ES2279760T3 - Intercambiador de calor y conjunto de valvula de expansion e intercambiador de calor. - Google Patents
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Abstract
Intercambiador de calor para un conjunto de válvula de expansión e intercambiador de calor, estando provisto dicho intercambiador de calor (11) de por lo menos una admisión (12) para fluido refrigerante y por lo menos una salida (13) para vapor de refrigerante, estando provisto dicho intercambiador de calor (11) de una pluralidad de placas (14; 34a; 34b; 35) yuxtapuestas entre sí para definir una pluralidad de cámaras para el paso del flujo, estando adaptado dicho intercambiador de calor (11) para el montaje de dicha válvula de expansión (10) directamente en el mismo en un área de dicha admisión (12), en el que un canal de equilibrado del vapor (18) está formado entre dos de dichas placas (34a; 34b; 34c; 35) y se extiende desde dicha salida (13) hasta dicha área de dicha admisión (12), estando adaptado el canal de equilibrado en dicha área para comunicar con un primer compartimiento (15) de dicha válvula de expansión por lo que dicho canal de equilibrado del vapor es un canal estampado (19), el cual está previsto en una placa frontal (34a) y está en comunicación fluida con dicho primer compartimiento (15) de dicha válvula (10) formando dicho canal estampado (19) un paso para un flujo de refrigerante vaporizado.
Description
Intercambiador de calor y conjunto de válvula de
expansión e intercambiador de calor.
La presente invención se refiere a un
intercambiador de calor para un conjunto de válvula de expansión e
intercambiador del calor para la evaporación de un fluido y a un
conjunto de válvula de expansión e intercambiador de calor.
La estructura básica de un intercambiador de
calor conocido, por ejemplo como se expone en el documento
US-A-4589265, utilizado como un
evaporador comprende una admisión para un fluido refrigerante y una
salida para el vapor de refrigerante sobrecalentado y está provisto
con una pluralidad de placas interiores y exteriores, colocadas o
yuxtapuestas entre sí para definir una pila de placas, entre las
cuales están definidas cámaras de paso para el flujo de
refrigerante.
Una válvula de expansión, la cual tiene la
función de regular el flujo de admisión de fluido refrigerante para
mantener el sistema en un equilibrio adecuado, está conectada al
evaporador del siguiente modo: la salida de refrigerante de la
válvula está conectada a la admisión del evaporador, un bulbo de
temperatura que comunican con la válvula está sujeto a la salida
del evaporador y un tubo para el vapor de refrigerante que forma un
canal de equilibrado está dispuesto entre la válvula y la salida del
evaporador.
Este sistema particular conocido se cree ahora
que resulta costoso, tanto en términos de costes del equipo como de
costes de montaje.
De hecho, para conectar la válvula al
evaporador, se tienen que cortar, doblar y soldar dos tuberías de
unión, al evaporador.
La válvula de expansión entonces se tiene que
ajustar con dos anillos tóricos y montar en los tubos.
Además, el comportamiento del conjunto del
evaporador y la válvula está influido por factores externos tales
como: la posición de la válvula, la longitud y el diámetro de la
tubería de conexión, el doblado de la tubería etcétera.
Asimismo, la presencia del tubo exterior que
forma el canal de equilibrado resulta en un diseño voluminoso y
engorroso.
Un problema adicional del diseño conocido es
que, debido a la presencia de muchas piezas exteriores con respecto
al cuerpo del intercambiador de calor, el sistema puede ser dañado
por un golpe.
Un objetivo de la invención es proporcionar un
intercambiador de calor para un conjunto de válvula de expansión e
intercambiador de calor con un diseño simplificado y eficaz desde el
punto de vista de los costes.
Un objetivo adicional de la invención es
proporcionar un intercambiador de calor para un conjunto de válvula
de expansión e intercambiador de calor que permita un diseño global
compacto del sistema.
Estos y otros objetivos de la invención se
alcanzan mediante un intercambiador de calor para un conjunto de
válvula de expansión e intercambiador de calor según las
reivindicaciones 1 a 4.
Las características, objetivos y ventajas
anteriores y adicionales de la presente invención se pondrán más
claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripción
detallada de las formas de realización preferidas de la invención
con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:
- la figura 1 muestra una vista esquemática
explosionada de un intercambiador de calor para un conjunto de
válvula de expansión e intercambiador de calor según una primera
forma de realización de la presente invención;
- la figura 2 muestra una vista esquemática
en perspectiva del despiece de un intercambiador de calor según una
segunda forma de realización de la presente invención;
- la figura 3 muestra una vista esquemática
en perspectiva del despiece de un intercambiador de calor según una
tercera forma de realización de la presente invención; y
- la figura 4 muestra una vista en sección
transversal de un conjunto de válvula según la presente
invención.
A continuación, con referencia a la figura 1,
una válvula de expansión está globalmente designa con el número de
referencia 10 y está representada aplicada a intercambiador de calor
11 para formar un conjunto de válvula de expansión e intercambiador
de calor según una primera forma de realización de la invención.
El intercambiador de calor 11 está provisto de
una admisión 12 para un fluido refrigerante y una salida 13 para
vapor de refrigerante sobrecalentado y está compuesto de una
pluralidad de placas 14 colocadas o yuxtapuestas entre sí para
definir una pluralidad de cámaras de paso del flujo.
Una válvula de expansión 10 utilizada, como se
representa en la sección de la figura 4, comprende un primer
compartimiento 15 y un segundo compartimiento 16 en el que dichos
compartimientos 15 y 16 están separados por un diafragma 17.
Un elemento de válvula 23, el cual puede abrir o
cerrar un paso de válvula 33 está conectado al diafragma 17. Un
resorte 22 puede actuar sobre el elemento de válvula 23. La válvula
de expansión 10 está montada directamente en el intercambiador de
calor 11 de tal modo que un canal de equilibrado del vapor 18 en el
interior del intercambiador de calor 11 está en comunicación fluida
con el primer compartimiento 15.
En la figura 1, una admisión de la válvula 42
está en comunicación con la admisión 12 para el fluido refrigerante
y una salida de la válvula 43 está en comunicación con la salida 13
para el vapor de refrigerante sobrecalentado.
Para conseguir dicha comunicación fluida con el
canal de equilibrado, la válvula 10 está conectada a una tubería de
conexión, o a cualquier medio similar, en una placa frontal 34a del
intercambiador de calor 11.
En esta forma de realización, el líquido
refrigerante entra en la admisión de la válvula 42, se expande en
la válvula y deja la válvula 10 como un fluido que contiene líquido
y refrigerante vaporizado.
El fluido pasar entonces a través de la admisión
del intercambiador de calor 12 y entra en el paquete de placas del
intercambiador de calor 11.
El refrigerante vaporizado pasa a través de un
canal estampado 19 en la placa frontal 34a y de la salida del
intercambiador de calor 13, entra entonces en un primer
compartimiento de la válvula 10, el cual trabaja como un
compartimiento de equilibrado e inmediatamente deja la válvula 10 a
través de la salida de la válvula 43, habiendo transmitido la
presión a un lado del diafragma.
En este caso, la presión del vapor de
refrigerante controla la válvula 10, aunque, como se explicará a
continuación en la presente memoria, la válvula 10 puede estar
provista de un bulbo termostático.
También, el diafragma y un segundo
compartimiento pueden formar un bulbo termostático en el interior de
la válvula 10, bulbo el cual es sensible a la temperatura del vapor
de refrigerante.
Además de la formación de un pasaje para el
refrigerante vaporizado, el canal estampado 19 también forma un
canal de equilibrado que comunica con el primer compartimiento de la
válvula 10.
En la figura 2 se representa una segunda forma
de realización de la invención en la cual el canal de equilibrado
está provisto por medio de un canal estampado 29, en una placa
frontal 34b, el cual permite sólo el paso de una cantidad
suficiente de vapor para transmitir la presión de salida del vapor
de refrigerante a un primer compartimiento de la válvula
10.
10.
En esta forma de realización, el refrigerante
entra en la válvula 10 a través de la admisión 42 y en el
intercambiador de calor a través de la admisión 12, entonces el
vapor de refrigerante deja el intercambiador de calor 11 a través
de una salida 13 para vapor de refrigerante sobrecalentado.
En este caso no existe flujo de refrigerante
neto en el canal estampado 29, el flujo es causado sólo por el
cambio de presión y el primer compartimiento de la válvula 10 se
cierra en el sentido en el que no tiene puerto de salida, como el
primer compartimiento 15 de la válvula 10 representado en la figura
4.
De hecho, un conjunto de válvula similar al
conjunto de válvula de esta forma de realización se representa en
sección transversal en la figura 4, en la cual el segundo
compartimiento 16 de la válvula 10 está representado en
comunicación fluida con un bulbo de detección de la temperatura
opcional 25 a través de un tubo de unión 24. El diafragma 17, el
cual separa el primer compartimiento 15 del segundo compartimiento
16, está en una posición sustancialmente vertical cuando la válvula
10 está montada en el intercambiador de calor 11.
En esta disposición la válvula 10 se abre si la
presión en el interior del segundo compartimiento 16 aumenta debido
a una temperatura incrementada en el bulbo 25, forzando al elemento
de válvula 23 a abrir el paso de válvula 33, mientras la válvula 10
se cierra si la presión en el interior del primer compartimiento 15
aumenta debido a una presión incrementada transmitida a través del
canal de equilibrado 18.
El bulbo 25, por ejemplo, puede apoyarse contra
un conducto conectado a una salida para vapor de refrigerante
sobrecalentado del intercambiador de calor 11.
En la figura 3 se representa una tercera forma
de realización de la presente invención en la cual un canal
estampado 30 está prensado en una de las placas interiores 35 y una
placa 34c esta provista en la parte frontal del intercambiador de
calor 11. El flujo de fluido es básicamente el mismo que en la forma
de realización de la figura 2.
En una forma de realización posible del
intercambiador de calor de la invención una tubería dispuesta entre
dos placas puede formar, por lo menos parcialmente, el canal de
equilibrado 18, como se representa en la figura 4.
En todas las formas de realización anteriores la
válvula 10 puede estar ajustada y cerrada herméticamente con
anillos tóricos y fijada en el intercambiador de calor 11 con dos
espárragos.
Preferentemente, la admisión 12 para el fluido
refrigerante está dispuesta en la parte inferior del intercambiador
de calor. Es ventajoso para el flujo y la evaporación del
refrigerante que el refrigerante fluya hacia arriba en las cámaras
del intercambiador de calor.
A partir de la descripción anterior se pondrán
de manifiesto las características del conjunto de válvula de
expansión para un intercambiador de calor de la presente invención y
también se pondrán de manifiesto las ventajas del mismo.
Más particularmente, las principales ventajas de
la presente invención se pueden resumir como sigue:
- costes reducidos de fabricación y montaje
debido al hecho de que no existe la necesidad de un tubo de cobre
exterior para formar el canal de equilibrado, no existe la necesidad
de una placa de unión especial con orificios roscados para la
válvula y no existe la necesidad de una serie de conexiones
soldadas;
- el intercambiador de calor y la válvula están
adaptados entre sí resultando en un diseño compacto y racional, el
cual también permite un funcionamiento más fiable de la válvula;
- la invención ofrece la posibilidad de montar
una válvula en el intercambiador de calor sin la necesidad de
piezas exteriores especiales.
Se comprenderá que, aunque han sido descritas
algunas formas de realización preferidas de la invención, el
conjunto de válvula de expansión descrito puede ser realizado en
otras formas específicas sin apartarse de las características
esenciales del mismo tal como se reivindica en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (12)
1. Intercambiador de calor para un conjunto
de válvula de expansión e intercambiador de calor, estando provisto
dicho intercambiador de calor (11) de por lo menos una admisión (12)
para fluido refrigerante y por lo menos una salida (13) para vapor
de refrigerante, estando provisto dicho intercambiador de calor (11)
de una pluralidad de placas (14; 34a; 34b; 35) yuxtapuestas entre
sí para definir una pluralidad de cámaras para el paso del flujo,
estando adaptado dicho intercambiador de calor (11) para el montaje
de dicha válvula de expansión (10) directamente en el mismo en un
área de dicha admisión (12), en el que un canal de equilibrado del
vapor (18) está formado entre dos de dichas placas (34a; 34b; 34c;
35) y se extiende desde dicha salida (13) hasta dicha área de dicha
admisión (12), estando adaptado el canal de equilibrado en dicha
área para comunicar con un primer compartimiento (15) de dicha
válvula de expansión por lo que dicho canal de equilibrado del
vapor es un canal estampado (19), el cual está previsto en una placa
frontal (34a) y está en comunicación fluida con dicho primer
compartimiento (15) de dicha válvula (10) formando dicho canal
estampado (19) un paso para un flujo de refrigerante
vaporizado.
2. Intercambiador de calor para un conjunto
de válvula de expansión e intercambiador de calor, estando provisto
dicho intercambiador de calor (11) de por lo menos una admisión (12)
para fluido refrigerante y por lo menos una salida (13) para vapor
de refrigerante, estando provisto dicho intercambiador de calor (11)
de una pluralidad de placas (14; 34a; 34b; 34c; 35) yuxtapuestas
entre sí para definir una pluralidad de cámaras para el paso del
flujo, estando adaptado dicho intercambiador de calor (11) para
montar dicha válvula de expansión (10) directamente en el mismo en
el área de dicha admisión (12), en el que está formado un canal de
equilibrado del vapor (18) entre dos de dichas placas (34a; 34b;
34c; 35) y se extiende desde dicha salida (13) hasta dicha área de
dicha admisión (12), estando adaptado el canal de equilibrado en
dicha área para comunicar con un primer compartimiento (15) de
dicha válvula de expansión por lo que dicho canal de equilibrado del
vapor está previsto mediante un canal estampado (29) en una placa
frontal (34b), el cual permite sólo el paso de una cantidad
suficiente de vapor para transmitir la presión de salida del vapor
de refrigerante a dicho primer compartimiento y porque el vapor de
refrigerante deja dicho conjunto de válvula de expansión e
intercambiador de calor a través de dicha salida (13) para el vapor
de refrigerante del intercambiador de calor.
3. Intercambiador de calor para un conjunto
de válvula de expansión e intercambiador de calor, estando provisto
dicho intercambiador de calor (11) de por lo menos una admisión (12)
para fluido refrigerante y por lo menos una salida (13) para vapor
de refrigerante, estando provisto dicho intercambiador de calor (11)
de una pluralidad de placas (14; 34a; 34b; 34c; 35) yuxtapuestas
entre sí para definir una pluralidad de cámaras para el paso del
flujo, estando adaptado dicho intercambiador de calor (11) para
montar dicha válvula de expansión (10) directamente en el mismo en
el área de dicha admisión (12), en el que está formado un canal de
equilibrado del vapor (18) entre dos de dichas placas (34a; 34b;
34c; 35) y se extiende desde dicha salida (13) hasta dicha área de
dicha admisión (12), estando adaptado el canal de equilibrado en
dicha área para comunicar con un primer compartimiento (15) de
dicha válvula de expansión, caracterizado porque dicho canal
de equilibrado del vapor está previsto mediante un canal estampado
(30) el cual está formado en una de las placas interiores (35).
4. Intercambiador de calor para un conjunto
de válvula de expansión e intercambiador de calor, estando provisto
dicho intercambiador de calor (11) de por lo menos una admisión (12)
para fluido refrigerante y por lo menos una salida (13) para vapor
de refrigerante, estando provisto dicho intercambiador de calor (11)
de una pluralidad de placas (14; 34a; 34b; 34c; 35) yuxtapuestas
entre sí para definir una pluralidad de cámaras para el paso del
flujo, estando adaptado dicho intercambiador de calor (11) para
montar dicha válvula de expansión (10) directamente en el mismo en
el área de dicha admisión (12), en el que está formado un canal de
equilibrado del vapor (18) entre dos de dichas placas (34a; 34b;
34c; 35) y se extiende desde dicha salida (13) hasta dicha área de
dicha admisión (12), estando adaptado el canal de equilibrado en
dicha área para comunicar con un primer compartimiento (15) de
dicha válvula de expansión por lo que dicho canal de equilibrado del
vapor está formado por lo menos parcialmente mediante una tubería
dispuesta entre dos de dichas placas.
5. Intercambiador de calor según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
dicha admisión (12) está dispuesta en la parte inferior de dicho
intercambiador de calor (11).
6. Conjunto de válvula de expansión e
intercambiador de calor con un intercambiador de calor según la
reivindicación 1 y comprendiendo una válvula (10) acoplada a dicho
intercambiador de calor (11), comprendiendo dicha válvula (10) un
primer compartimiento (15) adaptado para estar en comunicación con
dicho canal de equilibrado del vapor (18) y un segundo
compartimiento (16), estando separados dichos compartimientos (15,
16) por un diafragma (17), en el que la válvula (10) está montada
en dicho intercambiador de calor (11) directamente en el mismo en
el área de dicha admisión (12).
7. Conjunto de válvula de expansión e
intercambiador de calor con un intercambiador de calor según la
reivindicación 1 y comprendiendo una válvula (10) acoplada a dicho
intercambiador de calor (11), comprendiendo dicha válvula (10) un
primer compartimiento (15) adaptado para estar en comunicación con
un canal de equilibrado del vapor (18) y un segundo compartimiento
(16), estando separados dichos compartimientos (15, 16) por un
diafragma (17), en el que la válvula (10) está montada en dicho
intercambiador de calor (11) directamente en el mismo en el área de
dicha admisión (12).
8. Conjunto de válvula de expansión e
intercambiador de calor con un intercambiador de calor según la
reivindicación 3 y comprendiendo una válvula (10) acoplada a dicho
intercambiador de calor (11), comprendiendo dicha válvula (10) un
primer compartimiento (15) adaptado para estar en comunicación con
dicho canal de equilibrado del vapor (18) y un segundo
compartimiento (16), estando separados dichos compartimientos (15,
16) por un diafragma (17), en el que la válvula (10) está montada
en dicho intercambiador de calor (11) directamente en el mismo en
el área de dicha admisión (12).
9. Conjunto de válvula de expansión e
intercambiador de calor con un intercambiador de calor según la
reivindicación 4 y comprendiendo una válvula (10) acoplada a dicho
intercambiador de calor (11), comprendiendo dicha válvula (10) un
primer compartimiento (15) adaptado para estar en comunicación con
un canal de equilibrado del vapor (18) y un segundo compartimiento
(16), estando separados dichos compartimientos (15, 16) por un
diafragma (17), en el que la válvula (10) está montada en dicho
intercambiador de calor (11) directamente en el mismo en el área de
dicha admisión (12).
10. Conjunto de válvula de expansión e
intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque dicha admisión (12), la
cual está en comunicación con dicha válvula (10), está dispuesta en
la parte inferior de dicho intercambiador de calor (11).
11. Conjunto de válvula de expansión e
intercambiador de calor, según una o más de las reivindicaciones 6
a 10, caracterizado porque dicho segundo compartimiento (16)
de dicha válvula (10) está en comunicación fluida con un bulbo de
detección de la temperatura (25).
12. Conjunto de válvula de expansión e
intercambiador de calor según una o más de las reivindicaciones 6 a
11, caracterizado porque dicho diafragma (17) de dicha
válvula (10), que separa dicho primer compartimiento (15) de dicho
segundo compartimiento (16), está en una posición sustancialmente
vertical cuando la válvula (10) está montada en dicho
intercambiador de calor (11).
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|---|---|---|---|
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