Método de producción de un intercambiador de calor, e intercambiador de calor producido utilizando un método de este tipo.

Un método para producir un intercambiador de calor que comprende una carcasa (2) para conducir los gases de combustión; y un miembro alargado hueco

(3) para conducir un líquido, y enrollado alrededor de un eje (A) para formar un número de espiras adyacentes (13) y una separación de tamaño predeterminado entre las espiras adyacentes (13), que se alojan en la carcasa (2); caracterizado por que el método comprende las etapas de:

- enrollar el miembro alargado hueco (3) alrededor del eje (A) con un paso de bobina tal que las espiras adyacentes (13) entran en contacto entre sí o se separan por una distancia menor que el tamaño predeterminado de la separación; e

- insertar separadores entre las espiras adyacentes (13); estando dichos separadores diseñados para definir el tamaño predeterminado de la separación entre las espiras adyacentes (13), y para comprimirse entre las espiras adyacentes (13) por la fuerza elástica (F) del miembro alargado hueco enrollado (3).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2011/000821.

Solicitante: RIELLO S.P.A..

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA ING. PILADE RIELLO, 7 LEGNAGO ITALIA.

Inventor/es: BENZONI,CARLO, CASIRAGHI,STEFANO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA... > F24H8/00 (Calentadores de fluidos que tienen medios de producción de calor especialmente concebidos para extraer por condensación el calor latente de los humos)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA... > Calentadores de agua que tienen medios para producir... > F24H1/43 (enrollados helicoidalmente o en espiral)

PDF original: ES-2526779_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método de producción de un intercambiador de calor, e intercambiador de calor producido utilizando un método de este tipo

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método de producción de un intercambiador de calor de condensación.

Más específicamente, la presente invención se refiere a un método para producir un intercambiador de calor que comprende una carcasa para la conducción de los humos de combustión; y un miembro alargado hueco para la conducción de un líquido, normalmente agua, y enrollado alrededor de un eje dado para formar un número de espiras adyacentes y una separación de tamaño predeterminado entre las espiras adyacentes. El miembro alargado hueco enrollado se aloja en la carcasa con el fin de entrar en contacto con los humos de combustión o, más en general, con los gases calientes que contienen vapor.

Antecedentes de la técnica

Los intercambiadores del tipo anterior están diseñados para dirigir los gases calientes entre las espiras adyacentes para optimizar el intercambio de calor entre los gases calientes y un líquido; para hacer esto, el tamaño y la forma de la sección transversal del miembro alargado hueco y el tamaño de la separación entre las espiras adyacentes son parámetros de diseño importantes.

Los intercambiadores de calor del tipo anterior se conocen y diseñan para su montaje en calderas de condensación, describiéndose ejemplos significativos de los mismos en los documentos EP 1.627.19 B1; EP 1.6.78 A1; EP 1.75.7 A1; EP 1.75.69 A1; y EP 1.752.718 A1.

El documento EP 1.627.19 B1 describe un método de producción de intercambiadores de calor que comprende las etapas de extruir un miembro alargado hueco recto; enrollar el miembro alargado hueco alrededor de un eje dado para formar un número de espiras adyacentes; y colocar separadores entre las espiras adyacentes. Las espiras y los separadores se mantienen normalmente unidos por tirantes que se extienden en paralelo al eje dado, o por otros dispositivos de retención para mantener el tamaño diseñado de la separación. El documento WO 24/36121 A1 en realidad ¡lustra un intercambiador de calor en el que un miembro alargado hueco enrollado se comprime mediante tirantes paralelos al eje de bobina. Sin los tirantes, el miembro alargado hueco enrollado se sometería a tensión inducida tanto por el líquido que fluye dentro del mismo como por las variaciones térmicas. Más específicamente, el líquido presurizado que fluye en el interior del miembro alargado hueco enrollado produce una fuerza que tiende a separar las espiras y desenrollar el miembro alargado hueco. Esto se conoce como el efecto Bourdon y se utiliza comúnmente en los manómetros. Cuando las paredes del miembro alargado hueco son muy finas, las mismas se pueden deformar por el líquido presurizado, alterando de este modo el tamaño de la separación y la eficiencia del intercambiador de calor.

La fabricación del intercambiador de calor implica, por tanto, el montaje de numerosas piezas, y un coste considerable en términos de materiales y mano de obra.

Divulgación de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un método sencillo de bajo coste de producción de un intercambiador de calor del tipo anterior.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método de producción de un intercambiador de calor altamente eficiente que comprende un pequeño número de piezas.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método de producción de un intercambiador de calor que comprende una carcasa para la conducción de los humos de combustión; y un miembro alargado hueco para la conducción de un líquido, y enrollado alrededor de un eje para formar una serie de espiras adyacentes y una separación de tamaño predeterminado entre las espiras adyacentes, que se encuentran en la carcasa; comprendiendo el método las etapas de:

- enrollar el miembro alargado hueco alrededor del eje con un paso de bobina tal que las espiras adyacentes entran en contacto entre sí o se separan por una distancia menor que el tamaño predeterminado de la separación; e

- insertar separadores entre las espiras adyacentes; diseñándose dichos separadores para definir el tamaño predeterminado de la separación entre las espiras adyacentes, y que se tienen que comprimir entre las espiras adyacentes por la fuerza elástica del miembro alargado hueco enrollado.

En virtud de la presente invención, el miembro alargado hueco enrollado se hace flexible y se comporta como un muelle helicoidal: los separadores y el paso de bobina se diseñan, de hecho, para producir la deformación elástica del miembro alargado hueco enrollado, lo que produce una fuerza de precarga cuando los separadores se sitúan entre las espiras adyacentes. La fuerza de precarga se puede predeterminar hasta una cierta extensión seleccionando apropiadamente el paso de bobina, la rigidez del miembro alargado hueco, y la deformación inducida por los separadores, y sirve para contrarrestar el efecto Bourdon que tiende a separar las espiras y a alterar el tamaño de la separación entre las mismas.

En una realización preferida de la presente invención, el miembro alargado hueco comprende un tubo y aletas longitudinales; las espiras adyacentes comprenden aletas opuestas; la etapa de insertar los separadores entre las espiras adyacentes comprende la etapa de deformar local y permanentemente las porciones de las aletas opuestas de las espiras adyacentes para formar los rebordes; y cada separador se define por al menos un reborde de una aleta deformada.

El intercambiador de calor no tiene, por tanto, tirantes o separadores que se separan del miembro alargado hueco.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un intercambiador de calor diseñado para eliminar los inconvenientes de los intercambiadores de calor conocidos.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un intercambiador de calor que comprende una carcasa para la conducción de los humos de combustión; y un miembro alargado hueco para la conducción de un liquido, y enrollado alrededor de un eje para formar una serie de espiras adyacentes y una separación de tamaño predeterminado entre las espiras adyacentes, que se alojan en la carcasa; produciéndose el intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, por lo que el miembro alargado hueco enrollado ejerce compresión sobre los separadores.

Breve descripción de los dibujos

Se describirá a modo de ejemplo una realización no limitativa de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 muestra una vista parcialmente en despiece en perspectiva del intercambiador de calor de acuerdo

con la presente invención;

La Figura 2 muestra a mayor escala, la vista lateral parcialmente en sección, con partes retiradas para mayor claridad, de un miembro alargado hueco del intercambiador de calor de la Figura 1;

Las Figuras 3 a 7 muestran detalles del miembro alargado hueco enrollado en etapas sucesivas en el método de producción de intercambiadores de calor de acuerdo con la presente invención.

Mejor modo para realizar la intención

El número 1 en la Figura 1 indica en su conjunto un intercambiador de calor que, en el ejemplo mostrado, es un intercambiador de calor de condensación diseñado para su montaje en una caldera de gas, y comprende una carcasa cilindrica 2, y un miembro alargado hueco 3 enrollado alrededor de un eje A y alojado en la carcasa 2.

La carcasa 2 comprende una pared cilindrica 4 fabricada de metal, preferentemente de aluminio, o material polimérico; y dos paredes terminales 5 y 6 montadas en la pared cilindrica 4 para formar una cámara de circulación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para producir un ¡ntercambiador de calor que comprende una carcasa (2) para conducir los gases de combustión; y un miembro alargado hueco (3) para conducir un liquido, y enrollado alrededor de un eje (A) para formar un número de espiras adyacentes (13) y una separación de tamaño predeterminado entre las espiras adyacentes (13), que se alojan en la carcasa (2); caracterizado por que el método comprende las etapas de:

- enrollar el miembro alargado hueco (3) alrededor del eje (A) con un paso de bobina tal que las espiras adyacentes (13) entran en contacto entre sí o se separan por una distancia menor que el tamaño predeterminado de la separación; e

- insertar separadores entre las espiras adyacentes (13); estando dichos separadores diseñados para definir el tamaño predeterminado de la separación entre las espiras adyacentes (13), y para comprimirse entre las espiras adyacentes (13) por la fuerza elástica (F) del miembro alargado hueco enrollado (3).

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, y que comprende la etapa de separar las espiras adyacentes (13) en una dirección paralela al eje (A) y dentro del intervalo de deformación elástica del miembro alargado hueco enrollado (3), antes de insertar los separadores; y liberar las espiras adyacentes (13) después de insertar los separadores entre las espiras adyacentes (13), por lo que la recuperación elástica del miembro alargado hueco enrollado (3) sujeta los separadores entre las espiras adyacentes (13).

3. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el miembro alargado hueco (3) comprende un tubo (14) y las aletas longitudinales (15, 16, 17, 18, 19, 2); las espiras adyacentes (13) comprenden aletas opuestas (15, 17, 18, 2); la etapa de insertar los separadores entre las espiras adyacentes (13) comprende la etapa de deformar local y permanentemente las porciones de aletas opuestas (15, 17) para formar los rebordes (23); y cada separador está definido por al menos un reborde (23) de una aleta deformada (15, 17).

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que cada separador está definido por dos rebordes (23) de las respectivas aletas deformadas opuestas (15, 17).

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, y que comprende la etapa de insertar, entre las espiras adyacentes (13), cuerpos de separación (24) diseñados para separar las espiras adyacentes (13) en una distancia, medida a lo largo del eje (A), mayor que el tamaño predeterminado de la separación.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que cada cuerpo de separación (24) comprende una primera porción (25), y una segunda porción (26) más fina que la primera porción (25); comprendiendo el método las etapas de insertar la primera porción (25) entre los tubos (14) de dos espiras adyacentes (13), e insertar la segunda porción (26) entre dos aletas opuestas (15, 17) de dos espiras adyacentes (13); deformar las aletas (15, 17) sobre la segunda porción (26) del cuerpo de separación (24) para formar dos rebordes opuestos (23); y extraer el cuerpo de separación (24), por lo que los dos rebordes opuestos (23) se sitúan en contacto entre sí.

7. Un intercambiador de calor que comprende una carcasa (2) para conducir los gases de combustión; y un miembro alargado hueco (3) para conducir un líquido, y enrollado alrededor de un eje (A) para formar un número de espiras adyacentes (13) y una separación de tamaño predeterminado entre las espiras adyacentes (13), que se alojan en la carcasa (2); produciéndose el intercambiador de calor (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, por lo que el miembro alargado hueco enrollado (3) ejerce compresión sobre los separadores.

8. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la carcasa (2) se fabrica al menos en parte de material polimérico.

9. Un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en el que el tamaño de la separación varía a lo largo de la bobina; difiriendo los separadores en altura a lo largo de la bobina.