BRPI0918810B1

BRPI0918810B1 - Trocador de calor de placa

Info

Publication number: BRPI0918810B1
Application number: BRPI0918810-0A
Authority: BR
Inventors: Hjalmar Joensen; Göran Paulsson
Original assignee: Alfa Laval Corporate Ab
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2020-03-10
Also published as: ES2744461T3; BRPI0918810A2; DK2326901T3; SE532907C2; CN102165279B; US20110247797A1; KR101300989B1; JP2012500381A; EP2326901A1; EP2326901B1; JP5419982B2; WO2010036183A1; KR20110046550A; US9046310B2; CN102165279A; SE0850020A1

Abstract

trocador de calor de placa a invenção se refere a um trocador de calor de placa para tratamento de um meio, incluindo um número de placas trocadoras de calor moldadas por compressão, as quais são sucessivamente providas em um conjunto de placas e as quais formam os primeiros interespaços de placa e segundos interespaços de placa em que os primeiros interespaços de placa e os segundos interespaços de placa são providos em ordem alternada no conjunto de placas, onde a entrada e as saídas da placa trocadora de calor localizadas em uma porção central do trocador de calor de placa, e onde o conjunto de placas é colocado entre placas de extremidade em cada lado do conjunto de placas, onde pelo menos uma das placas de extremidade é provida com conexões em uma porção central de pelo menos uma placa de extremidade e que a localização das conexões em pelo menos uma placa de extremidade corresponde à localização da entrada e saídas do trocador de calor de placa.

Description

“TROCADOR DE CALOR DE PLACA” ÁREA DA INVENÇÃO

[1] A presente invenção se refere geralmente a trocadores de calor de placa que permitem uma transferência de calor entre dois fluidos de temperaturas diferentes, com diferentes finalidades. Geralmente a invenção se refere a um trocador de calor de placa que está configurado de forma que as portas das placas trocadoras de calor são recolhidas em uma porção central da placa trocadora de calor e que tem uma placa de extremidade adaptada para a localização das portas.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[2] A presente invenção se refere geralmente a um trocador de calor de placa para destilação de um meio, por exemplo, dessalinização de água salgada, tal como a água do mar. Para tratamento de um meio, o trocador de calor de placa inclui um número de placas trocadoras de calor moldadas por compressão, as quais são sucessivamente providas em um conjunto de placas e as quais formam os primeiros interespaços de placa para o meio de segundos interespaços de placa, em que os primeiros interespaços de placa e os segundos interespaços de placa são providos em uma ordem alternada no conjunto de placas.

[3] Tradicionalmente, o trocador de calor de placa ou aparelho de dessalinização inclui vários trocadores de calor de placa uma vez que todas as etapas de dessalinização poderiam não ser executadas em um único trocador de calor de placa padrão. Para simplificar o equipamento ou aparelho para dessalinização de água do mar, um novo tipo de trocador de calor de placa foi desenvolvido, o qual é descrito na EP-A1-1 864 069. Descobre um trocador de calor de placa configurado como uma usina de dessalinização incluindo um conjunto de placas, onde várias portas das placas trocadoras de calor são localizadas na porção central das placas trocadoras de calor. Nos trocadores de calor de placa tradicionais, as portas são localizadas nos cantos da placa trocadora de calor, perto do tirante que elimina o estresse. Em EP-A1-1 864 069 tendo as portas colocadas em uma porção central, em outra distribuição do estresse mecânico, a placa de extremidade precisa ser configurada diferentemente para conter o estresse. Adicionalmente, tendo várias das portas principais da placa trocadora de calor em um espaço bastante limite da placa trocadora de calor e assim também as saídas das portas correspondentes na placa de extremidade em um espaço limite da placa de extremidade tornam a localização das conexões acopladas às saídas das portas bastante ligadas com a solução-padrão das conexões como mostradas em EP-A1-1 864 069.

DESCOBERTA DA INVENÇÃO

[4] O objetivo da invenção é prover um trocador de calor de placa aperfeiçoado tendo uma placa de extremidade, a qual é adaptada a uma placa trocadora de calor tendo as portas localizadas em uma porção central da placa trocadora de calor.

[5] Esse objetivo é alcançado pelo trocador de calor de placa definido inicialmente, o qual é caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das placas de extremidade são providas com conexões a uma porção de centro de pelo menos uma placa de extremidade e que a localização das conexões em pelo menos uma placa de extremidade corresponde à localização da entrada e das saídas da placa trocadora de calor.

[6] De acordo com outro aspecto da invenção, um eixo central se estende substancialmente central entre duas bordas laterais de cada placa trocadora de calor e substancialmente verticalmente quando o conjunto de placas é colocada em uma posição anormal de uso, e que as portas da placa trocadora de calor estão localizadas ao longo do eixo central.

[7] De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção pelo menos uma conexão da placa de extremidade é colocada na porção central da placa de extremidade ao longo de um eixo vertical correspondendo ao eixo central da placa trocadora de calor.

[8] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção a parte de conexão é colocada como uma parte de reforço da placa de extremidade para resistir ao estresse ao qual a placa de extremidade é exposta durante a operação. A parte de conexão pode ser uma parte integrada da placa de extremidade ou pode ser montada separadamente sobre a placa de extremidade por qualquer dispositivo de fixação adequado.

[9] De acordo com ainda outro aspecto adicional da presente invenção a placa de extremidade pode ser provida com porções de reforço em partes expostas a estresse, onde as porções de reforço são providas como espessura adicionada da placa de extremidade, isto é, a espessura da placa de extremidade varia dependendo do estresse de forma que áreas expostas a mais estresse são mais grossas e outras áreas são mais finas.

[10] Aspectos adicionais da invenção são definidos nas reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[11] A presente invenção é explicada agora em mais detalhes por meio de uma descrição de várias configurações e com referencia aos desenhos referentes às mesmas.

[12] Figs. 1- 2 descobrem vistas em perspectiva de um trocador de calor de placa, de acordo com uma configuração da invenção;

[13] Fig. 3 descobre uma vista frontal de uma primeira placa de extremidade em um trocador de calor de placa de acordo com uma configuração da invenção;

[14] Fig. 4 descobre uma vista lateral de um trocador de calor de placa de acordo com uma configuração da invenção.

[15] Fig. 5 descobre uma vista em perspectiva de um trocador de calor de placa de acordo com uma configuração da invenção, onde o trocador de calor de placa está aberto;

[16] Fig. 6 descobre uma vista de perspectiva de vista frontal de uma placa de trocador de calor usada em um trocador de calor de placa, de acordo com uma configuração da presente invenção;

[17] Fig. 7 descobre uma vista frontal de uma segunda placa de extremidade em um trocador de calor de placa de acordo com uma configuração da invenção como visto a partir da linha A-A da Fig. 4;

[18] Fig. 8-9 são vistas seccionais transversais de uma barra transportadora de um trocador de calor de placa de acordo com uma configuração da invenção e vistas parcialmente detalhadas da segunda placa de extremidade e um arranjo pendurado como visto a partir da linha A-A da Fig. 4; e [19] Fig. 10 é um lado detalhado parcialmente da barra de execução do trocador de calor de placa, de acordo com uma configuração da invenção e a segunda placa de extremidade. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONFIGURAÇÕES.

[20] Trocadores de calor são usados para transferir calor entre dois fluidos separados por um corpo sólido. Trocadores de calor podem ser de vários tipos, os mais comuns são os trocadores de calor espirais, trocadores de calor tubulares e trocadores de calor de placa. Trocadores de calor de placa são usados para transferir calor entre um fluido quente e um frio que estejam fluindo em passagens de fluxo alternadas formadas entre um conjunto de placas de trocador de calor. O arranjo de placas de trocador de calor definido acima é fechado entre placa que são relativamente mais grossas do que as placas do trocador de calor. A superfície interna de cada placa de extremidade faceia as placas de transferência de calor.

[21] As Figs 1-2 descobrem um trocador de calor de placa 100 para tratamento de um meio, geralmente usado para uma aplicação em relação à dessalinização de água do mar, isto é, um gerador de água fresca. O trocador de calor de placa 100 inclui um grande número de placas trocadoras de calor moldadas por compressão 1, as quais são providas em paralelo uma à outra e sucessivamente de tal maneira que formam um conjunto de placas 2. O conjunto de placas 2 é provido entre uma primeira placa de extremidade 3, também chamada de placa de apoio e uma segunda placa de extremidade 4, também chamada placa de pressão. Entre as placas trocadoras de calor 1 são formados os primeiros interespaços de placas e os segundos interespaços de placa.

[22] Os primeiros interespaços de placa e os segundos interespaços de placa são providos em uma ordem alternada no conjunto de placas 2 de tal maneira que substancialmente, cada primeiro interespaço de placa é circundado por dois segundos interespaços de placa, e substancialmente cada segundo interespaço de placa é circundado por dois primeiros interespaços de placa. Soluções diferentes no conjunto de placas 2 são delimitadas uma da outra por meio de gaxetas em cada interespaço de placa. A gaxeta, que é feita, de preferência. De material elástico, por exemplo, material de borracha, é disposta em uma ranhura a qual se estende ao longo da periferia das placas trocadoras de Calor 1 e em torno das portas. A gaxeta pode incluir possivelmente um metal ou ser circundada por um segundo material, por exemplo, PTFE, etc.

[23] Como mostrado na Fig. 6cada placa trocadora de calor 1 tem duas bordas laterais paralelas substancialmente opostas 7, 8 uma borda superior 9 e uma borda inferior 10. Um eixo central X se estende substancialmente central entre as duas bordas laterais 7 e 8, e substancialmente verticais quando o conjunto de placas 2 está localizado em uma posição normal de uso.

[24] Como mostrado na Fig. 1, o conjunto de placas 2, isto é, as placas trocadoras de calor 1 e as gaxetas (não mostradas) providas aqui , é mantida juntamente entre as placas de extremidade 3 e 4 por meio tirantes rosqueados 11 de uma maneira conhecida per se. Os tirantes 11 se estendem a partir da primeira placa de extremidade 3 e passando através dos furos ou recessos nas porções de borda da segunda placa de extremidade.4. Cada tirante 11 tem dispositivos de cabeça de parafuso em uma de suas extremidades, possivelmente situada no lado de fora (ou integrada em ) da primeira placa de extremidade 3, e transporta porcas em sua parte rosqueada, situada possivelmente no lado de fora (ou integrada em) da placa de extremidade 4.

[25] As placas trocadoras de calor 1 são colocadas penduradas em dois parafusos de ação 5, 6 que se estendem substancialmente entre a primeira placa de extremidade 3 e uma coluna de suporte 12. A placa trocadora de calor 1 é provida com cortes em porções 15 (ver Fig. 6) providos em cada uma das bordas laterais 7 e 8. A primeira placa de extremidade 3 é conectada a uma coluna de suporte 12 por uma barra de execução 13 que tem uma extremidade presa fixamente a uma extremidade superior da primeira placa de extremidade 3 e na extremidade oposta é presa fixamente a uma extremidade superior da coluna de suporte 12. A segunda placa de extremidade 4, que é móvel ao longo da barra de execução 13, é usada para pressionar juntas as placas do trocador de calor 1 para juntamente formarem o conjunto de placas 2. Uma barra guia 14, que guia as placas trocadoras de calor 1 em sua extremidade mais baixa, conecta uma porção inferior da coluna de suporte 12 a uma parte mais baixa da primeira placa de extremidade 3.

[26] A placa trocadora de calor 1 discutida acima inclui de uma maneira conhecida per se, uma matriz para aumentar a transferência de calor e numerosos furos de portas para formar um número correspondente de canais de porta estendendo-se através do conjunto de placas e estando em conexão com os canais de fluxo formados entre as placas trocadoras de calor 1.

[27] A placa de extremidade 3 é adequadamente provida com numerosas saídas de porta ou conexões 27, 33, 19, 20, 44, 45, 55 e 56 correspondendo às portas 25, 33, 17, 18, 42, 43, e 50 da placa trocadora de calor 1. Devido a direitos específicos do trocador de calor de placa 100, o conjunto de placas 2 inclui uma seção de evaporação E, uma seção de separação S e uma seção de condensação C (ver Fig. 9). A seção de evaporação E é colocada para permitir a evaporação de pelo menos uma parte do meio que flui através dos primeiros interespaços de placa. A seção de separação S é colocada para separar o líquido não evaporado da parte evaporada do meio. A seção de condensação C é colocada para condensar a parte evaporada que flui através dos primeiros interespaços de placa. O eixo central X se estende substancialmente central através da seção de evaporação E, da seção de separação S e da seção de condensação C. Como pode ser visto na Fig. 9, a seção de evaporação E está localizada na posição mais baixa e a seção de separação S entre a seção de evaporação E e a seção de condensação C, quando o trocador de calor de placa 100 está na posição normal de uso.

[28] As várias funções, isto é evaporação, condensação e separação, do trocador de calor de placa 1000 necessitam mais conexões na placa de extremidade ou apoio 3 do que em um trocador de placa tradicional. Especialmente as portas 17, 18, 42, 43, e 50 ao longo do eixo central X, o qual é um pouco espaço de limite na placa de extremidade 3, demanda uma solução inovadora. Por essa razão, a porção de centro estendendo a extremidade inferior para a extremidade superior, da placa de extremidade 3, é formada com uma parte de projeção ou de conexão 60. A parte de conexão 60 da placa de extremidade 3, que se estende equilateralmente ou a partir de uma superfície da placa de extremidade 3, é um triangulo substancialmente regular ou triangulo isósceles formado com a base em direção à placa de extremidade 3. Nos lados ou flancos da parte de conexão triangular 60 são colocados com conexões 19-20 e 44-45, as quais podem ser colocadas relativamente estreitas, desde que sejam colocadas alternadamente nos dois lados do triangulo substancial 60. Assim, as conexões padrão podem ser usadas mesmo que seja usada uma placa trocadora de calor compacta ou relativamente curta 60. Não seria possível usar uma placa de extremidade plana 3 uma vez que o espaço não seria suficiente para as conexões padrão ao se ter cinco conexões, podendo ser ainda mais, colocadas ao longo de um eixo vertical no centro da placa de extremidade ao ter uma placa trocadora de calor I relativamente curta. A placa de extremidade 3 é provida adicionalmente com ainda outro número de conexões, por exemplo, outras duas conexões 55, 56 na parte de projeção 60 e de conexões 27, 33 sobre outra parte da placa de extremidade 3. Cada uma das conexões da placa de extremidade 3 é conectada a uma porta correspondente na placa trocadora de calor 1.

[29] A placa de extremidade 3 é adicionalmente feita sob medida para incluir reforço naquelas porções da placa 3, as quais são expostas a adicionais aumentos de estresse. Isso se alcança ao se adicionar material ou espessura à placa de extremidade 3 apenas nas partes da placa de extremidade 3 que são expostas ao estresse, por exemplo, os locais de fixação de parafusos II e das conexões. Pelo projeto sob medida das placas de extremidade 3, para suportar o estresse diferente em partes diferentes da placa de extremidade 3, ao invés de super dimensionar a placa inteira 3, economias substanciais podem ser alcançadas na necessidade reduzida de material, portanto, também, custos.

[30] Para alcançar uma primeira placa de extremidade 3 que tem espessuras variadas e uma projeção conectando 60 as placas de extremidade 3 é preferível o uso de gesso, moldagem fundição ou ainda outros processos de fabricação similares e adequados.

[31] Na Fig. 7 é mostrada a segunda placa de extremidade 4 e uma seção transversal da barra de execução 13. A placa de extremidade 4 é colocada pendurada na barra de execução 13. Nos trocadores de calor de placa da arte anterior ambas as placas trocadoras de calor e a placa de extremidade móvel são colocadas penduradas em um perfil T colocado no lado de baixo da barra de execução. Como as placas trocadoras de calor 1 na presente invenção, são colocadas penduradas em parafusos transportadores 5.6. a necessidade de um perfil T colocado ao longo de todo o lado de baixo da barra de execução é pequena, mas apenas um arranjo 30 para pendurar a segunda placa de extremidade 4 é necessária. Na Fig. 7 esse arranjo 30 é formado como um perfil curto, por exemplo, perfil IPF que conecta de forma móvel a placa de extremidade 4 à barra de execução 13. O comprimento do perfil de pendurar 30 ao longo da direção longitudinal da barra de execução 13 corresponde à espessura da placa de extremidade 4.

[32] Nas Figs. 8 e 9 , é mostrada uma seção transversal, detalhada, parcial do perfil de pendurar 30, da barra de execução 13 e da placa de extremidade 4. A única porção do perfil de pendurar 30 é recebida em porção de corte 31 em uma extremidade superior da segunda placa de extremidade 4, e pode ser presa à segunda placa de extremidade 4 usando vários dispositivos de fixação conhecidos na arte, tais como parafusos, fusos, soldagens etc.

[33] A forma das porções de corte 31corresponde a uma porção inferior 32 do perfil de pendurar 30, e é substancialmente formada como um T virado de cabeça para baixo. De forma semelhante, outra porção do perfil de pendurar 30 é recebida de maneira móvel em porção de corte 36 na parte inferior da barra de execução 13. A forma da porção de corte 36 da barra de execução 13 corresponde a uma porção superior 34 do perfil de pendurar 30, e é formado substancialmente como um T. A porção superior 34 do perfil de pendurar 30 é provida com mancais plásticos 35 em cada uma das “pernas”da forma T de forma que o perfil de pendurar 30 pode deslizar nos mancais 35 quando ele é recebido na porção de corte na barra de execução 13. A superfície correspondente da porção de corte da barra de transportar 13 sobre a qual os mancais plásticos 35 deslizam é feita , de preferência, de um material de baixa fricção, tal como um perfil de alumínio anodizado.

[34] Na Fig. 10, é mostrada uma seção transversal parcial detalhada ao longo da direção longitudinal da barra de transportar 13. De acordo com a Fig. 10, fica claro que os mancais plásticos 35 têm substancialmente o mesmo comprimento que o perfil de pendurar 30. A porção de corte 36 se estende substancialmente ao longo de todo o comprimento da barra de execução 13, e na Fig. 10 é mostrada uma parte do canal formado pela porção de corte 36 na parte inferior da barra de execução 13 e na qual o perfil de pendurar 30 corre ou desliza. A partir da porção de corte do lado de fora 36, aparece como uma fenda no lado de baixo da barra de execução 13. A coluna de suporte 12 e a barra de execução 13 têm seções transversais idênticas e nas Figs. 1, 2 e 5 uma fenda 36 é mostrada na coluna de suporte 12, a qual corresponde 'porção de corte /fenda 36 da barra de execução 13.

[35] A invenção não é limitada às configurações descritas acima e mostradas nos desenhos, mas podem ser suplementadas e modificadas de qualquer maneira dentro do escopo da invenção como definido pelas reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Trocador de calor de placa (100) para tratamento de um meio, incluindo um número de placas trocadoras de calor (1) moldadas por compressão, as quais são sucessivamente providas em um conjunto de placas (2) e as quais formam os primeiros interespaços de placa e segundos interespaços de placa em que os primeiros interespaços de placa e os segundos interespaços de placa são providos em ordem alternada no conjunto de placas (2), onde a entrada e as saídas da placa trocadora de calor (1) estão localizadas em uma porção central do trocador de calor de placa (2), e onde o conjunto de placas (2) é colocado entre placas de extremidade em cada lado do conjunto de placas (2), caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das placas de extremidade é provida com conexões em uma porção central de pelo menos uma placa de extremidade e que a localização das conexões na pelo menos uma placa de extremidade corresponde à localização da entrada e saídas da placa trocadora de calor (1), em que pelo menos uma conexão (19, 20, 44, 45) da extremidade da placa (3) é colocada em uma parte de conexão (60) na placa de extremidade onde a parte de conexão (60) se estende ao longo de um eixo vertical da placa de extremidade correspondente ao eixo central (X) da placa trocadora de calor (1), e que a parte de conexão (60) se projeta a partir da placa de extremidade (3) em uma direção para fora a partir do conjunto de placas (2) e a parte de conexão (60) é colocada como uma parte reforçada da placa de extremidade (3).

2. Trocador de calor de placa de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um eixo central (X) se estende substancialmente central entre duas bordas laterais (7, 8) de cada placa trocadora de calor (1) e substancialmente verticalmente quando o conjunto de placas (2) é colocado em uma posição normal de uso, e que as portas (17, 18, 42, 43, 50) da placa trocadora de calor (1) estão localizadas ao longo do eixo central (X).

3. Trocador de calor de placa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a parte de conexão (60) se projeta equilateralmente ao longo de sua extensão longitudinal para formar uma forma substancialmente triangular que tem a base em direção à placa de extremidade (3).

4. Trocador de calor de placa de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma conexão (19, 20, 44, 45) é arranjada em cada um dos lados da parte de conexão (60).

5. Trocador de calor de placa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a parte de conexão (60) é uma parte integrada da placa de extremidade (3).

6. Trocador de calor de placa de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a placa de extremidade (3) é provida com porções de reforço nas partes expostas a estresse, onde as porções de reforço são providas como espessura adicionada da placa de extremidade (3).