ES2606708T3 - Intercambiador de calor de placas apiladas - Google Patents

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Tsuyoshi Yao
Tatsuhito Yamada
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Abstract

Un intercambiador de calor de placas apiladas 300 que comprende: placas de extremidad 51 y 52; una pluralidad de pares de placas de núcleo 53 y 54 apiladas entre ellas; y compartimentos de fluido a alta temperatura 55 a través de los cuales fluye fluido a alta temperatura y compartimentos de fluido a baja temperatura 60 a través de los cuales fluye fluido a baja temperatura definidos en el espacio rodeado por las placas de extremidad 51 y 52 y las placas de núcleo 53 y 54 mediante la unión de bridas periféricas de cada uno de los pares de placas de núcleo 53 y 54 entre sí en un proceso de soldadura, comunicándose los compartimentos de fluido a alta y baja temperatura con respectivos pares de agujeros de circulación 56a, 56b y 57a, 57b proporcionados en una de las placas de extremidad 51 o 52, donde cada núcleo de las placas de núcleo 53 y 54 se proporciona mediante la formación de una placa sustancialmente plana y tiene un par de un orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y un orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, que se comunican con uno de los pares de agujeros de circulación 56a y 56b, en un lado de extremidad en la dirección longitudinal de la placa y 15 un par de un orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y un orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b, que se comunican con el otro par de agujeros de circulación 57a y 57b, en el otro lado de extremidad en la dirección longitudinal de la placa, se forman protuberancias 53a y 54a en un lado de las placas, extendiéndose las protuberancias desde el orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a hacia el otro lado de extremidad en la dirección longitudinal de la placa, formando áreas de vuelta en U en el otro lado de extremidad en la dirección longitudinal de la placa, y volviendo al orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, cada uno de los pares de placas de núcleo 53 y 54 está ensamblado para formar el correspondiente compartimento de fluido a alta temperatura 55 de manera que el lado de una de las dos placas de núcleo 53 y 54 que está opuesto al un lado mire al lado de la otra de las dos placas de núcleo que está opuesto al un lado y las protuberancias 53a y 54a formadas en las respectivas placas de núcleo 53 y 54 están emparejadas pero orientadas en direcciones opuestas, los compartimentos de fluido a baja temperatura 60 se forman entre los pares de placas de núcleo 53 y 54 y entre las placas de extremidad 51 y 52 y las placas de núcleo 53 y 54 adyacentes a las mismas, y se forma una parte de división en cada uno de los compartimentos de fluido a baja temperatura 60, dividiendo la parte de división a lo largo de la dirección longitudinal de las placas correspondientes, la zona en la que se forman las áreas de vuelta en U en una zona que incluye el orificio de entrada para el fluido a baja temperatura 59a y una zona que incluye el orificio de salida para el fluido a baja temperatura 59b para formar una vía de flujo inversa en forma de U a través de la cual fluye el fluido a baja temperatura, la forma de la cual es una forma inversa de las áreas de vuelta en U para el fluido a alta temperatura.

Description

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Intercambiador de calor de placas apiladas Campo tecnico
[0001] La presente invencion se refiere a un intercambiador de calor de placas apiladas, tal como un radiador de aceite y un enfriador EGR.
Antecedentes de la tecnica
[0002] Un intercambiador de calor de placas apiladas es un aparato que intercambia el calor entre un fluido a alta temperatura (aceite y gas EGR, por ejemplo) y un fluido a baja temperatura (agua, por ejemplo) a traves de placas apiladas. El aparato incluye placas de extremidad y una pluralidad de pares de placas de nucleo apiladas entre ellas, y las bridas perifericas de cada uno de los pares de placas de nucleo estan unidas entre si en un proceso de soldadura, por las que se definen compartimentos de fluido a alta temperatura a traves de los cuales fluye fluido a alta temperatura y compartimentos de fluido a baja temperatura a traves de los cuales fluye fluido a baja temperatura en el espacio rodeado por las placas de extremidad y las placas de nucleo, y los compartimentos de fluido a alta y baja temperatura se comunican con respectivos pares de agujeros de circulacion proporcionados en una de las placas de extremidad. Por ejemplo, la publicacion nacional de la solicitud de patente internacional con N.° 2004-530092 describe un intercambiador de calor de placas apiladas de este tipo.
[0003] En un intercambiador de calor de placas apiladas convencional de este tipo, cada una de las placas de nucleo se proporciona mediante la formacion de una placa sustancialmente plana y tiene un par de un orificio de entrada para fluido a alta temperatura y un orificio de salida para fluido a alta temperatura, que se comunican con uno de los pares de agujeros de circulacion, en ambos extremos en la direccion de la anchura de la placa en un lado de extremidad en la direccion longitudinal de la misma. Ademas, se forman protuberancias en un lado de cada una de las placas. Las protuberancias se extienden desde el orificio de entrada para fluido a alta temperatura hacia el otro lado de extremidad de la placa en la direccion longitudinal de la misma, forman un area de vuelta en U en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa, y vuelven al orificio de salida para fluido a alta temperatura. Ademas, cada una de las placas de nucleo tiene un par de un orificio de entrada para fluido a baja temperatura y un orificio de salida para fluido a baja temperatura, que se comunican con el otro par de agujeros de circulacion, en ambos extremos en la direccion longitudinal de la placa.
[0004] Esto es, en el intercambiador de calor de placas apiladas convencional, el orificio de entrada para fluido a baja temperatura se proporciona fuera de la zona en la que se forma el area de vuelta en U en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa, mientras que el orificio de salida para fluido a baja temperatura se proporciona fuera de la zona en la que el par del orificio de entrada para fluido a alta temperatura y el orificio de salida para fluido a alta temperatura se proporcionan en el un lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa. Cada uno de los pares de placas de nucleo esta ensamblado de manera que el lado de una de las dos placas de nucleo que esta opuesto al un lado en el que se forman las protuberancias mire al lado de la otra de las dos placas de nucleo que esta opuesto al un lado y las protuberancias formadas en las placas de nucleo respectivas estan emparejadas pero orientadas en direcciones opuestas para formar el compartimento de fluido a alta temperatura correspondiente, y los compartimentos de fluido a baja temperatura se forman entre los pares de placas de nucleo y entre cada una de las placas de extremidad y la placa de nucleo adyacente a las mismas.
[0005] Los documentos JP2006183969 y GB1277872 exponen intercambiadores de calor de placas con flujo en forma de U para el fluido de alta temperatura y de baja temperatura donde la orientacion de los dos flujos en forma de U se invierte en comparacion entre si.
[0006] El documento DE60014580 expone un intercambiador de calor en el que el segundo fluido intercambiador de calor es un cuerpo grande de fluido no confinado en medio de las placas.
Exposicion de la invencion
Problemas que pretende solucionar la invencion
[0007] Sin embargo, el intercambiador de calor de placas apiladas convencional tiene una estructura en la que el orificio de entrada para fluido a baja temperatura y el orificio de salida para fluido a baja temperatura se proporcionan en ambos extremos en la direccion longitudinal de cada una de las placas y, por consiguiente, los
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dos orificios estan bastante separados entre si en la direccion longitudinal de la placa, lo que resulta, de forma no ventajosa, en un aumento de la dimension longitudinal de la placa.
[0008] Esto es, el intercambiador de calor de placas apiladas convencional esta configurado de manera que el fluido a baja temperatura fluya sustancialmente de manera lineal en la direccion longitudinal de la placa y tiene una estructura en la que el orificio de entrada para fluido a baja temperatura se proporciona fuera de la zona en la que se forma el area de vuelta en U en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa, mientras que el orificio de salida para fluido a baja temperatura se proporciona fuera de la zona en la que el par del orificio de entrada para fluido a alta temperatura y el orificio de salida para fluido a alta temperatura se proporcionan en el un lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa. En el intercambiador de calor de placas apiladas convencional configurado de este modo, es necesario proporcionar zonas (espacios) para disponer el orificio de entrada para fluido a baja temperatura y el orificio de salida para fluido a baja temperatura, lo que resulta inevitablemente en un aumento de la dimension longitudinal de la placa.
[0009] La presente invencion se ha creado en vista del problema con la tecnica relacionada descrita anteriormente. Un objeto de la presente invencion es proporcionar un intercambiador de calor de placas apiladas que incluye placas que tienen una dimension longitudinal menor.
Medios para solucionar los problemas
[0010] Para solucionar el problema descrito anteriormente, segun un ejemplo expuesto se proporciona un intercambiador de calor de placas apiladas que comprende placas de extremidad; una pluralidad de pares de placas de nucleo apiladas en el espacio entre ellas; y compartimentos de fluido a alta temperatura a traves de los cuales fluye fluido a alta temperatura y compartimentos de fluido a baja temperatura a traves de los cuales fluye fluido a baja temperatura definidos en el espacio rodeado por las placas de extremidad y las placas de nucleo mediante la union de bridas perifericas de cada uno de los pares de placas de nucleo entre si en un proceso de soldadura, comunicandose los compartimentos de fluido a alta y baja temperatura con respectivos pares de agujeros de circulacion proporcionados en una de las placas de extremidad. El intercambiador de calor de placas apiladas se caracteriza por las caracterfsticas siguientes: cada una de las placas de nucleo se proporciona mediante la formacion de una placa sustancialmente plana y tiene un par de un orificio de entrada para fluido a alta temperatura y un orificio de salida para fluido a alta temperatura, que se comunican con uno de los pares de agujeros de circulacion, en un lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa y un par de un orificio de entrada para fluido a baja temperatura y un orificio de salida para fluido a baja temperatura, que se comunican con el otro par de agujeros de circulacion, en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa. Se forman protuberancias en un lado de cada una de las placas, extendiendose las protuberancias desde el orificio de entrada para fluido a alta temperatura hacia el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa, formando areas de vuelta en U en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa, y volviendo al orificio de salida para fluido a alta temperatura. Cada uno de los pares de placas de nucleo esta ensamblado para formar el compartimento de fluido a alta temperatura correspondiente de manera que el lado de una de las dos placas de nucleo que esta opuesto al un lado mire al lado de la otra de las dos placas de nucleo que esta opuesto al un lado y las protuberancias formadas en las respectivas placas de nucleo estan emparejadas pero orientadas en direcciones opuestas. Los compartimentos de fluido a baja temperatura se forman entre los pares de placas de nucleo y entre las placas de extremidad y las placas de nucleo adyacentes a las mismas. Se forma una parte de division en cada uno de los compartimentos de fluido a baja temperatura, dividiendo la parte de division la zona en la que se forman las areas de vuelta en U y la zona fuera de esa zona en una zona que incluye el orificio de entrada para fluido a baja temperatura y una zona que incluye el orificio de salida para fluido a baja temperatura.
[0011] En la configuracion descrita anteriormente, el orificio de entrada para fluido a baja temperatura y el orificio de salida para fluido a baja temperatura se proporcionan en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de cada una de las placas de manera que los dos orificios estan proximos entre si en la direccion de la anchura de la placa. En consecuencia, la dimension longitudinal de cada una de las placas se reduce en el intercambiador de calor de placas apiladas de la presente invencion. Aun cuando se emplea la configuracion descrita anteriormente, la parte de division formada en cada uno de los compartimentos de fluido a baja temperatura evita que el fluido a baja temperatura fluya en la direccion de la anchura de las placas correspondientes entre el orificio de entrada para fluido a baja temperatura y el orificio de salida para fluido a baja temperatura (longitud del trayecto mas corta), sino que permite que el fluido a baja temperatura fluya a lo largo de las areas de vuelta en U en el un lado de extremidad en la direccion longitudinal de las placas (longitud del trayecto mas larga). Por consiguiente, la zona de transferencia de calor de las placas aumenta, asf como las funciones del intercambiador de calor, como se espera. Cada una de las partes de division puede o puede no formarse de manera continua, pero de forma preferible se forma de manera continua para evitar una longitud del trayecto mas corta y mejorar la fuerza de la zona de las placas correspondientes donde se forman las areas de vuelta en U.
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[0012] Cada una de las partes de division esta formada por un elemento de division colocado entre las placas que forman el compartimento de fluido a baja temperatura correspondiente. El elemento de division esta formado por una parte de columna dispuesta en una zona fuera de la zona donde se forman las areas de vuelta en U y una parte de extension que se extiende desde la parte de columna hacia el centro de las areas de vuelta en U.
[0013] Cada una de las partes de division esta formada por un elemento en forma de columna colocado entre las placas que forman el compartimento de fluido a baja temperatura correspondiente y una parte comun formada por protuberancias comunes proporcionadas en las placas que forman el compartimento de fluido a baja temperatura. El elemento en forma de columna esta dispuesto para entrar en contacto con la pared exterior de las protuberancias que forman las areas de vuelta en U en una zona fuera de la zona en la que se forman las areas de vuelta en U en el compartimento de fluido a baja temperatura. La parte comun esta configurada para entrar en contacto con el elemento en forma de columna en la zona en la que se forman las areas de vuelta en U en el compartimento de fluido a baja temperatura y extenderse desde la seccion de contacto hacia el centro del area de vuelta en U.
[0014] Cada una de las placas de nucleo tiene un agujero pasante para pernos formado allf dentro en la zona fuera de la zona en la que se forman las areas de vuelta en U, pasando el agujero pasante para pernos a traves en la direccion apilada. Cada una de las placas de extremidad y de los elementos en forma de columna tiene un agujero pasante para pernos que se comunica con los agujeros pasantes para pernos en las placas de nucleo. Un perno se inserta en los agujeros pasantes para pernos para sujetar las placas de nucleo, las placas de extremidad y los elementos en forma de columna.
[0015] La presente invencion proporciona un intercambiador de calor de placas apiladas que comprende placas de extremidad; una pluralidad de pares de placas de nucleo apiladas en el espacio entre ellas; y compartimentos de fluido a alta temperatura a traves de los cuales fluye fluido a alta temperatura y compartimentos de fluido a baja temperatura a traves de los cuales fluye fluido a baja temperatura definidos en el espacio rodeado por las placas de extremidad y las placas de nucleo mediante la union de bridas perifericas de cada uno de los pares de placas de nucleo entre si en un proceso de soldadura, comunicandose los compartimentos de fluido a alta y baja temperatura con respectivos pares de agujeros de circulacion proporcionados en una de las placas de extremidad. El intercambiador de calor de placas apiladas se caracteriza por las caracterfsticas siguientes: cada una de las placas de nucleo se proporciona mediante la formacion de una placa sustancialmente plana y tiene un par de un orificio de entrada para fluido a alta temperatura y un orificio de salida para fluido a alta temperatura, que se comunican con uno de los pares de agujeros de circulacion, en un lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa y un par de un orificio de entrada para fluido a baja temperatura y un orificio de salida para fluido a baja temperatura, que se comunican con el otro par de agujeros de circulacion, en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa. Se forman protuberancias en un lado de cada una de las placas, extendiendose las protuberancias desde el orificio de entrada para fluido a alta temperatura hacia el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa, formando areas de vuelta en U en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa, y volviendo al orificio de salida para fluido a alta temperatura. Cada uno de los pares de placas de nucleo esta ensamblado para formar el correspondiente compartimento de fluido a alta temperatura de manera que el lado de una de las dos placas de nucleo que esta opuesto al un lado mire al lado de la otra de las dos placas de nucleo que esta opuesto al un lado y las protuberancias formadas en las respectivas placas de nucleo estan emparejadas pero orientadas en direcciones opuestas. Los compartimentos de fluido a baja temperatura se forman entre los pares de placas de nucleo y entre las placas de extremidad y las placas de nucleo adyacentes a las mismas. Se forma una parte de division en cada uno de los compartimentos de fluido a baja temperatura, dividiendo la parte de division a lo largo de la direccion longitudinal de las placas correspondientes la zona en la que se forman las areas de vuelta en U en una zona que incluye el orificio de entrada para fluido a baja temperatura y una zona que incluye el orificio de salida para fluido a baja temperatura para formar una via de flujo inversa en forma de U a traves de la cual fluye fluido a baja temperatura, la forma de la cual es una forma inversa de las areas de vuelta en U para el fluido a alta temperatura.
Documento de prioridad
[0016] Una segunda forma de realizacion incluye las caracterfsticas siguientes: cada una de las partes de division esta formada por un elemento en forma de columna colocado entre las placas que forman el compartimento de fluido a baja temperatura correspondiente y una parte comun formada por protuberancias comunes proporcionada en las placas que forman el compartimento de fluido a baja temperatura. El elemento en forma de columna esta dispuesto para entrar en contacto con la pared exterior de las protuberancias que forman las areas de vuelta en U en una zona fuera de la zona en la que se forman las areas de vuelta en U en el compartimento de fluido a baja temperatura. La parte comun esta configurada para entrar en contacto con el elemento en forma de columna en la zona en la que se forman las areas de vuelta en U en el compartimento de fluido a baja temperatura, extenderse desde la seccion de contacto hacia el centro de las areas de vuelta en U, y extenderse aun mas desde el centro a un lado de extremidad en la direccion longitudinal de las placas.
Documento de prioridad
[0017] Una tercera forma de realizacion, ademas, define que entre las protuberancias comunes proporcionadas en las placas, parte de cada una de las protuberancias comunes proporcionadas en las placas de nucleo, extendiendose la seccion desde el centro hasta el un lado de extremidad en la direccion longitudinal, esta
5 formada por una de las protuberancias que forman las areas de vuelta en U correspondientes.
[0018] La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente japonesa con N.° 2007-275365, presentada el 23 de octubre de 2006.
Breve descripcion de los dibujos
[0019]
10 La figura 1 es una vista en perspectiva despiezada que muestra un intercambiador de calor de placas
apiladas segun una primera forma de realizacion de la presente invencion;
La figura 2 es una vista en perspectiva despiezada que muestra un intercambiador de calor de placas apiladas segun una segunda forma de realizacion de la presente invencion;
La figura 3 es una vista en perspectiva despiezada que muestra un intercambiador de calor de placas 15 apiladas segun una tercera forma de realizacion de la presente invencion;
La figura 4 es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea A-A, que se muestra en la figura 3; y
La figura 5 es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea B-H, que se muestra en la figura 3.
20 Descripcion de los sfmbolos
[0020]
10a, 10b elemento de division 11a 11b parte de columna 12a, 12b parte de extension 25 20 elemento en forma de columna
51, 52 placa de extremidad 53, 54 placa de nucleo 53a, 54a protuberancia (en forma de U)
51a, 52a, 53b, 54b protuberancia comun
30 55 compartimento de fluido a alta temperatura (un par de placas de nucleo)
60 compartimento de fluido a baja temperatura
60a zona fuera de la zona donde se forman las areas de vuelta en U
100, 200, 300 intercambiador de calor de placas apiladas
510a, 520a, 530b, 540b protuberancia comun
35 Mejor modo de llevar a cabo la invencion
[0021] Las formas de realizacion de la presente invencion se describiran a continuacion.
Primera forma de realizacion
[0022] Un intercambiador de calor de placas apiladas segun una primera forma de realizacion de la presente invencion se describira en primer lugar con referencia a la figura 1. La figura 1 es una vista en perspectiva
40 despiezada que muestra el intercambiador de calor de placas apiladas segun la primera forma de realizacion de la presente invencion.
[0023] Un intercambiador de calor de placas apiladas 100 que se muestra en la figura 1 incluye placas de extremidad 51 y 52 y una pluralidad de pares de placas de nucleo 53 y 54 apiladas en el espacio entre ellas, y unas bridas perifericas de cada uno de los pares de placas de nucleo 53 y 54 se unen entre si en un proceso de
45 soldadura, por las que se definen compartimentos de fluido a alta temperatura 55 a traves de los cuales fluye fluido a alta temperatura y compartimentos de fluido a baja temperatura 60 a traves de los cuales fluye fluido a baja temperatura en el espacio rodeado por las placas de extremidad 51, 52 y las placas de nucleo 53, 54, y los compartimentos de fluido a alta y baja temperatura se comunican con respectivos pares de tuberfas de circulacion 56a, 56b y 57a, 57b proporcionados en la placa de extremidad 51 o 52 (la placa de extremidad 51 de 50 la figura 1) y que sobresalen de la misma.
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[0024] Cada una de las placas de nucleo 53 y 54 se proporciona mediante la formacion de una placa sustancialmente plana y tiene un par de un orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y un orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, que se comunican con el par de tuberfas de circulacion 56a y 56b, en un lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa (lado derecho en la figura 1) y un par de un orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y un orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b, que se comunican con el otro par de tuberfas de circulacion 57a y 57b, en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa (lado izquierdo en la figura 1). Una pluralidad de protuberancias 53a y 54a se forman en un lado de las placas, esto es, en el lado superior de las placas de nucleo 53 y el lado inferior de las placas de nucleo 54, respectivamente. Cada una de las protuberancias 53a y 54a se extiende desde el orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a hacia el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa correspondiente, forma un area de vuelta en U en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa, y vuelve al orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b.
[0025] Cada uno de los pares de placas de nucleo 53 y 54 esta ensamblado para formar el correspondiente compartimento de fluido a alta temperatura 55 de manera que el lado de una de las dos placas de nucleo 53 y 54 que esta opuesto al un lado mire al lado de la otra de las dos placas de nucleo que esta opuesto al un lado y las protuberancias 53a y 54a formadas en las respectivas placas de nucleo estan emparejadas pero orientadas en direcciones opuestas. Los compartimentos de fluido a baja temperatura 60 se forman entre los pares de placas de nucleo 53 y 54 y entre las placas de extremidad 51, 52 y las placas de nucleo 53, 54 adyacentes a las mismas.
[0026] En cada uno de los compartimentos de fluido a baja temperatura 60, se forma una parte de division. La parte de division divide la zona en la que se forman las areas de vuelta en U y la zona fuera de esa zona (vease un area 60a en la figura 1) en una zona que incluye el orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y una zona que incluye el orificio de salida 59b para fluido a baja temperatura. Mas concretamente, en el intercambiador de calor de placas apiladas 100 que se muestra en la figura 1, la parte de division esta formada por los elementos de division 10a y 10b separados de las placas 51 a 54. Los elementos de division 10a estan colocados entre la respectiva placa de nucleo 53 y placa de nucleo 54, y los elementos de division 10b estan colocados entre la placa de extremidad 51 y la placa de nucleo 53 adyacente a la misma y entre la placa de extremidad 52 y la placa de nucleo 54 adyacente a la misma. Los elementos de division 10a y 10b incluyen respectivamente unas partes de columna 11a y 11b dispuestas en la zona 60a fuera de la zona donde se forman las areas de vuelta en U y unas partes de extension 12a y 12b que se extienden desde las partes de columna 11a y 11b hacia el centro de las areas de vuelta en U. Las partes de extension 12a y 12b tienen protuberancias y huecos proporcionados sobre ellas, y las protuberancias entran en los espacios entre la pluralidad de protuberancias (esto es, los huecos entre las protuberancias adyacentes 53a y 53a y los huecos entre las protuberancias adyacentes 54a y 54a) formadas en las placas de nucleo 53 y 54.
[0027] En la configuracion descrita anteriormente, el orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y el orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b se proporcionan en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de cada una de las placas de manera que los dos orificios estan proximos entre si en la direccion de la anchura de la placa. En consecuencia, la dimension longitudinal de cada una de las placas se reduce en el intercambiador de calor de placas apiladas 100. Aun cuando se emplea la configuracion descrita anteriormente, el elemento de division 10a o 10b formado en cada uno de los compartimentos de fluido a baja temperatura 60 evita que el fluido a baja temperatura fluya en la direccion de la anchura de las placas correspondientes entre el orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y el orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b (longitud del trayecto mas corta), sino que permite que el fluido a baja temperatura fluya a lo largo de las areas de vuelta en U en el un lado de extremidad en la direccion longitudinal de las placas (longitud del trayecto mas larga). Por consiguiente, la zona de transferencia de calor de las placas aumenta, asf como las funciones del intercambiador de calor, como se espera.
Segunda forma de realizacion
[0028] Un intercambiador de calor de placas apiladas segun una segunda forma de realizacion de la presente invencion se describira con referencia a la figura 2. En la figura 2, las secciones que son las mismas que las que se muestran en la figura 1 tienen los mismos caracteres de referencia, y las secciones (partes de division) diferentes de las que se muestran en la figura 1 se describiran principalmente. La figura 2 es una vista en perspectiva despiezada que muestra el intercambiador de calor de placas apiladas segun la segunda forma de realizacion de la presente invencion.
[0029] En un intercambiador de calor de placas apiladas 200 que se muestra en la figura 2, las partes de division estan formadas por elementos en forma de columna 20 (collares, por ejemplo) colocados entre las placas que forman los compartimentos de fluido a baja temperatura 60 y partes comunes formadas por protuberancias comunes proporcionadas en las placas, esto es, una parte comun formada por una protuberancia comun 51a y una protuberancia comun 53b, una parte comun formada por una protuberancia comun 52a y una
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protuberancia comun 54b, y partes comunes formadas por protuberancias comunes 53b y protuberancias comunes 54b.
[0030] Cada uno de los elementos en forma de columna 20 esta formado por un elemento separado de las placas correspondientes y dispuesto para entrar en contacto con la pared exterior de la mas exterior de las protuberancias 51a a 54a, que forman las areas de vuelta en U, en la zona 60a fuera de la zona en la que se forman las areas de vuelta en U en el compartimento de fluido a baja temperatura correspondiente 60. Por otro lado, cada una de las partes comunes forma parte de la placa correspondiente, y no solo entra en contacto con el elemento en forma de columna correspondiente 20 en la zona en la que se forman las areas de vuelta en U en el compartimento de fluido a baja temperatura 60 correspondiente, sino que tambien se extiende desde la seccion de contacto hacia el centro de las areas de vuelta en U. Puesto que esta configuracion (especfficamente, la disposicion del orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y el orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b y la configuracion de las partes de division) es la misma que la del intercambiador de calor de placas apiladas 100 descrito anteriormente, naturalmente se proporciona el mismo efecto ventajoso.
[0031] La descripcion de las formas de realizacion anteriores se presenta para hacer mas facil la comprension de la presente invencion y no pretende limitar la presente invencion. Pueden realizarse cambios y mejoras sin desviarse del espfritu de la presente invencion que, por supuesto, abarca equivalentes de la misma.
[0032] Por ejemplo, en las formas de realizacion descritas anteriormente, cada una de las partes de division esta formada por los elementos de division 10a y 10b (vease la figura 1) o los elementos en forma de columna 20 (vease la figura 20), que estan separados de las placas 51 a 54. Dichos elementos separados no se utilizan necesariamente en la presente invencion, pero la presente invencion tambien abarca una forma de realizacion en la que las partes de division pueden formarse solo mediante la union de las protuberancias comunes formadas en las placas 51 a 54.
[0033] Ademas, en las formas de realizacion descritas anteriormente, no se forma ningun agujero pasante para pernos en las placas 51 a 54. Las placas 51 a 54 pueden tener agujeros pasantes para pernos formados en las mismas que se comunican con agujeros pasantes formados en las partes de columna 11a, 11b (vease la figura 1) o los elementos en forma de columna 20 (vease la figura 2), y los pernos se insertan en los agujeros pasantes para sujetar las placas 51 a 54 a las partes de columna 11a, 11b o los elementos en forma de columna 20. Asimismo, en esta configuracion, las partes de division se forman igual que en los intercambiadores de calor de placas apiladas 100 y 200 descritos anteriormente, a traves de las cuales se proporciona, naturalmente, el mismo efecto ventajoso. Ademas, en esta configuracion, puesto que las placas 51 a 54 estan sujetas a las partes de columna 11a, 11b o los elementos en forma de columna 20 con los pernos y, por consiguiente, reforzados, se mejora la durabilidad del intercambiador de calor de placas apiladas.
Tercera forma de realizacion
[0034] Por ultimo, un intercambiador de calor de placas apiladas segun una tercera forma de realizacion de la presente invencion se describira con referencia a las figuras 3 a 5. En las figuras 3 a 5, las secciones que son las mismas que las que se muestran en la figura 2 tienen los mismos caracteres de referencia, y las secciones (partes de division) diferentes de las que se muestran en la figura 2 se describiran principalmente. La figura 3 es una vista en perspectiva despiezada que muestra el intercambiador de calor de placas apiladas segun la tercera forma de realizacion de la presente invencion. La figura 4 es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea A-A, que se muestra en la figura 3. La figura 5 es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea B-B, que se muestra en la figura 3.
[0035] En un intercambiador de calor de placas apiladas 300 que se muestra en las figuras 3 a 5, se forma una parte de division en cada uno de los compartimentos de fluido a baja temperatura 60. La parte de division divide a lo largo de la direccion longitudinal de las placas correspondientes el interior del compartimento de fluido a baja temperatura 60 en una zona que incluye el orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y una zona que incluye el orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b para formar una via de flujo inversa en forma de U, la forma de la cual es una forma inversa de las areas de vuelta en U descritas anteriormente.
[0036] Las partes de division estan formadas por elementos en forma de columna 20 y partes comunes formadas por protuberancias comunes proporcionadas en las placas que forman los compartimentos de fluido a baja temperatura 60 (especfficamente, las partes comunes formadas por protuberancias comunes 530b en las placas de nucleo 53 y protuberancias comunes 540b en las placas de nucleo 54, una parte comun formada por una protuberancia comun 510a en la placa de extremidad 51 y la protuberancia comun 530b en la mas alta de las placas de nucleo 53, y una parte comun formada por una protuberancia comun 520a en la placa de extremidad 52 y la protuberancia comun 540b en la mas baja de las placas de nucleo 54).
[0037] Cada una de las partes comunes entra en contacto con el elemento en forma de columna 20 correspondiente en la zona en la que se forman las areas de vuelta en U en el compartimento de fluido a baja temperature 60 correspondiente, se extiende desde la seccion de contacto hacia el centro de las areas de vuelta en U, y se extiende aun mas desde el centro a un lado de extremidad en la direccion longitudinal de las placas
5 correspondientes (lado derecho en la figura 3 y lo mismo se aplica a las figuras 4 y 5). Parte de cada una de las protuberancias comunes 530b y 540b, extendiendose la seccion desde el centro hasta el un lado de extremidad en la direccion longitudinal, esta formada por la mas interior de la pluralidad de protuberancias 53 a y 54 a correspondientes, que forman las areas de vuelta en U.
[0038] Asimismo, en la configuracion descrita anteriormente, puesto que el intercambiador de calor de placas 10 apiladas 300 tiene la misma configuracion que las de los intercambiadores de calor de placas apiladas 100 y 200,
se proporciona, naturalmente, el mismo efecto ventajoso. Ademas, en la configuracion descrita anteriormente, cada una de las partes de division forma la via de flujo inversa en forma de U en el compartimento de fluido a baja temperatura 60 correspondiente, lo que resulta en un aumento de la zona donde el fluido a baja temperatura y el fluido a alta temperatura intercambian calor. En consecuencia, la velocidad del intercambio de calor del 15 intercambiador de calor de placas apiladas 300 es significativamente superior que las de los intercambiadores de calor de placas apiladas 100 y 200, lo que significa que el intercambiador de calor de placas apiladas 300 es mas pequeno que los intercambiadores de calor de placas apiladas 100 y 200, especfficamente, la dimension longitudinal de las placas es menor, siempre y cuando las velocidades del intercambio de calor del intercambiador de calor de placas apiladas 100, 200 y 300 sean las mismas.
20 Aplicabilidad industrial
[0039] La presente invencion puede proporcionar un intercambiador de calor de placas apiladas que tiene una velocidad alta de intercambio del calor.

Claims (3)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un intercambiador de calor de placas apiladas 300 que comprende:
    placas de extremidad 51 y 52;
    una pluralidad de pares de placas de nucleo 53 y 54 apiladas entre ellas; y
    compartimentos de fluido a alta temperatura 55 a traves de los cuales fluye fluido a alta temperatura y compartimentos de fluido a baja temperatura 60 a traves de los cuales fluye fluido a baja temperatura definidos en el espacio rodeado por las placas de extremidad 51 y 52 y las placas de nucleo 53 y 54 mediante la union de bridas perifericas de cada uno de los pares de placas de nucleo 53 y 54 entre si en un proceso de soldadura, comunicandose los compartimentos de fluido a alta y baja temperatura con respectivos pares de agujeros de circulacion 56a, 56b y 57a, 57b proporcionados en una de las placas de extremidad 51 o 52, donde
    cada nucleo de las placas de nucleo 53 y 54 se proporciona mediante la formacion de una placa sustancialmente plana y tiene un par de un orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a y un orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, que se comunican con uno de los pares de agujeros de circulacion 56a y 56b, en un lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa y un par de un orificio de entrada para fluido a baja temperatura 59a y un orificio de salida para fluido a baja temperatura 59b, que se comunican con el otro par de agujeros de circulacion 57a y 57b, en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa,
    se forman protuberancias 53a y 54a en un lado de las placas, extendiendose las protuberancias desde el orificio de entrada para fluido a alta temperatura 58a hacia el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa, formando areas de vuelta en U en el otro lado de extremidad en la direccion longitudinal de la placa, y volviendo al orificio de salida para fluido a alta temperatura 58b, cada uno de los pares de placas de nucleo 53 y 54 esta ensamblado para formar el correspondiente compartimento de fluido a alta temperatura 55 de manera que el lado de una de las dos placas de nucleo 53 y 54 que esta opuesto al un lado mire al lado de la otra de las dos placas de nucleo que esta opuesto al un lado y las protuberancias 53a y 54a formadas en las respectivas placas de nucleo 53 y 54 estan emparejadas pero orientadas en direcciones opuestas,
    los compartimentos de fluido a baja temperatura 60 se forman entre los pares de placas de nucleo 53 y 54 y entre las placas de extremidad 51 y 52 y las placas de nucleo 53 y 54 adyacentes a las mismas, y
    se forma una parte de division en cada uno de los compartimentos de fluido a baja temperatura 60, dividiendo la parte de division a lo largo de la direccion longitudinal de las placas correspondientes, la zona en la que se forman las areas de vuelta en U en una zona que incluye el orificio de entrada para el fluido a baja temperatura 59a y una zona que incluye el orificio de salida para el fluido a baja temperatura 59b para formar una via de flujo inversa en forma de U a traves de la cual fluye el fluido a baja temperatura, la forma de la cual es una forma inversa de las areas de vuelta en U para el fluido a alta temperatura.
  2. 2. El intercambiador de calor de placas apiladas segun la reivindicacion 1, donde
    cada una de las partes de division esta formada por un elemento en forma de columna 20 colocado entre las placas que forman el compartimento de fluido a baja temperatura 60 correspondiente y una parte comun formada por protuberancias comunes 530b, 540b, 510a y 520a proporcionadas en las placas que forman el compartimento de fluido a baja temperatura 60,
    el elemento en forma de columna 20 esta dispuesto para entrar en contacto con la pared exterior de las protuberancias que forman las areas de vuelta en U en una zona fuera de la zona en la que se forman las areas de vuelta en U en el compartimento de fluido a baja temperatura 60; y
    la parte comun esta configurada para entrar en contacto con el elemento en forma de columna 20 en la zona en la que se forman las areas de vuelta en U en el compartimento de fluido a baja temperatura 60, extenderse desde la seccion de contacto hacia el centro de las areas de vuelta en U, y extenderse aun mas desde el centro a un lado de extremidad en la direccion longitudinal de las placas.
  3. 3. El intercambiador de calor de placas apiladas segun la reivindicacion 2, donde
    entre las protuberancias comunes proporcionadas en las placas, parte de cada una de las protuberancias comunes 530b y 540b proporcionadas en las placas de nucleo 53 y 54, extendiendose la seccion desde el centro hasta el un lado de extremidad en la direccion longitudinal, esta formada por una de las protuberancias que forman las areas de vuelta en U correspondientes.
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