente igual o inferior a 2 mm, y más preferentemente igual o inferior a 1 mm.
9. Un intercambiador de calor de placas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-8, en el que el extremo superior (17) del reborde periférico (15) de una de las primeras placas del intercambiador de calor (1) y el extremo de base (16) del reborde periférico (15) de una primera placa del intercambiador de calor (1) adyacente se superponen entre sí y forman una junta de superposición (30).
10. Un método para fabricar un intercambiador de calor de placas configurado para la evaporación, que comprende primeras placas del intercambiador de calor (1) y segundas placas del intercambiador de calor (2), en donde cada una de las primera y segundas placas del intercambiador de calor (1,2) tiene un número de lumbreras (11-14) y en donde una primera lumbrera (11) de dicho número de lumbreras (11-14) de las primeras placas del intercambiador de calor (1) está rodeada por un reborde periférico (15),
comprendiendo el método las etapas de:
doblar el reborde periférico (15) para extenderse transversalmente a un plano de extensión (p) de la primera placa del intercambiador de calor (1) desde un extremo de base (16) hasta un extremo superior (17) con una altura de reborde H perpendicular al plano de extensión (p),
hacer al menos un orificio de restricción (20) a través del reborde periférico (15) antes o después de doblar el reborde periférico (15),
a continuación, disponer las primera y segundas placas del intercambiador de calor (1, 2) lado a lado con material de soldadura fuerte entre medio para permitir la formación de un primer espacio entre placas (3) para un primer fluido que se va a evaporar y un segundo espacio entre placas (4) para un segundo fluido, y
calentar las primeras placas del intercambiador de calor (1), las segundas placas del intercambiador de calor (2) y el material de soldadura fuerte para unir las placas del intercambiador de calor (1, 2) entre sí mediante juntas de material de soldadura fuerte entre las primeras y segundas placas del intercambiador de calor (1,2), en donde los rebordes periféricos (15) definen juntos un canal de entrada (21) que se extiende a través del intercambiador de calor de placas, y el al menos un orificio de restricción (20), que tiene una altura del orificio h perpendicular al plano de extensión (p), forma un paso de fluido para el primer fluido desde el canal de entrada (21) hasta los primeros espacios entre placas (3), en el que la relación h/H es como máximo del 30 %, y en donde cada una de las primeras placas del intercambiador de calor (1) tiene un espesor (t), en donde el reborde periférico (15) forma una porción de transición (31) al área del intercambiador de calor (5), y en el que la porción de transición (31) está curvada de forma cóncava con un radio de curvatura (r) que es igual o inferior a 3 veces el espesor (t).
11. Un método de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la etapa de disposición comprende disponer las primeras y segundas placas del intercambiador de calor de forma que el extremo superior (17) del reborde periférico (15) de una de las primeras placas del intercambiador de calor (1) se introduzca en el extremo de base (16) del reborde periférico (15) de una primera placa del intercambiador de calor (1) adyacente para permitir la formación de una junta de superposición (30).
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