ES2265011T3 - Intercambiador de calor de placas sin alojamiento. - Google Patents
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Abstract
Intercambiador de calor de placas sin alojamiento, en particular refrigerador de aceite, que consta de placas de intercambiador de calor (1) apiladas, que tienen entre ellas canales de flujo (7a) para uno de los medios y canales de flujo (7b) para el otro medio, en que los canales de flujo (7a, 7b) o respectivamente las placas de intercambiador de calor (1) están atravesados por canales de flujo de entrada y de salida (8a; 8b) para uno de los medios y (16a; 16b) para el otro medio, así como con entradas y salidas (9, 10) para la carga o la descarga de un medio y (11, 12) del otro medio, en que unas entradas y salidas (9, 10) están dispuestas en la placa de cubierta y/o la placa de base (13) del intercambiador de calor de placas y las otras entradas y salidas (11, 12) salen lateralmente del cuerpo del intercambiador de calor de placas y están dispuestas en una placa intermedia (15), que se encuentra entre las placas de intercambiador de calor (1) y que tiene perforaciones (17, 22) correspondientes a los canales de flujo de entrada y de salida (8a, 8b, 16a, 16b) de los medios, caracterizado porque la placa intermedia (15) consta de dos placas parciales (15a, 15b) ensambladas, porque entre las placas parciales (15a, 15b) está conformado al menos un primer espacio (26), porque las placas parciales (15a, 15b) poseen perforaciones (17), que unen el primer espacio (26) con el canal de flujo de entrada o el de salida (8a, 8b) en dirección de flujo divergente o convergente, porque en las placas parciales (15a, 15b) está conformada respectivamente una parte (33) de una entrada o salida (11, 12), a través de las que entra o sale un medio en el primer espacio (26), porque en o entre las placas parciales (15a, 15b) están dispuestos medios (4, 6, 18) para la separación de un medio respecto al otro medio, y porque entre las placas parciales (15a, 15b) está conformado al menos otro espacio (19, 66), que está en unión con el primer espacio (26) y sirve para la compensación de presión del medio entrante o respectivamente saliente.
Description
Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento.
La invención se refiere a un intercambiador de
calor de placas sin alojamiento, en particular a un refrigerador de
aceite, que consta de placas de intercambiador de calor apiladas,
que tienen entre ellas canales de flujo para uno de los medios y
para el otro medio, en que los canales de flujo o respectivamente
las placas de intercambiador de calor están atravesados por canales
de flujo de entrada y de salida para uno de los medios y por los
mismos para el otro medio, así como con entradas y salidas para la
carga y la descarga de un medio y del otro medio, en que unas
entradas y salidas están dispuestas en una placa de cubierta y/o
placa de base del intercambiador de calor de placas y las otras
entradas y salidas salen lateralmente del intercambiador de calor y
están conectadas a una placa intermedia dispuesta entre las placas
de intercambiador de calor, cuya placa intermedia tiene
perforaciones correspondientes a los canales de flujo de entrada y
de salida de los medios.
El intercambiador de calor de placas del tipo en
cuestión es conocido a partir de la solicitud de patente
internacional WO 99/51926.
En el documento se describe un intercambiador de
calor de placas compacto, que permite introducir o extraer uno de
los medios lateralmente en el cuerpo del intercambiador de calor. El
intercambiador de calor conocido está previsto para el intercambio
de calor entre tres medios y consta de dos intercambiadores de calor
de placas separados, que están unidos mediante una placa intermedia
o placa de separación, en la que están dispuestas las conexiones
laterales. La placa intermedia tiene una pluralidad de aberturas
para el paso del medio intercambiador de calor. Su perímetro
corresponde al perímetro de las placas de intercambiador de calor o
respectivamente de las placas de cubierta. La placa intermedia se
encuentra entre dos placas extremas de los intercambiadores de
calor de placas, que debido a su grosor de chapa claramente mayor
proporcionan un peso considerablemente mayor a todo el
intercambiador de calor y requieren un esfuerzo de fabricación
superior. El diámetro de las conexiones determina el grosor de la
placa intermedia, de modo que para diámetros grandes también debe
haber una placa intermedia relativamente gruesa. Además, a partir
del documento DE 31 02 314 C2 se conoce un accesorio de placa
intermedia para intercambiadores de calor, que en cualquier caso no
pertenece al tipo de estructura sin alojamiento, sino que se aplica
como refrigerador de medio refrigerante, cuyos canales secundarios
están cubiertos de aletas de refrigeración, a través de las que
fluye libremente el aire refrigerante. Sin embargo, del documento
resulta ya que es posible dejar salir conexiones lateralmente de un
intercambiador de calor de placas, mediante el recurso de que
fueron insertados ahí accesorios de placa intermedia de dos piezas,
que pueden recibir una tubuladura de conexión correspondiente. La
colocación de los accesorios de placa intermedia conformados como
piezas individuales adicionales requiere que las placas de
intercambiador de calor contiguas deben ser modificadas, lo que
significa que deben estar estructuradas de otro modo que las placas
de intercambiador de calor restantes. Esto puede verse como
desventaja, ya que para ello es necesaria una herramienta adicional,
y es costoso además desde el punto de vista de la logística, cuando
crece el número de piezas diferentes. Un estado similar de la
técnica puede deducirse de los documentos US 5 358 034 o del
documento US 5 390 732.
La tarea de la invención consiste en conformar
de modo aún más compacto y ligero el intercambiador de calor de
placas citado primeramente, en particular eliminar la dependencia
del diámetro de las conexiones del grosor de la placa intermedia,
sin que tengan que ser necesarias modificaciones de ningún tipo en
las placas de intercambiador de calor.
La solución conforme a la invención resulta de
las características de la reivindicación 1 en conexión con su
preámbulo. El objeto de las reivindicaciones 2 hasta 17 son
perfeccionamientos.
Como la placa intermedia consta de dos placas
parciales ensambladas y deformadas a modo de cubeta, en las cuales
está conformada respectivamente al menos una parte de una entrada o
salida, y como cada placa parcial está unida a la placa de
intercambiador de calor contigua, se han reducido la altura
estructural total del intercambiador de calor de placas y su peso
respecto al estado de la técnica citado al principio. La entrada o
la salida está conformada inmediatamente en las placas parciales, de
modo que un diámetro más grande de la misma no requiere una placa
intermedia más gruesa. Diámetros más grandes son realizados conforme
a la invención conformando en mayor grado las placas parciales. Las
propias placas parciales están realizadas preferentemente de chapa
de aluminio con un grosor de chapa relativamente más pequeño, de
forma que el peso total del intercambiador de calor de placas
debería reducirse igualmente en comparación con el documento WO
99/51926 descrito al principio. Se considera además esencial que
las dos placas parciales ensambladas comprendan un espacio (o
espacios), en el que se encuentra uno de los medios. El medio
atraviesa este espacio. El espacio está unido a través de
perforaciones con un canal de flujo de entrada o de salida, para
distribuir el medio entre los canales de flujo asociados, o
recogerlo de estos canales de flujo y del canal de flujo de entrada
o de salida. Desde un espacio de entrada, el flujo va en dirección
divergente hacia el canal de flujo de entrada y hacia un espacio
de salida el flujo va en dirección convergente desde el canal de
flujo de salida.
Las características de la reivindicación 2
llevan además de ello a un intercambiador de calor de placas muy
estable.
Las características de la reivindicación 3
prevén la entrada y salida en una y la misma placa intermedia, de
modo que la entrada y la salida están dispuestas en un nivel. La
entrada y la salida pueden estar dispuestas de forma relativamente
contigua una respecto a otra o también en lados opuestos de la placa
intermedia o, en particular para una forma rotacionalmente
simétrica del intercambiador de calor de placas, también con un
ángulo de 90º una respecto a otra. Para ello, el espacio implicado
entre las placas parciales está dividido en un espacio de entrada y
un espacio de salida.
Con las características de la reivindicación 4
pueden ponerse a disposición otras posiciones alternativas de la
disposición de las entradas y salidas. Existen también en esta
alternativa placas parciales preferentemente iguales, lo que es
ventajoso para los costes de fabricación. Sin embargo, pueden
emplearse también formas diferentes de placas parciales, cuando la
situación requerida de las entradas y salidas, su número u otras
restricciones hacen parecer esto razonable. Es imaginable por
ejemplo no emplear las entradas y salidas laterales - como está
previsto preferentemente - para el mismo medio, sino por ejemplo una
de ellas para la entrada de uno de los medios y la otra para la
salida el otro medio. Esto podría ser una de las restricciones, que
hace necesario emplear placas parciales diferentes, que en cualquier
caso también coinciden en su perímetro y pueden ser
juntadas.
juntadas.
Sin embargo, las dos placas parciales, que
forman una placa intermedia, están conformadas preferentemente,
como se ha dicho, de forma completamente igual y son juntadas de
forma especular. Además preferentemente todas las cuatro placas
parciales, que forman dos placas intermedias, están conformadas de
modo completamente igual. El número de placas intermedias empleado
no está limitado por lo demás a dos. Al emplear dos placas
intermedias, el espacio anteriormente indicado entre las placas
parciales es un espacio de salida para una de las placas
intermedias y un espacio de entrada para la otra placa
intermedia.
En las dos placas parciales que forman una placa
intermedia están estampadas acanaladuras, de tal modo que las
acanaladuras representan un cierre para los medios al ensamblar las
placas parciales. Alternativamente, las acanaladuras pueden ser
sustituidas por piezas de inserción.
Entre las placas parciales se
encuentra(n) un(os) espacio(s)
adicional(es), que está(n) en unión con el espacio
primeramente citado y sirve(n) para la compensación de
presión del medio entrante o respectivamente saliente. El espacio
está para este fin en unión por flujo con el espacio de flujo de
entrada o de salida entre las placas parciales. De modo ventajoso,
las acanaladuras tienen por ello una o varias aberturas de
puenteo.
Otras características están contenidas en las
otras reivindicaciones. Además, en la siguiente descripción están
indicadas características y ventajas, que pueden manifestarse como
esenciales posteriormente.
La invención se explica a continuación en
ejemplos de realización con ayuda de los dibujos adjuntos.
Las figuras muestran lo siguiente:
la figura 1 el corte B-B de la
figura 3;
la figura 2 el corte C-C de la
figura 3;
la figura 3 una vista desde arriba sobre el
intercambiador de calor de placas conforme a la invención;
la figura 4 el corte A-A de la
figura 3;
la figura 5 una vista desde abajo;
la figura 6 una vista lateral;
la figura 7 una vista desde arriba;
la figura 8 una vista en perspectiva;
la figura 9 una vista lateral de una placa
parcial;
la figura 10 una vista del lado inferior de la
placa parcial;
la figura 11 una vista lateral de dos placas
parciales juntadas;
la figura 12 una vista desde arriba sobre las
placas parciales juntadas;
la figura 13 una vista en perspectiva de las
dos placas parciales;
la figura 14 una vista lateral con una campana
colocada encima;
la figura 15 una vista lateral con un filtro de
aceite colocado encima;
la figura 16 una vista lateral, similar a la
figura 14;
la figura 17 una vista en perspectiva sobre el
intercambiador de calor de placas en otra realización;
la figura 18 una vista lateral del
intercambiador de calor de placas de la figura 17;
la figura 19 una placa intermedia de la segunda
forma de realización;
la figura 20 una vista desde arriba sobre la
placa intermedia de una tercera realización;
la figura 21 una vista desde arriba sobre la
placa intermedia de un perfeccionamiento siguiente.
Es razonable considerar primero la figura 3,
antes de abordar las figuras 1, 2 y 4 descritas a continuación, que
muestran respectivamente representaciones en corte, ya que la
trayectoria de los cortes A-A, B-B y
C-C está indicada en la figura 3.
En los ejemplos de realización se muestra un
intercambiador de calor de placas, que es un refrigerador de
aceite, que tiene placas de intercambiador de calor 1 hechas de
chapa de aluminio, recubierta de material de aportación para
soldadura, cuyo intercambiador está montado con estas placas. Este
refrigerador de aceite tiene un canal de retorno de aceite 70
central, que tiene debajo la salida de aceite 10. La entrada de
aceite 9 se encuentra igualmente en la placa de cubierta 13
inferior. (Figura 1) Hay que recalcar que una estructuración así
para la realización de la presente invención no es absolutamente
necesaria. Otros ejemplos de realización no mostrados tienen por
ejemplo la salida de aceite 10 en la placa de cubierta 13 superior,
de forma que el canal de retorno 70 central no es necesario. La
salida de aceite 10 puede encontrarse sin embargo también en la
placa de cubierta 13 inferior, sin que esté dispuesta centralmente,
sino de forma descentrada, como la entrada de aceite 9.
Conforme a las figuras mostradas, las placas de
intercambiador de calor 1 están conformadas en forma de cubeta con
un borde 2 circundante y están apiladas una dentro de otra. En los
ejemplos de realización mostrados, cada placa de intercambiador de
calor 1 tiene en conjunto cinco aberturas, que coinciden con las dos
aberturas 17, dos aberturas 22 y una abertura central 14, mostradas
en las figuras 9 hasta 13, en las placas parciales 15a, 15b, de
forma que estas aberturas 17, 22, 14 forman tras el apilamiento de
las placas de intercambiador de calor 1 canales de flujo de entrada
y de salida 8a, 8b, 16a, 16b verticales y el canal de retorno 70 ya
citado, que es generado por la unión del borde interior 32 en torno
a la abertura 14 de placas de intercambiador de calor 1 contiguas y
está estructurado de forma similar al borde exterior 2. Además,
entre las placas de intercambiador de calor 1 están conformados los
canales de flujo 7a y 7b, en que los canales de flujo 7a más altos
están destinados al aceite y los canales de flujo 7b más planos en
consecuencia al medio refrigerante, que es un líquido W. En los
canales de flujo 7a para aceite se encuentran laminillas interiores
no mostradas, que están conformadas de modo conocido para llevar a
un óptimo en lo que respecta a eficiencia elevada del intercambio
de calor y pérdida reducida de presión. Los canales de flujo 7b
están dotados de botones de apoyo, que están estampados en las
placas de intercambiador de calor 1, en que los botones de las
placas de intercambiador de calor 1 que forman el respectivo canal
de flujo 7b se apoyan mutuamente y están unidos entre sí. Una
estructuración así también pertenece al estado de la técnica. Los
botones aumentan la estabilidad y contribuyen a la generación de
turbulencia por el lado del medio refrigerante. En la figura 2 han
sido señalados con el número de referencia 3.
Como muestra adicionalmente la figura 1, los
canales de flujo 7a ya citados están en unión con los canales de
flujo de entrada y de flujo de salida 8a, 8b, igualmente ya citados,
y están separados en cuanto a flujo por supuesto de los canales de
flujo de entrada y de salida 16a, 16b para el medio refrigerante,
que se muestran en la figura 2 y que están unidos a su vez con los
canales de flujo 7b. Las flechas en la figura 1 muestran en
consecuencia el lado de aceite, mientras que las flechas en las
figuras 2 y 4 deben mostrar el medio refrigerante entrante y
saliente. Por el lado derecho de la figura 4 se encuentran las
flechas sólo por motivos de representación gráfica en los canales
de flujo 7a más altos para el aceite, aunque hacen referencia al
flujo del medio refrigerante en los canales 7b más estrechos. Las
figuras 1 hasta 4 muestran ya que entre las placas de intercambiador
de calor 1 se encuentra una placa intermedia 15, que está formada
por las placas parciales 15a y 15b. A esta placa intermedia 15
formada por dos placas parciales 15a, 15b está conectada una salida
11 lateral y una entrada 12, que están destinadas al medio
refrigerante en los ejemplos de realización. Como muestran mejor la
figura 4, ya que representa un corte a través de la salida 11, la
conexión se produce a través del hecho de que las placas parciales
15a, 15b tienen respectivamente una parte 33 de una entrada 12 y de
una salida 11, que está formada por conformación de las placas
parciales 15a, 15b. Las dos partes 33 están entonces en disposición
de recibir en ellas una tubuladura de conexión 60. Para ello se hace
referencia también a las figuras 9 hasta 13 aún por describir
posteriormente, que aclaran lo anterior.
Las figuras 5 hasta 8 muestran el intercambiador
de calor de placas en diversas vistas. Con el lado inferior,
mostrado en la figura 5, del intercambiador de calor de placas, que
también puede verse en la figura 17, el intercambiador de calor de
placa es fijado a un equipo no mostrado, cuyo aceite debe ser
refrigerado. Para ello están previstas tres perforaciones 91 y una
junta de estanqueidad 92. El aceite entra a través de la abertura
22 en el canal de flujo de entrada 8a, atraviesa el refrigerador de
aceite, como se muestra en la figura 1, y fluye a través del canal
de retorno 70 central, que está formado por las aberturas 14, de
vuelta al equipo no mostrado, que puede ser la máquina motriz de un
vehículo automóvil. La vista lateral de la figura 6 muestra que la
placa intermedia 15 ha sido dispuesta exactamente en el centro entre
las placas de intercambiador de calor 1, es decir el número de
placas de intercambiador de calor 1 por encima y por debajo de la
placa intermedia 15 es igual. Esto no tiene que ser forzosamente
así. Realizaciones no mostradas tienen por ello una placa
intermedia 15 dispuesta en posición descentrada. Esto ya permite
reconocer la riqueza de variantes creada en la disposición y el
enlace del intercambiador de calor de placas. En la figura 7 puede
verse que en la placa de cubierta 13 superior se encuentra una
placa de desviación 40 deformada, que conduce el aceite a un filtro
de aceite 50 simplemente indicado en la figura 15, el cual puede
estar dispuesto por encima de la placa de desviación 40. Para ello,
las aberturas 41 están dispuestas en la placa de desviación 40, lo
que puede observarse por lo demás también ya en la figura 1.
También aquí se trata sin embargo simplemente de características
estructurales y más bien no esenciales en relación con la invención.
Igualmente, la forma exterior aproximadamente rectangular, mostrada
en las figuras 5 hasta 8, del intercambiador de calor de placas no
es una característica esencial. Tales intercambiadores de calor de
placas tienen a saber frecuentemente también una forma
cilíndrica.
De interés más esencial son en el contexto
presente las figuras 9 hasta 13, que muestran la conformación de la
placa intermedia 15 a partir de dos placas parciales 15a y 15b. En
todos los ejemplos de realización mostrados se emplean siempre
placas parciales 15a, 15b iguales. Una placa parcial 15a ó 15b, que
se emplea en los ejemplos de realización descritos hasta ahora, se
muestra en la figura 9 en vista lateral y en la figura 10 desde el
lado inferior. Cada placa parcial 15a, 15b está deformada en forma
de cubeta y tiene un borde 30 circundante, por el que son unidas
respectivamente dos placas parciales 15a, 15b, como resulta de la
figura 11. Para ello, una de las placas 15a es girada en 180º en
torno a su eje longitudinal 95 (figura 10) y es juntada a la placa
15b. Además, cada placa parcial 15a, 15b tiene en este ejemplo de
realización las cinco aberturas ya descritas, la abertura central
14, dos aberturas 17 y dos aberturas 22. Las aberturas 22 y la
abertura 14 tiene un reborde estampado 4, que corresponde a la
profundidad del borde 3 circundante, por lo que los rebordes 4 de
las placas parciales 15a, 15b se tocan tras su ensamblaje y pueden
ser unidos posteriormente. Además, cada placa parcial 15a, 15b está
dotada de botones 5 y de una acanaladura de refuerzo 6, para la que
es válido lo anterior al ensamblar las placas parciales 15a, 15b.
Además de ello, cada placa parcial 15a, 15b está dotada de otra
acanaladura, que debe ser denominada acanaladura de separación 18.
Esta acanaladura de separación 18 procura la separación del espacio
26 en un espacio de entrada 27 y un espacio de salida 28, lo que
puede verse también a partir de la representación en corte de la
figura 2. Con ello se asegura que el medio refrigerante atraviesa
primeramente los canales de flujo 7b asociados del intercambiador
de calor de placas, antes de que abandone el mismo nuevamente a
través del espacio de flujo de salida 28. Sin embargo no está
previsto que la acanaladura de separación 18 produzca una
separación al 100% del espacio de flujo de entrada 27 respecto al
espacio de flujo de salida 28. Al contrario, se ha puesto de
manifiesto que es ventajoso dotar a la acanaladura de separación 18
de pequeñas aberturas o perforaciones 25, para que exista un
pequeño flujo entre las placas parciales 15a y 15b, como se
describirá aún posteriormente con relación a la figura 21. De todos
modos hay que resaltar ahora que en el último caso descrito, la
acanaladura de separación 18 no puede ser un medio para la
separación de los dos medios intercambiadores de calor. En este
caso, esta separación es desempeñada entonces por los rebordes 4.
Además de ello, hay que resaltar en este punto que las funciones de
la acanaladura de refuerzo 6, los botones 5, el reborde 4, la
acanaladura de separación 18, o al menos las funciones de algunas de
las realizaciones citadas también pueden ser llevadas a cabo por
partes sueltas colocadas entre las placas parciales 15a, 15b, tales
como por ejemplo varillas y anillos, que posteriormente son también
soldados de igual modo. Todas estas estructuraciones especificadas
son, con las limitaciones antes citadas, en conjunto o
individualmente parte de aquellos medios 18 que sirven para la
separación entre sí de los medios intercambiadores de calor. Además
de ello, estos medios no sirven exclusivamente para la separación
descrita, sino que como se ha descrito, también sirven para el
cierre del mismo medio entrante respecto al saliente.
Además, con relación a las figuras 9 hasta 13,
debe hacerse referencia a una modificación adicional no mostrada de
todos modos en detalle, en la pueden excluirse completamente los
rebordes 4 (o anillos) en torno a las aberturas 22. Esto presupone
sin embargo que la acanaladura de separación 18 y la acanaladura de
refuerzo 6 cierran completamente los espacios. Con una mirada a las
figuras 10 y 12 puede observarse que entonces el espacio 66
rodeado por la acanaladura de refuerzo 6 estaría ocupado por el
aceite entrante y el espacio 19 entre la acanaladura de separación
18 y la acanaladura de refuerzo 6 estaría ocupado por el aceite
saliente. La separación entre aceite y medio refrigerante se
llevaría a cabo entonces sólo por medio de la acanaladura de
separación 18, que además de ello cierra el medio refrigerante
entrante respecto al medio refrigerante saliente.
En las figuras 1, 2 y 4 puede verse también de
forma particularmente clara que las placas de intercambiador de
calor 1 están dispuestas de tal modo que su borde exterior 2 tiende
a apartarse de la placa intermedia 15. Por ello, las dos placas
parciales 15a, 15b que forman la placa intermedia 15 pueden ser
unidas inmediatamente con su placa de intercambiador de calor 1
contigua, ya que el suelo esencialmente plano de la placa de
intercambiador de calor 1 se apoya inmediatamente en la superficie
esencialmente plana de la placa parcial 15a ó 15b.
La figura 14 muestra un ejemplo de aplicación
que no prevé ningún filtro de aceite 50. Para poder emplear por lo
demás partes iguales, se ha colocado una denominada campana 51, que
es simplemente una placa de chapa conformada, arriba sobre la placa
de desviación 40. La campana 51 podría sustituir también
completamente la placa de desviación 40. En la figura 15 se ha
fijado esquemáticamente un filtro de aceite 50 sobre la placa de
desviación 40 de modo no mostrado más detalladamente. El flujo de
paso por el lado del aceite se indica mediante las flechas de
flujo.
En la figura 16 se representa otra vista lateral
sobre el intercambiador de calor de placas según el primer ejemplo
de realización descrito hasta ahora. La vista muestra la entrada 12
y la salida 11, que están dispuestas ambas a un nivel.
En contraposición con ello, en un segundo
ejemplo de realización se ha previsto disponer la entrada 12 y la
salida 11 a distinto nivel, a través de lo cual se ponen a
disposición del técnico en la materia posibilidades de
estructuración y conexión de mayor alcance. Las figuras 17, 18 y 19
muestran este ejemplo de realización. Según ello, dos placas
intermedias 15, que están ensambladas a partir de respectivamente
dos placas parciales 15a, 15b, están dispuestas a distinto nivel
entre las placas de intercambiador de calor 1. La placa intermedia
15 inferior tiene la entrada 12 y la placa intermedia 15 superior la
salida 11, no teniendo particular importancia si la entrada 12 o la
salida 11 están dispuestas arriba o abajo. También en este ejemplo
de realización todas las placas parciales 15a, 15b pueden tener la
misma estructuración, es decir estar fabricadas con la misma
herramienta. En particular a partir de la figura 17, que muestra una
vista en perspectiva desde abajo sobre el intercambiador de calor
de placas, y a partir de la figura 19, una vista desde arriba sobre
dos placas parciales 15a, 15b juntadas, puede verse que las dos
placas parciales 15a, 15b superiores han sido giradas simplemente
en 180º en torno al eje longitudinal 95, que discurre en la
dirección de las tubuladuras 60, del intercambiador de calor de
placas. En la figura 19 han sido previstas como particularidad
interrupciones 25 en la acanaladura de separación 18 - y aquí
también en la acanaladura de refuerzo 6 - que han sido indicadas
esquemáticamente de forma sencilla mediante líneas cortas y gruesas.
Estas interrupciones 25 de las acanaladuras 6, 18 representan tras
el ensamblaje de las placas parciales 15a, 15b pequeñas aberturas, a
través de las que puede tener lugar un pequeño flujo del medio
refrigerante W a los espacios 19 y 66 entre las placas parciales
15a, 15b, como está indicado a través de las pequeñas flechas. Como
se emplean placas parciales 15a, 15b iguales, las interrupciones 25
se encuentran en los mismos puntos, con lo cual dos interrupciones
25 forman respectivamente una abertura. Otra particularidad se ha
indicado en la figura 18. Como ya se ha citado anteriormente, el
borde 2 de las placas de intercambiador de calor 1 tiende a
apartarse de la placa intermedia 15. Esto también está previsto así
en la figura 18 en la placa intermedia 15 inferior, en que el borde
2 de la pila inferior de las placas de intercambiador de calor 1
tiende hacia abajo y el borde 2 de la pila central hacia arriba. Las
placas parciales 15a, 15b están unidas según esto con sus
superficies inmediatamente al suelo de la placa de intercambiador
de calor 1 contigua. En la placa intermedia 15 superior, los bordes
2 de la pila central y de la superior tienden sin embargo hacia
arriba. Por ello se hace necesario compensar la transición entre la
placa de intercambiador de calor 1 superior de la pila central y la
segunda placa intermedia 15 (superior) o respectivamente una de sus
placas parciales 15a. Esto se consigue mediante una pieza de
inserción 90 no mostrada en detalle, que compensa prácticamente la
altura de borde o respectivamente la profundidad de cubeta de la
placa de intercambiador de calor 1. En este ejemplo de realización,
en consecuencia una de las placas parciales 15a de la placa
intermedia 15 superior no está unida directamente a la placa de
intercambiador de calor 1 contigua, sino indirectamente, a través
de la citada pieza de inserción 90.
La figura 20 deja claro en un tercer ejemplo de
realización que la presente invención puede hacerse útil en otras
diferentes variantes. Aquí se trata de un intercambiador de calor de
placas con forma rotacionalmente simétrica, que no tiene un canal
de retorno 70 central. Tales intercambiadores de calor de placas
pertenecen en sí al estado de la técnica y pueden deducirse por
ejemplo del documento DE 198 02 012 A1. Tienen, excepto por la
placa intermedia 15 con sus entradas y salidas 11, 12 dispuestas
lateralmente, todas las características del preámbulo. Entre las
placas de intercambiador de calor 1 de un intercambiador de calor de
placas así se introduce la placa intermedia 15, mostrada en la
figura 20 en una vista desde arriba y que consta de dos placas
parciales 15a, 15b, para hacer posible la entrada 12 lateral del
medio refrigerante, en que su salida 11 está prevista al mismo
nivel por el lado opuesto del intercambiador de calor de placas. En
otro ejemplo de realización no mostrado, el ángulo entre la entrada
12 y la salida 11 tiene un valor de aproximadamente 90º. La entrada
y la salida pueden estar situadas por lo tanto arbitrariamente una
respecto a otra, según sea la situación de montaje, en que la
posición de la acanaladura de separación 18 y en particular de las
aberturas 17, 22 debería estar ajustada correspondientemente. Por
17 se designan las perforaciones, que están dispuestas en una línea
con unos canales de flujo de entrada o de salida 16a, 16b, no
mostrados aquí y que atraviesan el intercambiador de calor de
placas, y por 22 se designan las perforaciones que discurren en una
línea con los otros canales de flujo de entrada o de salida 8a, 8b.
En torno a las perforaciones 22 citadas en último lugar se han
dispuesto rebordes 4 en las placas parciales 15a, 15b, en que los
rebordes 4 de las perforaciones 22 de las dos placas parciales 15a,
15b están unidos entre sí para conseguir la separación de los
medios. Esto se produce como se muestra en las representaciones en
corte descritas anteriormente. Se han eliminado botones 3 u otras
acanaladuras de refuerzo 6 en las placas parciales 15a, 15b, que por
lo demás tampoco son forzosamente necesarios.
La figura 21 pertenece en sí al primer ejemplo
de realización descrito anteriormente y se diferencia de la figura
12 sólo por el hecho de que tiene interrupciones 25 en la
acanaladura de separación 18 y en la acanaladura de refuerzo 6. Los
medios para la separación del medio refrigerante respecto al aceite
consisten aquí en los rebordes 4 en torno a las aberturas 22 y en
torno a la abertura 14. Ejemplos de realización no mostrados tienen
sólo en la acanaladura de separación 18 interrupciones 25, de forma
que sólo el espacio 19 sirve como espacio con flujo limitado, en el
que puede tener lugar una compensación de presión. Las
interrupciones 25 tienen unas dimensiones tales y están dispuestas
de tal modo que el flujo principal es conducido por supuesto, como
se ha descrito, a través de todo el intercambiador de calor de
placas.
Claims (17)
1. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento, en particular refrigerador de aceite, que consta de
placas de intercambiador de calor (1) apiladas, que tienen entre
ellas canales de flujo (7a) para uno de los medios y canales de
flujo (7b) para el otro medio, en que los canales de flujo (7a, 7b)
o respectivamente las placas de intercambiador de calor (1) están
atravesados por canales de flujo de entrada y de salida (8a; 8b)
para uno de los medios y (16a; 16b) para el otro medio, así como con
entradas y salidas (9, 10) para la carga o la descarga de un medio
y (11, 12) del otro medio, en que unas entradas y salidas (9, 10)
están dispuestas en la placa de cubierta y/o la placa de base (13)
del intercambiador de calor de placas y las otras entradas y
salidas (11, 12) salen lateralmente del cuerpo del intercambiador de
calor de placas y están dispuestas en una placa intermedia (15),
que se encuentra entre las placas de intercambiador de calor (1) y
que tiene perforaciones (17, 22) correspondientes a los canales de
flujo de entrada y de salida (8a, 8b, 16a, 16b) de los medios,
caracterizado porque la placa intermedia (15) consta de dos
placas parciales (15a, 15b) ensambladas, porque entre las placas
parciales (15a, 15b) está conformado al menos un primer espacio
(26), porque las placas parciales (15a, 15b) poseen perforaciones
(17), que unen el primer espacio (26) con el canal de flujo de
entrada o el de salida (8a, 8b) en dirección de flujo divergente o
convergente, porque en las placas parciales (15a, 15b) está
conformada respectivamente una parte (33) de una entrada o salida
(11, 12), a través de las que entra o sale un medio en el primer
espacio (26), porque en o entre las placas parciales (15a, 15b)
están dispuestos medios (4, 6, 18) para la separación de un medio
respecto al otro medio, y porque entre las placas parciales (15a,
15b) está conformado al menos otro espacio (19, 66), que está en
unión con el primer espacio (26) y sirve para la compensación de
presión del medio entrante o respectivamente saliente.
2. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque
las placas parciales (15a, 15b) se extienden aproximadamente por
toda la superficie de las placas de intercambiador de calor (1) y
están unidas directa o indirectamente de forma respectiva a la placa
de intercambiador de calor (1) contigua a ellas.
3. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado
porque la placa intermedia (15) tiene la entrada (11) y la salida
(12) para uno de los medios y el espacio (26) está dividido en un
espacio de entrada (27) y un espacio de salida (28), en que la
división se produce preferentemente mediante acanaladuras de
separación (18), que están estampadas en las dos placas parciales
(15a, 15b) y están unidas entre sí, en que la entrada (11) y la
salida (12) pueden estar dispuestas una junto a otra o de forma
opuesta o en un ángulo de aproximadamente 90º entre sí o en puntos
arbitrarios de la placa intermedia (15).
4. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado
porque el intercambiador de calor de placas tiene dos placas
intermedias (15) que constan respectivamente de dos placas
parciales (15a, 15b) y están dispuestas a distinto nivel entre las
placas de intercambiador de calor (1), en que una de las placas
intermedias (15) tiene la entrada (11) con espacio de entrada (27)
de un medio y la otra placa intermedia (15) la salida (12) con
espacio de salida (28) del mismo medio.
5. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según una de las reivindicaciones 1 hasta 4,
caracterizado porque todas las placas intermedias (15) están
formadas por las mismas placas parciales (15a, 15b), que están
juntadas de forma especular.
6. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según la reivindicación 1, 2, 3, 4 ó 5,
caracterizado porque los medios (18) para la separación de
los medios constan de rebordes (4) conformados en torno a las
perforaciones (14, 22) en las placas parciales (15a, 15b) o en una
de las placas parciales (15a), de la acanaladura de separación
(18), de la acanaladura de refuerzo (6) y/o de piezas de inserción,
que asumen la función de los rebordes (4) y/o de la acanaladura de
separación (18), de la acanaladura de refuerzo (6).
7. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque unas de las perforaciones (17) son
parte de los canales de flujo de entrada y de salida (16a, 16b)
para uno de los medios y están dispuestas en una línea con los
mismos y las otras perforaciones (22) son parte de los canales de
flujo de entrada y de salida (16a, 16b) para el otro medio y están
dispuestas igualmente en una línea con los mismos.
8. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el espacio de entrada (27) está
conformado en conexión con la entrada (12), de forma que uno de los
medios se distribuye a través de las perforaciones (17) por un canal
de flujo de entrada (16a) hacia arriba y hacia abajo, para fluir a
través de los canales de flujo (7b) horizontales hacia el canal de
flujo de salida (16b) asociado y abandonar desde ahí el
intercambiador de calor de placas a través del espacio de salida
(28) y la salida (11).
9. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque están previstas acanaladuras de
separación (18) y acanaladuras de refuerzo (6) entre el primer
espacio (26) y el otro espacio (19, 66), las cuales tienen
interrupciones (25) para crear la unión por flujo entre los
espacios (19, 26, 66).
10. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque cada parte (33) de cada placa parcial
(15a, 15b) que forma una entrada (11) o una salida (12) es de modo
preferente aproximadamente semicircular, de forma que una tubuladura
(60) puede ser recibida por dos partes (33) así.
11. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque todas las placas de intercambiador de
calor (1) y placas parciales (15a, 15b) tienen otra abertura (14)
con una brida de borde (32), que generan un agujero de paso (70) en
el intercambiador de calor soldado.
12. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque los canales de flujo de entrada y de
salida (8a, 8b) de uno de los medios son circulares y los mismos
(16a, 16b) para el otro medio tienen la forma de un agujero oblongo,
en que los canales de flujo de entrada y de salida (8a, 8b, 16a,
16b) están formados en las placas de intercambiador de calor (1) y
en las placas parciales (15a, 15b) mediante aberturas (17, 22)
correspondientemente conformadas, en que estas aberturas poseen
igualmente una brida de borde.
13. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según la reivindicación 12, caracterizado porque
los agujeros oblongos en las placas de intercambiador de calor (1)
y en las placas parciales (15a, 15b) están dispuestos sobre el eje
longitudinal (95) del intercambiador de calor de placas (1) o
respectivamente de las placas (1; 15a, 15b) de tal modo que sus
ejes longitudinales están dispuestos verticalmente uno sobre
otro.
14. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque las placas de intercambiador de calor
(1) tienen un borde (2) circundante, que proporciona un aspecto
escamoso al intercambiador de calor, en que el borde (2) tiende a
apartarse de las placas parciales (15a y 15b) en dirección
opuesta.
15. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque las placas parciales (15a, 15b) tienen
un borde (30) circundante, apropiado para crear una unión estanca y
fija entre las placas parciales (15a, 15b).
16. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento, en particular refrigerador de aceite, según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la entrada
y la salida (11, 12) dispuestas en la(s) placa(s)
intermedia(s) (15) están diseñadas preferentemente para las
conexiones del medio refrigerante y las conexiones dispuestas en la
placa de cubierta y/o placa de base (13) están previstas para el
aceite.
17. Intercambiador de calor de placas sin
alojamiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque sus partes individuales están unidas
por soldadura.
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