Lámina de transferencia de calor para intercambiador de calor regenerativo rotatorio.

Una lámina de transferencia de calor (360) para un intercambiador de calor regenerativo rotatorio

(10), teniendo la lámina de transferencia de calor (360):

una pluralidad de características de espaciamiento de láminas (59) que se extienden a lo largo de la lámina de transferencia de calor (360) sustancialmente en paralelo a una dirección de flujo de gas, definiendo las características de espaciamiento de láminas (59) una parte de un paso de flujo entre una lámina de transferencia de calor (360) adyacente; y

una superficie ondulante (368) dispuesta entre cada par de características de espaciamiento de láminas adyacentes (59), caracterizada por que:

la superficie ondulante (368) está formada por unos lóbulos (376) que se van angulando cada vez más con respecto a las características de espaciamiento de láminas (59) a lo largo de la longitud (L) de la lámina de transferencia de calor (360).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13180839.

Solicitante: ARVOS Technology Limited.

Inventor/es: O\'BOYLE,KEVIN J.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > INTERCAMBIADORES DE CALOR, NO PREVISTOS EN NINGUNA... > Aparatos cambiadores de calor regenerativos en los... > F28D19/04 (utilizando masas rígidas, p. ej. colocadas en un soporte móvil)
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Ilustración 1 de Lámina de transferencia de calor para intercambiador de calor regenerativo rotatorio.
Ilustración 2 de Lámina de transferencia de calor para intercambiador de calor regenerativo rotatorio.
Ilustración 3 de Lámina de transferencia de calor para intercambiador de calor regenerativo rotatorio.
Ilustración 4 de Lámina de transferencia de calor para intercambiador de calor regenerativo rotatorio.
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Lámina de transferencia de calor para intercambiador de calor regenerativo rotatorio.

Texto extraído del PDF original:

DESCRIPCIÓN

Lámina de transferencia de calor para intercambiador de calor regenerativo rotatorio

Campo técnico Los dispositivos descritos en el presente documento se refieren a láminas de transferencia de calor del tipo encontrado en los intercambiadores de calor regenerativos rotatorios. Una lámina de transferencia de calor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce, por ejemplo, a partir del documento US 2596642.

Antecedentes Los intercambiadores de calor regenerativos rotatorios se usan habitualmente para recuperar el calor de los gases de combustión que salen de un horno, un generador de vapor o un equipo de tratamiento de gases de combustión.

Los intercambiadores de calor regenerativos rotatorios convencionales tienen un rotor montado en una carcasa que define un conducto de entrada de gases de combustión y un conducto de salida de gases de combustión para el flujo de gases de combustión calentados a través del intercambiador de calor. La carcasa define además otro conjunto de conductos de entrada y de conductos de salida para el flujo de las corrientes de gas que reciben la energía térmica recuperada.

El rotor tiene unas particiones radiales o diafragmas que definen unos compartimentos entre los mismos para soportar cestas o bastidores para sujetar las láminas de transferencia de calor. Las láminas de transferencia de calor se apilan en las cestas o los bastidores. Habitualmente, una pluralidad de láminas se apilan en cada cesta o bastidor. Las láminas se apilan estrechamente en una relación espaciada dentro de la cesta o el bastidor para definir unos pasos entre las láminas para el flujo de los gases. En las patentes de Estados Unidos Nos. 2.596.642; 2.940.736; 4.363.222; 4.396.058; 4.744.410; 4.553.458; 6.019.160; y 5.836.379 se proporcionan ejemplos de láminas de elementos de transferencia de calor.

El gas caliente se dirige a través del intercambiador de calor para transferir calor a las láminas. A medida que gira el rotor, la corriente de gas de recuperación (flujo lateral de aire) se dirige a través de las láminas calentadas, haciendo de este modo que se caliente el gas de recuperación. En muchos casos, la corriente de gas de recuperación consiste en aire de combustión que se calienta y se suministra a un horno o un generador de vapor. En lo sucesivo en el presente documento, la corriente de gas de recuperación se denominará aire de combustión o aire. En otras formas de intercambiadores de calor regenerativos rotatorios, las láminas son estacionarias y se hacen girar los conductos de gas de combustión y de gas de recuperación. Sumario de la invención

En un aspecto, se describe una lámina de transferencia de calor que tiene utilidad en intercambiadores de calor regenerativos rotatorios. El flujo de gas se adapta a través de la lámina de transferencia de calor desde un borde delantero a un borde trasero. La lámina de transferencia de calor se define, en parte, por una pluralidad de características de espaciamiento de láminas, tales como unas nervaduras (también conocidas como “muescas”) o unas partes planas que se extienden sustancialmente en paralelo a la dirección del flujo de un fluido de transferencia de calor, tal como aire o gas de combustión. Las características de espaciamiento de láminas forman espaciadores entre las láminas de transferencia de calor adyacentes. La lámina de transferencia de calor también incluye unas superficies ondulantes que se extienden entre las características de espaciamiento de láminas adyacentes, definiéndose cada superficie ondulante por unos lóbulos (también conocidos como “ondulaciones” o “corrugaciones”). Los lóbulos de las superficies ondulantes se extienden en un ángulo Au en relación con las características de espaciamiento de láminas. El ángulo Au cambia para cada uno de los lóbulos para proporcionar una geometría de superficie que varía de manera continua. Breve descripción de los dibujos

La materia objeto descrita en la descripción de las realizaciones preferidas se indica especialmente y se reivindica claramente en las reivindicaciones en la conclusión de la memoria descriptiva. Las características y ventajas anteriores y otras son evidentes a partir de la siguiente descripción detallada considerada en relación con los dibujos adjuntos en los que: La figura 1 es una vista en perspectiva parcialmente transversal de un intercambiador de calor regenerativo rotatorio de la técnica anterior. La figura 2 es una vista en planta desde arriba de una cesta que incluye tres láminas de transferencia de calor de la técnica anterior.

La figura 3 es una vista en perspectiva de una parte de las tres láminas de transferencia de calor de la técnica anterior mostradas en una configuración apilada. La figura 4 es una vista en alzado lateral de una lámina de transferencia de calor de la técnica anterior.

La figura 5 es una vista en alzado lateral de una lámina de transferencia de calor que tiene dos geometrías de superficie diferentes en la misma lámina (no forma parte de la invención). La figura 6 es una vista en alzado en sección transversal de una parte de la lámina de transferencia de calor, tomada en la sección VI-VI de la figura 5. La figura 7 es una vista en alzado en sección transversal de una parte de la lámina de transferencia de calor, tomada en la sección VII-VII de la figura 5.

La figura 8 es una vista en alzado lateral de una realización de una lámina de transferencia de calor que muestra otra disposición de dos geometrías de superficie diferentes en la misma lámina (no forma parte de la invención). La figura 9 es una vista en alzado lateral de otra lámina de transferencia de calor que muestra tres o más geometrías de superficie diferentes en la misma lámina (no forma parte de la invención).

La figura 10 es una vista en alzado lateral de otra realización más de una lámina de transferencia de calor que muestra una geometría de superficie que varía de manera continua a lo largo de la longitud de la lámina. La figura 11 es una vista en alzado en sección transversal de una parte de tres láminas de transferencia de calor en una relación de apilamiento (no forma parte de la invención). La figura 12 es una vista en alzado en sección transversal de una parte de tres láminas de transferencia de calor en una relación de apilamiento (no forma parte de la invención).

La figura 13 es una vista en alzado lateral de una lámina de transferencia de calor de acuerdo con una realización de la presente invención que tiene dos geometrías de superficie diferentes en la misma lámina (no forma parte de la invención).

Descripción de las realizaciones preferidas

Haciendo referencia a la figura 1, un intercambiador de calor regenerativo rotatorio, generalmente indicado por el número de referencia 10, tiene un rotor 12 montado en una carcasa 14. La carcasa 14 define un conducto de entrada de gases de combustión 20 y un conducto de salida de gases de combustión 22 para adaptar el flujo de una corriente de gases de combustión calentados 36 a través del intercambiador de calor 10. La carcasa 14 define además un conducto de entrada de aire 24 y un conducto de salida de aire 26 para adaptar el flujo del aire de combustión 38 a través del intercambiador de calor 10. El rotor 12 tiene unas particiones radiales 16 o diafragmas que definen unos compartimentos 17 entre los mismos para soportar las cestas (bastidores) 40 de las láminas de transferencia de calor (también conocidas como “elementos de transferencia de calor”). El intercambiador de calor 10 se divide en un sector de aire y un sector de gas de combustión por las placas de sector 28, que se extienden a través de la carcasa 14 adyacente a las caras superior e inferior del rotor 12. Aunque la figura 1 representa una sola corriente de aire 38, pueden adaptarse múltiples corrientes de aire, tales como configuraciones de tres sectores y de cuatro sectores. Estas proporcionan múltiples corrientes de aire precalentado que pueden dirigirse para usos diferentes.

Como se muestra en la figura 2, un ejemplo de una cesta de lámina 40 (en lo sucesivo en el presente documento “cesta 40”) incluye un bastidor 41 en el que se apilan las láminas de transferencia de calor 42. Aunque solo se muestra un número limitado de láminas de transferencia de calor 42, se apreciará que la cesta 40 se llenará habitualmente con las láminas de transferencia de calor 42. Como también se ve en la figura 2, las láminas de transferencia de calor 42 están estrechamente apiladas en una relación espaciada dentro de la cesta 40 para formar unos pasos 44 entre las láminas de transferencia de calor adyacentes 42. Durante el funcionamiento, el aire o el gas de combustión fluyen a través de los pasos 44. Haciendo referencia a ambas figuras 1 y 2, la corriente de gas de combustión calentado 36 se dirige a través del sector de gas del intercambiador de calor 10 y transfiere calor a las láminas de transferencia de calor 42. A continuación, las láminas de transferencia de calor 42 se hacen girar alrededor del eje 18 en el sector de aire del intercambiador de calor 10, en el que el aire de combustión 38 se dirige a través de las láminas de transferencia de calor 42 y se calienta de este modo. Haciendo referencia a las figuras 3 y 4, las láminas de transferencia de calor convencionales 42 se muestran en una relación apilada. Habitualmente, las láminas de transferencia de calor 42 son elementos planos de acero que se han conformado para incluir una o más nervaduras 50 (también conocidas como “muescas”) y unas superficies ondulantes 52 definidas, en parte, por los picos de ondulación 53. Los picos de ondulación 53 se extienden hacia arriba y hacia debajo de una manera alterna (también conocida como “corrugaciones”). Las láminas de transferencia de calor 42 también incluyen una pluralidad de nervaduras más grandes 50 que tienen, cada una de las mismas, unos picos de nervadura 51 que están colocados a intervalos espaciados generalmente equidistantes y que funcionan para mantener el espaciamiento entre las láminas de transferencia de calor adyacentes 42 cuando se apilan adyacentes entre sí y cooperan para formar los lados de los pasos (44 de la figura 2). Estos adaptan el flujo de aire o de gas de combustión entre las láminas de transferencia de calor 42. Todos los picos de ondulación 53 que definen las superficies ondulantes 52 en la lámina de transferencia de calor de la técnica anterior 42 son de la misma altura. Como se muestra en figura 4, las nervaduras 50 se extienden en un ángulo predeterminado (por ejemplo, 0 grados) en relación con el flujo de aire o de gas de combustión a través del rotor (12 de la figura 1). Los picos de ondulación 53 que definen las superficies ondulantes 52 en la técnica anterior están dispuestos en el mismo ángulo Au en relación con las nervaduras y, por lo tanto, el mismo ángulo en relación con el flujo de aire o de gas de combustión indicado por las flechas marcadas como “flujo de aire”. Las superficies ondulantes 52 actúan, entre otras cosas, para aumentar la turbulencia en el aire o el gas de combustión que fluye a través de los pasos (44 de la figura 2) y, por lo tanto, alterar la capa límite térmica en la superficie de la lámina de transferencia de calor 42. De esta manera, las superficies ondulantes 52 mejoran la transferencia de calor entre la lámina de transferencia de calor 42 y el aire o el gas de combustión. Como se muestra en las figuras 5-7, una nueva lámina de transferencia de calor 60 tiene una longitud L sustancialmente paralela a una dirección del flujo de fluido de transferencia de calor (en lo sucesivo en el presente documento “aire o gas de combustión”) y se extiende desde un borde delantero 80 a un borde trasero 90. Las expresiones “borde delantero” y “borde trasero” se usan en el presente documento para mayor comodidad. Se relacionan con el flujo del aire caliente a través de la lámina 60 indicado por las flechas y etiquetado como “flujo de aire”. La lámina de transferencia de calor 60 puede usarse en lugar de las láminas de transferencia de calor convencionales 42 en un intercambiador de calor regenerativo rotatorio. Por ejemplo, las láminas de transferencia de calor 60 pueden apilarse e insertarse en una cesta 40 para su uso en un intercambiador de calor regenerativo rotatorio. La lámina de transferencia de calor 60 incluye unas características de espaciamiento de láminas 59 formadas en la misma, que efectúan el espaciamiento deseado entre las láminas 60 y forman los pasos de flujo 61 entre las láminas de transferencia de calor adyacentes 60 cuando las láminas 60 se apilan en la cesta 40 (figura 2). Las características de espaciamiento de láminas 59 se extienden en una relación espaciada sustancialmente a lo largo de la longitud de la lámina de transferencia de calor (L de la figura 5) y sustancialmente en paralelo a la dirección del flujo de aire o de gas de combustión a través del rotor del intercambiador de calor. Cada paso de flujo 61 se extiende a lo largo de toda la longitud L de la lámina 60, desde el borde delantero 80 al borde trasero 90, entre las nervaduras adyacentes 62. En la realización mostrada en las figuras 6 y 7, las características de espaciamiento de láminas 59 se muestran como las nervaduras 62. Cada nervadura 62 se define por un primer lóbulo 64 y un segundo lóbulo 64’. El primer lóbulo 64 define un pico (ápice) 66 que se dirige hacia fuera desde un pico 66’ definido por el segundo lóbulo 64’ en una dirección generalmente opuesta. Una altura total de una nervadura 62 entre los picos 66 y 66’, respectivamente, es HL. Los picos 66, 66’ de las nervaduras 62 se acoplan con las láminas de transferencia de calor adyacentes 60 para mantener el espaciamiento entre las láminas de transferencia de calor adyacentes. Las láminas de transferencia de calor 60 pueden disponerse de tal manera que las nervaduras 62 en una lámina de transferencia de calor se localicen aproximadamente a mitad de camino entre las nervaduras 62 en las láminas de transferencia de calor adyacentes para su soporte. Este es un avance significativo en la industria, ya que anteriormente no se sabía cómo crear dos tipos diferentes de ondulaciones en una sola lámina. La presente invención lo hace sin la necesidad de juntas o soldaduras entre las secciones de ondulación. También se contempla que las características de espaciamiento de láminas 59 puedan ser de otras formas para efectuar el espaciamiento deseado entre las láminas 60 y formar los pasos de flujo 61 entre las láminas de transferencia de calor adyacentes 60.

Como se muestra en las figuras 11 y 12 (no forman parte de la invención), la lámina de transferencia de calor 360 puede incluir las características de espaciamiento de láminas 59 en forma de regiones planas que se extienden longitudinalmente 88 que son sustancialmente paralelas a están espaciadas por igual con, las nervaduras 62 de una lámina de transferencia de calor adyacente, sobre la que descansan las nervaduras 62 de la lámina de transferencia de calor adyacente. Al igual que las nervaduras 62, las regiones planas 88 se extienden sustancialmente a lo largo de toda la longitud L de la lámina de transferencia de calor 360. Por ejemplo, como se muestra en la figura 11, la lámina 360 puede incluir las nervaduras alternas 62 y las regiones planas alternas 88, que descansan sobre las nervaduras alternas 62 y las regiones planas alternas 88 de una lámina adyacente 60. Como alternativa, como se muestra en la figura 12, una lámina de transferencia de calor 360 puede incluir todas las regiones planas que se extienden longitudinalmente 88, incluyendo la otra lámina de transferencia de calor 360 todas las nervaduras 62.

Todavía haciendo referencia a las figuras 5-7, dispuestas en la lámina de transferencia de calor 60 entre las características de espaciamiento de láminas 59, están varias superficies ondulantes 68 y 70. Cada superficie ondulante 68 se extiende sustancialmente en paralelo a las otras superficies ondulantes 68 entre las características de espaciamiento de láminas 59.

Como se muestra en la figura 6, cada superficie ondulante 68 se define por unos lóbulos (ondulaciones o corrugaciones) 72, 72’. Cada lóbulo 72, 72’ define, en parte, un canal en forma de U que tiene unos picos respectivos 74, 74’ cada lóbulo 72, 72’ se extiende a lo largo de la lámina de transferencia de calor 60 en una dirección definida a lo largo de las crestas de sus picos 74, 74’, como se muestra en la figura 5. Cada una de las superficies ondulantes 68 tiene una altura de pico a pico Hu1. Haciendo referencia ahora a las figuras 5 y 7, cada superficie ondulante 70 se extiende sustancialmente en paralelo a las otras superficies ondulantes 70 entre las características de espaciamiento de láminas 59. Cada superficie ondulante 70 incluye un lóbulo (ondulación o corrugación) 76 que sobresale en una dirección opuesta con respecto a otro lóbulo (ondulación o corrugación) 76’. Cada lóbulo 76, 76’ define, en parte, un canal 61 que tiene unos picos respectivos 78, 78’ cada lóbulo 76, 76’ se extiende a lo largo de la lámina de transferencia de calor 60 en una dirección definida a lo largo de las crestas de sus picos 74, 74’, como se muestra en la figura 6. Cada una de las superficies ondulantes 70 tiene una altura de pico a pico Hu2.

Los lóbulos 72, 72’ de las superficies ondulantes 68 se extienden en ángulos diferentes que los lóbulos 76, 76’ de las superficies ondulantes 70, con respecto a las características de espaciamiento de láminas 59, como se indica por los ángulos Au1 y Au2, respectivamente. Las características de espaciamiento de láminas 59 son generalmente paralelas a la dirección de flujo principal del aire o el gas de combustión a través de la lámina de transferencia de calor 60. Como se muestra en la figura 5, los canales de las superficies ondulantes 68 se extienden sustancialmente en paralelo a la dirección de las características de espaciamiento de láminas 59 los canales de las superficies ondulantes 70 se angulan en la misma dirección que los picos de ondulación 78. Como se muestra, si Au1 es de cero grados, entonces Au2 en esta realización es de aproximadamente 45 grados. Por el contrario, como se muestra en la figura 4, todas las superficies ondulantes 52 en las láminas de transferencia de calor convencionales 42 se extienden en el mismo ángulo, Au, en relación con las características de espaciamiento de láminas 59. Los ángulos descritos en el presente documento solo tienen fines ilustrativos. Debe entenderse que la invención abarca una amplia diversidad de ángulos.

La longitud L1 de las superficies ondulantes 68 de la figura 5 (y la figura 8) pueden seleccionarse basándose en factores tales como el flujo de fluido de transferencia de calor, la transferencia de calor deseada, la localización de la zona en la que el ácido sulfúrico, los compuestos condensables la materia particulada se recogen sobre la superficie de transferencia de calor la penetración deseada del soplador de hollín para la limpieza. Los sopladores de hollín se han usado para limpiar láminas de transferencia de calor. Estos suministran un chorro de aire de alta presión o vapor a través de los pasos (44 de la figura 2, 61 de las figuras 6, 7, 11, 12) entre los elementos apilados para desalojar los depósitos de partículas de la superficie de las láminas de transferencia de calor. Para ayudar en la eliminación de los depósitos que se formarán en la superficie de transferencia de calor durante el funcionamiento, puede ser deseable seleccionar L1 para que sea una distancia tal que la totalidad o una parte del depósito se localice en la sección de la lámina de transferencia de calor que sea sustancialmente paralela a la dirección del flujo de aire o de gas de combustión a través del rotor del intercambiador de calor (36, 38 de la figura 1). Preferentemente, sin embargo, L1 puede ser menor que un tercio de toda la longitud L de la lámina de transferencia de calor 60 y, más preferentemente, menor que la cuarta parte de toda la longitud L de la lámina de transferencia de calor 60. Esto proporciona una cantidad suficiente de superficie ondulante 70 para desarrollar el flujo turbulento del fluido de transferencia de calor y que de este modo el flujo turbulento continúe a través de la superficie ondulante 70. La superficie ondulante 70 está construida para ser lo suficientemente rígida como para soportar toda la serie de condiciones de funcionamiento, incluyendo la limpieza con un chorro de soplador de hollín, para la lámina de transferencia de calor 60.

Las longitudes descritas en el presente documento solo tienen fines ilustrativos. Debe entenderse que la invención abarca una amplia diversidad de longitudes y relaciones de longitud. En general, cuanto mayor sea el contenido de azufre en el combustible, más larga debe ser L1 (y L2, L3) para un rendimiento óptimo. Además, cuanto menor sea la temperatura de salida de gases desde el precalentador de aire, más larga debe ser L1 (y L2, L3) para un rendimiento óptimo. Haciendo referencia de nuevo a las figuras 6 y 7, se contempla que Hu1 y Hu2 pueden ser iguales. Como alternativa, Hu1 y Hu2 pueden diferir. Por ejemplo, Hu1 puede ser menor que Hu2 tanto Hu1 como Hu2 son menores que HL. Por el contrario, como se muestra en la figura 4, todas las superficies ondulantes 52 en las láminas de transferencia de calor convencionales 42 son de la misma altura.

El modelado de CFD de los inventores ha demostrado que la realización de la figura 5 permite mantener una velocidad y una energía cinética más altas del chorro de soplador de hollín en una localización más profunda dentro del paso de flujo (61 de las figuras 6 y 7), lo que se espera que conduzca a una mejor limpieza. Se cree que la realización de la figura 5 permite una mejor limpieza por un chorro de soplador de hollín, o potencialmente la limpieza de un depósito pegajoso en la superficie de transferencia de calor, ya que las superficies ondulantes 68 se alinean mejor con un chorro dirigido hacia el borde delantero 80, permitiendo de este modo una mayor penetración del chorro de soplador de hollín a lo largo de los pasos de flujo (61 de las figuras 6, 7). Además, cuando la configuración de la superficie ondulante 68 proporciona una mejor línea de visión entre las láminas de transferencia de calor 60, la lámina de transferencia de calor que se describe en el presente documento se hace más compatible con un detector de radiación infrarroja (punto caliente). La realización de la figura 5 ha demostrado tener una baja susceptibilidad al aleteo durante los ensayos de soplado de hollín. En general, no es deseable el aleteo de las láminas de transferencia de calor ya que provoca una deformación excesiva de las láminas, además de que hace que se desgasten unas contra otras y, por lo tanto, reduce la vida útil de las láminas. Puesto que las superficies ondulantes 68 se alinean sustancialmente con la dirección del chorro de soplador de hollín (flujo de aire), la velocidad y la energía cinética del chorro de soplador de hollín se mantienen a una mayor profundidad a lo largo del canal de flujo (61 de las figuras 6 y 7). Esto da como resultado que haya más energía disponible para la eliminación del depósito en la superficie de transferencia de calor. La figura 8 muestra otra realización de una lámina de transferencia de calor 160 que incorpora tres geometrías de superficie. De una manera similar a la lámina de transferencia de calor 60, la lámina de transferencia de calor 160 tiene una serie de características de espaciamiento de láminas 59 a intervalos espaciados que se extienden longitudinalmente y sustancialmente en paralelo a la dirección del flujo del aire o el gas de combustión a través del rotor de un intercambiador de calor. La lámina de transferencia de calor 160 también incluye las superficies ondulantes 68 y 70, estando las superficies ondulantes 68 localizadas tanto en un borde delantero 80 como en un borde trasero 90 de la lámina de transferencia de calor 160. Como se muestra en las figuras 6-8, los lóbulos 72 de las superficies ondulantes 68 se extienden en la primera dirección representada por el ángulo Au1 en relación con las características de espaciamiento de láminas 59. En este caso, Au1 es cero, ya que las características de espaciamiento de láminas 59 son paralelas a los lóbulos 72. Los lóbulos 76 de las superficies ondulantes 70 se extienden en la segunda dirección Au2 en relación con las características de espaciamiento de láminas 59.

Sin embargo, la presente invención no está limitada en este sentido, ya que las superficies ondulantes 68 en el borde trasero 90 de la lámina 60 pueden angularse de manera diferente a las superficies ondulantes 68 en el borde delantero 80. Las alturas de las superficies ondulantes 68 también pueden variarse en relación con las alturas de las superficies ondulantes 70. Por ejemplo, una suma de la longitud L3 de las superficies ondulantes 68 en el borde trasero 90 y la longitud L2 de las superficies ondulantes 68 en el borde delantero 80 es menor que la mitad de la longitud L de la lámina de transferencia de calor 60. Preferentemente, es menos de un tercio de toda la longitud L de la lámina de transferencia de calor 60. La lámina de transferencia de calor 160 de la figura 8 puede usarse, por ejemplo, cuando los sopladores de hollín se dirigen tanto al borde delantero 80 como al borde trasero 90.

La lámina de transferencia de calor de la presente invención puede incluir cualquier número de diferentes geometrías de superficie a lo largo de la longitud de cada paso de flujo 61. Por ejemplo, la figura 9 representa una lámina de transferencia de calor 260 que incorpora tres geometrías de superficie diferentes. De una manera similar a las láminas de transferencia de calor 60 y 160, la lámina de transferencia de calor 260 incluye las características de espaciamiento de láminas 59 a intervalos espaciados que se extienden longitudinalmente y en paralelo a la dirección del flujo del aire o el gas de combustión a través del rotor de un intercambiador de calor y que definen los pasos de flujo 61 entre las láminas adyacentes 260. La lámina de transferencia de calor 260 también incluye las superficies ondulantes 68, 70 y 71, estando las superficies ondulantes 68 localizadas en un borde delantero 80. Como se muestra, los lóbulos 72 de las superficies ondulantes 68 se extienden en una primera dirección representada por el ángulo Au1 (como se muestra, por ejemplo, en paralelo a las características de espaciamiento de láminas 59). Los lóbulos 76 de las superficies ondulantes 70 se extienden a través de la lámina de transferencia de calor 260 en una segunda dirección en un ángulo Au2 en relación con las características de espaciamiento de láminas 59 los lóbulos 73 de las superficies ondulantes 71 se extienden a través de la lámina de transferencia de calor 260 en una tercera dirección en un ángulo Au3 en relación con las características de espaciamiento de láminas 59, que es diferente de Au2 y Au1. Por ejemplo, Au3 puede ser el ángulo negativo (reflejado) de Au2 en relación con las características de espaciamiento de láminas 59. Al igual que con las otras realizaciones desveladas en el presente documento, pueden variarse las alturas Hu1 y Hu2 de las superficies ondulantes 68, 70 71. Como se muestra, las superficies ondulantes 70 y 71 se alternan a lo largo de la lámina de transferencia de calor 260, proporcionando de este modo un aumento de la turbulencia del fluido de transferencia de calor a medida que fluye. La turbulencia entra en contacto con las láminas de transferencia de calor 260 durante un período de tiempo más largo y, por lo tanto, mejora la transferencia de calor. El flujo de remolino también sirve para mezclar el fluido que fluye y proporciona una temperatura de flujo más uniforme.

Se cree que esta turbulencia mejora la velocidad de transferencia de calor de las láminas de transferencia de calor 60 con un mínimo aumento en la caída de presión, a la vez que provoca un aumento significativo en la cantidad total de calor transferido. Haciendo referencia a la figura 10, una lámina de transferencia de calor 360 incorpora una geometría de superficie que varía de manera continua a lo largo de una pluralidad de lóbulos 376. De una manera similar a las láminas de transferencia de calor 60, 160 260, la lámina de transferencia de calor 360 incluye las características de espaciamiento de láminas 59 a intervalos espaciados que se extienden longitudinalmente y sustancialmente en paralelo a la dirección del flujo del aire o el gas de combustión a través del rotor de un intercambiador de calor y que definen los pasos de flujo, tales como los pasos de flujo 61 de las figuras 6 y 7, entre las láminas adyacentes 360.

Los pasos de flujo (de manera similar a los pasos de flujo 61 de las figuras 6, 7, 11 y 12) se crean entre las características de espaciamiento de láminas 59 bajo los lóbulos 376 de la superficie ondulante 368. Los lóbulos 376 se van angulando cada vez más con respecto a las características de espaciamiento de láminas 59 a lo largo de la longitud L de la lámina 360 desde el borde delantero 80 al borde trasero 90. Esta construcción permite que un chorro de soplador de hollín penetre desde el borde delantero 80 una mayor distancia en los pasos de flujo en comparación con los diseños de la técnica anterior. Este diseño también muestra una transferencia de calor y una turbulencia de fluido mayores cerca del borde trasero 90. La progresiva angulación de las superficies ondulantes 368 evita la necesidad de una transición brusca a las superficies ondulantes de un ángulo diferente, permitiendo al mismo tiempo que las superficies ondulantes se alineen en alguna medida con un chorro de soplador de hollín para efectuar una penetración de chorro más profunda y una mejor limpieza. Las alturas de las superficies ondulantes 368 también pueden variarse lo largo de la longitud L de la lámina de transferencia de calor 360.

La figura 11 muestra una alternativa (no forma parte de la invención) en la que las partes con los mismos números tienen la misma función que las descritas en las figuras 6 y 7. En esta alternativa, las partes planas 88 se encuentran con los picos 66 y 66’ creando un sello más eficaz entre los pasos de flujo 61 en los lados izquierdo y derecho de cada característica de espaciamiento de láminas. Los pasos de flujo se denominan “canal cerrado”.

La figura 12 muestra otra alternativa (no forma parte de la invención) en la que las partes con los mismos números tienen la misma función que las descritas en las figuras anteriores. Esta alternativa difiere de la figura 11 en que las características de espaciamiento de láminas 59 solo se incluyen en la lámina de transferencia de calor central. La figura 13 es una vista en planta desde arriba de una lámina de transferencia de calor que muestra otra disposición de dos geometrías de superficie diferentes en la misma lámina. Las partes con los mismos números de referencia que los de las figuras anteriores realizan la misma función. Esta realización es similar a la de figura 5. En esta realización, las superficies ondulantes adyacentes 70, 79 tienen unos picos 78, 81 que se angulan en las características de espaciamiento opuestas 59. Los picos de ondulación 81 forman un ángulo Au4 con respecto a las características de espaciamiento de láminas 59.

La figura 13 se usa con fines de ilustración, sin embargo, debe tenerse en cuenta que la invención cubre muchas otras realizaciones que tienen unos lóbulos paralelos de secciones onduladas adyacentes, cada una orientada con los ángulos de sus lóbulos alineados unos frente a otros.

Aunque la invención se ha descrito con referencia a las realizaciones ejemplares, se entenderá por los expertos en la materia que pueden hacerse diversos cambios y que los equivalentes pueden sustituirse por elementos de los mismos sin alejarse del alcance de la invención. Además, se apreciarán por los expertos en la materia muchas modificaciones para adaptar un instrumento, una situación o un material específicos a las enseñanzas de la invención sin alejarse del alcance esencial de la misma. Por lo tanto, se pretende que la invención no se limite a la realización específica desvelada como el mejor modo contemplado para realizar la presente invención, sino que la invención incluya todas las realizaciones que pertenezcan al alcance de las reivindicaciones adjuntas.

REIVINDICACIONES

1. Una lámina de transferencia de calor (360) para un intercambiador de calor regenerativo rotatorio (10), teniendo la lámina de transferencia de calor (360): una pluralidad de características de espaciamiento de láminas (59) que se extienden a lo largo de la lámina de transferencia de calor (360) sustancialmente en paralelo a una dirección de flujo de gas, definiendo las características de espaciamiento de láminas (59) una parte de un paso de flujo entre una lámina de transferencia de calor (360) adyacente; y una superficie ondulante (368) dispuesta entre cada par de características de espaciamiento de láminas adyacentes (59), caracterizada por que: la superficie ondulante (368) está formada por unos lóbulos (376) que se van angulando cada vez más con respecto a las características de espaciamiento de láminas (59) a lo largo de la longitud (L) de la lámina de transferencia de calor (360).

2. La lámina de transferencia de calor (360) de la reivindicación 1, en la que las características de espaciamiento de láminas (59) incluyen al menos una de entre: las nervaduras (62) y las partes planas (88).