CUERPO MOLDEADO APILABLE Y SU USO.

Cuerpo moldeado apilable con una pluralidad de canales continuos (2) extendidos en el interior de forma esencialmente paralelos entre sí,

y con un perímetro exterior formado por generatrices que, esencialmente, se extienden paralelas a los canales, estando como mínimo una cara terminal (4,8,11) del cuerpo moldeado, en la que desembocan los canales continuos (2), diseñada con elevaciones (5, 9, 12, 14) que protruyen de un plano perpendicular a los ejes de los canales (2) y/o recesos (6, 10, 13, 15) escalonados respecto de dicho plano, y teniendo en como mínimo una cara terminal (4, 8, 11) como mínimo dos elevaciones (5, 9, 12, 14) de alturas esencialmente iguales, entre las cuales está ubicado como mínimo un receso (6, 10, 13, 15) perforado por múltiples canales (2) que desemboca en el perímetro, extendido en la dirección de los canales (2), que delimita el cuerpo moldeado, estando los canales (2) extendidos esencialmente paralelos entre si y se conducen, en cada caso, hasta la superficie de separación del cuerpo moldeado en las zonas de las elevaciones (5, 9, 12, 14) así como de los recesos (6, 10, 13, 15), debiendo las elevaciones (5, 9, 12, 14) y los recesos (6, 10, 13, 15) de la superficie de separación estar fabricados mediante corte, fresado o acepillado

Cuerpo moldeado apilable y su uso.

La presente invención se refiere a un cuerpo moldeado apilable, con una pluralidad de canales continuos (2) extendidos en el interior de forma esencialmente paralelos entre sí, y con un perímetro exterior formado por generatrices que, esencialmente, se extienden paralelas a los canales, estando como mínimo una cara terminal del cuerpo moldeado, en la que desembocan los canales continuos, diseñada con elevaciones que protruyen de un plano perpendicular a los ejes de los canales y/o recesos escalonados respecto de dicho plano, así como a un uso de un cuerpo moldeado de este tipo.

Se conocen diferentes conformaciones de cuerpos moldeados, dotados de canales continuos o perforaciones de paso, esencialmente paralelos entre sí y que, consecuentemente, tienen una gran superficie por unidad de volumen, sirviendo los cuerpos moldeados de este tipo para procesos de intercambio químicos, físicos y/o biológicos entre un medio, que circula a través de los diferentes canales o perforaciones de paso, y la superficie del cuerpo moldeado.

Del documento WO 99/48597 es posible deducir un cuerpo de catalizador con un lado de entrada y un lado de salida y con una pluralidad de canales longitudinales circulables, en el que los canales longitudinales circulables presentan secciones de canal diferentes entre si, para impedir una transposición del cuerpo de catalizador. Para fabricar grandes catalizadores, por motivos técnicos de fabricación un cuerpo de catalizador de este tipo debe ser desmontable y conformado de modo que los recesos en el cuerpo de catalizador están conformados de modo tal, que el punto más bajo de los elementos catalizadores que forman el catalizador pasa a estar ubicado de modo que resulte un receso en forma de embudo, para garantizar que las partículas individuales grandes contenidas en el gas entrante sean insufladas en un canal de sección mayor, para evitar una transposición de los canales de los elementos individuales que forman el catalizador. Un catalizador de este tipo, es apropiado, como se desprende del documento WO 99/48597, en particular, para la aplicación en conductos de gases de escape de plantas incineradoras.

En aplicaciones técnicas se conocen, por ejemplo, cuerpos moldeados prismáticos o cilíndricos que presentan, en lo esencial, canales rectos y, esencialmente, paralelos entre sí, de modo que los ejes de canales son, esencialmente, paralelos a la generatriz del cuerpo moldeado, remitiéndose en este sentido, por ejemplo, a los documentos EP-B 0 472 605, US-PS 3 983 283, US-PS 5 259 190, US-PS 5 393 499, US-PS 3 790 654 ó DE-A 36 14 347.

El documento JP 0202 1947 muestra un cuerpo de catalizador, caracterizado por paredes prominentes, para retrasar la obstrucción de los canales.

El núcleo o la matriz de cuerpos moldeados de este tipo puede componerse, de conformidad con los requerimientos, de plástico, metal, cerámica u otros materiales orgánicos o inorgánicos, utilizándose, además, tales cuerpos moldeados como cuerpos individuales o en un paquete o bien como una pluralidad de cuerpos paralelos y/o consecutivos.

Los cuerpos moldeados del tipo mencionado al comienzo con una semejante pluralidad de canales continuos o perforaciones de paso tienen, por una parte, la ventaja de poner a disposición de un fluido circulante, por ejemplo un líquido o un gas, una superficie muy grande y, en particular, en una disposición esencialmente recta también una resistencia de circulación respectivamente reducida.

En particular, en razón de técnicas de fabricación, tales cuerpos moldeados solamente pueden ser fabricados económicamente en determinados tamaños, de modo que en flujos de gas o líquido más voluminosos es necesario disponer estos cuerpos individuales en un paquete compuesto tanto de cuerpos moldeados conectados en paralelo como también de cuerpos moldeados conectados en serie. Con el propósito de la recuperación del calor se conocen paquetes de este tipo, por ejemplo, como catalizadores, tanto en el campo de grandes plantas de incineración como de regeneradores en procesos de combustión y procesos de calentamiento.

Si ahora, para conseguir en total un volumen de intercambio suficiente o una superficie de intercambio suficiente deben disponerse los cuerpos individuales de este tipo, habitualmente prismáticos con superficies inferiores y superiores planas a través de las cuales el flujo ingresa y sale, en forma consecutiva en dirección del flujo, o sea conectados en serie resultan problemas de flujo acentuados, debido a las reducidas pérdidas de presión habituales en cuerpos moldeados de este tipo.

Si se disponen los cuerpos moldeados directamente consecutivos o, en flujos verticales, sobrepuestos se producen, frecuentemente, velocidades de circulación muy diferentes dentro del paquete completo o bien dentro de la sección del paquete, de modo que en el sentido del flujo se forman las denominadas madejas, en las que se producen elevadas velocidades de circulación y, por otro lado, zonas en las que la velocidad de circulación es muy reducida. Las formaciones de madejas de este tipo tienen su origen, por un lado, en un flujo entrante no optimizado contra el paquete completo y, dado el caso, en canales de tamaños diferentes debido a las tolerancias de fabricación, pero por otro lado también en gran medida en la distribución transversal faltante del flujo dentro del paquete. Ello se produce, porque los canales individuales están cerrados uno respecto del otro y están alineados o casi alineados y no existe o es muy reducida una distancia entre diferentes cuerpos moldeados, de modo que el flujo saliente de un canal individual de un cuerpo moldeado antepuesto penetra directamente en el canal individual colocado, aproximadamente, sobre el mismo eje de un cuerpo moldeado postconectado, sin ninguna desviación especial o cambio de impulsos.

Respecto de ello se hicieron mediciones que muestran una elevada correlación de las velocidades de circulación entre la entrada del flujo a un paquete compuesto de múltiples capas conectadas en serie de cuerpos moldeados de este tipo y la salida del flujo del paquete en la misma posición de sección transversal del paquete, aunque hayan circulado a través de múltiples cuerpos moldeados de este tipo, pudiendo ser muy diferente la distribución de la velocidad de circulación sobre la sección del paquete. Una distribución transversal del flujo dentro del paquete no se produce en absoluto o sólo en medida muy reducida.

Las diferencias de flujo de este tipo se tornan muy problemáticas cuando un canal individual está obstruido localmente. Queda demostrado, que no solamente ya no es atravesado dicho canal individual sino que, también, los canales individuales de aquellos cuerpos moldeados que pre y postconectados están dispuestos sobre el mismo eje o en proximidad del mismo eje del canal obstruido son atravesados más lentamente que lo correspondiente a velocidades de circulación promedio. Expresado de forma simplificada, una obstrucción local de un canal individual de un cuerpo moldeado individual también produce una obstrucción de todos los canales de cuerpos moldeados pre y postconectados dispuestos sobre el mismo eje.

La circulación descrita no uniforme en un paquete de este tipo conduce, por ejemplo, a que en diferentes zonas el proceso de intercambio deseado entre un medio circulante y los cuerpos moldeados no se produce en absoluto o bien se produce, al menos, solamente en una medida muy menor, lo que finalmente significa que estas zonas de poca circulación no están disponibles para el proceso de intercambio o solamente lo están de forma insuficiente o incompleta. De este modo empeora el grado de eficacia del proceso de intercambio deseado, hecho que solamente puede compensarse mediante el aumento del volumen total o de la superficie total.

En aplicaciones térmicas en las que, por ejemplo, se utilizan cuerpos moldeados de este tipo como regeneradores térmicos, una circulación no uniforme a través del paquete produce también temperaturas muy diferente dentro de zonas inmediatas adyacentes. Ello se debe a que en un canal circula aire caliente que entrega su energía térmica a la pared del canal y caldea allí el material del cuerpo moldeado, mientras que en un canal sin circulación o de circulación deficiente no se produce un aporte de calor equivalente. La consecuencia de las diferencias de temperatura resultante son tensiones térmicas que, según el material, pueden producir deformaciones o destrucción local.

Para la solución de los problemas de una circulación transversal ausente se propuso, por ejemplo,...

1. Cuerpo moldeado apilable con una pluralidad de canales continuos (2) extendidos en el interior de forma esencialmente paralelos entre sí, y con un perímetro exterior formado por generatrices que, esencialmente, se extienden paralelas a los canales, estando como mínimo una cara terminal (4,8,11) del cuerpo moldeado, en la que desembocan los canales continuos (2), diseñada con elevaciones (5, 9, 12, 14) que protruyen de un plano perpendicular a los ejes de los canales (2) y/o recesos (6, 10, 13, 15) escalonados respecto de dicho plano, y teniendo en como mínimo una cara terminal (4, 8, 11) como mínimo dos elevaciones (5, 9, 12, 14) de alturas esencialmente iguales, entre las cuales está ubicado como mínimo un receso (6, 10, 13, 15) perforado por múltiples canales (2) que desemboca en el perímetro, extendido en la dirección de los canales (2), que delimita el cuerpo moldeado, estando los canales (2) extendidos esencialmente paralelos entre si y se conducen, en cada caso, hasta la superficie de separación del cuerpo moldeado en las zonas de las elevaciones (5, 9, 12, 14) así como de los recesos (6, 10, 13, 15), debiendo las elevaciones (5, 9, 12, 14) y los recesos (6, 10, 13, 15) de la superficie de separación estar fabricados mediante corte, fresado o acepillado.

2. Cuerpo moldeado, según la reivindicación 1, caracterizado porque las elevaciones (5, 9, 12, 14) y los recesos (6, 10, 13, 15) presentan una estructura simétrica, por ejemplo, en forma de rejilla.

3. Cuerpo moldeado, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las elevaciones (9, 12, 14) y recesos o escotaduras (10, 13, 15) están conformados con cantos y esquinas onduladas o biseladas.

4. Cuerpo moldeado, según la reivindicación 3, caracterizado porque las elevaciones (9, 12) o recesos (10, 13) están conformados ondulados, en particular, de forma sinusoidal o en zigzag.

5. Cuerpo moldeado, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque una estructura esencialmente regular o simétrica formada por elevaciones (9) y recesos (10) está extendida o dispuesta en un ángulo, en particular de forma diagonal, respecto de una estructura reticular formada por los canales o perforaciones de paso (2).

6. Cuerpo modular, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque ambas caras terminales (11) del cuerpo modular (9) están conformadas con elevaciones (12, 14) y/o recesos (13, 15).

7. Cuerpo moldeado, según la reivindicación 6, caracterizado porque las elevaciones (12, 14) y recesos (13, 15) están dispuestos entre sí en forma simétrica invertida en ambas caras terminales (11) del cuerpo moldeado (1).

8. Cuerpo moldeado, según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el cuerpo moldeado (1) presenta un contorno exterior rectangular, en particular cuadrado, o poligonal, en particular hexagonal.

9. Uso de un cuerpo moldeado de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8 como catalizador o como soporte de catalizador.

10. Uso de un cuerpo moldeado de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8 como elemento regenerador en regeneradores térmicos.

11. Uso de un cuerpo moldeado de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8 como elemento químicamente activo o como portador para sustancias químicamente activas.

12. Uso de un cuerpo moldeado de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8 como un elemento biológicamente activo o como portador para organismos biológicamente activos o sustancias biológicamente activas.