METODO DE FABRICACION DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR.

Un método para producir un intercambiador de calor para una caldera de gas para la producción de agua caliente,

comprendiendo el intercambiador de calor (4) una carcasa (10) que se extiende a lo largo de un primer eje (A1) y a través de la cual fluyen los humos de combustión; un tubo (11) que forma una serie de espiras (17) a lo largo de las cuales fluye agua; estando dispuestas dichas espiras (17) en el interior de la carcasa (10) para formar espacios entre espiras adyacentes (17); medios de desviación (12) para guiar dichos humos a través de dichos espacios; y medios de separación para separar espiras adyacentes (17) y formar dichos espacios; caracterizado por extrudir dicho tubo (11) integralmente con una nervadura longitudinal (22); y maquinar parcialmente dicha nervadura (22) para formar dientes (25) a lo largo de dicho tubo (11); siendo dichos dientes (25) integrales con el tubo (11) y formando dichos medios de separación

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05107265.

Solicitante: RIELLO S.P.A..

Nacionalidad solicitante: Italia.

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

Inventor/es: CANNAS,CHRISTIAN.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 5 de Agosto de 2005.

Fecha Concesión Europea: 21 de Julio de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24H1/43 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24H CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA O DE AIRE, QUE TIENEN MEDIOS PARA PRODUCIR CALOR, EN GENERAL (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor C09K 5/00; hornos de cracking térmico no catalítico C10G 9/20; dispositivos, p. ej. válvulas, para ventilación o aireación de recintos F16K 24/00; purgadores de agua de condensación o dispositivos análogos F16T; producción de vapor F22; aparatos de combustión F23; estufas domésticas u hornillas F24B, F24C; sistemas de calefacción doméstica o de otros lugares F24D; hornos, hornos de cuba, retortas F27; cambiadores de calor F28; dispositivos o elementos de calentamiento eléctrico H05B). › F24H 1/00 Calentadores de agua que tienen medios para producir calor, p. ej. caldera, calentador de agua instantáneo, calentador de agua por acumulación térmica (F24H 7/00, F24H 8/00 tienen prioridad; partes constitutivas F24H 9/00; calderas de vapor F22B; estufas u hornillas de uso doméstico con medios adicionales para calentar agua F24B 9/00, F24C 13/00). › enrollados helicoidalmente o en espiral.
  • F28D7/02D
  • F28F1/02 F […] › F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL.F28F PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS APARATOS INTERCAMBIADORES O DE TRANSFERENCIA DE CALOR (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; purgadores de agua o aire, ventilación F16). › F28F 1/00 Elementos tubulares; Conjuntos de elementos tubulares (especialmente adaptados para el movimiento F28F 5/00). › Elementos tubulares de sección transversal no circular (F28F 1/08, F28F 1/10 tienen prioridad).
  • F28F1/16 F28F 1/00 […] › formando los medios parte integrante del elemento, p. ej. formados por extrusión (F28F 1/22 tiene prioridad).

Clasificación PCT:

  • F24H1/43 F24H 1/00 […] › enrollados helicoidalmente o en espiral.
  • F28D7/02 F28 […] › F28D INTERCAMBIADORES DE CALOR, NO PREVISTOS EN NINGUNA OTRA SUBCLASE, EN LOS QUE LOS MEDIOS QUE INTERCAMBIAN CALOR NO ENTRAN EN CONTACTO DIRECTO (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; calentadores de fluidos que tienen medios para producir y transferir calor F24H; hornos F27; partes constitutivas de los aparatos intercambiadores de calor de aplicación general F28F ); APARATOS O PLANTAS DE ACUMULACION DE CALOR EN GENERAL. › F28D 7/00 Aparatos cambiadores de calor que tienen conjuntos fijos de canalizaciones tubulares para los dos medios que intercambian calor, estando cada uno de los medios en contacto con un lado de la pared de la canalización. › estando las canalizaciones enrolladas helicoidalmente (F28D 7/10 tiene prioridad).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

METODO DE FABRICACION DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR.

Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a un método para fabricar un intercambiador de calor.

Más en concreto, la presente invención se refiere a un método para fabricar un intercambiador de calor para una caldera para la producción de agua caliente.

Una caldera de gas para la producción de agua caliente comprende normalmente un quemador de gas, y por lo menos un intercambiador de calor a través del cual fluyen los humos de combustión y el agua. Algunos tipos de calderas de gas, conocidas como calderas de condensación, condensan el vapor de los humos de combustión y transfieren al agua el calor latente de los humos. Las calderas de condensación están divididas además en un primer tipo, equipado con un primer intercambiador próximo al quemador, y un segundo intercambiador únicamente para condensar los humos; y un segundo tipo, equipado solamente con un intercambiador de calor que sirve sólo para el intercambio térmico a lo largo de una primera parte, y tanto para el intercambio térmico como para la condensación del humo a lo largo de una segunda parte. Los intercambiadores de calor de función doble del tipo anterior, comprenden normalmente una carcasa que se prolonga a lo largo de un primer eje a través del cual fluyen los humos de combustión; y un tubo a lo largo del cual fluye agua, y que se prolonga a lo largo de un segundo eje y se enrolla en torno al primer eje para formar una sucesión de espiras. Los humos de combustión fluyen sobre las espiras y entre éstas, para transferir calor al agua que fluye a lo largo del tubo.

El documento EP 0 678 186 da a conocer un intercambiador de calor para una caldera de gas, para la producción de agua caliente. El intercambiador de calor comprende una carcasa que se prolonga a lo largo de un primer eje, y a través de la cual fluyen los humos de combustión; un tubo que forma una serie de secciones del tubo, a lo largo del cual fluye agua; estando dichas secciones del tubo dispuestas en el interior de dicha carcasa de modo que forman espacios entre secciones del tubo adyacentes; medios de guiado para guiar dichos humos a través de dichos espacios; y salientes para separar las secciones de tubo adyacentes.

Cada sección de tubo está dotada de una sección transversal delimitada por dos paredes planas paralelas, opuestas. Desde una de dichas paredes planas sobresalen salientes, para quedar contiguos a una pared plana sin salientes de una sección de tubo adyacente, y formar los espacios mencionados anteriormente entre secciones de tubo adyacentes.

Incluso aunque el intercambiador de calor descrito anteriormente está dotado de separadores fabricados integralmente, se requiere un proceso de hidroconformación muy costoso y de larga duración para formar los salientes en las secciones de tubo. El proceso de hidroconformación se lleva a cabo mediante una prensa que comprende las secciones de tubo entre matrices para formar las paredes planas y, al mismo tiempo, forma los salientes inyectando un fluido bajo presión elevada en el interior de las secciones de tubo. De lo que se deduce que el proceso de hidroconformación carece de flexibilidad, debido a que una modificación de la inclinación de las distribuciones o de la altura de los salientes, requiere matrices diferentes.

Además de esto, el proceso no es muy preciso y no pueden formarse separaciones pequeñas mediante secciones de tubo reforzadas.

El documento US2001/0 031 440 A1 da a conocer un intercambiador de calor, que es del tipo identificado anteriormente, y que comprende paredes de tubo dispuestas con prolongaciones para separar espacialmente las secciones de tubo. Sin embargo, este documento no da a conocer cómo se fabrican las prolongaciones.

El documento WO2004/090 434 A1 da a conocer un intercambiador de calor, acorde con el preámbulo de la reivindicación 1, y que comprende separadores de tipo peine, cada uno de los cuales tiene una parte recta que se extiende transversal a las secciones de tubo, y dientes que sobresalen de la parte recta y para a ser insertados entre las secciones de tubo. El intercambiador de calor necesita por lo menos tres separadores de tipo peine, lo que dificulta el montaje en las secciones de tubo.

Es un objetivo de la presente invención dar a conocer un método de fabricación de un intercambiador de calor para una caldera de gas para la producción de agua caliente, que supera los inconvenientes de la técnica anterior.

De acuerdo con la presente invención, se da a conocer un método de fabricación de un intercambiador de calor para una caldera de gas para la producción de agua caliente, comprendiendo el intercambiador de calor una carcasa que se prolonga a lo largo de un primer eje y a través de la cual fluyen los humos de combustión; un tubo que forma una serie de espiras a lo largo de las cuales fluye agua; estando dispuestas dichas espiras en el interior de dicha carcasa, para formar espacios entre espiras adyacentes; medios de desviación para guiar dichos humos a través de dichos espacios; y medios de separación para separar espacialmente las espiras adyacentes y formar dichos espacios; caracterizado por extrudir dicho tubo integralmente con una nervadura longitudinal; y maquinar parcialmente dicha nervadura con el objeto de formar dientes a lo largo de la longitud de dicho tubo; siendo dichos dientes integrales con el tubo y formando dicho medio de separación.

El método acorde con la presente invención tiene las ventajas de no requerir el proceso de hidroconformación, y de incrementar la precisión.

Se describirán una serie de realizaciones de la presente invención a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

la figura 1 muestra una vista frontal esquemática, con partes en sección y

partes retiradas por claridad, de una caldera de gas equipada con un

intercambiador de calor acorde con la presente invención;

la figura 2 muestra una sección a mayor escala, de un detalle del

intercambiador de calor de la figura 1;

la figura 3 muestra una vista en perspectiva de un tubo utilizado para producir

el intercambiador de la figura 1; y

las figuras 4 y 5 muestran variaciones del tubo de la figura 3.

El número 1 en la figura 1, indica en general una caldera de gas. La caldera 1 es una caldera de condensación montada en la pared, es decir en la cual se condensa el vapor de los humos de combustión, y comprende una estructura exterior 2 en la que están alojados un quemador 3; un intercambiador de calor 4; un conducto 5 de suministro de gas; una tubería 6 para suministrar una mezcla de aire-gas al quemador 3; una tubería 7 de escape de los gases de combustión; un ventilador 8 conectado a la tubería de suministro 6 y que lleva a cabo la doble función de suministrar la mezcla de aire-gas a al quemador 3 y expulsar los humos de combustión; y un circuito de agua 9. El quemador 3 está conectado a la tubería 6, tiene forma cilíndrica, y comprende una pared lateral con agujeros (no mostrados) para emitir la mezcla aire-gas y alimentar la llama. El quemador 3 está alojado en el interior del intercambiador de calor 4 que, de hecho, actúa asimismo como una cámara de combustión. El intercambiador de calor 4 es de forma sustancialmente cilíndrica, se extiende a lo largo de un eje A1 sustancialmente horizontal, y comprende una carcasa 10, a través de la cual fluyen los productos de la combustión; un tubo 11, a lo largo del cual fluye agua; y un disco 12 para dirigir los humos a lo largo de una trayectoria dada en el interior del intercambiador 4. La carcasa 10 comprende una pared lateral cilíndrica 13 en torno al eje A1; una pared anular 14 conectada a la pared lateral 13, a la tubería de suministro 6 y al quemador 3; y una pared anular 15 conectada a la pared lateral 13 y a la tubería de escape 7. El quemador 3 se prolonga, coaxialmente con el intercambiador 4, en el interior del intercambiador 4 durante una longitud dada. El tubo 11 se enrolla en torno al eje A1 para formar una espiral 16 que comprende una sucesión de espiras adyacentes 17, cada una situada cerca de la pared lateral 13, y tiene dos extremos opuestos con conectores conocidos (no mostrados) para conectar el tubo 11 al circuito de agua 9 fuera del intercambiador 4. El disco 12 está configurado para encajar con la forma del tubo enrollado 11.

El intercambiador 4 comprende tres separadores 18 para mantener las espiras 17 a una distancia dada desde la pared lateral 13.

Cada separador 18 comprende una...

 


Reivindicaciones:

1. Un método para producir un intercambiador de calor para una caldera de gas para la producción de agua caliente, comprendiendo el intercambiador de calor

(4) una carcasa (10) que se extiende a lo largo de un primer eje (A1) y a través de la cual fluyen los humos de combustión; un tubo (11) que forma una serie de espiras

(17) a lo largo de las cuales fluye agua; estando dispuestas dichas espiras (17) en el interior de la carcasa (10) para formar espacios entre espiras adyacentes (17); medios de desviación (12) para guiar dichos humos a través de dichos espacios; y medios de separación para separar espiras adyacentes (17) y formar dichos espacios; caracterizado por extrudir dicho tubo (11) integralmente con una nervadura longitudinal (22); y maquinar parcialmente dicha nervadura (22) para formar dientes

(25) a lo largo de dicho tubo (11); siendo dichos dientes (25) integrales con el tubo

(11) y formando dichos medios de separación.

2. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, caracterizado porque la nervadura integral y por consiguiente dichos dientes maquinados (25) son radiales sustancialmente con respecto a dicho tubo (11).

3. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dichos dientes (25) están maquinados para estar distribuidos homogéneamente a lo largo de la longitud de cada tubo (11).

4. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho tubo (11) está dotado de aletas.

5. Un método como el reivindicado en el cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho tubo (11) con dichos dientes está enrollado en una espiral (16) que comprende una serie de espiras (17).

6. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada diente (25) de las espiras (17) tiene una cara distal (24) sustancialmente plana, adecuada para ser colindante contra la superficie exterior (21a) de una espira antecedente (17).

7. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, caracterizado porque dicho tubo (11) tiene una sección transversal de forma ovalada; sobresaliendo cada diente (25) desde la parte del tubo (11) con el radio mayor.

8. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos dientes (25) tienen una sección transversal igual a la sección transversal de dicha nervadura (22).

9. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 4 a

8, caracterizado por la coextrusión de las aletas (28, 27, 28, 29; 26, 27) con dicha

nervadura (25) y dicho tubo (11).

Siguen tres hojas de dibujos.


 

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