MX2014008724A - Cambiador de calor. - Google Patents

Abstract

La presente invención se relaciona con un cambiador de calor (1) comprendiendo una caja que contiene una pluralidad de disposiciones de elementos de placa (2, 12, 22), que comprenden una pluralidad de aberturas (6), aberturas adyacentes estando separadas unas de otras, y un primer fluido (7) fluyendo a través de las aberturas referidas al estar en funcionamiento. Las aberturas se extienden en el interior de la disposición de elementos de placa de manera que están separadas una de otra en al menos una sección, disposiciones de elementos de placa adyacentes estando separadas una de otra de tal manera que un segundo fluido (8) puede fluir en el intersticio (15) entre dos disposiciones de elementos de placa (2, 12, 22) adyacentes. Una escotadura (5) interrumpe al menos una de las disposiciones de elementos de placa (2, 12, 22) referidas de tal manera que la disposición comprende al menos un primer elemento de placa (3) y un segundo elemento de placa (4), el segundo elemento de placa (4) siendo dispuesto de tal manera con relación al primer elemento de placa (3) que el primer fluido (7) pueda fluir a través del primer elemento de placa (3) y a continuación a través del segundo elemento de placa (4). La escotadura (5) contiene elementos de guía de corriente (20).

Description

CAMBIADOR DE CALOR DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un cambiador de calor para intercambiar el calor entre un medio frigorífico y un gas, el cual puede ser en particular aire .

El uso de sistemas de cambiador de calor se conoce en el estado de la técnica en cantidades ya prácticamente innumerables. Cambiadores de calor se usan en normales refrigeradores domésticos, en sistemas de clima controlado para edificios o en vehículos de todo tipo, sobre todo en vehículos automotores, aviones y barcos, como refrigeración de agua o aceite en motores de combustión interna en la operación móvil o estacionaria, como condensadores o evaporadores en circuitos de medios de refrigeración .

Semejante cambiador de calor se conoce, por ejemplo, del documento US 4,876,778. El principio en que se basa el cambiador de calor es que el agua de refrigeración fluye dentro de unos tubitos que están dispuestos dentro de una pluralidad de placas, y el aire fluye en derredor de las placas. El agua de refrigeración y el aire fluyen a corriente cruzada relativos entre sí. Se prevé que las placas estén dispuestas paralelas entre sí y separadas entre sí por unos elementos distanciadores . Semejantes elementos distanciadores pueden estar formados como chapas onduladas .

En lo que sigue se distingue entre "cambiadores de calor de aletas" por una parte y "cambiadores de calor de minicanales" o "de microcanales" por otra.

Los cambiadores de aletas, que se conocen bien desde hace mucho tiempo, sirven, al igual que todos los tipos de cambiadores de calor, para la transmisión de calor entre dos medios, e.g. de un medio frigorífico al aire o viceversa. El primer fluido que fluye en el interior de los canales del cambiador de calor se designa de aquí en adelante también como portador de calor. El segundo fluido que fluye en derredor de los canales se designa de aquí en adelante también como fluido de transporte. Tanto el portador de calor como el fluido de transporte pueden estar presentes en fase líquida o gaseosa. Agua, aceite, aire o un medio frigorífico se mencionan a guisa de ejemplo para el portador de calor o el fluido de transporte. Uno de estos medios es enfriado correspondientemente a través de la transición de calor, mientras que el otro medio es calentado .

El fluido de transporte, por ejemplo el aire, tiene generalmente un coeficiente de transición de calor sustancialmente más bajo que el medio frigorífico o el medio calorífico que circula dentro de los canales del cambiador de calor. Esto se nivela por superficies de transmisión de calor muy diferentes para los dos medios: el medio que tiene el coeficiente de transición de calor alto fluye dentro del canal. En su lado exterior se fijan chapas delgadas, e.g. nervios o aletas, de manera que la superficie exterior del canal tiene una superficie de transmisión de calor aumentada en comparación con la superficie interior del canal, dándose en la superficie exterior la transición de calor con el fluido de transporte .

La proporción entre superficie exterior y superficie interior del canal depende para esto de la geometría de las aletas, la cual a su vez se determina por el diámetro del canal, la disposición de los canales y la distancia de los canales entre sí, así como de la distancia entre aletas d' . La distancia entre aletas d' se selecciona diferentemente para diferentes aplicaciones. Desde el punto de vista puramente termodinámico debería ser tan pequeña como posible, pero no tan pequeña que la pérdida de presión en el lado del fluido de transporte crezca demasiado. Un óptimo económico se ubica en aproximadamente 2 mm, lo que sería un valor típico para un sistema de licuefacción y refrigeración de retorno.

La eficiencia se determina aquí esencialmente por el hecho de que el calor que es transmitido entre la superficie de la aleta y el fluido de transporte tiene que ser transmitido a través de la conducción de calor por las aletas al canal. Esta transmisión de calor es tanto más efectiva, tanto mayor la conductividad respectivamente el grosor de la aleta, pero también tanto menor la distancia entre los canales. Esto se llama la eficiencia de aletas. Como material de las aletas se usa hoy en día por este motivo sobre todo aluminio, el cual tiene una alta conductividad de calor (aprox. 220 W/mK) en condiciones económicas. La distancia de los canales deberla ser aquí tan pequeña como posible. Desde el punto de vista termodinámico, una solución óptima seria una que tiene muchos canales a poca distancia entre si con diámetros pequeños. Pero un factor de costos esencial es también el tiempo de trabajo para la expansión y la soldadura de los canales. Éste subiría desproporcionalmente bajo semejante geometría .

Por esto se desarrolló hace algunos años una nueva clase de cambiadores de calor, los así llamados cambiadores de calor de minicanales o también de microcanales , que se producen de acuerdo a un método totalmente distinto y que corresponden casi al ideal de un cambiador de calor de aletas. Los mismos contienen minicanales o microcanales de diámetro muy pequeño que se ubica en la orden de magnitud de 1 mm. Para la producción de estos minicanales o microcanales se usan preferentemente perfiles extrudidos de aluminio.

Un bloque cambiador de calor se constituye de uno o varios cambiadores de calor de aletas o de uno o varios cambiadores de calor de microcanales, estando soldado a prueba de presión en cada caso un lado de entrada del bloque cambiador de calor con un elemento distribuidor y un lado de salida del bloque cambiador de calor con un elemento colector. En el elemento distribuidor y en el elemento colector del bloque cambiador de calor comprendiendo uno o varios cambiadores de calor se prevé en esto una conexión de empalme de manera que el bloque cambiador de calor pueda conectarse con un sistema externo, e.g. una máquina frigorífica, para el paso de fluidos de tal manera que el portador de calor pueda ser alimentado en estado operacional por el elemento distribuidor a través del cambiador de calor al elemento colector para el intercambio de calor con el fluido de transporte bajo una presión de funcionamiento definible.

Los microcanales están dispuestos en elementos de placa. Los microcanales se extienden esencialmente paralelos entre sí y no están conectados entre sí, de modo que el portador de calor, i.e., el primer fluido se alimenta al elemento de placa en un microcanal, fluye a través del elemento de placa en este microcanal y lo vuelve a abandonar por el mismo microcanal. El fluido de transporte fluye a corriente cruzada respecto a los microcanales . El fluido de transporte entrega calor al portador de calor o absorbe calor del portador de calor a través de las paredes del elemento de placa. A causa de la corriente cruzada, la temperatura de entrada del fluido de transporte se distingue de la temperatura de salida de éste, puesto que en el trayecto a través del cambiador de calor se absorbe o se disipa calor. Esto causa una distribución no homogénea de la temperatura en los microcanales .

En cambiadores de calor de área grande, que tienen una superficie de intercambio de calor de varios metros cuadrados, estas diferencias de temperatura pueden causar tensiones térmicas y, por consiguiente, cargas mecánicas de los microcanales, que pueden dañar el cambiador de calor.

El objetivo de la invención es, por consiguiente, hacer que la distribución de temperatura sea más uniforme en el medio frigorífico en dirección de corriente del gas.

El objetivo de la invención se logra a través de un cambiador de calor que tiene las siguientes características: el cambiador de calor tiene una caja que contiene una pluralidad de disposiciones de elementos de placa. Las disposiciones de elementos de placa contienen aberturas, por ejemplo en forma de tubitos, por las cuales puede fluir un primer fluido en estado operacional. Se pueden prever también microcanales en el sentido de las explicaciones precedentes. Las aberturas se extienden dentro de la disposición de elementos de placa separadas entre si al menos por secciones. Disposiciones de elementos de placa están dispuestas en cada caso a una distancia entre si, de manera que un segundo fluido puede pasar en el intersticio entre dos disposiciones de elementos de placa adyacentes. La dirección de corriente del segundo fluido de preferencia esencialmente cruza la dirección de corriente del primer fluido. Es decir, el primer fluido y el segundo fluido fluyen preferentemente a corriente cruzada entre si.

Al menos una de las disposiciones de elementos de placa es interrumpida por una escotadura, de manera que la disposición de elementos de placa tiene al menos un primero y un segundo elemento de placa. El segundo elemento de placa está dispuesto de tal manera con relación al primer elemento de placa que el primer fluido pueda fluir a través del segundo elemento de placa a continuación del primer elemento de placa, siendo que la escotadura contiene un elemento de guia para la corriente. Dentro de la escotadura se presenta un mezclar de las corrientes individuales del primer fluido que llegan a la escotadura través de las aberturas .

De acuerdo a un ejemplo de realización, la escotadura puede estar configurada de tal manera que una pluralidad de aberturas desembocan en la escotadura en un segundo extremo del primer elemento de placa y que el primer fluido pueda alimentarse de la escotadura nuevamente a una pluralidad de aberturas en un primer extremo del segundo elemento de placa. La escotadura puede estar diseñada en particular de tal manera que una pluralidad de tubitos, canales o microcanales desemboca en semejante escotadura en un primer extremo de ésta, y el primer fluido de la escotadura se alimenta de nuevo a una pluralidad de tubitos, canales o microcanales del segundo elemento de placa .

De acuerdo a un ejemplo de realización, la escotadura contiene un elemento perturbador de la corriente, de manera que se presente una formación de remolinos y/o una desviación de la corriente. Alternativamente o como complemento, la escotadura puede tener un mezclador estático. La escotadura puede estar rodeada de un elemento envolvente que está conectado a prueba de fluido con el primero y con el segundo elemento de placa. El elemento envolvente puede contener en particular elementos de guia para la corriente como, por ejemplo, ranuras y/o nervios y/o resaltes. La escotadura se forma por el segundo extremo del primer elemento de placa, por el primer extremo del segundo elemento de placa, y por el elemento envolvente, teniendo el primer elemento de placa y el segundo elemento de placa un plano central común, y estando dispuestos los elementos de placa uno detrás del otro con relación a la dirección de corriente del primer fluido.

Las aberturas en los elementos de placa pueden estar realizadas en particular a manera de canales. Las ranuras pueden encerrar al menos por secciones a un ángulo con los canales. Las ranuras pueden encerrar con los canales un ángulo que es de 10° hasta inclusive 75°, preferentemente en el rango de 10° hasta inclusive 60°, de particular preferencia en el rango de 10° hasta inclusive 45°.

De acuerdo a un ejemplo de realización alternativo, el elemento envolvente puede contener resaltes que se proyectan al interior de la escotadura y formar unos elementos perturbadores para la corriente.

La escotadura cubre ventajosamente entre 5 y 40% de la longitud del cambiador de calor, midiéndose la longitud del cambiador de calor en la dirección de flujo principal del primer fluido que fluye dentro de los elementos de placa. Para garantizar una nivelación de temperatura sobre toda la anchura del cambiador de calor es una ventaja si la escotadura se extiende esencialmente sobre toda la anchura del cambiador de calor.

Se puede prever un elemento de tabique, de acuerdo a un ejemplo de realización, para conservar la distancia entre dos elementos de placa adyacentes. El elemento de tabique puede estar realizado en particular como elemento distanciador ondulado de pared delgada.

La invención se relaciona también con un método para la operación de un cambiador de calor de acuerdo a uno de los ejemplos de realización precedentes, comprendiendo una etapa en la cual el primer fluido es mezclado en la trayectoria de corriente de éste dentro de la disposición de elementos de placa entre la entrada de éste a la disposición de elementos de placa y la salida de éste de la disposición de elementos de placa. De acuerdo a una variante ventajosa, el segundo fluido fluye entre disposiciones de elementos de placa adyacentes a corriente cruzada con relación al primer fluido. El segundo fluido fluye entonces transversal con relación al primer fluido. El primer fluido puede ser, en particular, un medio frigorífico. El segundo fluido puede ser en particular un gas, ventajosamente aire. Los elementos de placa pueden estar realizados como perfiles en los cuales el medio frigorífico se mueve en varios canales paralelos separados. Vistos en la dirección del primer fluido, estos canales para el primer fluido se ubican uno atrás de otro.

La transmisión de calor se distingue de un canal al siguiente canal por varias razones. Por una parte, la diferencia de temperatura flotante cambia a causa de las temperaturas locales diferentes del primer fluido, por otra parte puede variar la proporción entre fase liquida a fase gaseosa cuando el segundo fluido está presente en fase liquida y gaseosa, lo que influye en la potencia total del cambiador de calor.

Se puede prever en particular en una disposición de elementos de placa más que una escotadura. Si se prevé una pluralidad de escotaduras, cada una de las escotaduras puede contener un elemento de guia de corriente. Se puede presentar en particular un mezclar del segundo fluido, de manera que se presenta una nivelación de temperatura en el segundo fluido y se mejora el equilibrio del perfil de temperatura a lo largo y a lo ancho del cambiador de calor.

Se puede incrementar en particular considerablemente la potencia de un cambiador de calor si las disposiciones de elementos de placa tienen una gran anchura y/o una gran longitud y/o si hay poca velocidad de flujo del primer fluido.

Se puede construir en particular un cambiador de calor de acuerdo a la invención con mayor longitud y el número de disposiciones de placas puede reducirse hasta en dos terceras partes en comparación con el estado de la técnica .

La invención se explica a continuación con la ayuda de las figuras. Se muestra: Fig. 1 una vista sobre la disposición de elementos de placa de acuerdo a un primer ejemplo de realización de la invención, Fig. 2 una vista de una pila de disposiciones de elementos de placa, Fig. 3 una vista de lado de una disposición de elementos de placa, Fig. 4 una vista de plano de la disposición de elementos de placa según la Fig. 3, Fig. 5 una sección de la vista de plano según la Fig. 4, Fig. 6 una vista de lado de una disposición de elementos de placa de acuerdo a un segundo ejemplo de reali zación, Fig. 7 una vista de plano sobre la disposición de elementos de placa según la Fig. 6, Fig. 8 un detalle de la vista de lado según la Fig. 6, Fig. 9 una vista de una pila de elementos de placa, y Fig. 10 una vista sobre una disposición de elementos de placa según el segundo ejemplo de realización de la invención.

La Fig. 1 ilustra una vista sobre una disposición de elementos de placa 2 de conformidad con un primer ejemplo de realización de la invención para un cambiador de calor 1. La disposición de elementos de placa comprende un primer elemento de placa 3, un segundo elemento de placa 4 y una escotadura 5, la cual está dispuesta entre el primer elemento de placa 3 y el segundo elemento de placa 4. Al primer elemento de placa 3 entra un primer fluido 7, fluye a través de la abertura 6 en dirección a la escotadura 5, entra a la escotadura 5 y abandona la escotadura 5 a continuación a través de la abertura 6 del segundo elemento de placa .

El primer fluido 7 es un portador de calor y puede ser un medio calorífico o un medio frigorífico. El primer fluido 7 está presente de preferencia en fase líquida, puesto que su conducción térmica es sustancialmente mayor que la de un fluido gaseoso y la superficie de intercambio de calor disponible para el primer fluido es menor que para el segundo fluido. Las aberturas 6 tienen en los primeros y segundos elementos de placa 3, 4 una distancia entre sí, de modo que cada abertura 6 forma un canal 9, separado de otras aberturas, cerrado hacia la envolvente. El canal 9 puede tener en particular la forma de un tubito y/o estar formado como microcanal teniendo las dimensiones descritas en la introducción .

El primer fluido 7 pasa por estos microcanales, los cuales pueden tener tabiques ondulados que no se representan gráficamente. Estos tabiques ondulados sirven para aumentar la superficie de intercambio de calor disponible para la transición de calor. Desde luego es posible usar en lugar de tabiques ondulados también estructuras de rejillas, estructuras en forma de redes o estructuras porosas. Los canales 9 pueden estar realizados como tubos circulares o también como canales ovalados o cuadrangulares , en particular rectangulares, los cuales se produjeron de un perfil extrudido a través de un método de extrusión. Esto permite disponer una multiplicidad de microcanales en la disposición de elementos de placa. Como material para los canales 9 resultó práctico en particular aluminio o una aleación de aluminio.

El primer elemento de placa 3 tiene un primer extremo 16, el cual contiene las aberturas de entrada de las aberturas 6, a través de las cuales se introduce el primer fluido 7 al primer elemento de placa 3. Las aberturas de salida de las aberturas 6 están dispuestas en el segundo extremo 17 del primer elemento de placa 3.

El segundo elemento de placa 4 tiene un primer extremo 18, el cual contiene las aberturas de entrada de las aberturas 6, a través de las cuales se introduce el primer fluido 7 al segundo elemento de placa 4. Las aberturas de salida de las aberturas 6 están dispuestas en un segundo extremo 19 del segundo elemento de placa 4.

La escotadura 5 está configurada en particular según la Fig. 1 de manera tal que una pluralidad de aberturas 6 desemboque en el segundo extremo 17 del primer elemento de placa 3 en la escotadura 5 y el primer fluido 7 de la escotadura 5 nuevamente pueda alimentarse a una pluralidad de aberturas que se encuentran en el primer extremo 18 del segundo elemento de placas 4.

La escotadura es una cavidad que se extiende entre el primero y el segundo elemento de placa 3, 4, el cual está rodeado por un elemento envolvente. La escotadura 5 está formada por el segundo extremo 17 del primer elemento de placas 3, el primer extremo 18 del segundo elemento de placas 4 y del elemento envolvente, siendo que el primer elemento de placas 3 y el segundo elemento de placas 4 tienen un plano central común y los elementos de placa 3, 4 están dispuestos uno tras otro con relación a la dirección de flujo del primer flujo 7.

En la presente representación el elemento envolvente consiste de una parte envolvente 10 superior y una parte envolvente 11 inferior. La parte envolvente 10 superior se muestra a manera de un dibujo de despiece en estado no ensamblado para que la estructura de la parte envolvente 11 inferior sea visible. En lugar de una parte envolvente superior e inferior, el elemento envolvente puede estar formado también en una pieza. Los primeros y los segundos elementos de placa pueden conectarse posteriormente con el elemento envolvente, i.e., enchufarse por ejemplo en aberturas del elemento envolvente para los primeros y los segundos elementos de placa. Una conexión estanca a fluidos con el elemento de placa se hace posible gracias a un elemento de obturación, por una ligera sobremedida del elemento de placa relativa al elemento envolvente, o por una soldadura posterior de elemento envolvente y elemento de placa.

La parte envolvente 10 superior y la parte envolvente 11 inferior comprenden unos elementos 20 de guia de corriente. Estos elementos 20 de guia de corriente están realizados como nervios 21. Desde luego es posible como alternativa que únicamente una de las partes envolventes superiores o inferiores tenga nervios 21 y que la otra parte de las partes envolventes superiores o inferiores tenga en cada caso una superficie lisa o ranuras 23. Generalmente se prevé una pluralidad de elementos 20 de guia de corriente, en particular si el cambiador de calor tiene una anchura grande. Un único elemento de guia de corriente cumplirla, sin embargo, la función de una desviación de la corriente del primer fluido 7.

Un elemento 20 de guia de corriente puede estar dispuesto en particular al menos por secciones a un ángulo con relación a los canales 9. El elemento 20 de guia de corriente encierra preferentemente un ángulo con los canales 9, que se ubica en el rango de 10° a inclusive 75°, preferentemente en el rango de 10° hasta inclusive 60°, de particular preferencia en el rango de 10° hasta inclusive 45°.

Para lograr una mezcla mejorada, los elementos 20 de guia de corriente de la parte envolvente 10 superior pueden encerrar un ángulo 27 diferente con los canales 9 que los elementos 20 de guia de corriente de la parte envolvente 11 inferior. El ángulo 27 se muestra en la Fig. 5.

De acuerdo a un ejemplo de realización alternativo, el elemento envolvente o al menos una de las partes envolventes 10, 11 superior o inferior tienen unos resaltes 25, los cuales se proyectan al interior de la escotadura 5 y forman unos elementos perturbadores de corriente .

La escotadura 5 se extiende ventajosamente cubriendo entre 5% y 40% de la longitud 26 del cambiador de calor, midiéndose la longitud 26 del cambiador de calor en la dirección de corriente principal del primer fluido 7 que fluye dentro de los elementos de placa 3, 4. En la Fig. 3 se representa la longitud 26 del cambiador de calor como la suma de las longitudes de los elementos de placa y de las escotaduras 5.

La escotadura 5 puede extenderse esencialmente en particular sobre toda la anchura 28 del cambiador de calor 1. La anchura 28 del cambiador de calor 1 corresponde esencialmente a la anchura de la disposición de elementos de placa y se muestra en la Fig. 5.

La Fig. 2 muestra una pila de disposiciones de elementos de placa 2, 12, 22, las cuales forman un cambiador de calor 1. Estas disposiciones de elementos de placa 2, 12, 22 se encuentran en una caja, la cual se omite en la representación para que el modo de funcionamiento del cambiador de calor pueda aclararse mejor. Cada una de las disposiciones de elementos de placa 2, 12, 22 puede estar construida de los primeros y segundos elementos de placa 3, 4 mostrados en la Fig. 1, asi como de una escotadura 5.

Un segundo fluido 8, designado también como fluido de transporte, puede fluir encima y/o debajo de cada disposición de elementos de placa 2, 12, 22. El segundo fluido 8, el cual generalmente es gaseoso, puede calentarse a través del medio calorífico o enfriarse a través del medio frigorífico, dependiendo de la forma de funcionar deseable del cambiador de calor 1.

El intersticio 15 por el cual fluye el segundo fluido 8 puede contener elementos de tabique 13 que se representan en la Fig. 2 a manera de estructuras onduladas. Los elementos de tabique 13 están en contacto para conducción de calor en cada caso con las disposiciones de elementos de placa adyacentes, de manera que se puede transmitir calor a través de los elementos de tabique 13. Por consiguiente, también los elementos de tabique 13 sirven para aumentar la superficie de intercambio de calor. Los elementos de tabique pueden estar realizados en forma de nervios o, como en lo precedente, contener estructuras de rejillas, estructuras en forma de redes o estructuras porosas. Los elementos de tabique pueden estar configurados también como perfile en zigzag en forma de V o de W.

La Fig. 3 muestra una vista de lado de una disposición de elementos de placa de acuerdo al primer ejemplo de realización. El grosor del elemento envolvente, consistiendo de la parte envolvente 10, 11 superior e inferior, rebasa aquí el grosor de los primeros y segundos elementos de placa 3, 4. La consecuencia de esto es que la distancia entre disposiciones de elementos de placa adyacentes es menor en el lugar donde se encuentra el elemento envolvente. De acuerdo a la variante representada en la Fig. 10, se prevén por este motivo entre los elementos envolventes de disposiciones de elementos de placa adyacentes unos elementos de tabique 29 que tienen una altura menor que los elementos de tabique 13.

La Fig. 4 muestra una vista de plano de una disposición de elementos de placa de acuerdo a la Fig. 3. Esta vista corresponde a la disposición de la Fig. 1 si se retira la parte envolvente 10 superior. La longitud de la disposición de elementos de placa 2 se define aquí como la longitud del primero y segundo elemento de placa 3, 4 más la longitud de la escotadura 5, la cual presentemente no es visible .

La Fig. 5 es una sección de la vista de plano de acuerdo a la Fig. 4 y muestra una parte del elemento envolvente 11 inferior y los nervios 21 que forman el elemento 20 de guia de corriente. Se muestra también la anchura 28 de la disposición de elementos de placa.

La Fig. 6 muestra una vista de lado de una disposición de elementos de placa de acuerdo a un segundo ejemplo de realización de la invención. Esta disposición de elementos de placa se distingue de la construcción de los primeros y segundos elementos de placa 3, 4, los cuales tienen una estructura porosa en lugar de los canales pudiendo fluir el primer líquido 7 a través de éstos. La escotadura contiene como elementos de guía de corriente una pluralidad de resaltes 25, los cuales pueden formar elementos de perturbación 24 para la corriente. Estos resaltes pueden ser elevaciones locales o también nervios o ranuras que se extienden sobre una parte de la longitud y/o anchura de la escotadura.

La Fig. 7 muestra una vista de plano de la disposición de elementos de placa de acuerdo a la Fig. 6 y tiene una construcción análoga a la Fig. 3, por lo que se remite a la descripción para la Fig. 3.

La Fig. 8 muestra un detalle de la vista de lado de acuerdo a la Fig. 6. Los elementos 20 de guia de corriente están realizados como nervios. Los nervios de la parte envolvente superior y de la parte envolvente inferior se apoyan una encima de la otra en estado montado. El fluido puede fluir, por consiguiente, únicamente pasando junto a estos nervios y es desviado por los nervios y mezclado a causa de la desviación y/o del arremolinamiento . Esto nivela el declive de temperatura que tiene el primer fluido en dirección a la anchura del cambiador de calor.

La Fig. 9 muestra una vista de una pila de elementos de placa, semejante a la Fig. 2. A diferencia de la Fig. 2, se representan también los elementos de tabique 29 entre los elementos envolventes de la escotadura 5, los cuales son diferentes en cuanto a su altura de los elementos de tabique 13 los cuales están dispuestos entre los elementos de placa 3, 4.

La Fig. 10 muestra una vista sobre una disposición de elementos de placa de acuerdo al segundo ejemplo de realización de la invención. Las partes envolventes 10, 11 superior e inferior están representadas a manera de elementos transparentes, de manera que los resaltes son visibles, los cuales se extienden en forma cruzada sobre una parte de la superficie interior al menos de una parte de las partes envolventes en forma de pares de nervios .

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Cambiador de calor que posee una caja, la cual contiene una pluralidad de disposiciones de elementos de placa, las disposiciones de elementos de placa conteniendo una pluralidad de aberturas, aberturas adyacentes estando separadas una de otra, un primer fluido fluyendo en estado de operación a través de las aberturas, las aberturas extendiéndose separadas una de otra dentro de la disposición de elementos de placa al menos por secciones, disposiciones de elementos de placa adyacentes estando dispuestas en cada caso a una distancia entre si de manera que un segundo fluido pueda fluir en el intersticio entre dos disposiciones de elementos de placa adyacentes, caracterizado porque el menos una de las disposiciones de elementos de placa está interrumpida por una escotadura de manera tal que la disposición de elementos de placa posee al menos un primer elemento de placa y un segundo elemento de placa, estando dispuesto el segundo elemento de placa de tal manera con relación al primer elemento de placa que el primer fluido pueda fluir a través del segundo elemento de placa a continuación al primer elemento de placa, conteniendo la escotadura un elemento de guia de corriente.

2. Cambiador de calor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la escotadura está configurada de tal manera que una pluralidad de aberturas desemboque en la escotadura en un segundo extremo del primer elemento de placa y el primer fluido pueda alimentarse nuevamente de la escotadura a una pluralidad de aberturas en un primer extremo del segundo elemento de placa .

3. Cambiador de calor de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la escotadura contiene un elemento de perturbación y/o un mezclador estático.

4. Cambiador de calor de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la escotadura está rodeado por un elemento envolvente que está conectado estanco a fluidos con el primero y con el segundo elemento de placa.

5. Cambiador de calor de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento envolvente contiene el elemento de guia de corriente, el cual puede estar configurado como nervio y/o como ranura y/o como resalte.

6. Cambiador de calor de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la escotadura está formada por el segundo extremo del primer elemento de placa, el primer extremo del segundo elemento de placa y el elemento envolvente, el primer elemento de placa y el segundo elemento de placa teniendo un plano central común y los elementos de placa estando dispuestos una detrás del otro con relación a la dirección de corriente del primer fluido.

7. Cambiador de calor de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las aberturas en los elementos de placa están realizadas como canales .

8. Cambiador de calor de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el elemento de guia de corriente está dispuesto al menos por secciones en un ángulo con relación a los canales.

9. Cambiador de calor de conformidad con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el elemento de guia de corriente encierra con los canales un ángulo que está en el rango de 10° hasta inclusive 75°, preferentemente en el rango de 10° hasta inclusive 60°, de particular preferencia en el rango de 10° hasta inclusi e 45° .

10. Cambiador de calor de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento envolvente contiene resaltes que se proyectan al interior de la escotadura y que forman los elementos de perturbación de corriente.

11. Cambiador de calor de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la escotadura tiene una extensión de entre 5% y 40% de la longitud del cambiador de calor, midiéndose la longitud del cambiador de calor en la dirección de corriente principal del primer fluido que fluye dentro de los elementos de placa .

12. Cambiador de calor de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la escotadura se extiende esencialmente sobre toda la anchura del cambiador de calor.

13. Cambiador de calor de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se prevé un elemento de tabique para conservar la distancia entre dos disposiciones de elementos de placa adyacentes.

14. Método para la operación de un cambiador de calor de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes comprendiendo una etapa en la cual el primer fluido es mezclado en su trayectoria de corriente dentro de la disposición de elementos de placa entre la entrada de éste a la disposición de elementos de placa y la salida de éste de la disposición de elementos de placa.

15. Método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el segundo fluido, que fluye entre dos disposiciones de elementos de placa adyacentes, fluye a corriente cruzada con el primer fluido.