INTERCAMBIADOR DE CALOR REGENERATIVO Y JUNTA RADIAL PARA SU USO CON EL MISMO Y PROCEDIMIENTO PARA SEPARAR MEDIOS GASEOSOS EN UN INTERCAMBIADOR DE CALOR REGENERATIVO.

Acumulador de calor regenerativo para el intercambio de calor de medios gaseosos con un cuerpo de acumulador de calor (10) fundamentalmente cilíndrico,

que presenta un gran número de paredes de sector (12) que discurren fundamentalmente de forma radial, en donde en cada caso dos paredes de sector (12) adyacentes delimitan un sector (15), y en donde en cada sector (15) están previstas al menos dos cámaras de acumulador de calor (19), dispuestas consecutivamente en la dirección radial del cuerpo de acumulador de calor (10), por las que pueden circular los medios gaseosos y que en la región de las superficies frontales del cuerpo de acumulador de calor (10) presentan aberturas para la circulación de entrada y salida de los medios gaseosos, y con al menos una junta radial (20) dispuesta sobre una superficie frontal del cuerpo de acumulador de calor (10), configurada para separar las corrientes de los medios gaseosos y que forma una superficie cubridora para las aberturas de las cámaras de acumulador de calor (19), en donde la junta radial (20) y el cuerpo de acumulador de calor (10) pueden girar una con relación al otro, y en donde la junta radial (20) está configurada para cubrir por completo, alternativamente, todas las aberturas de cámara de acumulador de calor sobre una de las superficies frontales durante el funcionamiento, caracterizado porque la junta radial (20) está configurada de tal modo que de las cámaras de acumulador de calor (19) de un sector (15) dispuestas radialmente unas tras otras, en cada posición de giro mutua del cuerpo de acumulador de calor y junta radial cubre parcialmente como mucho la abertura de al menos una cámara de acumulador de calor (19)

La invención se refiere a un intercambiador de calor regenerativo para el intercambio de calor de medios gaseosos con un cuerpo de acumulador de calor (10) fundamentalmente cilíndrico. Aparte de esto la invención se refiere a una junta radial para utilizarse en un intercambiador de calor regenerativo así como a un procedimiento para separar medios gaseosos en un intercambiador de calor regenerativo. El cuerpo de acumulador de calor del intercambiador de calor regenerativo presenta un gran número de paredes de sector (12) que discurren radialmente, que dividen el cuerpo de acumulador de calor en sectores (15). Dentro de un sector están previstas al menos dos cámaras de acumulador de calor (19) dispuestas consecutivamente, que están configuradas para que por ellas circulen los medios gaseosos. Además de esto para separar las corrientes gaseosas están dispuestas juntas radiales (20) sobre las superficies frontales del cuerpo de acumulador de calor, que forman superficies cubridoras para las cámaras de acumulador de calor, y cubren alternativamente las cámaras de acumulador de calor durante el funcionamiento del intercambiador de calor regenerativo, en donde las juntas radiales y el cuerpo de acumulador de calor pueden girar una con relación al otro. Para evitar la aparición de oscilaciones, que son provocadas por las diferencias de presión reinantes en el cuerpo de acumulador de calor entre las diferentes regiones gaseosas, las juntas radiales están configuradas de tal modo que, de las cámaras de acumulador de calor dispuestas radialmente unas tras otras de un sector, en cada posición de giro cubren como mucho parcialmente la abertura de al menos una cámara de acumulador de calor.

La invención se refiere a un intercambiador de calor regenerativo conforme al preámbulo de la reivindicación 1, así como a una junta radial para utilizarse en un intercambiador de calor regenerativo conforme al preámbulo de la reivindicación 8. Aparte de esto la invención se refiere a un procedimiento para separar medios gaseosos en un intercambiador de calor conforme al preámbulo de la reivindicación

11.

En los intercambiadores de calor conocidos de esta clase está previsto un cuerpo de acumulador de calor normalmente cilíndrico que está configurado para la circulación de medios gaseosos. Estos cuerpos de acumulador de calor se dividen en sectores mediante paredes que discurren radialmente, llamadas a partir de ahora paredes de sector. Las paredes de sector discurren fundamentalmente de forma continua desde el eje longitudinal del cuerpo de acumulador de calor hasta el borde de acumulador de calor y están orientadas en paralelo al eje longitudinal o están situadas en un plano con el mismo. Las paredes de sector están configuradas también de forma continua desde un lado frontal del acumulador de calor al otro. Por motivos constructivos y de costes las paredes de sector están divididas usualmente homogéneamente en el cuerpo de acumulador de calor, de tal modo que se obtienen sectores de la misma forma y del mismo volumen. Debido a que los cuerpos de acumulador de calor presentan en parte diámetros de 20 m y superiores se dividen los sectores por motivos constructivos, mediante la introducción de paredes adicionales, en varias cámaras de acumulador de calor por las que circulan medios gaseosos, en donde con frecuencia están dispuestas consecutivamente varias cámaras de acumulador de calor dentro de un sector en la dirección radial del cuerpo de acumulador de calor.

Básicamente, para el intercambio de calor entre medios gaseosos se dispone de sistemas de intercambio de calor recuperativos o regenerativos. En los intercambiadores de calor recuperativos se aplica la corriente del medio que entrega calor directamente a una o varias corrientes de medios que reciben calor y el calor se transmite directamente a través de una pared de separación. En el caso de regeneradores se transmite el calor con ayuda de un medio intermedio que acumula calor. Estos medios intermedios que acumulan calor están dispuestos, en el caso de intercambiadores de calor regenerativos, en las cámaras de acumulador de calor del cuerpo de acumulador de calor. Aquí se trata con frecuencia de capas de chapa de acero estratificadas que, en caso de necesidad, pueden estar esmaltadas. Éstas están configuradas con frecuencia como sistemas de cesto, que después pueden usarse como un todo en una cámara de acumulador de calor y llenan la misma. Alternativamente se utilizan como medios intermedios que acumulan calor parcialmente también cuerpos cerámicos o superficies calefactoras de material sintético.

En los intercambiadores de calor conocidos el cuerpo de acumulador de calor está configurado de forma fija o giratoria alrededor de su eje longitudinal, en donde en el primer caso se habla de un “estator” y en el último caso de un “rotor”. En el caso de un intercambiador de calor con un rotor la carcasa de rotor, incluyendo las conexiones de canal de gas fijadas a la misma, está configurada de forma fija, de tal modo que el rotor gira a través de las diferentes corrientes gaseosas. Por el contrario, en un intercambiador de calor con estator están dispuestas en ambos lados frontales del estator conexiones de canal de gas, las llamadas tolvas giratorias. En ambas variantes circulan por lo tanto todas las corrientes gaseosas disponibles, alternativamente, a través de las diferentes regiones del cuerpo de acumulador de calor.

El medio gaseoso que entrega calor circula por el cuerpo de acumulador de calor desde un lado frontal al otro y, por medio de esto, calienta los elementos calefactores dispuestos dentro de las diferentes cámaras de acumulador de calor, que acumulan este calor. Aparte de esto circulan uno o varios medios gaseosos que reciben calor a través del cuerpo de acumulador de calor, también desde un lado frontal al otro. Mediante el giro del rotor o de las tolvas giratorias circulan por los elementos calefactores calentados las corrientes gaseosas frías, que son calentadas de este modo por los mismos.

**(Ver fórmula)**

En el campo de las centrales de energía se conducen por ejemplo con frecuencia a través del cuerpo de acumulador de calor una corriente caliente de gases de escape, que entrega calor, y una corriente de aire fría que recibe calor. Aquí se trata del proceso del precalentamiento de aire (Luvos). A continuación el aire calentado se alimenta a una calefacción y, de forma correspondiente, se designa también como comburente o aire de combustión. El calor del comburente aumentado mediante el intercambiador de calor sustituye partes de la energía contenida en el combustible, con lo que se reduce la cantidad de combustible necesaria para la calefacción. En consecuencia se reduce también la cantidad de CO2 liberada en la calefacción.

Aparte de esto los intercambiadores de calor descritos pueden usarse también para el precalentamiento de gas (Gavos). En el caso de intercambiadores de calor que estén ejecutados como las llamadas instalaciones DeSOx, se enfría por ejemplo un gas bruto caliente con alto contenido de SOx y se calienta un gas puro con bajo contenido de SOx. En las llamadas instalaciones DeNOx se enfría a su vez un gas puro caliente con bajo contenido de NOx y se calienta un gas bruto con alto contenido de NOx.

Normalmente la corriente gaseosa que entrega calor y la o las corrientes gaseosas que reciben calor son guiadas conforme al principio de contracorriente, circulando mutuamente contrapuestas, a través del cuerpo de acumulador de calor. De este modo, en el lado al que se aplica al cuerpo de acumulador de calor el gas que entrega calor se guía también el gas que recibe calor hacia fuera del cuerpo de acumulador de calor. Aquí se habla del lado caliente del intercambiador de calor. En el lado opuesto al mismo se descarga por soplado el gas enfriado que entrega calor y se insufla el gas todavía frío que recibe calor. De forma correspondiente éste es el llamado lado frío. En el caso de un intercambiador de calor regenerativo que está configurado por ejemplo para el precalentamiento de aire, éste presenta por lo tanto en su lado caliente una entrada de gas y una salida de gas y, en su lado frío, una salida de gas y una entrada de aire. El gas de escape circula por lo tanto por una región de gas de escape, que se extiende desde el lado caliente al lado frío del intercambiador de calor, mientras que el comburente circula a través de una región de comburente, que se extiende desde el lado frío al lado caliente.

La división del cuerpo de acumulador de calor en cámaras de acumulador de calor está prevista para impedir que se mezclen entre sí... [Seguir leyendo]

1. Acumulador de calor regenerativo para el intercambio de calor de medios gaseosos con un cuerpo de acumulador de calor (10) fundamentalmente cilíndrico, que presenta un gran número de paredes de sector (12) que discurren fundamentalmente de forma radial, en donde en cada caso dos paredes de sector (12) adyacentes delimitan un sector (15), y en donde en cada sector (15) están previstas al menos dos cámaras de acumulador de calor (19), dispuestas consecutivamente en la dirección radial del cuerpo de acumulador de calor (10), por las que pueden circular los medios gaseosos y que en la región de las superficies frontales del cuerpo de acumulador de calor (10) presentan aberturas para la circulación de entrada y salida de los medios gaseosos, y con al menos una junta radial (20) dispuesta sobre una superficie frontal del cuerpo de acumulador de calor (10), configurada para separar las corrientes de los medios gaseosos y que forma una superficie cubridora para las aberturas de las cámaras de acumulador de calor (19), en donde la junta radial (20) y el cuerpo de acumulador de calor (10) pueden girar una con relación al otro, y en donde la junta radial (20) está configurada para cubrir por completo, alternativamente, todas las aberturas de cámara de acumulador de calor sobre una de las superficies frontales durante el funcionamiento, caracterizado porque la junta radial (20) está configurada de tal modo que de las cámaras de acumulador de calor (19) de un sector

(15) dispuestas radialmente unas tras otras, en cada posición de giro mutua del cuerpo de acumulador de calor y junta radial cubre parcialmente como mucho la abertura de al menos una cámara de acumulador de calor (19).

2. Intercambiador de calor regenerativo conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque la junta radial (20) está configurada de tal modo que de las cámaras de acumulador de calor (19) de un sector (15) dispuestas consecutivamente en cada posición de giro cubre por completo como mucho una cámara de acumulador de calor (19).

3. Intercambiador de calor regenerativo conforme a la reivindicación 1 ó 2, en donde la junta radial (20) comprende al menos dos brazos de junta (202), que en cada caso discurren fundamentalmente desde el eje longitudinal del cuerpo de acumulador de calor radialmente hacia fuera hasta el borde de cuerpo de acumulador de calor (13), caracterizado porque al menos un brazo de junta

(202) está configurado asimétricamente.

4. Intercambiador de calor regenerativo conforme a una de las reivindicaciones anteriores, en donde la junta radial (20) comprende al menos dos brazos de junta (202), que en cada caso discurren fundamentalmente desde el eje longitudinal del cuerpo de acumulador de calor radialmente hacia fuera hasta el borde de cuerpo de acumulador de calor (13), caracterizado porque los brazos de junta (202) están divididos en dirección radial en segmentos de brazo de junta (2022, 2023, 2024) que se conectan unos a otros, en donde las aristas exteriores de un segmento de brazo de junta (2022, 2023, 2024) son en cada caso rectilíneas y están acodadas y/o decaladas con relación a las aristas exteriores que se conectan de los segmentos de brazo de junta (2022, 2023, 2024) adyacentes.

5. Intercambiador de calor regenerativo conforme a la reivindicación 4, en donde el cuerpo de acumulador de calor (10) presenta varias paredes anulares (16) coaxiales, que dividen los sectores (15) en subsectores (17), caracterizado porque los segmentos de brazo de junta (2022, 2023, 2024) se extienden en la dirección radial del cuerpo de acumulador de calor en cada caso por uno o varios subsectores (17) que se conectan unos a otros.

6. Intercambiador de calor regenerativo conforme a la reivindicación 5, caracterizado porque al menos un brazo de junta (202) presenta tres segmentos de brazo de junta (2022, 2023, 2024), en donde un segmento interior (2022) situado más próximo al eje longitudinal del cuerpo de acumulador de calor está configurado cónicamente y se ensancha en dirección radial, un segmento central (2023) se estrecha en dirección radial y un segmento exterior (2024) se ensancha en dirección radial y está dispuesto acodado con relación al segmento central (2023).

7. Intercambiador de calor regenerativo conforme a una de las reivindicaciones anteriores, en donde la junta radial (20) comprende al menos dos brazos de junta (202), que en cada caso discurren fundamentalmente desde el eje longitudinal del cuerpo de acumulador de calor radialmente hacia fuera hasta el borde de cuerpo de acumulador de calor (13), caracterizado porque los brazos de junta (202) están configurados de la misma forma.

8. Junta radial para utilizarse en un intercambiador de calor regenerativo, que está previsto para el intercambio de calor de medios gaseosos, en donde la junta radial (20) comprende al menos dos brazos de junta (202), caracterizada porque al menos un brazo de junta (202) está configurado asimétricamente.

9. Junta radial conforme a la reivindicación 8, caracterizada porque el al menos un brazo de junta (202) presenta tres segmentos de brazo de junta (2022, 2023, 2024), que se conectan entre sí y están dispuestos consecutivamente en la dirección axial del brazo de junta, en donde un segmento exterior (2022) está configurado cónicamente y se ensancha hacia dentro en dirección axial, un

**(Ver fórmula)**

segmento central (2023) se estrecha en dirección axial y otro segmento exterior (2024) se ensancha hacia fuera en dirección axial y está dispuesto acodado con relación al segmento central (2023).

10. Junta radial conforme a la reivindicación 8 ó 9, caracterizada porque los brazos de junta

(202) están configurados de la misma forma.

11. Procedimiento para separar medios gaseosos en un intercambiador de calor regenerativo, que comprende un cuerpo de acumulador de calor (10) fundamentalmente cilíndrico, que presenta un gran número de paredes de sector (12) que discurren fundamentalmente de forma radial, en donde en cada caso dos paredes de sector (12) adyacentes delimitan un sector (15), y en donde en cada sector

(15) están previstas al menos dos cámaras de acumulador de calor (19), dispuestas consecutivamente en dirección radial, por las que pueden circular los medios gaseosos y que en la región de las superficies frontales del cuerpo de acumulador de calor (10) presentan aberturas para la circulación de entrada y salida de los medios gaseosos, en donde para separar las corrientes de los medios gaseosos sobre las superficies frontales, las aberturas de las cámaras de acumulador de calor (19) en funcionamiento se cubren por completo alternativamente, caracterizado porque de las cámaras de acumulador de calor (19) de un sector (15) dispuestas consecutivamente, se cubre parcialmente como mucho la abertura de al menos una cámara de acumulador de calor (19) en cada estado de funcionamiento.

12. Procedimiento conforme a la reivindicación 11, caracterizado porque de las cámaras de acumulador de calor (19) de un sector (15) dispuestas consecutivamente, se cubre por completo la abertura de como mucho una cámara de acumulador de calor (19) en cada estado de funcionamiento.