ES2632609T3 - Placa de transferencia de calor e intercambiador de calor de placas que comprende una placa de transferencia de calor de este tipo - Google Patents

Abstract

Una placa de transferencia de calor (32) que tiene un plano de extensión central (c-c), un primer lado largo (46) y un segundo lado largo (48) y que comprende un área de distribución (64), un área de transición (66) y un área de transferencia de calor (54) dispuestas en sucesión a lo largo de un eje central longitudinal (y) de la placa de transferencia de calor, siendo el área de transición (66) adyacente al área de distribución (64) a lo largo de una primera línea límite (68) y el área de transferencia de calor (54) a lo largo de una segunda línea límite (70), estando el área de transferencia de calor, el área de distribución (64) y el área de transición (66) provistas de un patrón de transferencia de calor, un patrón de distribución y un patrón de transición, respectivamente, diferenciándose el patrón de transición del patrón de distribución y del patrón de transferencia de calor y comprendiendo unos salientes de transición (98) y unas depresiones de transición (100) en relación con el plano de extensión central, comprendiendo el área de transición (66) una primera subárea (66a), extendiéndose una línea recta imaginaria (102) entre dos puntos de extremo (104, 106) de cada saliente de transición (98) con un ángulo más pequeño αn, n >= 1, 2, 3... en relación con el eje central longitudinal (y), caracterizada por que el área de transición comprende, además, una segunda subárea (66b) y una tercera subárea (66c), estando las subáreas primera, segunda y tercera dispuestas en sucesión entre las líneas límite primera y segunda (68, 70) y adyacentes entre sí a lo largo de las líneas límite quinta y sexta (108, 110), respectivamente, que se extienden entre y a lo largo de unos salientes adyacentes (98a, 98b, 98c, 98d, 98e) de los salientes de transición (98), siendo la primera subárea (66a) la más cercana al primer lado largo (46) y siendo la tercera subárea (66c) la más cercana al segundo lado largo (48), siendo el ángulo más pequeño αn, para al menos una parte principal de los salientes de transición (98) dentro de la primera subárea (66a), esencialmente igual a un primer ángulo α1, y variando el ángulo más pequeño αn entre los salientes de transición (98) dentro de la segunda subárea (66b), de tal manera que el ángulo más pequeño αn para al menos una parte principal de los salientes de transición (98) dentro de la segunda subárea (66b) es mayor que dicho primer ángulo α1 y aumenta en una dirección desde el primer lado largo (46) al segundo lado largo (48), en donde al menos una parte principal de la segunda línea límite (70) es recta y esencialmente perpendicular al eje central longitudinal (y) de la placa de transferencia de calor (32), y el ángulo más pequeño αn de un primer conjunto de los salientes de transición (98) dentro de la tercera subárea (66c) es esencialmente igual a dicho primer ángulo α1, estando localizada la quinta línea límite (108) entre las subáreas primera y segunda (66a, 66b), vista desde el primer lado largo (46) de la placa de transferencia de calor (32), justo antes de los dos primeros salientes de transición sucesivos dentro del área de transición (66) que están asociados, ambos, a un ángulo más pequeño αn mayor que dicho primer ángulo α1, y estando la sexta línea límite (110) localizada entre las subáreas primera y tercera (66b, 66c), vista desde la quinta línea límite (108), justo antes de los dos primeros salientes de transición sucesivos dentro del área de transición (66) que están asociados, ambos, con un ángulo más pequeño αn igual a dicho primer ángulo α1.

Description

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DESCRIPCION

Placa de transferencia de calor e intercambiador de calor de placas que comprende una placa de transferencia de calor de este tipo

Campo tecnico

La invencion se refiere a una placa de transferencia de calor de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1 y su diseno. El documento WO 2014/067757 desvela una placa de transferencia de calor de este tipo. La invencion se refiere tambien a un intercambiador de calor de placas que comprende una placa de transferencia de calor de este tipo.

Antecedentes de la tecnica

Los intercambiadores de calor de placas, PHE, consisten habitualmente en dos placas de extremo entre las que estan dispuestas una serie de placas de transferencia de calor de una manera alineada, es decir, en una pila o paquete. Se forman canales de flujo paralelos entre las placas de transferencia de calor, un canal entre cada par de placas de transferencia de calor. Dos fluidos de temperaturas inicialmente diferentes pueden fluir a traves de cada segundo canal para transferir calor de un fluido a otro, fluidos que entran y salen de los canales a traves de unos agujeros de entrada y de salida en las placas de transferencia de calor.

Habitualmente, una placa de transferencia de calor comprende dos areas de extremo y un area de transferencia de calor intermedia. Las areas de extremo comprenden los agujeros de entrada y de salida y un area de distribucion prensada con un patron de distribucion de salientes y depresiones, tales como crestas y valles, en relacion con un plano de referencia de la placa de transferencia de calor. De manera similar, el area de transferencia de calor se prensa con un patron de transferencia de calor de salientes y depresiones, tales como crestas y valles, en relacion con dicho plano de referencia. Las crestas y valles de los patrones de distribucion y de transferencia de calor de una placa de transferencia de calor estan dispuestos para contactar, en areas de contacto, con una placa de transferencia de calor superior y una placa de transferencia de calor inferior adyacente, respectivamente, dentro de sus areas de distribucion y de transferencia de calor respectivas.

La tarea principal del area de distribucion de las placas de transferencia de calor es dispersar un fluido que entra en el canal a traves de una anchura de la placa de transferencia de calor antes de que el fluido alcance el area de transferencia de calor, y recoger el fluido y guiarlo fuera del canal despues de que haya pasado el area de transferencia de calor. Por el contrario, la tarea principal del area de transferencia de calor es la transferencia de calor. Puesto que el area de distribucion y el area de transferencia de calor tienen diferentes tareas principales, el patron de distribucion difiere normalmente del patron de transferencia de calor. El patron de distribucion es tal que ofrece una resistencia al flujo relativamente debil y una baja calda de presion que esta habitualmente asociada con un diseno de patron de distribucion mas “abierto”, tal como el denominado patron de chocolate, que ofrece relativamente pocas pero grandes areas de contacto entre las placas de transferencia de calor adyacentes. El patron de transferencia de calor es tal que ofrece una resistencia al flujo relativamente fuerte y una alta calda de presion que esta habitualmente asociada con un diseno de patron de transferencia de calor mas “denso”, tal como el denominado patron en espiga, que ofrece mas, pero mas pequenas, areas de contacto entre las placas de transferencia de calor adyacentes.

Las localizaciones y la densidad de las areas de contacto entre dos placas de transferencia de calor adyacentes dependen no solamente de la distancia entre, sino tambien de la direccion de, las crestas y los valles de ambas placas de transferencia de calor. Como ejemplo, si las dos placas de transferencia de calor contienen patrones similares pero invertidos en espejo de crestas y valles rectos y equidistantes, como se ilustra en la figura 1a, donde las lineas continuas corresponden a crestas de la placa de transferencia de calor inferior y las lineas discontinuas corresponden a valles de la placa de transferencia de calor superior, cuyas crestas y valles estan dispuestos para contactar entre si, entonces las areas de contacto entre las placas de transferencia de calor (puntos de cruce) se localizaran en lineas rectas equidistantes imaginarias (discontinua-de puntos) que son perpendiculares a un eje central longitudinal L de las placas de transferencia de calor. Por el contrario, como se ilustra en la figura 1b, si las crestas de la placa de transferencia de calor inferior son menos “pronunciadas” que los valles de la placa de transferencia de calor superior, las areas de contacto entre las placas de transferencia de calor se localizaran, en cambio, en lineas rectas equidistantes imaginarias que no son perpendiculares al eje central longitudinal. Como otro ejemplo, una menor distancia entre las crestas y los valles corresponde a mas areas de contacto. Como ejemplo final, ilustrado en la figura 1c, las crestas y los valles “mas pronunciados” corresponden a una mayor distancia entre las lineas rectas equidistantes imaginarias y una menor distancia entre las areas de contacto dispuestas en la misma linea recta equidistante imaginaria.

En la transicion entre el area de distribucion y el area de transferencia de calor, es decir, donde cambia el patron de placa, la resistencia de un paquete de placas de transferencia de calor puede reducirse en alguna medida en comparacion con la resistencia del resto del paquete de placas debido a una distribucion irregular de las areas de contacto. Cuanto mas dispersas esten las areas de contacto en la transicion, peor sera la resistencia, puesto que las

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areas de contacto pueden estar muy separadas, localmente, lo que puede dar como resultado cargas elevadas en las areas de contacto individuales. En consecuencia, los paquetes de placas de las placas de transferencia de calor con patrones similares, pero invertidos en espejo, de crestas y valles pronunciados y densamente dispuestos son habitualmente mas fuertes en la transicion que los paquetes de placas de las placas de transferencia de calor con diferentes patrones de crestas y valles menos pronunciados y menos densamente dispuestos.

Un intercambiador de calor de placas puede comprender uno o mas tipos diferentes de placas de transferencia de calor dependiendo de su aplicacion. Habitualmente, la diferencia entre los tipos de placas de transferencia de calor radica en el diseno de sus areas de transferencia de calor, siendo el resto de las placas de transferencia de calor esencialmente similares. Como ejemplo, puede haber dos tipos diferentes de placas de transferencia de calor, una con un patron de transferencia de calor “pronunciado”, denominado patron de theta baja, que esta habitualmente asociado con una capacidad de transferencia de calor relativamente baja, y uno con un patron de transferencia de calor menos “pronunciado”, denominado patron de theta alta, que esta habitualmente asociado con una capacidad de transferencia de calor relativamente alta. Un paquete de placas que contiene solo placas de transferencia de calor de theta baja puede ser relativamente fuerte ya que esta asociado con un numero relativamente grande de areas de contacto dispuestas a la misma distancia de la transicion entre las areas de distribucion y de transferencia de calor (como ilustracion, comparar con una transicion entre un area de acuerdo con la figura 1a y un area de acuerdo con la figura 1c). Por otra parte, un paquete de placas que contiene placas de transferencia de calor de theta alta y de theta baja alternativamente dispuestas puede ser relativamente debil ya que esta asociado con un numero menor de areas de contacto dispuestas a la misma distancia de la transicion (como ilustracion, comparar con una transicion entre un area de acuerdo con la figura 1a y un area de acuerdo con la figura 1b).

Una solucion al problema anterior se presenta en la solicitud de patente del propio solicitante WO 2014/067757, cuyo contenido se incorpora en el presente documento como referencia. Haciendo referencia a las figuras 2a y 2b, que se toman del documento WO 2014/067757, la solucion implica la provision de un area de transicion 2 entre un area de distribucion 4 y un area de transferencia de calor 6 de una placa de transferencia de calor 8 independientemente del tipo de placa, es decir, similar a un patron de area de transferencia de calor. Por lo tanto, una transicion al area de distribucion sera la misma independientemente de los tipos de placas de transferencia de calor que contenga un paquete de placas. La figura 2a ilustra una parte de la placa de transferencia de calor 8, como tal, mientras que la figura 2b contiene una ampliacion de una porcion C de la parte de placa de la figura 2a e ilustra esquematicamente el contacto entre la placa de transferencia de calor 8 y una placa de transferencia de calor adyacente.

El area de transicion 2 esta provista de un denominado patron en espiga de crestas 10 y valles (no ilustrados). Las crestas 10 estan dispuestas para contactar, en las areas de contacto, con los valles de un area de transicion similar pero invertida en espejo de dicha placa de transferencia de calor adyacente. El patron dentro del area de transicion 2 es tal que las crestas 10 y los valles son pronunciados y estan densamente dispuestos. Como se ha mencionado anteriormente, los patrones mas densos y mas pronunciados pueden asociarse habitualmente con areas de contacto mas estrechamente dispuestas a traves de una anchura de la placa de transferencia de calor. Ademas, la inclinacion de las crestas 10 y los valles dentro del area de transicion 2 varla de tal manera que las crestas y los valles se hacen menos pronunciados en una direccion desde un lado largo 12 a otro lado largo 14 de la placa de transferencia de calor 8. Cuando las crestas 10 y los valles “divergen” de esta manera, el area de transicion 2 contribuye considerablemente a una distribucion de fluido mas uniforme a traves de una anchura de la placa de transferencia de calor de lo que lo harla si las crestas y los valles fueran igualmente pronunciados.

El area de transicion 2 tiene forma de arco. Mas concretamente, una llnea llmite 16 entre el area de transicion 2 y el area de distribucion 4, vista desde el area de transferencia de calor 6, es convexa y se extiende de tal manera que un numero maximo de areas de contacto 18 dentro del area de distribucion 4 estan dispuestas a la misma distancia de la llnea llmite 16, y un numero maximo de areas de contacto 20 dentro del area de transicion 2 estan dispuestas a la misma distancia de la llnea llmite 16. Esto hace que un paquete de placas que contiene la placa de transferencia de calor 8 sea relativamente fuerte en la transicion entre el area de transicion 2 y el area de distribucion 4. Ademas, una llnea llmite 22 entre el area de transicion 2 y el area de transferencia de calor 6 tambien es convexa, vista desde el area de transferencia de calor. Tiene una extension similar a una llnea llmite (no ilustrada) entre dos subareas transversales del area de transferencia de calor para permitir la fabrication de placas de transferencia de calor de diferentes tamanos que contienen un numero diferente de subareas de transferencia de calor mediante el uso de una herramienta modular. Como se desprende de la figura 2b, unas cuantas areas de contacto 24 del area de transferencia de calor 6 estan dispuestas a la misma distancia de la llnea llmite 22, y unas cuantas areas de contacto 20 dentro del area de transicion 2 estan dispuestas a la misma distancia de la llnea llmite 22. Esto podrla hacer el paquete de placas relativamente debil en la transicion entre el area de transicion 2 y el area de transferencia de calor 6.

Sumario

Un objetivo de la presente invention es proporcionar una placa de transferencia de calor que permita la creation de un paquete de placas que sea mas fuerte en la transicion al area de transferencia de calor en comparacion con la tecnica anterior. El concepto basico de la invencion es aumentar el numero de areas de contacto dispuestas a la

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misma distancia de una ilnea ilmite entre las areas de transicion y de transferencia de calor de la placa de transferencia de calor mediante una extension adecuada de la llnea llmite y un patron adecuado dentro del area de transicion. De este modo, en un paquete de placas que contiene la placa de transferencia de calor, puede lograrse una distribucion de carga mas uniforme en la transicion, lo que mejora la resistencia del paquete de placas. Otro objetivo de la presente invencion es proporcionar un intercambiador de calor de placas que comprende una placa de transferencia de calor de este tipo. La placa de transferencia de calor y el intercambiador de calor de placas para lograr los objetivos anteriores se definen en las reivindicaciones adjuntas y se exponen a continuacion.

Debe hacerse hincapie en que la expresion “area de contacto” se usa en el presente documento tanto para las areas de una sola placa de transferencia de calor dentro de la que la placa de transferencia de calor esta dispuesta para contactar con una placa de transferencia de calor adyacente como para las areas de acoplamiento reclproco real entre dos placas de transferencia de calor adyacentes.

Una placa de transferencia de calor de acuerdo con la invencion tiene un plano de extension central y unos lados largos primero y segundo. Comprende un area de distribucion, un area de transicion y un area de transferencia de calor dispuestas sucesivamente a lo largo de un eje central longitudinal de la placa de transferencia de calor. El area de transicion es adyacente al area de distribucion a lo largo de una primera llnea llmite y el area de transferencia de calor a lo largo de una segunda llnea llmite. El area de transferencia de calor, el area de distribucion y el area de transicion estan provistas de un patron de transferencia de calor, un patron de distribucion y un patron de transicion, respectivamente. El patron de transicion difiere del patron de distribucion y del patron de transferencia de calor y comprende unos salientes de transicion y unas depresiones de transicion en relacion con el plano de extension central. El area de transicion comprende una primera subarea, una segunda subarea y una tercera subarea dispuestas sucesivamente entre las llneas llmite primera y segunda. La subareas primera, segunda y tercera son adyacentes entre si a lo largo de las llneas llmite quinta y sexta, respectivamente, que se extienden entre, y a lo largo de, unos salientes adyacentes de los salientes de transicion. La primera subarea es la mas proxima al primer lado largo, mientras que la tercera subarea es la mas proxima al segundo lado largo. Una llnea recta imaginaria se extiende entre dos puntos de extremo de cada saliente de transicion con un angulo mas pequeno an, n = 1, 2, 3..., en relacion con el eje central longitudinal. El angulo mas pequeno an para al menos una parte principal de los salientes de transicion dentro de la primera subarea es esencialmente igual a un primer angulo ai. Dentro de la segunda subarea el angulo mas pequeno an varla entre los salientes de transicion de tal manera que el angulo mas pequeno an para al menos una parte principal de los salientes de transicion dentro de la segunda subarea es mayor que dicho primer angulo a1 y aumenta en una direccion desde el primer lado largo al segundo lado largo. La placa de transferencia de calor es tal que al menos una parte principal de la segunda llnea llmite es recta y esencialmente perpendicular al eje central longitudinal de la placa de transferencia de calor. Ademas, el angulo mas pequeno an para un primer paquete de los salientes de transicion dentro de la tercera subarea es esencialmente igual a dicho primer angulo a1. La quinta llnea llmite entre las subareas primera y segunda se localiza, vista desde el primer lado largo de la placa de transferencia de calor, justo antes de los dos primeros salientes de transicion sucesivos dentro del area de transicion que estan asociados, ambos, con un angulo mas pequeno an mayor que el primer angulo a1 mencionado anteriormente. Ademas la sexta llnea llmite entre las subareas segunda y tercera se localiza, vista desde la quinta llnea llmite, justo antes de los dos primeros salientes de transicion sucesivos dentro del area de transicion que estan asociados, ambos, con un angulo mas pequeno an igual al primer angulo a1.

El hecho de que las llneas llmite quinta y sexta se extiendan entre, y a lo largo de, unos salientes adyacentes de los salientes de transicion significa que cada uno de los salientes de transicion, en su totalidad, se localizan dentro de una subarea especlfica.

En el caso de un saliente de transicion recto, la llnea recta imaginaria correspondiente se extendera a lo largo de todo el saliente de transicion. Este no sera el caso para un saliente de transicion no recto.

Todos los salientes de transicion dentro de la segunda subarea pueden estar asociados con angulos diferentes, o algunos salientes de transicion, pero no todos, pueden estar asociados con el mismo angulo.

El area de transicion de la placa de transferencia de calor puede estar dispuesta para contactar con un area de transicion de una placa de transferencia de calor adyacente provista de un patron similar pero invertido en espejo. A continuacion, las subareas primera, segunda y tercera de un area de transicion contactaran al menos con las subareas tercera, segunda y primera, respectivamente, de la otra area de transicion. La interfaz exacta entre las dos areas de transicion depende de las localizaciones y las extensiones de las llneas llmite quinta y sexta.

Cuando al menos una parte principal de la segunda llnea llmite es recta y esencialmente perpendicular al eje central longitudinal de la placa de transferencia de calor, puede obtenerse un numero relativamente grande de areas de contacto dentro del area de transferencia de calor dispuesta a la misma distancia de la segunda llnea llmite, en particular si la placa de transferencia de calor esta dispuesta en contacto con otra placa de transferencia de calor de acuerdo con la invencion provista del mismo patron de transferencia de calor, invertido en espejo.

Cuando tanto la primera subarea como la tercera subarea comprenden unos salientes de transicion que tienen un angulo mas pequeno igual a dicho primer angulo a1, puede obtenerse un numero relativamente grande de areas de

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contacto de las subareas primera y tercera del area de transicion dispuesta a la misma distancia de la segunda llnea llmite. Esto es independiente de si la placa de transferencia de calor esta dispuesta para contactar con otra placa de transferencia de calor de acuerdo con la invencion provista del mismo patron de transferencia de calor o uno diferente.

La placa de transferencia de calor puede ser tal que al menos una parte principal de los salientes de transicion de dicho primer paquete de salientes de transicion dentro de la tercera subarea se extiende desde la segunda llnea llmite. De este modo, puede obtenerse un numero relativamente grande de areas de contacto de la tercera subarea del area de transicion proxima a, o incluso esencialmente en, la segunda llnea llmite. Esto permite una optimizacion de la resistencia, en la transicion al area de transferencia de calor, de un paquete de placas que contiene la placa de transferencia de calor.

La placa de transferencia de calor puede estar disenada de tal manera que el angulo mas pequeno an para un segundo paquete de salientes de transicion dentro de la tercera subarea sea mayor que dicho primer angulo ai. Esto puede contribuir al guiado del fluido hacia el segundo lado largo de la placa de transferencia de calor, lo que a su vez da como resultado una distribucion de fluido mas uniforme a traves de una anchura de la placa de transferencia de calor. Ademas, al menos una parte principal de los salientes de transicion de dicho segundo paquete puede extenderse desde la primera llnea llmite. De este modo, puede obtenerse un numero relativamente grande de las areas de contacto de la tercera subarea del area de transicion proxima a, o incluso esencialmente en, la primera llnea llmite. Esto permite una optimizacion de la resistencia, en la transicion al area de distribucion, de un paquete de placas que contiene la placa de transferencia de calor.

Cada uno de al menos una parte principal de los salientes de transicion dentro de la tercera subarea que se extiende desde la segunda llnea llmite puede conectarse a un saliente respectivo de los salientes de transicion dentro de la tercera subarea que se extiende desde la primera llnea llmite. De este modo, pueden obtenerse unas crestas continuas que se extienden desde la primera hasta la segunda llnea llmite, lo que a su vez permite una gula controlada del fluido a traves del area de transicion. Uno o mas salientes que se extienden desde la segunda llnea llmite pueden conectarse a uno y el mismo saliente que se extiende desde la primera llnea llmite con el fin de formar una “mono-cresta” o una cresta ramificada. Ademas, las crestas podrlan formarse de manera integral.

El diseno del area de transicion de la placa de transferencia de calor puede ser tal que una distancia mas corta entre las llneas rectas imaginarias de dos salientes de transicion adyacentes, que se extienden uno a lo largo de otro, dentro de la tercera subarea es esencialmente constante dentro de una porcion principal de la tercera subarea. De este modo, puede obtenerse un numero relativamente grande de areas de contacto uniformemente espaciadas de la tercera subarea del area de transicion dispuesta a la misma distancia de la segunda llnea llmite.

El area de transferencia de calor puede limitar con la tercera subarea del area de transicion a lo largo del 10-40 % de la segunda llnea llmite. Dicho intervalo permite que una placa de transferencia de calor tenga un numero relativamente grande de areas de contacto de la tercera subarea del area de transicion a la misma distancia de la segunda llnea llmite pero que tenga todavla un area de transicion relativamente estrecha, es decir, un area de transferencia de calor relativamente grande. Un llmite mas corto entre el area de transferencia de calor y la tercera subarea esta habitualmente asociado con un numero mas pequeno de areas de contacto y un area de transicion mas estrecha, y viceversa.

Una porcion central de la primera llnea llmite puede ser arqueada y convexa tal como se ve desde el area de transferencia de calor, de tal manera que la porcion central de la primera llnea llmite coincida con un contorno de un ovalo imaginario. Ademas, la primera llnea llmite puede desviarse del contorno del ovalo imaginario fuera de la porcion central. Debido a que la primera llnea llmite no tiene que ser convexa de principio a fin, la extension del area de distribucion adyacente al segundo lado largo de la placa de transferencia de calor puede ser tal que contribuya al guiado del fluido hacia el segundo lado largo de la placa de transferencia de calor, como se tratara adicionalmente a continuacion. A su vez, esto da como resultado una distribucion de fluido mas uniforme a traves de la anchura de la placa de transferencia de calor.

Una segunda porcion exterior de la primera llnea llmite, que se extiende desde la porcion central de la primera llnea llmite hacia el segundo lado largo de la placa de transferencia de calor, puede extenderse hacia la segunda llnea llmite. Esto puede significar que un punto de extremo distal de la segunda porcion exterior de la primera llnea llmite esta mas cerca de la segunda llnea llmite que un punto de extremo de la misma conectado a la porcion central de la misma. A su vez, esto puede implicar una extension aumentada del area de distribucion adyacente al segundo lado largo de la placa de transferencia de calor que puede prolongar un “tiempo de residencia”, dentro del area de distribucion, de un fluido.

Ademas, la segunda porcion exterior de la primera llnea llmite puede extenderse a una distancia de, y esencialmente en paralelo a, una cuarta llnea llmite que delimita el area de distribucion. Esto puede dar como resultado una distribucion relativamente uniforme de las areas de contacto entre la segunda porcion exterior de la primera llnea llmite y la cuarta llnea llmite.

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La porcion central de la primera llnea llmite puede ocupar el 40-90 % de la anchura de la placa de transferencia de calor, intervalo que permite una optimizacion con respecto a una distribution uniforme de fluido a traves de la anchura de la placa.

El intercambiador de calor de placas de acuerdo con la presente invention comprende una placa de transferencia de calor como se ha descrito anteriormente.

Otros objetivos, caracterlsticas, aspectos y ventajas mas de la invencion seran evidentes a partir de la siguiente description detallada, as! como de los dibujos.

Breve descripcion de los dibujos

A continuation, la invencion se describira con mas detalle con referencia a los dibujos esquematicos adjuntos, en los que:

las figuras 1a-1c ilustran areas de contacto entre diferentes pares de patrones de placas de transferencia de calor,

las figuras 2a-2b son vistas en planta de una placa de transferencia de calor de acuerdo con la tecnica anterior,

la figura 3 es una vista frontal de un intercambiador de calor de placas de acuerdo con la invencion,

la figura 4 es una vista lateral del intercambiador de calor de placas de la figura 3,

la figura 5 es una vista en planta de una placa de transferencia de calor de acuerdo con la invencion,

la figura 6 es una ampliation de una parte de la placa de transferencia de calor de la figura 5,

la figura 7 es una ampliacion de una porcion de la parte de la placa de transferencia de calor de la figura 6 e

ilustra esquematicamente las areas de contacto de la placa de transferencia de calor,

la figura 8 es una section transversal esquematica de los salientes de distribucion de un patron de distribucion de la placa de transferencia de calor,

la figura 9 es una seccion transversal esquematica de las depresiones de distribucion del patron de distribucion de la placa de transferencia de calor,

la figura 10 es una seccion transversal esquematica de los salientes de transition y las depresiones de transition de un patron de transicion de la placa de transferencia de calor, y

la figura 11 es una seccion transversal esquematica de los salientes de transferencia de calor y las depresiones de transferencia de calor de un patron de transferencia de calor de la placa de transferencia de calor.

Descripcion detallada

Haciendo referencia a las figuras 3 y 4, se muestra un intercambiador de calor de placas semi-soldadas 26. Comprende una primera placa de extremo 28, una segunda placa de extremo 30 y una serie de placas de transferencia de calor dispuestas entre las placas de extremo primera y segunda 28 y 30, respectivamente. Las placas de transferencia de calor son todas del mismo tipo. Una de las mismas se indica como 32 y se ilustra con mas detalle en la figura 5. Las placas de transferencia de calor estan dispuestas en un paquete de placas 34 con un lado delantero (ilustrado en la figura 5) de una placa de transferencia de calor que se orienta hacia un lado delantero de una primera placa de transferencia de calor cercana y un lado trasero (no ilustrado) de dicha placa que se orienta hacia un lado trasero de una segunda placa de transferencia de calor cercana haciendo rotar dichas placas cercanas primera y segunda 180 grados alrededor de un eje central horizontal x.

Las placas de transferencia de calor se sueldan juntas en pares para formar casetes, casetes que estan separados entre si por unas juntas (no mostradas). Las placas de transferencia de calor junto con las juntas y soldaduras forman canales paralelos dispuestos para recibir dos fluidos para transferir calor de un fluido a otro. Con este fin, un primer fluido esta dispuesto para fluir en cada segundo canal y un segundo fluido esta dispuesto para fluir en los canales restantes. El primer fluido entra y sale del intercambiador de calor de placas 26 a traves de la entrada 36 y la salida 38, respectivamente. De manera similar, el segundo fluido entra y sale del intercambiador de calor de placas 26 a traves de la entrada 40 y la salida 42, respectivamente. Para que el paquete de placas 34 sea estanco, las placas de transferencia de calor deben presionarse una contra otra, por lo que las juntas se sellan entre las placas de transferencia de calor. Con este fin, el intercambiador de calor de placas 26 comprende una serie de medios de apriete 44 dispuestos para presionar las placas de extremo primera y segunda 28 y 30, respectivamente, una hacia otra.

El diseno y la funcion de los intercambiadores de calor de placas semi-soldadas son bien conocidos y no se describiran en detalle en el presente documento.

La placa de transferencia de calor 32 se describira adicionalmente a continuacion con referencia a las figuras 5, 6 y 7 que ilustran la placa de transferencia de calor completa, una parte A de la placa de transferencia de calor y una porcion C de la parte de placa de transferencia de calor A, respectivamente, y las figuras 8, 9, 10 y 11 que ilustran secciones transversales de los salientes y las depresiones de la placa de transferencia de calor.

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La placa de transferencia de calor 32 es una lamina esencialmente rectangular de acero inoxidable. Tiene un plano de extension central c-c (vease la figura 4) paralelo al plano de figura de las figuras 5, 6 y 7, y a un eje central longitudinal y de la placa de transferencia de calor 32, y un primer lado largo 46 y un segundo lado largo 48. La placa de transferencia de calor 32 comprende ademas una primera area de extremo 50, una segunda area de extremo 52 y un area de transferencia de calor 54 dispuesta entre las mismas. A su vez, la primera area de extremo 50 comprende un agujero de entrada 56 para el primer fluido y un agujero de salida 58 para el segundo fluido dispuestos para la comunicacion con la entrada 36 y la salida 42, respectivamente, del intercambiador de calor de placas 26. De manera similar, a su vez, la segunda area de extremo 52 comprende un agujero de entrada 60 para el segundo fluido y un agujero de salida 62 para el primer fluido dispuestos para la comunicacion con la entrada 40 y la salida 38, respectivamente, del intercambiador de calor de placas 26. En lo sucesivo en el presente documento, solo se describira la primera de las areas de extremo primera y segunda, ya que las estructuras de las areas de extremo primera y segunda son las mismas pero parcialmente invertidas en espejo (areas de transicion no invertidas en espejo) con respecto al eje central horizontal x.

La primera area de extremo 50 comprende un area de distribucion 64 y un area de transicion 66. Una primera llnea llmite 68 separa las areas de distribucion y de transicion y el area de transicion 66 limita con el area de transferencia de calor 54 a lo largo de una segunda llnea llmite 70. Las llneas llmite tercera y cuarta 72 y 74, respectivamente, que se extienden desde un punto de conexion 76 a un punto de extremo primero y segundo respectivo 78, 80 de la segunda llnea llmite 70, a traves de un punto de extremo primero y segundo respectivo 82, 84 de la primera llnea llmite 68, delimitan el area de distribucion 64 y el area de transicion 66 del resto del primer area de extremo 50. Las llneas llmite tercera y cuarta son similares pero invertidas en espejo con respecto al eje central longitudinal y. El area de distribucion se extiende desde la primera llnea llmite 68 entre los agujeros de entrada y de salida 56 y 58, respectivamente.

Haciendo referencia en particular a la figura 6, la segunda llnea llmite 70 es recta y perpendicular al eje central longitudinal y de la placa de transferencia de calor 32. La primera llnea llmite 68 comprende una porcion central 68a que es arqueada y convexa, como se ve desde el area de transferencia de calor 54. Mas especialmente, la porcion central 68a coincide con un contorno de un ovalo imaginario (no ilustrado) y ocupa el 62 % de una anchura w de la placa de transferencia de calor 32. Ademas, la primera llnea llmite 68 comprende una primera porcion exterior 68b y una segunda porcion exterior 68c que se extienden desde un punto de extremo respectivo 86 y 88 de la porcion central 68a. Las porciones exteriores primera y segunda son similares, pero invertidas en espejo con respecto al eje central longitudinal y. Una primera seccion respectiva 68b' y 68c' de las porciones de llnea exteriores primera y segunda 68b y 68c se extiende hacia los lados largos primero y segundo 46 y 48, respectivamente, y hacia la segunda llnea llmite 70. Como se desprende de las figuras, las secciones de llnea primera y segunda 68b' y 68c' se extienden esencialmente en paralelo a las llneas llmite tercera y cuarta 72 y 74, respectivamente, delimitando el area de distribucion 54. Ademas, una segunda seccion respectiva 68b'' y 68c'' de las porciones de llnea exteriores primera y segunda 68b y 68c se extiende hacia los lados largos primero y segundo 46 y 48, respectivamente, y en paralelo a la segunda llnea llmite 70.

Haciendo referencia en particular a la figura 7, el area de distribucion 54 se prensa con un patron de distribucion de unos salientes de distribucion alargados 90 (cuadrangulos continuos) y unas depresiones de distribucion 92 (cuadrangulos discontinuos) en relacion con el plano de extension central c-c. Solo algunos de estos salientes y depresiones de distribucion se ilustran en las figuras. Los salientes de distribucion 90 estan dispuestos a lo largo de unas llneas de saliente imaginarias 94, cada una de las cuales se extiende esencialmente en paralelo a una porcion respectiva de la cuarta llnea llmite 74, porcion respectiva que se extiende desde el punto de conexion 76. La figura 8 ilustra una seccion transversal de los salientes de distribucion 90 tomados esencialmente en perpendicular a las llneas de saliente imaginarias respectivas 94. De manera similar, las depresiones de distribucion 92 estan dispuestas a lo largo de las llneas de depresion imaginarias 96, cada una de las cuales se extiende esencialmente en paralelo a una porcion respectiva de la tercera llnea llmite 72, porcion respectiva que se extiende desde el punto de conexion 76. La figura 9 ilustra una seccion transversal de las depresiones de distribucion 92 tomadas esencialmente en perpendicular a la llnea de depresion imaginaria respectiva 96.

Los salientes de distribucion 90 de la placa de transferencia de calor 32 estan dispuestos para contactar, a lo largo de su extension completa, con los salientes de distribucion respectivos dentro de la segunda area de extremo de una placa de transferencia de calor superior, mientras que las depresiones de distribucion 92 estan dispuestas para contactar, a lo largo de su extension completa, con las depresiones de distribucion respectivas dentro de la segunda area de extremo de una placa de transferencia de calor subyacente. El patron de distribucion se denomina patron de chocolate.

Como se desprende de la figura 7, el saliente de distribucion 90 a lo largo de cada una de las llneas de saliente imaginarias 94, y las depresiones de distribucion 92 a lo largo de cada una de las llneas de depresion imaginarias 96 dispuestas mas cerca de la primera llnea llmite 68 estan dispuestas cerca, y esencialmente a la misma distancia, de la porcion central 68a, la primera porcion exterior 68b y la segunda porcion exterior 68c, respectivamente.

Haciendo referencia a la figura 5, el area de transicion 66 se prensa con un patron de transicion de unos salientes de transicion alternativamente dispuestos 98 y unas depresiones de transicion 100 (de las cuales solo se ilustran

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algunas) en forma de crestas y de valles, respectivamente, en relacion con el plano de extension central c-c. La figura 10 ilustra una seccion transversal de los salientes de transicion 98 y las depresiones de transicion 100 tomada esencialmente en perpendicular a su extension. A continuacion, el razonamiento se centrara en los salientes de transicion (debido a las similitudes entre los salientes de transicion y las depresiones de transicion, un razonamiento correspondiente centrado en las depresiones de transicion serla superfluo).

Cada uno de los salientes de transicion 98 se extiende a lo largo de una llnea que es similar a una parte respectiva de la cuarta llnea llmite 74, como se tratara mas adelante. Ademas, cada uno de los salientes de transicion 98 esta asociado con un angulo mas pequeno an, n = 1, 2, 3..., medido entre el eje central longitudinal y y una llnea recta imaginaria 102, que se extiende entre dos puntos de extremo 104 y 106 de cada de saliente de transicion 98 (ilustrado para dos de los salientes de transicion en la figura 5). En este caso, el angulo mas pequeno an se mide desde la llnea recta imaginaria 102 al eje central longitudinal y en el sentido de las agujas del reloj. En este caso, un angulo mas grande correspondiente se medirla, en cambio, en el sentido contrario a las agujas del reloj.

Ademas, haciendo referencia a la figura 6, el area de transicion 66 se divide en una primera subarea 66a, una segunda subarea 66b y una tercera subarea 66c, siendo las subareas primera y tercera adyacentes a los lados largos primero y segundo 46 y 48, respectivamente, de la placa de transferencia de calor 32, y estando la segunda subarea dispuesta entre las subareas primera y tercera. Las subareas primera y segunda 66a y 66b, respectivamente, son adyacentes entre si a lo largo de una quinta llnea llmite 108 que se extiende entre y a lo largo de los salientes de transicion 98a y 98b, mientras que las subareas segunda y tercera 66b y 66c, respectivamente, son adyacentes entre si a lo largo de una sexta llnea llmite 110 que se extiende entre y a lo largo de los salientes de transicion 98c, 98d y 98e.

Cada uno de los salientes de transicion 98 dentro de la primera subarea 66a se extiende desde la primera llnea llmite 68 a la segunda llnea llmite 70 y a lo largo de una llnea que es similar a una parte recta superior respectiva de la cuarta llnea llmite 74. Por lo tanto, los salientes de transicion 98 dentro de la primera subarea 66a son paralelos y estan asociados con el mismo angulo mas pequeno, un primer angulo a1.

Cada uno de los salientes de transicion 98 dentro de la segunda subarea 66b se extiende desde la primera llnea llmite 68 a la segunda llnea llmite 70 y a lo largo de una llnea que es similar a una parte curvada intermedia respectiva de la primera llnea llmite 74. El patron de transicion es “divergente” dentro de la segunda subarea 66b, lo que significa que los salientes de transicion 98 no son paralelos. Mas especialmente, el angulo mas pequeno an, que para todos los salientes de transicion 98 dentro de la segunda subarea 66b es mayor que el primer angulo mas pequeno anterior a1, varla entre los salientes de transicion 98 y aumenta en una direccion desde el primer lado largo 46 a un segundo lado largo 48 de la placa de transferencia de calor 32. En otras palabras, los salientes de transicion 98 dentro de la segunda subarea 66b son mas pronunciados mas cerca del primer lado largo que mas cerca del segundo lado largo.

La tercera subarea 66c comprende un primer conjunto de salientes de transicion que se extienden cada uno desde la segunda llnea llmite 70 y en la misma direccion, y con la misma distancia entre si, como los salientes de transicion 98 dentro de la primera subarea 66a. Esto significa que el patron de transicion es en parte el mismo dentro de la subareas primera y tercera del area de transicion 66. Por lo tanto, los salientes de transicion 98 del primer conjunto son paralelos y estan asociados con el mismo angulo mas pequeno, el primer angulo a1. Ademas, la tercera subarea 66c comprende un segundo conjunto de salientes de transicion que se extienden cada uno desde la primera llnea llmite 68 y a lo largo de una llnea que es similar a una parte inferior respectiva de la primera llnea llmite 74, parte inferior que tiene tanto porciones curvadas como porciones rectas. Los salientes de transicion 98 dentro del segundo conjunto no son paralelos y todos son menos pronunciados que los salientes de transicion dentro de la segunda subarea 66b. El angulo mas pequeno an, que para todos los salientes de transicion 98 del segundo conjunto es mayor que el primer angulo mas pequeno a1, varla entre los salientes de transicion 98 del segundo conjunto y aumenta en una direccion desde el primer lado largo 46 a un segundo largo lado 48 de la placa de transferencia de calor 32.

Cada uno de los salientes de transicion dentro del primer conjunto esta conectado a un saliente respectivo de los salientes de transicion dentro del segundo conjunto para formar unas crestas continuas que se extienden desde la primera llnea llmite 68 a la segunda llnea llmite 70, respectivamente. Como es evidente a partir de la figura 6, algunos de los salientes de transicion del primer conjunto estan conectados a, mas especlficamente forman parte integral de, uno y el mismo saliente de transicion del segundo conjunto, lo que da como resultado una cresta ramificada. Ademas, algunos de los salientes de transicion dentro del segundo conjunto estan conectados a, mas especlficamente forman parte integral de, un solo saliente de transicion del primer conjunto, lo que da como resultado crestas “mono”. Una longitud de cada uno de los salientes de transicion dentro de la tercera subarea 66c es tal que una distancia mas corta entre dos salientes adyacentes, que se extienden uno a lo largo de otro, de los salientes de transicion 98 es esencialmente constante dentro de la tercera subarea.

La quinta llnea llmite 108 entre las subareas primera y segunda 66a y 66b se localiza, vista desde el primer lado largo 46 de la placa de transferencia de calor 32, justo antes de los dos primeros salientes de transicion sucesivos dentro del area de transicion que estan asociados, ambos, con un angulo mas pequeno an mayor que el primer

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angulo ai mencionado anteriormente. Ademas, la sexta ilnea ilmite 110 entre la segunda subarea 66b y la tercera subarea 66c se localiza, vista desde la quinta llnea llmite 108, justo antes de los dos primeros salientes de transicion sucesivos dentro del area de transicion que estan asociados, ambos, con un angulo mas pequeno an igual al primer angulo a1.

Como se ilustra en la figura 7, los salientes de transicion 98 comprenden esencialmente unas areas de contacto de transicion en forma de puntos 112 dispuestas para acoplarse con las areas de contacto de transicion en forma de puntos respectivas de los salientes de transicion 114 dentro de la segunda area de extremo de una placa de transferencia de calor superior. De manera similar, las depresiones de transicion 100 (ilustradas solo en las figuras 5 y 10) comprenden esencialmente unas areas de contacto de transicion en forma de puntos dispuestas para su acoplamiento con las areas de contacto de transicion en forma de puntos respectivas de las depresiones de transicion dentro de la segunda area de extremo de una placa de transferencia de calor subyacente (no ilustrada). El patron de transicion se denomina patron en espiga.

El area de contacto de transicion 112 de cada saliente de transicion 98 dispuesto mas cerca de la primera llnea llmite 68 esta dispuesta cerca, y esencialmente a la misma distancia, de la porcion central 68a, la primera porcion exterior 68b y la segunda porcion exterior 68c, respectivamente, de la primera llnea llmite 68.

El area de transferencia de calor 54 limita con la primera subarea 66a, la segunda subarea 66b y la tercera subarea 66c a lo largo de aproximadamente el 27 %, 46 % y 27 %, respectivamente, de la segunda llnea llmite 70. Por lo tanto, a lo largo de aproximadamente el 54 % (2 x 27 %) de la segunda llnea llmite 70 y adyacente a la misma, el patron de transicion es similar. Como se ha descrito a modo de introduccion, los patrones similares invertidos en espejo de ondulaciones rectas dan como resultado areas de contacto dispuestas en llneas rectas equidistantes.

Como se desprende de la figura 7, el area de contacto de transicion 112 de cada saliente de transicion 98 que esta mas cerca de la segunda llnea llmite 70 esta dispuesta en una llnea de contacto imaginaria 116 dentro de la primera subarea 66a y la tercera subarea 66c, respectivamente, del area de transicion 66, llnea de contacto 116 que es paralela a la primera llnea llmite 70. (En realidad, las areas de contacto de transicion mas cercanas que van en ultimo lugar dentro de la primera subarea y en primer lugar dentro de la tercera subarea, como se ve desde el primer lado largo 46, estan dispuestas ligeramente fuera de la llnea de contacto 116. Esto es una consecuencia de que el saliente de transicion 98d (vease la figura 6) sea relativamente corto, y su efecto es insignificante).

Ademas, dentro de la segunda subarea 66b del area de transicion 66, al menos algunas de las areas de contacto de transicion 112 que estan mas cerca de la segunda llnea llmite 70 estan dispuestas fuera de la llnea de contacto imaginaria 116. Sin embargo, la dispersion de estas areas de contacto de transicion mas cercanas es relativamente pequena como resultado de que la resistencia de la placa de transferencia de calor, dentro de la segunda subarea, todavla es suficiente. Naturalmente, si se considera que los salientes de transicion dentro de la segunda subarea 66b corresponden al segundo conjunto de salientes de transicion (que se extienden desde la primera llnea llmite 68) dentro de la tercera subarea 66c, la segunda subarea 66b tambien podrla comprender una pluralidad de los salientes de transicion paralelos rectos asociados con un angulo mas pequeno an igual al primer angulo a1 correspondiente al primer conjunto de salientes de transicion (que se extienden desde la segunda llnea llmite 70) dentro de la tercera subarea 66c. Entonces, las areas de contacto de transicion mas cercanas podrlan estar dispuestas en una llnea recta a traves de toda la anchura de la placa. Sin embargo, esto darla como resultado un area de transicion considerablemente mas larga (longitud medida a lo largo del eje y) a expensas del tamano del area de transferencia de calor.

Haciendo referencia a las figuras 5 y 11, el area de transferencia de calor 54 se prensa con un patron de transferencia de calor de los salientes de transferencia de calor dispuestos alternativamente de manera esencialmente recta 118 y las depresiones de transferencia de calor 120, en forma de crestas y valles, respectivamente, en relacion con el plano de extension central c-c. Las depresiones 120 solo se muestran en la figura 11 que ilustra la seccion transversal de los salientes de transferencia de calor 118 y las depresiones de transferencia de calor 120 tomada en perpendicular a su extension. El patron de transferencia de calor dentro de una primera mitad 122 de la placa de transferencia de calor y el patron de transferencia de calor dentro de una segunda mitad 124 de la placa de transferencia de calor son similares, pero invertidos en espejo con respecto al eje central longitudinal y. Ademas, los salientes y las depresiones de transferencia de calor dentro de la primera mitad 122, y por lo tanto tambien la segunda mitad 124, son paralelos.

Haciendo referencia a la figura 7, los salientes de transferencia de calor 118 comprenden esencialmente unas areas de contacto de transferencia de calor en forma de puntos 126 dispuestas para acoplarse con las areas de contacto de transferencia de calor en forma de puntos respectivas de los salientes de transferencia de calor 128 de una placa de transferencia de calor superior. De manera similar, las depresiones de transferencia de calor 120 comprenden esencialmente unas areas de contacto de transferencia de calor en forma de puntos dispuestas para acoplarse con las areas de contacto de transferencia de calor en forma de puntos respectivas de las depresiones de transferencia de calor de una placa de transferencia de calor subyacente (no ilustrada). El patron de transferencia de calor se denominada patron en espiga.

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De nuevo, los patrones similares invertidos en espejo de ondulaciones rectas dan como resultado unas areas de contacto dispuestas en lineas rectas equidistantes. En consecuencia, como se desprende de la figura 7, el area de contacto de transferencia de calor 126 de cada saliente de transicion de calor 118 (y el area de contacto de transferencia de calor de cada depresion de transicion de calor 120) que esta mas cerca de la segunda linea limite 70 esta dispuesta en una linea de contacto imaginaria 130 que es paralela a, y esta cerca de, la primera linea Kmite 70.

Como se ha explicado anteriormente, el intercambiador de calor de placas 26 esta dispuesto para recibir dos fluidos para transferir calor desde un fluido a otro. Haciendo referencia a la figura 5 y la placa de transferencia de calor 32, el primer fluido fluye a traves del agujero de entrada 56 hacia el lado trasero (no visible) de la placa de transferencia de calor 32, a lo largo de un lado trasero a traves de las areas de distribucion y de transicion de la primera area de extremo, el area de transferencia de calor y las areas de transicion y de distri bucion de la segunda area de extremo y de vuelta a traves del agujero de salida 62. De manera similar, el segundo fluido fluye a traves de un agujero de entrada de una placa de transferencia de calor superior, agujero de entrada que esta alineado con el agujero de entrada 60 de la placa de transferencia de calor 32, en el lado delantero de la placa de transferencia de calor 32. A continuacion, el segundo fluido fluye a lo largo de un lado delantero a traves de las areas de distribucion y de transicion de la segunda area de extremo, el area de transferencia de calor y las areas de transicion y de distribucion de la primera area de extremo y de vuelta a traves de un agujero de salida de la placa de transferencia de calor superior, agujero de salida que esta alineado con el agujero de salida 58 de la placa de transferencia de calor 32.

Como se ha mencionado anteriormente, el fin principal del area de distribucion es dispersar el fluido uniformemente a traves de la anchura de la placa de transferencia de calor mientras que el fin principal del area de transferencia de calor es la transferencia de calor. El fin principal del area de transicion es hacer que la placa de transferencia de calor sea relativamente fuerte en la transicion entre las areas de distribucion y de transferencia de calor. Con el area de transicion de acuerdo con el documento WO 2014/067757, las areas de contacto del area de distribucion mas cercana a la primera linea limite, al igual que las areas de contacto del area de transicion mas cercana a la primera linea limite, estan dispuestas a igual distancia de la primera linea limite, lo que es beneficioso para la resistencia de la placa. Sin embargo, las areas de contacto del area de transicion mas cercana a la segunda linea limite, al igual que las areas de contacto del area de transferencia de calor mas cercana a la segunda linea limite, estan dispuestas a diferentes distancias de la segunda linea limite, lo que puede estar asociado con una resistencia inferior de la placa. El area de transicion de acuerdo con la presente invencion ofrece una solucion a este problema. Cuando la segunda linea Kmite se hace recta y perpendicular a un eje central longitudinal de la placa, las areas de contacto del area de transferencia de calor mas cercana a la segunda linea limite estaran dispuestas a igual distancia de la segunda linea limite, al menos cuando se combinen dos placas de transferencia de calor con (al menos parcialmente) patrones de transferencia de calor similares. Ademas, cuando las subareas primera y tercera del area de transicion comprenden patrones similares cerca de la segunda linea limite, una parte principal de las areas de contacto de las subareas de transicion primera y tercera estaran dispuestas a igual distancia de la segunda linea limite.

Para obtener patrones similares dentro de las subareas de transicion primera y tercera, algunos (el primer conjunto) de los salientes de transicion dentro de la tercera subarea se han hecho relativamente pronunciados. Puesto que un patron pronunciado esta asociado con una resistencia al flujo relativamente baja, y un fluido tiende a elegir una trayectoria a traves de la placa que ofrece la resistencia al flujo mas baja, el area de distribucion se ha “prolongado” hacia los lados largos primero y segundo 46 y 48 de la placa de transferencia de calor. Haciendo referencia a la figura 6, estas “prolongaciones” consisten en las secciones de area de distribucion que se extienden entre la tercera linea limite 72 y la primera porcion exterior 68b de la primera linea limite 68, y la cuarta linea limite 74 y la segunda porcion exterior 68c de la primera linea limite 68, respectivamente. El fluido se guiara a traves de estas “prolongaciones” hacia los lados largos primero y segundo 46, 48 de la placa de transferencia de calor que disminuira las “fugas” de fluido en el area de transicion 66 cerca del punto de extremo 88 de la porcion central 68a de la primera linea limite 68. Esto mejora la distribucion de fluido a traves de la anchura de la placa.

La realizacion de la presente invencion descrita anteriormente solo debe verse como un ejemplo. Los expertos en la materia se dan cuenta de que la realizacion expuesta puede variarse y combinarse de una serie de maneras sin alejarse de la concepcion inventiva.

A modo de ejemplo, los patrones de distribucion, de transicion y de transferencia de calor especificados anteriormente son solo a modo de ejemplo. Naturalmente, la invencion puede aplicarse en relacion con otros tipos de patrones. Por ejemplo, los salientes de transicion no necesitan extenderse a lo largo de lineas que son similares a las partes respectivas de la cuarta linea limite. La tercera area puede comprender crestas mas o menos “ramificadas”, y estas crestas pueden tener los mismos o diferentes numeros de “ramas”. Ademas, un saliente de transicion puede comprender tanto porciones rectas como curvas.

La primera linea limite que se extiende entre las areas de transicion y de transferencia de calor no necesita extenderse de acuerdo con lo anterior. Por ejemplo, las porciones exteriores primera y segunda de la primera linea limite podrian extenderse en un numero incontable de maneras diferentes. Ademas, la primera linea limite podria ser recta y paralela a la segunda linea Kmite, o tener otra forma tal como una forma de onda o una forma de diente de

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sierra.

El intercambiador de calor de placas descrito anteriormente es de tipo contraflujo en paralelo, es decir, la entrada y la salida para cada fluido estan dispuestas en la misma mitad del intercambiador de calor de placas y los fluidos fluyen en direcciones opuestas a traves de los canales entre las placas de transferencia de calor. Naturalmente, el intercambiador de calor de placas podrla ser en cambio de tipo flujo diagonal y/o tipo co-flujo.

El intercambiador de calor de placas anterior comprende un unico tipo de placa. Naturalmente, el intercambiador de calor de placas podrla comprender, en cambio, dos o mas tipos diferentes de placas de transferencia de calor dispuestas alternativamente. Ademas, las placas de transferencia de calor podrlan fabricarse de otros materiales distintos del acero inoxidable.

La presente invencion podrla usarse en relacion con otros tipos de intercambiadores de calor de placas distintos de los semi-soldados, tales como los intercambiadores de calor de placas totalmente soldados, (totalmente) empaquetados y latonados.

En la realization descrita anteriormente la segunda llnea llmite es recta de principio a fin. En realizaciones alternativas, partes de la segunda llnea llmite podrlan desviarse de una extension recta. A modo de ejemplo, para evitar la flexion de la placa de intercambiador de calor a lo largo de la segunda llnea llmite, uno o mas de los salientes de transition podrlan hacerse para cruzar la segunda llnea llmite y conectar con un saliente respectivo de los salientes de transferencia de calor.

En la realizacion descrita anteriormente, la primera subarea 66a del area de transicion 66 esta dispuesta para contactar con la tercera subarea de un area de transicion superior. Ademas, la segunda subarea 66b esta dispuesta para contactar tanto con la segunda subarea como con la tercera subarea del area de transicion superior, mientras que la tercera subarea 66c esta dispuesta para contactar tanto con la primera subarea como con la segunda subarea del area de transicion superior. Naturalmente, la localization y la extension de las llneas llmite quinta y sexta pueden ser diferentes de las descritas anteriormente en realizaciones alternativas que pueden cambiar la interfaz entre el area de transicion 66 y el area de transicion superior.

En la realizacion descrita anteriormente, los salientes de transicion (y las depresiones de transicion) dentro de la primera subarea tienen una serie de caracterlsticas comunes, por ejemplo, que todos ellos son rectos y estan asociados con el mismo angulo mas pequeno an. Estas caracterlsticas comunes definen el diseno general de los salientes de transicion dentro de la primera subarea. Naturalmente, uno o mas de los salientes de transicion dentro de la primera subarea podrlan carecer de una (o mas) de estas caracterlsticas comunes, por ejemplo, estar asociados con un angulo diferente, siempre que una parte principal de los salientes de transicion tengan esta caracterlstica comun.

Un razonamiento correspondiente a lo anterior es valido para los salientes de transicion dentro de la segunda subarea. Por ejemplo, una caracterlstica comun de los salientes de transicion de la segunda subarea es que estan asociados con un angulo mas pequeno an respectivo que aumenta o permanece constante en una direction desde el primer lado largo al segundo lado largo de la placa de transferencia de calor. Naturalmente, uno o mas de los salientes de transicion dentro de la segunda subarea podrla estar asociado con un angulo mas pequeno an que se desvla de este “comportamiento”, siempre que una parte principal de los salientes de transicion no esten asociados con una desviacion de este tipo.

Naturalmente, un razonamiento correspondiente a lo anterior tambien es valido para los salientes de transicion dentro de la tercera subarea.

A partir del primer lado largo de la placa de transferencia de calor, si dos salientes de transicion sucesivos que carecen, ambos, de una caracterlstica comun de la primera subarea se encuentran, esto podrla significar que estas salientes de transicion sucesivos estan dispuestos dentro de la segunda subarea.

No todos los salientes de transicion individuales o los salientes de transicion conectados (crestas continuas dentro de la tercera subarea) necesitan extenderse todo el camino desde la primera a la segunda llnea llmite.

Finalmente, en la realizacion descrita anteriormente, los primeros puntos de extremo de las llneas llmite primera y segunda, as! como los segundos puntos de extremo de las llnea llmite primera y segunda estan dispuestos a la misma distancia del lado largo respectivo. De acuerdo con una realizacion alternativa, los puntos de extremo primero y segundo de la primera llnea llmite podrlan estar dispuestos, en cambio, a una distancia mas grande de los lados largos respectivos que los puntos de extremo primero y segundo de la segunda llnea llmite para crear un area de transicion con una anchura ahusada.

Cabe subrayar que se ha omitido una description de los detalles no pertinentes para la presente invencion y que las figuras son solo esquematicas y no se han dibujado a escala. Tambien hay que decir que algunas de las figuras se han simplificado mas que otras. Por lo tanto, algunos componentes pueden ilustrarse en una figura, pero quedan

fuera en otra figura.

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   REIVINDICACIONES

   1. Una placa de transferencia de calor (32) que tiene un plano de extension central (c-c), un primer lado largo (46) y un segundo lado largo (48) y que comprende un area de distribucion (64), un area de transicion (66) y un area de transferencia de calor (54) dispuestas en sucesion a lo largo de un eje central longitudinal (y) de la placa de transferencia de calor, siendo el area de transicion (66) adyacente al area de distribucion (64) a lo largo de una primera llnea llmite (68) y el area de transferencia de calor (54) a lo largo de una segunda llnea llmite (70), estando el area de transferencia de calor, el area de distribucion (64) y el area de transicion (66) provistas de un patron de transferencia de calor, un patron de distribucion y un patron de transicion, respectivamente, diferenciandose el patron de transicion del patron de distribucion y del patron de transferencia de calor y comprendiendo unos salientes de transicion (98) y unas depresiones de transicion (100) en relacion con el plano de extension central, comprendiendo el area de transicion (66) una primera subarea (66a), extendiendose una llnea recta imaginaria (102) entre dos puntos de extremo (104, 106) de cada saliente de transicion (98) con un angulo mas pequeno an, n = 1, 2, 3... en relacion con el eje central longitudinal (y), caracterizada por que el area de transicion comprende, ademas, una segunda subarea (66b) y una tercera subarea (66c), estando las subareas primera, segunda y tercera dispuestas en sucesion entre las llneas llmite primera y segunda (68, 70) y adyacentes entre si a lo largo de las llneas llmite quinta y sexta (108, 110), respectivamente, que se extienden entre y a lo largo de unos salientes adyacentes (98a, 98b, 98c, 98d, 98e) de los salientes de transicion (98), siendo la primera subarea (66a) la mas cercana al primer lado largo (46) y siendo la tercera subarea (66c) la mas cercana al segundo lado largo (48), siendo el angulo mas pequeno an, para al menos una parte principal de los salientes de transicion (98) dentro de la primera subarea (66a), esencialmente igual a un primer angulo a1, y variando el angulo mas pequeno an entre los salientes de transicion (98) dentro de la segunda subarea (66b), de tal manera que el angulo mas pequeno an para al menos una parte principal de los salientes de transicion (98) dentro de la segunda subarea (66b) es mayor que dicho primer angulo a1 y aumenta en una direccion desde el primer lado largo (46) al segundo lado largo (48), en donde al menos una parte principal de la segunda llnea llmite (70) es recta y esencialmente perpendicular al eje central longitudinal (y) de la placa de transferencia de calor (32), y el angulo mas pequeno an de un primer conjunto de los salientes de transicion (98) dentro de la tercera subarea (66c) es esencialmente igual a dicho primer angulo a1, estando localizada la quinta llnea llmite (108) entre las subareas primera y segunda (66a, 66b), vista desde el primer lado largo (46) de la placa de transferencia de calor (32), justo antes de los dos primeros salientes de transicion sucesivos dentro del area de transicion (66) que estan asociados, ambos, a un angulo mas pequeno an mayor que dicho primer angulo a1, y estando la sexta llnea llmite (110) localizada entre las subareas primera y tercera (66b, 66c), vista desde la quinta llnea llmite (108), justo antes de los dos primeros salientes de transicion sucesivos dentro del area de transicion (66) que estan asociados, ambos, con un angulo mas pequeno an igual a dicho primer angulo a1.
2. 2. Una placa de transferencia de calor (32) de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que al menos una parte principal de los salientes de transicion (98) de dicho primer conjunto de salientes de transicion dentro de la tercera subarea (66c) se extiende desde la segunda llnea llmite (70).
3. 3. Una placa de transferencia de calor (32) de acuerdo con la reivindicacion 2, en la que el angulo mas pequeno an para un segundo conjunto de los salientes de transicion (98) dentro de la tercera subarea (66c) es mayor que dicho primer angulo a1, extendiendose al menos una parte principal de los salientes de transicion de dicho segundo conjunto desde la primera llnea llmite (68).
4. 4. Una placa de transferencia de calor (32) de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que cada uno de al menos una parte principal de los salientes de transicion (98) dentro de la tercera subarea (66c) que se extiende desde la segunda llnea llmite (70) esta conectado a un saliente respectivo de los salientes de transicion dentro de la tercera subarea que se extiende desde la primera llnea llmite (68).
5. 5. Una placa de transferencia de calor (32) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una distancia mas corta entre las llneas rectas imaginarias (102) de dos salientes de transicion adyacentes (98), que se extienden uno a lo largo del otro, dentro de la tercera subarea (66c), es esencialmente constante dentro de una porcion principal de la tercera subarea.
6. 6. Una placa de transferencia de calor (32) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el area de transferencia de calor (54) limita con la tercera subarea (66c) del area de transicion (66) a lo largo del 10-40 % de la segunda llnea llmite (70).
7. 7. Una placa de transferencia de calor (32) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una porcion central (68a) de la primera llnea llmite (68) es arqueada y convexa, como se ve desde el area de transferencia de calor (54), de tal manera que la porcion central (68a) de la primera llnea llmite (68) coincide con un contorno de un ovalo imaginario, desviandose la primera llnea llmite (68) del contorno del ovalo imaginario fuera de la porcion central (68a).
8. 8. Una placa de transferencia de calor (32) de acuerdo con la reivindicacion 7, en la que una segunda porcion exterior (68c) de la primera llnea llmite (68), que se extiende desde la porcion central (68a) de la primera llnea llmite

   hacia el segundo lado largo (48) de la placa de transferencia de calor, se extiende hacia la segunda llnea llmite (70).
9. 9. Una placa de transferencia de calor (32) de acuerdo con la reivindicacion 8, en la que la segunda porcion exterior (68c) de la primera llnea llmite (68) se extiende a una distancia de, y esencialmente en paralelo a, una cuarta llnea

   5 llmite (74) que delimita el area de distribucion (64).
10. 10. Una placa de transferencia de calor (32) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en la que la porcion central (68a) de la primera llnea llmite (68) ocupa el 40-90 % de una anchura (w) de la placa de transferencia de calor.

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11. 11. Un intercambiador de calor de placas (26) que comprende una placa de transferencia de calor (32) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.