ES2842048T3 - Intercambiador térmico de placas - Google Patents
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Abstract
Intercambiador térmico (1) que consta de un conjunto de placas (10) que definen entre ellas circuitos (2, 3) de fluido circulando alternativamente mediante juntas de estanqueidad (4) unidas entre cada par de dos placas adyacentes, asegurando dichas juntas la estanqueidad del volumen definido entre cada par de placas adyacentes, teniendo cada una de las juntas una superficie superior enfrentada a una de dichas dos placas adyacentes, presentando la superficie superior, antes de la compresión entre dichas dos placas adyacentes, una porción en punta y una porción cóncava a cada lado de la punta, comprendiendo cada placa al menos un recorte de guía (5) formado al nivel de al menos uno de sus extremos y que permite guiar cada placa (10) en el interior de un chasis (6), constando el intercambiador térmico de: - entre cada par de dos placas adyacentes y cerca del recorte de guía (5), al menos un espaciador (7) destinado a ser comprimido y dispuesto en contacto con las dos placas adyacentes (10, 11), caracterizado por que cada espaciador (7, 17) impide cualquier inclinación de una placa con respecto a la otra durante el apriete y presenta, antes de la compresión, un espesor al menos igual al de la junta de estanqueidad, siendo cada espaciador (7) una protuberancia de la junta de estanqueidad (4); y - una porción de conexión (9) entre cada junta de estanqueidad (4) y cada espaciador (7), presentando dicha porción de conexión (9) un espesor inferior al de la junta de estanqueidad (4).
Description
DESCRIPCIÓN
Intercambiador térmico de placas
Campo técnico
La invención se refiere al campo de los intercambiadores térmicos de placas entre los cuales circulan dos fluidos llevados a diferentes temperaturas y uno de los cuales recibe/descarga la energía calorífica del otro.
La invención se refiere más particularmente a intercambiadores de calor de placas de grandes dimensiones, cuyo chasis presenta en el interior un raíl de guía que permite guiar las placas paralelas al interior del chasis antes de realizar el apriete de las placas una sobre otra para asegurar la estanqueidad entre los dos circuitos.
Técnica anterior
De forma general, para asegurar la estanqueidad entre los diferentes circuitos de fluidos, se coloca una junta periférica sobre cada una de las placas del intercambiador. Tales placas equipadas con juntas de estanqueidad periféricas se describen en particular en el documento GB-1 592069.
Sin embargo, cuando las placas son de muy grandes dimensiones, puede producirse un desfase entre cada una de las placas cuando se introducen en el interior del chasis y luego cuando las placas se aprietan entre sí. Este desfase puede deberse en particular al uso de una junta de estanqueidad que tiene una forma puntiaguda también denominada por el término "ROOF TOP". En efecto, cuando una placa entra en contacto con la punta de la junta de estanqueidad de la placa adyacente, esta última se posiciona entonces sustancialmente a través y gira alrededor de la arista definido por la punta de la junta de estanqueidad. Este fenómeno es aún más marcado cuando las placas tienen un solo recorte de guía para facilitar el posicionamiento de las placas en el interior del chasis.
El objetivo de la invención es, por lo tanto, eliminar el desfase que puede producirse entre las diferentes placas de un intercambiador térmico durante el posicionamiento de las placas en el chasis y luego cuando las placas se aprietan entre sí. Por lo demás, este objetivo se logra sin degradar la función de estanqueidad realizada por la junta periférica.
Descripción de la invención
Por lo tanto, la invención se refiere a un intercambiador térmico que comprende un conjunto de placas que delimitan entre ellas circuitos de fluidos que circulan alternativamente mediante juntas de estanqueidad colocadas entre cada par de dos placas adyacentes. Cada placa comprende al menos un recorte de guía formado al nivel de al menos uno de sus extremos y que permite guiar cada placa al interior de un chasis. Las juntas aseguran la estanqueidad del volumen definido entre cada par de placas adyacentes, teniendo cada una de las juntas una superficie superior enfrentada a una de dichas dos placas adyacentes, presentando la superficie superior, antes de la compresión entre dichas dos placas adyacentes, una porción en punta y una porción cóncava a cada lado de la punta.
Según la invención, el intercambiador térmico se caracteriza por que también comprende entre cada par de dos placas adyacentes, y cerca del recorte de guía, al menos un espaciador destinado a ser comprimido y dispuesto en contacto con las dos placas adyacentes. Cada espaciador evita cualquier inclinación de una placa con respecto a la otra durante el apriete y presenta, antes de la compresión, un espesor al menos igual al de la junta de estanqueidad. Dicho de otra manera, al colocar las placas del intercambiador en el interior del chasis, estas se orientan paralelas entre sí al entrar en contacto con el espaciador colocado sobre la placa adyacente. Por otro lado, antes de realizar el apriete las placas entre sí, la junta de estanqueidad no está sometida a esfuerzos y por tanto no entra en contacto con la placa adyacente.
De este modo, cuando comienza el apriete de las placas, todas las placas están dispuestas paralelas entre sí y no se puede producir ningún desfase, incluso cuando la junta de estanqueidad está presurizada, ya que el espaciador colocado cerca del recorte de guía evita cualquier inclinación de una placa con respecto a la otra.
Ventajosamente, cada espaciador puede insertarse en una ranura formada en una de las placas con las que entra en contacto.
En efecto, como la junta de estanqueidad, el espaciador se puede colocar, incluso pegar, en el interior de una ranura, lo que permite evitar que el espaciador se deslice durante el apriete en particular.
Estas ranuras se realizan generalmente por medio de una prensa y una estampa durante la operación de forjado de las placas para generar una pluralidad de ondulaciones y de este modo aumentar la superficie del intercambio térmico entre los fluidos en el interior de la placa del intercambiador.
En la práctica, cada espaciador puede presentar una forma paralelepipédica sustancialmente rectangular. De esta manera, consta de dos caras paralelas, y presenta una sección constante compatible con un procedimiento de fabricación tal como extrusión o moldeo.
Según un modo de realización particular, cada espaciador puede presentar una compresibilidad superior a la de la junta de estanqueidad.
De este modo, durante el apriete de las placas entre sí, el espaciador, que presenta un espesor superior al de la junta de estanqueidad, es adecuado para comprimirse sin obstaculizar la compresión posterior de la junta de estanqueidad.
Por otro lado, tal espaciador puede realizarse de diferentes formas y puede estar o no solidarizado a la junta de estanqueidad.
Cada espaciador es una protuberancia de la junta de estanqueidad. De este modo, la junta y el espaciador forman un conjunto monolítico que se puede realizar en una sola operación, en particular, mediante un procedimiento de moldeo.
El intercambiador térmico consta además de una porción de conexión entre cada junta de estanqueidad y cada espaciador. Esta configuración permite colocar el espaciador cerca del recorte de guía, sin por lo tanto modificar la posición de la junta de estanqueidad sobre la placa. La función de esta porción de conexión es únicamente la de facilitar la fabricación del intercambiador evitando aumentar el número de piezas que lo constituyen, así como el posicionamiento del espaciador sobre la placa. Esta porción de conexión presenta un espesor inferior al de la junta de estanqueidad y, por tanto, también el del espaciador.
Cada espaciador se puede separar de la junta de estanqueidad. De esta manera, es posible realizar la disposición cada uno de los elementos sobre una placa de forma independiente. Por lo tanto, tal variante de este tipo permite eliminar la porción de conexión y utilizar las juntas de estanqueidad existentes en los intercambiadores térmicos convencionales ya fabricados.
Se pueden contemplar diferentes formas de realización de las juntas de estanqueidad y los espaciadores y, en particular, pueden estar hechos de diferentes materiales o no.
De este modo, según un primer modo de realización, los espaciadores y las juntas de estanqueidad se pueden realizar del mismo material. De este modo, por ejemplo, pueden moldearse en el mismo molde y fabricarse simultáneamente.
Según un segundo modo de realización, los espaciadores y las juntas de estanqueidad se pueden fabricar con dos materiales diferentes. De esta manera, en particular, es posible adaptar la compresibilidad de los espaciadores para no modificar localmente la compresibilidad de la junta de estanqueidad.
Descripción somera de las figuras
La manera de realizar la invención y las ventajas que se derivan de ella, se pondrán bien de manifiesto de la descripción del modo de realización que sigue, aportado a modo indicativo, pero no limitativo, con el apoyo de las figuras en donde:
- la figura 1 es una vista en sección parcial de un intercambiador térmico de acuerdo con la invención;
- la figura 2 es una vista frontal parcial de una placa de intercambiador;
- las figuras 3 y 4 son vistas en sección transversal de diferentes formas del espaciador al nivel del espacio entre dos placas antes de realizar su apriete entre sí.
Manera de describir la invención
Como ya se ha mencionado, la invención se refiere a un intercambiador térmico (1) tal como se muestra en la figura 1. Este tipo de intercambiador térmico de placas (10) comprende de este modo dos circuitos de fluidos (2, 3) en los que circulan dos fluidos para intercambiar su energía calorífica.
Tal como se ha representado, estos circuitos (2, 3) están delimitados por una junta de estanqueidad (4) que define la periferia de la zona de intercambio sobre cada placa. Las placas (10) se colocan en el interior de un chasis (6) y son guiadas en este chasis por medio de un recorte de guía (5) que coopera con un raíl unido al nivel del chasis (6). Luego, los espaciadores (7) permiten colocar cada placa (10) a la misma distancia entre sí y en paralelo cerca de este raíl de guía. De este modo, los espaciadores (7) permiten asegurar el posicionamiento paralelo de las placas entre sí antes de la operación de apriete destinada a comprimir la junta de estanqueidad (4).
En la variante representada, los espaciadores (7) pueden formar una protuberancia de la junta de estanqueidad (4).
Este modo de realización permite facilitar las operaciones de ensamblaje y fabricación de tal intercambiador (1). Tal como se representa en la variante de la figura 2, los espaciadores (17) también pueden estar separados de la junta de estanqueidad (4). De este modo, es posible realizar intercambiadores térmicos de acuerdo con la invención utilizando una junta de estanqueidad convencional ya producido.
Tal como se ha representado en la figura 3, el espaciador (7) es en este caso una protuberancia de la junta de estanqueidad (4) y está unido a este último por medio de una porción de conexión (9). Por otro lado, el espesor (E) del espaciador (7) es superior al espesor (e) de la junta de estanqueidad (4). De esta manera, una cara superior (27) del espaciador (7) entra primero en contacto con la placa superior (11) cuando las placas (10, 11) se colocan enfrentadas entre sí en el chasis (6). A título de ejemplo, se puede utilizar una junta que presenta un espesor e de 6 mm combinada con un espaciador que presenta un espesor E de 6,2 mm.
Por otro lado, una cara inferior (37) del espaciador (7) coopera con una ranura (8) para facilitar el posicionamiento y solidarización del espaciador (7) sobre la placa (10). En efecto, el espaciador (7) debe colocarse con mucha precisión sobre la placa (10) para cooperar con una superficie plana en la parte posterior de la placa frontal (11). Las caras superior (27) e inferior (37) son, en la variante representada, sustancialmente planas para formar un espaciador (7) de forma sustancialmente rectangular de paralelepípedo.
Según otra variante, y tal como se representa en la figura 4, las caras superior (27) e inferior (37) también pueden formar una superficie izquierda de forma cóncava antes de la compresión. En este caso, durante el apriete, el contacto entre el espaciador (7) y la placa adyacente (11) es lineal antes de convertirse en superficie. Sin embargo, tal contacto lineal cerca del raíl de guía permite garantizar el posicionamiento paralelo de las placas entre sí.
De lo que antecede resulta que un intercambiador de placas conforme a la invención presenta múltiples ventajas y, en particular:
- permite colocar las placas paralelas entre sí, y esto perpendicularmente a la dirección de empuje ejercido durante el apriete de las placas entre sí.
- permite, en particular, utilizar de un solo raíl de guía, facilitando de este modo dimensiones la instalación de placas de muy grandes dimensiones.
Claims (6)
1. Intercambiador térmico (1) que consta de un conjunto de placas (10) que definen entre ellas circuitos (2, 3) de fluido circulando alternativamente mediante juntas de estanqueidad (4) unidas entre cada par de dos placas adyacentes, asegurando dichas juntas la estanqueidad del volumen definido entre cada par de placas adyacentes, teniendo cada una de las juntas una superficie superior enfrentada a una de dichas dos placas adyacentes, presentando la superficie superior, antes de la compresión entre dichas dos placas adyacentes, una porción en punta y una porción cóncava a cada lado de la punta, comprendiendo cada placa al menos un recorte de guía (5) formado al nivel de al menos uno de sus extremos y que permite guiar cada placa (10) en el interior de un chasis (6), constando el intercambiador térmico de:
- entre cada par de dos placas adyacentes y cerca del recorte de guía (5), al menos un espaciador (7) destinado a ser comprimido y dispuesto en contacto con las dos placas adyacentes (10, 11), caracterizado por que cada espaciador (7, 17) impide cualquier inclinación de una placa con respecto a la otra durante el apriete y presenta, antes de la compresión, un espesor al menos igual al de la junta de estanqueidad, siendo cada espaciador (7) una protuberancia de la junta de estanqueidad (4); y
- una porción de conexión (9) entre cada junta de estanqueidad (4) y cada espaciador (7), presentando dicha porción de conexión (9) un espesor inferior al de la junta de estanqueidad (4).
2. Intercambiador térmico según la reivindicación 1, caracterizado por que cada espaciador está insertado en una ranura (8) formada en una de las placas (10) con las que entra en contacto.
3. Intercambiador térmico según la reivindicación 1, caracterizado por que cada espaciador (7, 17) presenta una forma de paralelepípedo sustancialmente rectangular.
4. Intercambiador térmico según la reivindicación 1, caracterizado por que cada espaciador (7, 17) presenta una compresibilidad superior a la de la junta de estanqueidad (4).
5. Intercambiador térmico según la reivindicación 1, caracterizado por que los espaciadores (7, 17) y las juntas de estanqueidad (4) están realizados de un mismo material.
6. Intercambiador térmico según la reivindicación 1, caracterizado por que los espaciadores (7, 17) y las juntas de estanqueidad (4) están realizadas de dos materiales diferentes.
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