ES2947513T3 - Placa de transferencia de calor - Google Patents

Abstract

Se proporciona una placa de transferencia de calor (2a, 2d). Comprende una parte extrema superior (8), una parte central (24) y una parte extrema inferior (16). La porción de extremo superior (8) se une a la porción central (24) a lo largo de un borde superior (30) y comprende un primer y un segundo orificio de puerto (10, 12) y un área de distribución superior (14) provista de un patrón de distribución superior. El patrón de distribución superior comprende crestas de distribución superiores alargadas (50u), una porción superior respectiva (50ut) de las crestas de distribución superiores (50u) que se extienden en un plano superior imaginario (38) y que tienen un primero redondeado, un segundo redondeado, un tercero redondeado y una cuarta esquina redondeada (64, 66, 68, 70). Los nervios de distribución superiores (50u) se extienden longitudinalmente a lo largo de una pluralidad de líneas de nervio superior imaginarias separadas (54u) que se extienden desde la línea de borde superior (30) hacia el primer ojo de buey (10). La placa de transferencia de calor se caracteriza porque, para cada primer número > 1 de las crestas de distribución superiores que se extienden a lo largo de una línea de cresta superior superior (54TR) de las líneas de cresta superior (54u), dicha línea de cresta superior superior (54TR) es dispuesto más cerca del segundo ojo de buey (12), un radio de curvatura de la primera esquina (64) de la parte superior (50ut) es mayor que un radio de curvatura de la segunda esquina (66) de la parte superior (50ut). Las esquinas primera y segunda (64, 66) están dispuestas en lados opuestos de la línea de la cumbrera superior (54TR), la segunda esquina (66) está dispuesta más cerca del segundo ojo de buey (12) que la primera esquina (64), (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Placa de transferencia de calor

Campo técnico

La invención se refiere a una placa de transferencia de calor y a su diseño.

Antecedentes de la técnica

Los intercambiadores de calor de placas, PHE, normalmente consisten en dos placas de extremo entre las cuales se disponen varias placas de transferencia de calor en una pila o paquete. Las placas de transferencia de calor de un PHE pueden ser del mismo tipo o pueden ser diferentes y pueden apilarse de diferentes maneras. En algunos PHE, las placas de transferencia de calor se apilan con el lado delantero y el lado trasero de una placa de transferencia de calor orientados hacia el lado trasero y el lado delantero, respectivamente, de otras placas de transferencia de calor, y cada otra placa de transferencia de calor invertida con respecto al resto de las placas de transferencia de calor. Normalmente, esto se conoce como las placas de transferencia de calor que "giran" las unas con respecto a las otras. En otros PHE, las placas de transferencia de calor se apilan con el lado delantero y el lado trasero de una placa de transferencia de calor hacia el lado delantero y trasero, respectivamente, de otras placas de transferencia de calor, y cada otra placa de transferencia de calor invertida con respecto al resto de las placas de transferencia de calor. Normalmente, esto se conoce como las placas de transferencia de calor que están "invertidas" las unas con respecto a las otras.

En un tipo de PHE bien conocido, los llamados PHE con juntas, las juntas están dispuestas entre las placas de transferencia de calor. Las placas de extremo, y por lo tanto las placas de transferencia de calor, se presionan entre sí por algún tipo de medio de apriete, mediante lo cual las juntas se sellan entre las placas de transferencia de calor. Entre las placas de transferencia de calor hay conformados pasos de flujo paralelos, un paso entre cada par de placas de transferencia de calor adyacentes. Dos fluidos con temperaturas inicialmente diferentes, que se alimentan a/desde el PHE a través de entradas/salidas, pueden fluir de manera alternativa a través de cada segundo paso para transferir calor de un fluido al otro, fluidos que entran/salen de los pasos a través de las portillas de entrada/salida de las placas de transferencia de calor que se comunican con las entradas/salidas del PHE.

Normalmente, una placa de transferencia de calor comprende dos porciones de extremo y una porción intermedia de transferencia de calor. Las porciones de extremo comprenden las portillas de entrada y salida y áreas de distribución prensadas con un patrón de distribución de crestas y valles. De forma similar, la porción de transferencia de calor comprende un área de transferencia de calor prensada con un patrón de transferencia de calor de crestas y valles. Las crestas y valles de los patrones de distribución y transferencia de calor de la placa de transferencia de calor están dispuestos para hacer contacto, en áreas de contacto, con las crestas y los valles de los patrones de distribución y transferencia de calor de las placas de transferencia de calor adyacentes en un intercambiador de calor de placas. La tarea principal de las áreas de distribución de las placas de transferencia de calor es esparcir un fluido que ingresa al paso a lo ancho de las placas de transferencia de calor antes de que el fluido llegue a las áreas de transferencia de calor, y recolectar el fluido y guiarlo fuera del paso después de que ha pasado las áreas de transferencia de calor. Por el contrario, la tarea principal del área de transferencia de calor es la transferencia de calor.

Dado que las áreas de distribución y el área de transferencia de calor tienen diferentes tareas principales, el patrón de distribución normalmente difiere del patrón de transferencia de calor. El patrón de distribución puede ser tal que ofrezca una resistencia al flujo relativamente débil y una baja caída de presión que se asocia normalmente con un diseño de patrón más "abierto". Normalmente, el patrón de distribución ofrece relativamente pocas, pero grandes, áreas de contacto alargadas y túneles de flujo de distribución relativamente anchos a través del área de distribución, entre placas de transferencia de calor adyacentes. El patrón de transferencia de calor puede ser tal que ofrezca una resistencia al flujo relativamente fuerte y una caída de presión alta que normalmente se asocia con un diseño de patrón más "denso" que ofrece más áreas de contacto en forma de punto, pero más pequeñas, entre placas de transferencia de calor adyacentes.

El documento EP-A-3650795 divulga una placa de transferencia de calor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Incluso si los patrones de distribución convencionales están diseñados para proporcionar una distribución y recolección efectiva de fluidos, normalmente forman túneles de flujo de distribución de diferente distancia a las portillas de entrada y salida de placas adyacentes, y de diferente longitud o extensión longitudinal a través de las áreas de distribución entre placas adyacentes. Los túneles de flujo de distribución están definidos por dos canales de flujo opuestos de dos placas adyacentes. Normalmente, una mayor distancia desde las portillas de entrada y salida y los túneles de flujo de distribución más largos está asociada con un flujo de fluido más pequeño y una mayor presencia de áreas con flujo de fluido relativamente estancado. Estas áreas de flujo estancado son más propensas a la contaminación y la acumulación de suciedad, lo que es desventajoso, entre otras cosas, desde el punto de vista de la higiene, así como desde el punto de vista de la capacidad de transferencia de calor.

Sumario

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una placa de transferencia de calor que resuelva, al menos parcialmente, el problema de la técnica anterior analizado anteriormente. El concepto básico de la invención es localmente, donde el área de distribución de la placa de transferencia de calor es más propensa a contaminarse y acumular suciedad, ajustar el diseño del área de distribución para reducir la presencia de áreas de flujo estancado y, por lo tanto, el riesgo de contaminación y acumulación de suciedad. La placa de transferencia de calor, que también se denomina en el presente documento simplemente "placa", para lograr el objetivo anterior se define en las reivindicaciones adjuntas y se analiza a continuación.

Una placa de transferencia de calor de acuerdo con la invención se extiende en un plano de extensión central imaginario y comprende una porción de extremo superior, una porción central y una porción de extremo inferior dispuestas en sucesión a lo largo de un eje central longitudinal de la placa de transferencia de calor. La porción de extremo superior comprende una primera y una segunda portilla y un área de distribución superior provista de un patrón de distribución superior. La porción de extremo inferior comprende una tercera y una cuarta portilla y un área de distribución inferior provista de un patrón de distribución inferior. La porción central comprende un área de transferencia de calor provista de un patrón de transferencia de calor que difiere de los patrones de distribución superior e inferior. La porción de extremo superior limita con la porción central a lo largo de una línea de borde superior y la porción de extremo inferior limita con la porción central a lo largo de una línea de borde inferior. El patrón de distribución superior comprende crestas de distribución superiores alargadas y valles de distribución superiores alargados. Una porción superior respectiva de las crestas de distribución superiores se extiende en un plano superior imaginario y tiene una primera, una segunda, una tercera y una cuarta esquina redondeadas. Una porción inferior respectiva de los valles de distribución superiores se extiende en un plano inferior imaginario y tiene una primera, una segunda, una tercera y una cuarta esquina redondeadas. Las crestas de distribución superiores se extienden longitudinalmente a lo largo de una pluralidad de líneas de cresta superior imaginarias separadas que se extienden desde la línea de borde superior hacia la primera portilla. Los valles de distribución superiores se extienden longitudinalmente a lo largo de una pluralidad de líneas de valle superior imaginarias separadas que se extienden desde la línea de borde superior hacia la segunda portilla. La placa de transferencia de calor se caracteriza porque el radio de curvatura de la primera esquina de la porción superior es mayor, o esencialmente mayor, que un radio de curvatura de la segunda esquina de la porción superior para cada una de un primer número > 1 de las crestas de distribución superiores que se extienden a lo largo de una línea de cresta superior de arriba de las líneas de cresta superiores, línea de cresta superior de arriba que está dispuesta más cerca de la segunda portilla. Las esquinas primera y segunda están dispuestas en lados opuestos de la línea de cresta superior de arriba, la segunda esquina está dispuesta más cerca de la segunda portilla que la primera esquina. Además, las esquinas primera y tercera están dispuestas en el mismo lado de la línea de cresta superior de arriba.

En el presente documento, si no se indica lo contrario, las crestas y los valles de la placa de transferencia de calor son crestas y valles cuando se observa el lado delantero de la placa de transferencia de calor. Naturalmente, lo que es una cresta vista desde el lado delantero de la placa es un valle visto desde el lado trasero opuesto de la placa, y lo que es un valle visto desde el lado delantero de la placa es una cresta vista desde el lado trasero de la placa y viceversa.

A lo largo del texto, al referirse a, p. ej., una línea que se extiende desde algo hacia "algo más", la línea no tiene que extenderse recta, sino que puede extenderse oblicuamente o curvarse, hacia "algo más".

En el presente documento, por pluralidad, se entiende más de uno.

En lo sucesivo en el presente documento, por "área de contacto" se entiende el área de la placa de transferencia de calor dispuesta para hacer contacto con placas de transferencia de calor adyacentes cuando se dispone correctamente en un paquete de placas. El área de contacto, que comprende numerosas áreas de subcontacto dispersas sobre la placa de transferencia de calor, debe ser lo suficientemente grande o, de lo contrario, el paquete de placas será débil y propenso a deformarse.

Algunas o todas las crestas de distribución superiores que se extienden a lo largo de la línea de cresta superior de arriba pueden estar comprendidas en dicho primer número.

El plano de extensión central se extiende entre los planos superior e inferior, y el plano de extensión central, el plano superior y el plano inferior pueden ser paralelos.

Los planos superior e inferior pueden o no ser planos extremos de la placa de transferencia de calor, siendo los planos extremos unos planos más allá de los cuales no se extiende un centro de la placa de transferencia de calor.

Dado que la placa de transferencia de calor normalmente se fabrica presionando una lámina de metal, las crestas y los valles de la placa de transferencia de calor no están formados con bordes y esquinas afilados o de 90 grados. Por lo tanto, la primera, segunda, tercera y cuarta esquina de las porciones superiores y las porciones inferiores de las crestas de distribución superiores y los valles de distribución superiores siempre estarán redondeadas hasta cierto punto. Normalmente, se prefiere tener el radio de curvatura de la primera, segunda, tercera y cuarta esquina lo más pequeño posible para facilitar el logro de áreas de contacto relativamente grandes entre la placa de transferencia de calor y las placas de transferencia de calor adyacentes en un paquete de placas de un intercambiador de calor de placas. Variando el radio de curvatura de la primera, segunda, tercera y cuarta esquina de la porción superior para una pluralidad de las crestas de distribución superiores localmente en un área del patrón de distribución superior que es propensa a contaminarse y acumular suciedad, como el área a lo largo de la línea de cresta superior de arriba, la placa de transferencia de calor puede optimizarse en lo que respecta a la anticontaminación y al área de contacto suficiente y con uso eficiente del espacio.

De acuerdo con una realización de la placa de transferencia de calor, dicho primer número de crestas de distribución superiores es la mayoría de las crestas de distribución superiores que se extienden a lo largo de la línea de cresta superior de arriba. En otras palabras, de acuerdo con esta realización, la mayoría de las crestas de distribución superiores que se extienden a lo largo de la línea de cresta superior de arriba tienen primeras, segundas, terceras y cuartas esquinas con radios de curvatura variables que pueden minimizar la tendencia de contaminación y acumulación de suciedad manteniendo un área de contacto suficiente y con uso eficiente del espacio.

La placa de transferencia de calor puede diseñarse así de manera que el radio de curvatura de la tercera esquina de la porción superior sea mayor, o esencialmente mayor, que un radio de curvatura de la cuarta esquina de la porción superior para cada uno de dicho primer número de crestas de distribución superiores. Esto significa que el radio de curvatura varía en ambos extremos de cada uno de dicho primer número de crestas de distribución superiores. De este modo, la placa de transferencia de calor puede optimizarse aún más en lo que respecta a la anticontaminación y al área de contacto suficiente y con uso eficiente del espacio.

La placa de transferencia de calor puede ser tal que la porción superior, entre la primera y la tercera esquina, sobresale hacia, o es convexa vista desde, la línea de cresta superior dispuesta en segundo lugar más cercana a la segunda portilla, para cada uno de dicho primer número de crestas de distribución superiores. De acuerdo con esta realización, las porciones superiores de dicho primer número de las crestas de distribución superiores pueden tener la forma esencial de un semicírculo o un óvalo, simétrico o no, como se ve desde arriba de la placa. Una realización de este tipo puede permitir una presencia minimizada de áreas de flujo estancado y, por lo tanto, un riesgo minimizado de contaminación y acumulación de suciedad.

Como alternativa a lo anterior, la placa de transferencia de calor puede ser tal que la porción superior de cada uno de dicho primer número de crestas de distribución superiores comprenda una primera parte de extremo, una parte intermedia y una segunda parte de extremo dispuestas en sucesión a lo largo de la línea de cresta superior de arriba, en donde la primera parte de extremo comprende las esquinas primera y segunda y la segunda parte de extremo comprende las esquinas tercera y cuarta, y en donde la parte intermedia tiene un ancho esencialmente constante, estando el ancho medido ortogonal a la línea de cresta superior de arriba. De acuerdo con esta realización, las porciones superiores de dicho primer número de crestas de distribución superiores pueden tener un borde recto entre la primera y la tercera esquina. Tal realización puede permitir una placa de transferencia de calor optimizada en lo que respecta al área de contacto suficiente con uso eficiente del espacio.

La placa de transferencia de calor puede comprender además una porción de ranura de junta diagonal superior delantera dispuesta entre la segunda portilla y el área de distribución superior. La parte inferior de la porción de ranura de junta diagonal superior delantera puede extenderse en un plano de junta diagonal delantera imaginario, y las crestas de distribución superiores, que se extienden a lo largo de la línea de cresta superior de arriba, pueden sobresalir del plano de junta diagonal delantera imaginario y extenderse a lo largo de la porción de ranura de junta diagonal superior delantera para formar una pared lateral intermitente de la porción de ranura de junta diagonal superior delantera. De acuerdo con esta realización, la porción de ranura de junta diagonal superior delantera bordea la segunda esquina, la cuarta esquina y un borde que se extiende entre ellas, de las porciones superiores de las crestas de distribución superiores que se extienden a lo largo de la línea de cresta superior de arriba. Variando el radio de curvatura de la primera, segunda, tercera y cuarta esquina de acuerdo con la presente invención, las crestas de distribución superiores también pueden proporcionar un soporte optimizado para una porción de junta dispuesta en la porción de ranura de junta diagonal superior delantera.

El plano de junta diagonal delantera imaginario puede coincidir con el plano inferior imaginario. Sin embargo, de acuerdo con una realización de la invención, dicho plano de junta diagonal delantera imaginario se extiende entre, y posiblemente paralelo a, el plano superior imaginario y el plano inferior imaginario. Tal realización puede permitir que un paquete de placas, que están diseñadas de acuerdo con la presente invención, se "volteen" y "giren" entre sí.

La placa de transferencia de calor puede ser tal que las líneas de cresta superior imaginarias y las líneas de valle superior imaginarias formen una cuadrícula dentro del área de distribución superior. Los valles de distribución superiores y las crestas de distribución superiores que definen cada malla de la cuadrícula pueden encerrar un área dentro de la cual la placa de transferencia de calor puede extenderse en un primer plano intermedio imaginario que se extiende entre, y posiblemente paralelo a, el plano superior imaginario y el plano inferior imaginario. Una malla puede ser abierta o cerrada. Por consiguiente, el patrón de distribución superior puede ser el denominado patrón de chocolate que normalmente está asociado con una distribución de flujo efectiva a través de la placa de transferencia de calor.

La placa de transferencia de calor puede ser tal que una proyección, en un primer plano de proyección paralelo a dicho plano de extensión central de la placa de transferencia de calor, de la porción inferior de cada uno de una pluralidad de los valles de distribución superiores que se extienden a lo largo de una línea de valle superior de arriba de las líneas de valle superiores, línea de valle superior de arriba que está dispuesta más cerca de la primera portilla, es una imagen de espejo, en paralelo al eje central longitudinal de la placa de transferencia de calor, de una proyección, en dicho primer plano de proyección, de la porción superior de uno respectivo de dicho primer número de crestas de distribución superiores. Una realización de este tipo puede permitir una optimización con respecto al contacto entre placas adyacentes en un paquete de placas que comprende placas de transferencia de calor de acuerdo con la presente invención.

El primer plano de proyección es imaginario.

De acuerdo con una realización de la placa de transferencia de calor de acuerdo con la invención, la primera y la tercera portilla están dispuestas en el mismo lado del eje central longitudinal de la placa de transferencia de calor. Además, el patrón de distribución inferior comprende crestas de distribución inferiores alargadas y valles de distribución inferiores alargados. Las crestas de distribución inferiores se extienden longitudinalmente a lo largo de una pluralidad de líneas de cresta inferior imaginarias separadas que se extienden desde la línea de borde inferior hacia una de las portillas tercera y cuarta. Los valles de distribución inferiores se extienden longitudinalmente a lo largo de una pluralidad de líneas de valle inferior imaginarias separadas que se extienden desde la línea de borde inferior hacia la otra de la tercera y cuarta portilla. Una proyección, en un segundo plano de proyección paralelo a dicho plano de extensión central de la placa de transferencia de calor, de una porción superior o una porción inferior de cada uno de una pluralidad de crestas de distribución inferiores y valles de distribución inferiores, es una imagen de espejo, en paralelo a un eje central transversal de la placa de transferencia de calor, de una proyección, en dicho segundo plano de proyección, de la porción superior de uno respectivo de dicho primer número de crestas de distribución superiores. Una realización de este tipo puede permitir una optimización con respecto al contacto entre placas adyacentes en un paquete de placas que comprende placas de transferencia de calor de acuerdo con la presente invención.

Dicha pluralidad de crestas de distribución inferiores y valles de distribución inferiores pueden ser todos crestas de distribución inferiores o todos valles de distribución inferiores.

El segundo plano de proyección es imaginario y puede coincidir con el primer plano de proyección.

Con referencia a la realización anterior, dicha una de las portillas tercera y cuarta puede ser la tercera portilla y dicha otra de las portillas tercera y cuarta puede ser la cuarta portilla. De este modo, las líneas de cresta inferior imaginarias pueden extenderse desde la línea de borde inferior hacia la tercera portilla mientras que las líneas de valle inferior imaginarias pueden extenderse desde la línea de borde inferior hacia la cuarta portilla. Además, cada una de una pluralidad de crestas de distribución inferiores que se extienden a lo largo de una línea de cresta inferior de abajo de las líneas de cresta inferiores, línea de cresta inferior de abajo que está dispuesta más cerca de la cuarta portilla, puede ser una imagen de espejo, en paralelo al eje central transversal de la placa de transferencia de calor, de uno respectivo de dicho primer número de las crestas de distribución superiores. Una realización de este tipo puede permitir una optimización con respecto al contacto entre placas adyacentes en un paquete de placas que comprende placas de transferencia de calor de acuerdo con la presente invención, placas que son del llamado tipo de flujo paralelo. Un intercambiador de calor de flujo paralelo puede comprender solo un tipo de placa.

Como alternativa, dicha una de las portillas tercera y cuarta puede ser la cuarta portilla y dicha otra de las portillas tercera y cuarta puede ser la tercera portilla. De este modo, las líneas de cresta inferior imaginarias pueden extenderse desde la línea de borde inferior hacia la cuarta portilla mientras que las líneas de valle inferior imaginarias pueden extenderse desde la línea de borde inferior hacia la tercera portilla. Además, una proyección, en el segundo plano de proyección, de la porción inferior de cada uno de una pluralidad de los valles de distribución inferiores que se extienden a lo largo de una línea de valle inferior de abajo de las líneas de valle inferiores, línea de valle inferior de abajo que está dispuesta más cerca de la cuarta portilla, puede ser una imagen de espejo, en paralelo al eje central transversal de la placa de transferencia de calor, de una proyección, en el segundo plano de proyección, de la porción superior de uno respectivo de dicho primer número de crestas de distribución superiores. Una realización de este tipo puede permitir una optimización con respecto al contacto entre placas adyacentes en un paquete de placas que comprende placas de transferencia de calor de acuerdo con la presente invención, placas que son del llamado tipo de flujo diagonal. Un intercambiador de calor de flujo diagonal normalmente puede comprender más de un tipo de placa.

La placa de transferencia de calor puede diseñarse así de manera que una pluralidad de líneas de cresta superior imaginarias dispuestas lo más cerca posible de la segunda portilla, a lo largo de al menos parte de su extensión, estén curvadas para sobresalir como se ve desde la segunda portilla. Esto puede contribuir a una distribución efectiva del flujo a través de la placa de transferencia de calor.

Las líneas de borde superior e inferior pueden no ser rectas, es decir, extenderse no perpendicularmente al eje central longitudinal de la placa de transferencia de calor. De este modo, la resistencia a la flexión de la placa de transferencia de calor puede incrementarse en comparación con si las líneas de borde superior e inferior fueran rectas, en cuyo caso las líneas de borde superior e inferior podrían servir como líneas de flexión de la placa de transferencia de calor. Por ejemplo, las líneas de borde superior e inferior pueden ser curvas o arqueadas o cóncavas para sobresalir cuando se ven desde el área de transferencia de calor. Tales líneas de borde superior e inferior curvas son más largas de lo que serían las líneas de borde superior e inferior rectas correspondientes, lo que da como resultado una "salida" más grande y una "entrada" más grande de las áreas de distribución. A su vez, esto puede contribuir a una distribución efectiva del flujo a través de la placa de transferencia de calor.

Cabe destacar que las ventajas de la mayoría, si no todas, de las características analizadas anteriormente de la placa de transferencia de calor de la invención aparecen cuando la placa de transferencia de calor se combina con otras placas de transferencia de calor construidas adecuadamente en un paquete de placas, especialmente otras placas de transferencia de calor de acuerdo con la presente invención.

Aún otros objetivos, características, aspectos y ventajas de la invención aparecerán en la siguiente descripción detallada así como en los dibujos.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, se describirá la invención con más detalle haciendo referencia a los dibujos, en los que

la figura 1 ilustra esquemáticamente una vista en planta de una placa de transferencia de calor,

la figura 2 ilustra bordes exteriores en contacto de placas de transferencia de calor adyacentes en un paquete de placas, como se ve desde el exterior del paquete de placas,

la figura 3a contiene una ampliación de un área de distribución superior de la placa de transferencia de calor ilustrada en la figura 1,

la figura 3b contiene una ampliación de un área de distribución inferior de la placa de transferencia de calor ilustrada en la figura 1,

las figuras 4a-d ilustran esquemáticamente secciones transversales a través del área de distribución superior e inferior de la placa de transferencia de calor ilustrada en la figura 1,

la figura 5 contiene ampliaciones de una cresta de distribución superior y un valle de distribución superior dispuestos en una porción central del área de distribución superior de la placa de transferencia de calor ilustrada en la figura 1,

la figura 6 contiene una ampliación de una cresta de distribución superior que se extiende a lo largo de una línea de cresta superior de arriba en el área de distribución superior de la placa de transferencia de calor ilustrada en la figura 1, y

la figura 7 contiene una ampliación de un valle de distribución superior que se extiende a lo largo de una línea de valle superior de arriba en el área de distribución superior de la placa de transferencia de calor ilustrada en la figura 1.

Cabe decir que todas las figuras referidas anteriormente, excepto la figura 2, ilustran una herramienta para prensar una placa de transferencia de calor de acuerdo con la invención, y no la propia placa de transferencia de calor. Por lo tanto, es posible que las figuras no muestren la placa de transferencia de calor de manera uniforme con una precisión del 100 %.

Descripción detallada

La figura 1 muestra una placa de transferencia de calor 2a de un intercambiador de calor de placas con juntas como se describe a modo de introducción. El PHE con juntas, que no se ilustra en su totalidad, comprende un paquete de placas de transferencia de calor 2 como la placa de transferencia de calor 2a, es decir, un paquete de placas de transferencia de calor similares, separadas por juntas, que también son similares y que no se ilustran. Con referencia a la figura 2, en el paquete de placas, un lado delantero 4 (ilustrado en la figura 1) de la placa 2a mira hacia una placa adyacente 2b mientras que un lado trasero 6 (no visible en la figura 1 pero indicado en la figura 2) de la placa 2a mira hacia otra placa adyacente 2c.

Con referencia a la figura 1, la placa de transferencia de calor 2a es una lámina esencialmente rectangular de acero inoxidable. Esta comprende una porción de extremo superior 8, que a su vez comprende una primera portilla 10, una segunda portilla 12 y un área de distribución superior 14. La placa 2a comprende además una porción de extremo inferior 16, que a su vez comprende una tercera portilla 18, una cuarta portilla 20 y un área de distribución inferior 22. La porción de extremo inferior 16 es una imagen de espejo, en paralelo a un eje central transversal T de la placa de transferencia de calor 2a, de la porción de extremo superior 8. La placa 2a comprende además una porción central 24, que a su vez comprende un área de transferencia de calor 26 y una porción de borde exterior 28 que se extiende alrededor de las porciones de extremo superior e inferior 8 y 16 y la porción central 24. La porción de extremo superior 8 limita con la porción central 24 a lo largo de una línea de borde superior 30 mientras que la porción de extremo inferior 16 limita con la porción central 24 a lo largo de una línea de borde inferior 32. Las líneas de borde superior e inferior 30 y 32 están arqueadas para sobresalir una hacia la otra. Como se desprende de la figura 1, la porción de extremo superior 8, la porción central 24 y la porción de extremo inferior 16 están dispuestas en sucesión a lo largo de un eje central longitudinal L de la placa 2a, que se extiende perpendicular al eje central transversal T de la placa 2a. Como se desprende también de la figura 1, las primeras y terceras portillas 10 y 18 están dispuestas en un mismo lado del eje central longitudinal L, mientras que las portillas segunda y cuarta 12 y 20 están dispuestas en uno y otro lado del eje central longitudinal L. Además, la placa de transferencia de calor 2a comprende, vista desde el lado delantero 4, una ranura de junta delantera 34 y, vista desde el lado trasero 6, una ranura de junta trasera (no ilustrada). La ranura de junta delantera 34 comprende una porción de ranura de junta diagonal superior delantera 34a dispuesta entre la segunda portilla 12 y el área de distribución superior 14. La ranura de junta trasera comprende una porción de ranura de junta diagonal superior trasera (no ilustrada) dispuesta entre la primera portilla 10 y el área de distribución superior 14. Las ranuras de junta delantera y trasera están parcialmente alineadas entre sí y dispuestas para recibir una junta respectiva.

La placa de transferencia de calor 2a es presionada, de manera convencional, en una herramienta de prensado, para adoptar una estructura deseada, más en particular, diferentes patrones de corrugación en diferentes porciones de la placa de transferencia de calor. Como se ha comentado a modo de introducción, los patrones de corrugación están optimizados para las funciones específicas de las respectivas porciones de placa. Por consiguiente, el área de distribución superior 14 está provista de un patrón de distribución superior del denominado tipo chocolate, el área de distribución inferior 22 está provista de un patrón de distribución inferior del denominado tipo chocolate, y el área de transferencia de calor 26 está provista de un patrón de transferencia de calor. Además, la porción de borde exterior 28 comprende corrugaciones 36 que hacen que la porción de borde exterior sea más rígida y, por tanto, la placa de transferencia de calor 2a es más resistente a la deformación. Además, las corrugaciones 36 forman una estructura de soporte porque están dispuestas para contactar con las corrugaciones de las placas de transferencia de calor adyacentes en el paquete de placas del PHE. Con referencia también de nuevo a la figura 2, que ilustra el contacto periférico entre la placa de transferencia de calor 2a y las dos placas de transferencia de calor adyacentes 2b y 2c del paquete de placas, las corrugaciones 36 se extienden entre y en un plano superior imaginario 38 y un plano inferior imaginario 40, que son paralelos al plano de figura de la figura 1. Un plano de extensión central imaginario 42 se extiende a medio camino entre el plano superior e inferior 38 y 40. Una parte inferior 43a de la porción de ranura de junta diagonal superior delantera 34a se extiende en un plano de junta diagonal delantera imaginario 45 que coincide con el plano de extensión central 42. Una parte inferior de la porción de ranura de junta diagonal superior trasera se extiende en un plano de junta diagonal trasera imaginario que también coincide con el plano de extensión central 42. En realizaciones alternativas, los planos de junta diagonal delantera y trasera podrían ubicarse de manera diferente.

Con referencia a las figuras 1 y 2, el patrón de transferencia de calor es del tipo llamado de espiga y comprende crestas de transferencia de calor 44 y valles de transferencia de calor 46 en forma de V dispuestos alternativamente a lo largo del eje central longitudinal L y que se extienden entre y en el plano superior 38 y el plano inferior 40. Las crestas y valles de transferencia de calor 44 y 46 son simétricos con respecto al plano de extensión central 42. En consecuencia, dentro del área de transferencia de calor 26, un volumen encerrado por la placa 2a y el plano superior 38 es similar a un volumen encerrado por la placa 2a y el plano inferior 40. En una realización alternativa, en cambio, las crestas y valles de transferencia de calor 44 y 46 podrían ser asimétricos con respecto al plano de extensión central 42 para proporcionar un volumen encerrado por la placa 2a y el plano superior 38 que es diferente de un volumen encerrado por la placa 2a y el plano inferior 40.

Con referencia a las figuras 3a y 3b que muestran ampliaciones de partes de la placa 2a, cada uno de los patrones de distribución superior e inferior dentro de las áreas de distribución superior e inferior 14 y 22 comprenden crestas de distribución superiores e inferiores alargadas 50u y 50l, respectivamente, y valles de distribución superiores e inferiores alargados 52u y 52l, respectivamente. Las crestas de distribución superiores e inferiores 50u, 50l se dividen en grupos que contienen una pluralidad, es decir, dos o más, de crestas de distribución superiores o inferiores 50u, 50l cada uno. Las crestas de distribución superiores e inferiores 50u, 50l de cada grupo se disponen, en extensión longitudinal, a lo largo de una de varias líneas de cresta superior e inferior imaginarias separadas 54u y 54l, respectivamente, de las cuales solo unas pocas están ilustradas por líneas discontinuas en las figuras 3a y 3b. De forma similar, los valles de distribución superiores e inferiores 52u, 52l se dividen en grupos. Los valles de distribución superiores e inferiores 52u, 52l de cada grupo se disponen, en extensión longitudinal, a lo largo de una de varias líneas de valle superior e inferior imaginarias separadas 56u y 56l, respectivamente, de las cuales solo unas pocas están ilustradas por líneas discontinuas en las figuras 3a y 3b. Como se ilustra en la figura 3a, en el área de distribución superior 14, las líneas de cresta superior imaginarias 54u se extienden desde la línea de borde superior 30 hacia la primera portilla 10 mientras que las líneas de valle superior imaginarias 56u se extienden desde la línea de borde superior 30 hacia la segunda portilla 12. De forma similar, como se ilustra en la figura 3b, en el área de distribución inferior 22, las líneas de cresta inferior imaginarias 54l se extienden desde la línea de borde inferior 32 hacia la tercera portilla 18 mientras que las líneas de valle inferior imaginarias 56l se extienden desde la línea de borde inferior 32 hacia la cuarta portilla 20.

Las figuras 4a-4d ilustran esquemáticamente secciones transversales de las áreas de distribución superior e inferior 14 y 22. Con referencia a las figuras 3a y 3b, la figura 4a muestra secciones transversales de la placa entre dos adyacentes de las líneas de valle superior imaginarias 56u o entre dos adyacentes de las líneas de valle inferior imaginarias 56l, mientras que la figura 4b muestra secciones transversales de la placa entre dos adyacentes de las líneas de cresta superior imaginarias 54u o entre dos adyacentes de las líneas de cresta inferior imaginarias 54l. Además, la figura 4c muestra secciones transversales de la placa a lo largo de una de las líneas de cresta superior o inferior imaginarias 54u, 54l, mientras que la figura 4d muestra secciones transversales de la placa a lo largo de una de las líneas de valle superior o inferior imaginarias 56u, 56l.

Las líneas de cresta y valle superior imaginarias 54u y 56u se cruzan entre sí para formar una cuadrícula imaginaria dentro del área de distribución superior 14. De forma similar, las líneas de cresta y valle inferior imaginarias 54l y 56l se cruzan entre sí para formar una cuadrícula imaginaria dentro del área de distribución inferior 22. Las crestas de distribución y los valles de distribución superiores e inferiores 50u, 50l, 52u y 52l que definen cada malla de las cuadrículas encierran un área respectiva 62 (figura 1). Las mallas a lo largo de las líneas de borde superior e inferior 30 y 32 están abiertas mientras que el resto de las mallas están cerradas. Con referencia a las figuras 4a-4d y la figura 5, que ilustra una porción del área de distribución superior 14, una respectiva porción superior 50ut y 50lt de las crestas de distribución superiores e inferiores 50u y 50l se extiende en el plano superior 38 y tiene una primera, segunda, tercera y cuarta esquina redondeada 64, 66, 68 y 70. Las esquinas primera y segunda 64 y 66 están comprendidas en una respectiva primera parte de extremo 65 de la porción superior 50ut y 50lt de las crestas de distribución superiores e inferiores 50u y 50l, y las esquinas tercera y cuarta 68 y 70 están comprendidas en una respectiva segunda parte de extremo 67 de la porción superior 50ut y 50lt de las crestas de distribución superiores e inferiores 50u y 50l. Las partes de extremo primera y segunda 65 y 67 están dispuestas en lados opuestos de una respectiva parte intermedia 69 de la porción superior 50ut y 50lt de las crestas de distribución superiores e inferiores 50u y 50l. De manera análoga, una respectiva porción inferior 52ub y 52lb de las crestas de distribución superiores e inferiores 52u y 52l se extiende en el plano inferior 40 y tiene una primera, segunda, tercera y cuarta esquina redondeada 74, 76, 78 y 80. Las esquinas primera y segunda 74 y 76 están comprendidas en una respectiva primera parte de extremo 75 de la porción inferior 52ub y 52lb de los valles de distribución superiores e inferiores 52u y 52l, y las esquinas tercera y cuarta 78 y 80 están comprendidas en una respectiva segunda parte de extremo 77 de la porción inferior 52ub y 52lb de las crestas de distribución superiores e inferiores 52u y 52l. Las partes de extremo primera y segunda 75 y 77 están dispuestas en lados opuestos de una respectiva parte intermedia 79 de la porción inferior 52ub y 52lb de las crestas de distribución superiores e inferiores 52u y 52l.

Dentro de las áreas 62, la placa de transferencia de calor 2a se extiende en un primer plano intermedio imaginario 63. Entre dos adyacentes de las crestas de distribución superiores 50u o las crestas de distribución inferiores 50l o los valles de distribución superiores 52u o los valles de distribución inferiores 52l, es decir, en los puntos de cruce de las cuadrículas imaginarias dentro de las áreas de distribución superior e inferior 14 y 22, la placa de transferencia de calor 2a se extiende en un segundo plano intermedio imaginario 73. En el presente caso, el primer plano intermedio 63 y el segundo plano intermedio 73 imaginarios coinciden con el plano de extensión central 42. En consecuencia, dentro de las áreas de distribución superior e inferior 14 y 22, un volumen encerrado por la placa 2a y el plano superior 38 es similar a un volumen encerrado por la placa 2a y el plano inferior 40. En una realización alternativa, los planos intermedios primero y segundo 63 y 73 podrían desplazarse del plano de extensión central 42 para proporcionar un volumen encerrado por la placa 2a y el plano superior 38 que es diferente del volumen encerrado por la placa 2a y el plano inferior 40.

Como se muestra en las figuras 3a y 3b, las líneas de cresta y valle superior e inferior imaginarias 54u, 54l y 56u y 56l con los grupos más grandes de crestas y valles de distribución, es decir, las líneas de cresta y valle superior e inferior imaginarias más largas, están curvadas para sobresalir hacia la respectiva de las líneas de borde superior e inferior 30 y 32. Las líneas de cresta y valle superior e inferior imaginarias 54u, 54l y 56u y 56l con los grupos más pequeños de crestas y valles de distribución, es decir, las líneas de cresta y valle superior e inferior imaginarias más cortas, son esencialmente rectas.

La más larga de las líneas de cresta superior imaginarias 54u, que es la línea de cresta superior imaginaria dispuesta más cerca de la segunda portilla 12, se denominará en lo sucesivo línea de cresta superior de arriba 54TR. La más larga de las líneas de valle superior imaginarias 56u, que es la línea de cresta de valle imaginaria dispuesta más cerca de la primera portilla 10, se denominará en lo sucesivo línea de valle superior de arriba 56TV. La más larga de las líneas de cresta inferior imaginarias 54l, que es la línea de cresta inferior imaginaria dispuesta más cerca de la cuarta portilla 20, se denominará en lo sucesivo línea de cresta inferior de abajo 54BR. La más larga de las líneas de valle inferior imaginarias 56l, que es la línea de valle inferior imaginaria dispuesta más cerca de la tercera portilla 18, se denominará en lo sucesivo línea de valle inferior de abajo 56BV.

Las porciones superior e inferior 50ut, 50lt, 52ub, 52lb de la mayoría de las crestas de distribución superiores e inferiores 50u, 50l y los valles de distribución superiores e inferiores 52u, 52l son esencialmente cuadrangulares, como se ilustra en la figura 5. Sin embargo, esto no es cierto para un primer número, aquí todas, de las crestas de distribución superiores 50u que se extienden a lo largo de la línea de cresta superior de arriba 54TR, que sobresalen del plano de junta diagonal delantera imaginario 45 y se extienden a lo largo de la porción de ranura de junta diagonal superior delantera 34a para formar una pared lateral intermitente 71 (figura 3a) de la porción de ranura de junta diagonal superior delantera 34a. En su lugar, como se ilustra en la figura 6, la porción superior 50ut de cada una de las crestas de distribución superiores 50u que se extiende a lo largo de la línea de cresta superior de arriba 54TR está diseñada así de tal manera que el radio de curvatura r1 para la primera esquina 64 es esencialmente mayor que el radio de curvatura r2 para la segunda esquina 66, y un radio de curvatura r3 para la tercera esquina 68 es esencialmente mayor que el radio de curvatura r4 para la cuarta esquina 70. En el presente caso, r1 y r3 son esencialmente iguales mientras que r2 y r4 son esencialmente iguales. Este puede no ser el caso en otras realizaciones de la invención. Además, entre la primera esquina 64 y la tercera esquina 68, y entre la tercera esquina 66 y la cuarta esquina 70, la porción superior 50ut de cada una de las crestas de distribución superiores 50u se extiende en línea recta. De este modo, a la parte intermedia 69 de la porción superior 50ut se le da un ancho esencialmente constante w, estando el ancho w medido ortogonal a la línea de cresta superior de arriba (54TR).

En referencia a las figuras 3a-3b, 5 y 7, una proyección, en un primer plano de proyección P1 (figura 2), de una pluralidad, aquí todas, de las porciones inferiores 52ub de los valles de distribución superiores 52u que se extienden a lo largo de la línea de valle superior de arriba 56TV, es una imagen de espejo, en paralelo al eje central longitudinal L de la placa de transferencia de calor 2a, de una proyección, en el primer plano de proyección P1, de las porciones superiores 50ut de las crestas de distribución superiores 50u que se extienden a lo largo de la línea de cresta superior de arriba 54TR. Además, también los valles de distribución superiores 52u que se extienden a lo largo de la línea de valle superior de arriba 56TV comprenden porciones inferiores 52ub que tienen esquinas primera y tercera 74, 78 de radio de curvatura r1 y r3, respectivamente, y esquinas segunda y cuarta 76, 80 de radio de curvatura r2 y r4, respectivamente, en donde r1 y r3 son esencialmente mayores que r2 y r4.

En el presente caso, el primer plano de proyección P1 coincide con el plano de extensión central 42 de la placa de transferencia de calor 2a pero puede ser diferente en realizaciones alternativas de la invención.

Como se ha mencionado anteriormente, la porción de extremo inferior 16 es una imagen de espejo, en paralelo al eje central transversal T de la placa de transferencia de calor 2a, de la porción de extremo superior 8. Por tanto, también las crestas de distribución inferiores 50l que se extienden a lo largo de la línea de cresta inferior de abajo 54BR y los valles de distribución inferiores 52l que se extienden a lo largo de la línea de valle inferior de abajo 56BV comprenden porciones superiores 50lt y porciones inferiores 52lb que tienen esquinas primera y tercera 64, 68, 74, 78 de radio de curvatura r1 y r3 y esquinas segunda y cuarta 66, 70, 76, 80 de radio de curvatura r2 y r4, en donde r1 y r3 son esencialmente mayores que r2 y r4.

Como se dijo anteriormente, en el paquete de placas, la placa 2a está dispuesta entre las placas 2b y 2c. Las placas 2b y 2c pueden estar dispuestas "volteadas" o "giradas" con respecto a la placa 2a.

Si las placas 2b y 2c están dispuestas "volteadas" con respecto a la placa 2a, el lado delantero 4 y el lado trasero 6 de la placa 2a miran hacia el lado delantero 4 de la placa 2b y el lado trasero 6 de la placa 2c, respectivamente. Esto significa que las crestas de la placa 2a contactarán con las crestas de la placa 2b mientras que los valles de la placa 2a contactarán con los valles de la placa 2c. Más en particular, las crestas de transferencia de calor 44 y los valles de transferencia de calor 46 de la placa 2a contactarán, en áreas de contacto en forma de punto, con las crestas de transferencia de calor 44 de la placa 2b y los valles de transferencia de calor 46 de la placa 2c, respectivamente. Además, las crestas de distribución superiores e inferiores 50u y 50l de la placa 2a contactarán, en áreas de contacto alargadas, con las crestas de distribución inferiores y superiores 50l y 50u, respectivamente, de la placa 2b, mientras que los valles de distribución superiores e inferiores 52u y 52l de la placa 2a contactarán, en áreas de contacto alargadas, con los valles de distribución inferiores y superiores 52l y 52u, respectivamente, de la placa 2c. Especialmente, las crestas de distribución superiores 50u a lo largo de la línea de cresta superior de arriba 54TR y las crestas de distribución inferiores 50l a lo largo de la línea de cresta inferior de abajo 54BR de la placa 2a estarán alineadas, y contactarán con, las crestas de distribución inferiores 50l a lo largo de la línea de cresta inferior de abajo 54BR y las crestas de distribución superiores 50u a lo largo de la línea de cresta superior de arriba 54TR, respectivamente, de la placa 2b. Además, los valles de distribución superiores 52u a lo largo de la línea de valle superior de arriba 56TV y los valles de distribución inferiores 52l a lo largo de la línea de valle inferior de abajo 56BV de la placa 2a estarán alineados, y contactarán con, los valles de distribución inferiores 52l a lo largo de la línea de valle inferior de abajo 56BV y los valles de distribución superiores 52u a lo largo de la línea de valle superior de arriba 56TV, respectivamente, de la placa 2c.

Por tanto, los canales de distribución de las placas estarán alineados para formar túneles de flujo de distribución entre las áreas de distribución de las placas. Los canales de flujo de distribución más largos, más cerca de las portillas de las placas, estarán definidos por crestas y valles de distribución más redondeados, lo que reducirá las áreas de flujo estancado y, por tanto, la contaminación y acumulación de suciedad, en los canales de flujo de distribución más largos.

Si las placas 2b y 2c están dispuestas "giradas" con respecto a la placa 2a, el lado delantero 4 y el lado trasero 6 de la placa 2a miran hacia el lado trasero 6 de la placa 2b y el lado delantero 4 de la placa 2c, respectivamente. Esto significa que las crestas de la placa 2a contactarán con los valles de la placa 2b mientras que los valles de la placa 2a contactarán con las crestas de la placa 2c. Más en particular, las crestas de transferencia de calor 44 y los valles de transferencia de calor 46 de la placa 2a contactarán, en áreas de contacto en forma de punto, con los valles de transferencia de calor 46 de la placa 2b y las crestas de transferencia de calor 44 de la placa 2c, respectivamente. Además, las crestas de distribución superiores e inferiores 50u y 50l de la placa 2a contactarán, en áreas de contacto alargadas, con los valles de distribución inferiores y superiores 52l y 52u, respectivamente, de la placa 2b, mientras que los valles de distribución superiores e inferiores 52u y 52l de la placa 2a contactarán, en áreas de contacto alargadas, con las crestas de distribución inferiores y superiores 50l y 50u, respectivamente, de la placa 2c. Especialmente, las crestas de distribución superiores 50u a lo largo de la línea de cresta superior de arriba 54TR y las crestas de distribución inferiores 50l a lo largo de la línea de cresta inferior de abajo 54B^r de la placa 2a estarán alineadas, y contactarán con, los valles de distribución inferiores 52l a lo largo de la línea de valle inferior de abajo 56BV y los valles de distribución superiores 52u a lo largo de la línea de valle superior de arriba 56TV, respectivamente, de la placa 2b. Además, los valles de distribución superiores 52u a lo largo de la línea de valle superior de arriba 56TV y los valles de distribución inferiores 52l a lo largo de la línea de valle inferior de abajo 56BV de la placa 2a se alinearán y contactarán con las crestas de distribución inferiores 50l a lo largo de la línea de cresta inferior de abajo 54BR y las crestas de distribución superiores 50u a lo largo de la línea de cresta superior de arriba 54TR, respectivamente, de la placa 2c.

La placa de transferencia de calor 2a descrita anteriormente ilustrada en las figuras 1 y 3a-3b es del tipo de flujo paralelo, lo que significa que las portillas de entrada y salida para un primer fluido están dispuestas en un lado del eje central longitudinal L de la placa de transferencia de calor, mientras que las portillas de entrada y salida para un segundo fluido están dispuestas en otro lado del eje central longitudinal L de la placa de transferencia de calor. En un paquete de placas de tipo de flujo paralelo, todas las placas pueden, pero no necesitan, ser similares. De acuerdo con una realización alternativa de la invención, la placa de transferencia de calor es del tipo de flujo diagonal, lo que significa que las portillas de entrada y salida para un primer fluido están dispuestas en lados opuestos del eje central longitudinal L de la placa de transferencia de calor, y las portillas de entrada y salida para un segundo fluido están dispuestas en lados opuestos del eje central longitudinal L de la placa de transferencia de calor. Un paquete de placas de tipo de flujo diagonal normalmente comprende al menos dos tipos diferentes de placas.

En una placa de tipo de flujo diagonal, la porción de extremo inferior normalmente no es una imagen de espejo, en paralelo al eje central transversal de la placa, de la porción de extremo superior. En su lugar, los patrones de distribución superiores e inferiores pueden tener un diseño similar. Una placa de transferencia de calor 2d (ilustrada esquemáticamente en la figura 2) del tipo de flujo diagonal de acuerdo con una realización de la invención está diseñada como se describe anteriormente, excepto en lo que respecta al área de distribución inferior 22. Más en particular, en el área de distribución inferior 22, las líneas de cresta inferior imaginarias 54l se extienden desde la línea de borde inferior 32 hacia la cuarta portilla 20 mientras que las líneas de valle inferior imaginarias 56l se extienden desde la línea de borde inferior 32 hacia la tercera portilla 18. De este modo, la línea de cresta inferior de abajo 54BR se convierte en la línea de cresta inferior imaginaria dispuesta más cerca de la tercera portilla 18, mientras que la línea de valle inferior de abajo 56BV se convierte en la línea de valle inferior imaginaria dispuesta más cerca de la cuarta portilla 20.

Una proyección, en un segundo plano de proyección P2 (figura 2), de una pluralidad, aquí todas, de las porciones inferiores 52lb de los valles de distribución inferiores 52l que se extienden a lo largo de la línea de valle inferior de abajo 56BV, es una imagen de espejo, en paralelo al eje central transversal T de la placa de transferencia de calor 2d, de una proyección, en el segundo plano de proyección P2, de las porciones superiores 50ut de las crestas de distribución superiores 50u que se extienden a lo largo de la línea de cresta superior de arriba 54TR. Además, también los valles de distribución inferiores 52l que se extienden a lo largo de la línea de valle inferior de abajo 56BV comprenden porciones inferiores 52ub que tienen esquinas primera y tercera 74, 78 de radio de curvatura r1 y r3 y esquinas segunda y cuarta 76, 80 de radio de curvatura r2 y r4, en donde r1 y r3 son esencialmente mayores que r2 y r4.

Además, una proyección, en el segundo plano de proyección P2, de una pluralidad, aquí todas, de las porciones superiores 50lt de las crestas de distribución inferiores 50l que se extienden a lo largo de la línea de cresta inferior de abajo 54BR, es una imagen de espejo, en paralelo al eje central transversal T de la placa de transferencia de calor 2d, de una proyección, en el segundo plano de proyección P2, de las porciones inferiores 52ub de los valles de distribución superiores 52u que se extienden a lo largo de la línea de valle superior de arriba 56TV. Además, también las crestas de distribución inferiores 50l que se extienden a lo largo de la línea de cresta inferior de abajo 54BR comprenden porciones superiores 50ut que tienen esquinas primera y tercera 64, 68 de radio de curvatura r1 y r3 y esquinas segunda y cuarta 66, 70 de radio de curvatura r2 y r4, en donde r1 y r3 son esencialmente mayores que r2 y r4.

En el presente caso, el segundo plano de proyección P2 coincide con el plano de extensión central 42 de la placa de transferencia de calor 2d pero puede ser diferente en realizaciones alternativas de la invención.

En un paquete de placas de tipo de flujo diagonal, la placa 2d está dispuesta entre las placas 2b y 2c. Las placas 2b y 2c, que son del mismo tipo, están diseñadas como la placa 2d, excepto dentro de las áreas de distribución superior e inferior. Más en particular, las áreas de distribución superior e inferior de las placas 2b y 2c son imágenes de espejo, en paralelo a los ejes centrales longitudinales de las placas, de las áreas de distribución superior e inferior de la placa 2d. Las placas 2b y 2c pueden disponerse "volteadas" o "giradas" con respecto a la placa 2d para lograr el contacto mutuo de las placas descrito anteriormente.

En las placas de transferencia de calor 2a-2d descritas anteriormente, las crestas de distribución y los valles de distribución a lo largo de las líneas de cresta superior de arriba e inferior de abajo y las líneas de valle superior de arriba e inferior de abajo tienen porciones superiores y porciones inferiores que comprenden una parte intermedia que tiene un ancho w constante. De acuerdo con realizaciones alternativas de la presente invención, la parte intermedia en cambio tiene un ancho variable. Como ejemplo, la parte intermedia podría sobresalir de la respectiva portilla más cercana para dar a las porciones superior e inferior de las crestas de distribución y los valles de distribución la forma esencial de medio óvalo o círculo.

Las realizaciones de la presente invención descritas anteriormente solo deberían verse como ejemplos. Un experto en la materia se dará cuenta de que las realizaciones tratadas pueden variarse de varias formas sin desviarse del concepto inventivo.

Por ejemplo, el área de transferencia de calor puede comprender otros patrones de transferencia de calor además del descrito anteriormente. Además, los patrones de distribución superior e inferior no necesitan ser de tipo chocolate sino que pueden tener otros diseños.

Algunas o todas las crestas y valles de distribución, y especialmente las crestas y valles de distribución dispuestos a lo largo de las líneas de cresta y valle, superior e inferior, de arriba y de abajo, no necesitan diseñarse como se ilustra en las figuras, sino que pueden tener otros diseños.

No es necesario que las líneas de cresta y valle superior e inferior imaginarias más largas sean curvadas. En su lugar, todas las líneas de cresta y valle superior e inferior imaginarias podrían ser rectas. Como otro ejemplo, también las líneas de cresta y valle superior e inferior imaginarias más cortas, es decir, todas, podrían curvarse. Además, no es necesario que las líneas de borde superior e inferior sean curvas, sino que podrían tener otras formas. Por ejemplo, podrían ser rectas o en forma de zigzag.

La placa de transferencia de calor podría comprender adicionalmente una banda de transición, como las descritas en los documentos EP 2957851, EP 2728292 o EP 1899671, entre las áreas de transferencia y distribución de calor. Una placa de este tipo puede ser "giratoria" pero no "invertible".

La presente invención no se limita a intercambiadores de calor de placas con juntas, sino que también podría usarse en intercambiadores de calor de placas soldados, semisoldados, cobresoldados y unidos por fusión.

No es necesario que la placa de transferencia de calor sea rectangular, sino que puede tener otras formas, tal como esencialmente rectangular con esquinas redondeadas en vez de esquinas rectas, circulares u ovaladas. No es necesario que la placa de transferencia de calor esté hecha de acero inoxidable, sino que podría ser de otros materiales, tales como titanio o aluminio.

Cabe destacar que los atributos delantero, trasero, superior, inferior, primero, segundo, etc., se usan en el presente documento solo para distinguir entre detalles y no para expresar ningún tipo de orientación u orden mutuo entre los detalles.

Además, debería destacarse que se ha omitido una descripción de los detalles no relevantes para la presente invención y que las figuras son solo esquemáticas y no están dibujadas a escala. También debería decirse que algunas de las figuras se han simplificado más que otras. Por lo tanto, algunos componentes pueden estar ilustrados en una figura, pero no estar incluidos en otra.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Una placa de transferencia de calor (2a, 2d) que se extiende en un plano de extensión central imaginario (42) y que comprende una porción de extremo superior (8), una porción central (24) y una porción de extremo inferior (16) dispuestas en sucesión a lo largo de un eje central longitudinal (L) de la placa de transferencia de calor (2a, 2d), comprendiendo la porción de extremo superior (8) una primera y una segunda portillas (10, 12) y un área de distribución superior (14) provista de un patrón de distribución superior, comprendiendo la porción de extremo inferior (16) una tercera y una cuarta portilla (18, 20) y un área de distribución inferior (22) provista de un patrón de distribución inferior, y comprendiendo la porción central (24) un área de transferencia de calor (26) provista de un patrón de transferencia de calor que difiere de los patrones de distribución superior e inferior, limitando la porción de extremo superior (8) con la porción central (24) a lo largo de una línea de borde superior (30) y limitando la porción de extremo inferior (16) con la porción central (24) a lo largo de una línea de borde inferior (32), en donde el patrón de distribución superior comprende crestas de distribución superiores alargadas (50u) y valles de distribución superiores alargados (52u), una respectiva porción superior (50ut) de las crestas de distribución superiores (50u) que se extienden en un plano superior imaginario (38) y que tienen una primera, una segunda, una tercera y una cuarta esquinas redondeadas (64, 66, 68, 70), y una respectiva porción inferior (52ub) de los valles de distribución superiores (52u) que se extienden en un plano inferior imaginario (40) y que tienen una primera, una segunda, una tercera y una cuarta esquinas redondeadas (74, 76, 78, 80), extendiéndose longitudinalmente las crestas de distribución superiores (50u) a lo largo de una pluralidad de líneas de cresta superior imaginarias separadas (54u) que se extienden desde la línea de borde superior (30) hacia la primera portilla (10), extendiéndose longitudinalmente los valles de distribución superiores (52u) a lo largo de una pluralidad de líneas de valle superior imaginarias separadas (56u) que se extienden desde la línea de borde superior (30) hacia la segunda portilla (12), caracterizada por que, para cada uno de un primer número > 1 de las crestas de distribución superiores que se extienden a lo largo de una línea de cresta superior de arriba (54TR) de las líneas de cresta superiores (54u), línea de cresta superior de arriba (54TR) que está dispuesta más cerca de la segunda portilla (12), un radio de curvatura de la primera esquina (64) de la porción superior (50ut) es mayor que un radio de curvatura de la segunda esquina (66) de la porción superior (50ut), estando dispuestas las esquinas primera y segunda (64, 66) en lados opuestos de la línea de cresta superior de arriba (54TR), estando dispuesta la segunda esquina (66) más cerca de la segunda portilla (12) que la primera esquina (64), y estando dispuestas la primera y la tercera esquinas en el mismo lado de la línea de cresta superior de arriba.

2. Una placa de transferencia de calor (2a, 2d) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho primer número de crestas de distribución superiores (50u) es la mayoría de las crestas de distribución superiores (50u) que se extienden a lo largo de la línea de cresta superior de arriba (54TR).

3. Una placa de transferencia de calor (2a, 2d) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde, para cada uno de dicho primer número de crestas de distribución superiores (50u), un radio de curvatura de la tercera esquina (68) de la porción superior (50ut) es mayor que un radio de curvatura de la cuarta esquina (70) de la porción superior (50ut).

4. Una placa de transferencia de calor (2a, 2d) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde, para cada uno de dicho primer número de crestas de distribución superiores (50u), la porción superior (50ud), entre la primera y la tercera esquinas (64, 68), sobresale hacia la línea de cresta superior (54u) dispuesta en segundo lugar más cerca de la segunda portilla (12).

5. Una placa de transferencia de calor (2a, 2d) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde la porción superior (50ut) de cada uno de dicho primer número de las crestas de distribución superiores (50u) comprende una primera parte de extremo (65), una parte intermedia (69) y una segunda parte de extremo (67) dispuestas en sucesión a lo largo de la línea de cresta superior de arriba (54TR), en donde la primera parte de extremo (65) comprende la primera y la segunda esquinas (64, 66) y la segunda parte de extremo comprende la tercera y la cuarta esquinas (68, 70), en donde la parte intermedia (69) tiene un ancho (w) esencialmente constante, estando el ancho (w) medido ortogonal a la línea de cresta superior de arriba (54TR).

6. Una placa de transferencia de calor (2a, 2d) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una porción de ranura de junta diagonal superior delantera (34a) dispuesta entre la segunda portilla (12) y el área de distribución superior (14), extendiéndose una parte inferior (43a) de la porción de ranura de junta diagonal superior delantera (34a) en un plano de junta diagonal delantera imaginario (45), las crestas de distribución superiores (50u), que se extienden a lo largo de la línea de cresta superior de arriba (54TR), sobresaliendo del plano de junta diagonal delantera imaginario (45) y extendiéndose a lo largo de la porción de ranura de junta diagonal superior delantera (34a) para formar una pared lateral intermitente (71) de la porción de ranura de junta diagonal superior delantera (34a).

7. Una placa de transferencia de calor (2a, 2d) de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dicho plano de junta diagonal delantera imaginario (45) se extiende entre el plano superior imaginario (38) y el plano inferior imaginario (40).

8. Una placa de transferencia de calor (2a, 2d) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las líneas de cresta superior imaginarias (54u) y las líneas de valle superior imaginarias (56u) forman una cuadrícula dentro del área de distribución superior (14), en donde los valles de distribución superiores (52u) y las crestas de distribución superiores (50u) que definen cada malla de la cuadrícula encierran un área (62) dentro de la cual la placa de transferencia de calor (2a, 2d) se extiende en un primer plano intermedio imaginario (63) que se extiende entre el plano superior imaginario (38) y el plano inferior imaginario (40).

9. Una placa de transferencia de calor (2a, 2d) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde una proyección, en un primer plano de proyección (P1) paralelo a dicho plano de extensión central (42) de la placa de transferencia de calor (2a, 2d), de la porción inferior (52ub) de cada uno de una pluralidad de los valles de distribución superiores (52u) que se extienden a lo largo de una línea de valle superior de arriba (56TV) de las líneas de valle superiores (56u), línea de valle superior de arriba (56TV) que está dispuesta más cerca de la primera portilla (10), es una imagen de espejo, en paralelo al eje central longitudinal (L) de la placa de transferencia de calor (2a, 2d), de una proyección, en dicho primer plano de proyección (P1), de la porción superior (50ut) de uno respectivo de dicho primer número de crestas de distribución superiores (50u).

10. Una placa de transferencia de calor (2a, 2d) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera y la tercera portillas (10, 18) están dispuestas en el mismo lado del eje central longitudinal (L) de la placa de transferencia de calor (2a, 2d), y en donde el patrón de distribución inferior comprende crestas de distribución inferiores alargadas (50l) y valles de distribución inferiores alargados (52l), extendiéndose longitudinalmente las crestas de distribución inferiores (50l) a lo largo de una pluralidad de líneas de cresta inferior imaginarias separadas (54l) que se extienden desde la línea de borde inferior (32) hacia una de las portillas tercera y cuarta (18), extendiéndose longitudinalmente los valles de distribución inferiores (52l) a lo largo de una pluralidad de líneas de valle inferior imaginarias separadas (56l) que se extienden desde la línea de borde inferior (32) hacia la otra de las portillas tercera y cuarta (20), en donde una proyección, en un segundo plano de proyección (P2) paralelo a dicho plano de extensión central (42) de la placa de transferencia de calor (2a, 2d), de una porción superior (50lt) o una porción inferior (52lb) de cada uno de una pluralidad de crestas de distribución inferiores (50l) y valles de distribución inferiores (52l), es una imagen de espejo, en paralelo a un eje central transversal (T) de la placa de transferencia de calor (2a, 2d), de una proyección, en dicho segundo plano de proyección (P2), de la porción superior (50ut) de uno respectivo de dicho primer número de crestas de distribución superiores (50u).

11. Una placa de transferencia de calor (2a) de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dicha una de las portillas tercera y cuarta (18, 20) es la tercera portilla (18) y dicha otra de las portillas tercera y cuarta (18, 20) es la cuarta portilla (20), y en donde cada una de una pluralidad de crestas de distribución inferiores (50l) que se extienden a lo largo de una línea de cresta inferior de abajo (54BR) de las líneas de cresta inferiores (54l), línea de cresta inferior de abajo (54BR) que está dispuesta más cerca de la cuarta portilla (20), es una imagen de espejo, en paralelo al eje central transversal (T) de la placa de transferencia de calor (2a), de uno respectivo de dicho primer número de las crestas de distribución superiores (50u).

12. Una placa de transferencia de calor (2d) de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dicha una de las portillas tercera y cuarta (18, 20) es la cuarta portilla (20) y dicha otra de las portillas tercera y cuarta (18, 20) es la tercera portilla (18), y en donde una proyección, en el segundo plano de proyección (P2), de la porción inferior (52lb) de cada uno de una pluralidad de los valles de distribución inferiores (52l) que se extienden a lo largo de una línea de valle inferior de abajo (56BV) de las líneas de valle inferiores (56l), línea de valle inferior de abajo (56BV) que está dispuesta más cerca de la cuarta portilla (20), es una imagen de espejo, en paralelo al eje central transversal (T) de la placa de transferencia de calor (2d), de una proyección, en el segundo plano de proyección (P2), de la porción superior (50ut) de uno respectivo de dicho primer número de crestas de distribución superiores (50u).

13. Una placa de transferencia de calor (2a, 2d) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde una pluralidad de las líneas de cresta superior imaginarias (54u) dispuestas más cerca de la segunda portilla (12), a lo largo de al menos parte de su extensión, están curvadas para sobresalir vistas desde la segunda portilla (12).

14. Una placa de transferencia de calor (2a, 2d) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las líneas de borde superior e inferior (30, 32) están curvadas para sobresalir vistas desde el área de transferencia de calor (26).