Acumulador de calor con al menos un elemento acumulador.

Acumulador de calor (1) con al menos un elemento acumulador (3) que presenta ladrillos (4) de cerámica en capas superpuestas,

los cuales están dispuestos fundamentalmente formando una estructura a modo de muro (13), presentando cada ladrillo (4) una sección transversal fundamentalmente cuadrangular y/o triangular, presentando al menos algunos de los ladrillos (4) en especial pies (17) que reducen una conducción de calor desde un ladrillo (4) a otro ladrillo (4), los cuales están previstos en las esquinas del ladrillo (4), caracterizado porque los pies (17) están configurados mediante fresado del ladrillo (4) en su extremo inferior, configurándose mediante el fresado al mismo tiempo un espacio de flujo transversal (14) de sección transversal redonda con aberturas de rebose (17) laterales, e interactuando las aberturas de rebose (27) con aberturas de rebose (27) de otros ladrillos (4) para ampliar el espacio de flujo transversal (14) con varios ladrillos (4) dispuestos unos junto a otros.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/002564.

Solicitante: KBA-METALPRINT GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WERNERSTRASSE 119-129 70435 STUTTGART ALEMANIA.

Inventor/es: HANEL,MATTHIAS, DOERBECK,TILL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F27D1/04 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F27 HORNOS; APARATOS DE DESTILACIÓN.F27D PARTES CONSTITUTIVAS O ACCESORIOS DE LOS HORNOS, ESTUFAS, HOGARES O RETORTAS DE DESTILACION, EN LA MEDIDA EN QUE SON COMUNES A MAS DE UN TIPO DE HORNO (aparatos de combustión F23; calefacción eléctrica H05B). › F27D 1/00 Carcasas; Revestimientos; Paredes; Techos o bóvedas (materiales refractarios C04B; muros pantalla para cámaras de combustión F23M 3/00). › caracterizados por la forma de los ladrillos o de los bloques utilizados.
  • F28D17/02 F […] › F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL.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 17/00 Aparatos cambiadores de calor regenerativos en los cuales un agente o un cuerpo intermediario de transferencia térmica, fijo, es puesto en contacto sucesivamente con cada uno de los medios que intercambian calor, p. ej. utilizando partículas granulares. › utilizando masas rígidas, p. ej. de material poroso.
  • F28D20/00 F28D […] › Aparatos o plantas de acumulación de calor en general; Aparatos cambiadores de calor regenerativos no cubiertos por los grupos F28D 17/00 o F28D 19/00.

PDF original: ES-2423805_T3.pdf

 

Acumulador de calor con al menos un elemento acumulador.

Fragmento de la descripción:

DESCRIPCION Acumulador de calor con al menos un elemento acumulador. La invencion se refiere a un acumulador de calor con al menos un elemento acumulador que presenta piedras de molde en capas superpuestas tal como se muestra, por ejemplo, en el documento AT372364. Se conocen acumuladores de calor del tipo antes indicado. Estos se utilizan, por ejemplo, para almacenar temporalmente calor de procesos industriales sobrante para poder utilizar de forma adecuada el calor en un momento posterior. Los acumuladores de calor de este tipo se utilizan, por ejemplo, en conexion con sistemas de depuracion de gases de escape para la depuracion termica de gases de escape. El acumulador de calor presenta una carcasa en la que se dispone al menos un elemento acumulador. El elemento acumulador esta formado por un material que acumula calor, empleandose especialmente material ceramico. El material que acumula calor se presenta en forma de ladrillos que se disponen en capas superpuestas. Para cargar el acumulador de calor se conduce una corriente de medio caliente a traves del al menos un elemento acumulador de modo que este se calienta. Para descargar el acumulador de calor o para extraer el calor almacenado se conduce una corriente de medio frio a traves del elemento acumulador calentado, con lo que la corriente de medio se calienta y, tras atravesar el elemento acumulador, esta disponible como corriente de medio caliente. Los ladrillos presentan una pluralidad de canales de flujo a traves para el medio. En caso de ladrillos dispuestos en capas superpuestas, estos normalmente estan dispuestos de modo que los canales de flujo a traves de los ladrillos dispuestos abajo se alinean con los canales de flujo de los ladrillos de moldeo dispuestos arriba, es decir, mantienen con estos una conexion que permite el paso de la corriente. De este modo, el medio puede atravesar los ladrillos del elemento acumulador de abajo a arriba de forma continua. La introduccion y la extraccion de calor tienen lugar en funcion de corrientes de energia durante la carga y descarga, pudiendo ser estas corrientes de energia de diferente magnitud. Con ello pueden producirse incrementos locales de la temperatura en el acumulador de calor o en su elemento acumulador. Durante la aplicacion de calor en el acumulador de calor, se ajusta un perfil de calor. En este sentido, el acumulador de calor presenta la maxima temperatura en el lado de entrada. La temperatura del acumulador de calor disminuye desde una entrada de medio en direccion a una salida de medio del acumulador de calor, de modo que alli se presenta la temperatura mas baja. Lo mismo es valido en relacion con la distribucion de la temperatura durante la extraccion de calor. Si no se alimenta calor al acumulador de calor o no se extrae calor de este, es decir, si el acumulador de calor esta en reposo, se produce una igualacion del perfil de temperatura a traves del volumen del acumulador de calor. En este caso, la maxima temperatura y la minima temperatura que se presentan en el acumulador de calor se aproximan a una temperatura media. Esta igualacion tiene lugar principalmente debido a la conduccion de calor dentro del acumulador de calor. Dado que los ladrillos del elemento acumulador estan dispuestos en capas superpuestas, estos presentan puntos de contacto y se disponen alli fundamentalmente con un contacto superficial. Esto conduce a que un ladrillo mas caliente emita calor a un ladrillo mas frio, con lo que, con el transcurso del tiempo, se ajusta la temperatura media debido a la compensacion de temperatura de los ladrillos. A menudo no es deseable esta compensacion de la temperatura, es decir, la igualacion de la temperatura dentro del acumulador de calor, dado que, con ello, la temperatura que puede alcanzarse durante la extraccion de calor todavia solo es igual o menor que la temperatura media, pero no se corresponde aproximadamente con la elevada temperatura que se presenta durante la carga. Por tanto, la invencion se basa en el objetivo de crear un acumulador de calor con al menos un elemento acumulador en el que se mantenga un estado de distribucion de temperatura deseado tambien durante pausas de reposo mas largas. En especial, debe retrasarse o al menos reducirse la igualacion de temperatura en la direccion vertical. En este sentido, debe mantenerse preferiblemente un estado reproducible en el acumulador de calor de modo que sea posible una realizacion optima de los procesos con un elevado rendimiento. Esto significa que, durante una descarga del acumulador de calor, el medio utilizado para la descarga pueda llevarse practicamente a la elevada temperatura que se presenta durante la carga del acumulador de calor. Este objetivo se consigue, segun la invencion, con un acumulador de calor con las caracteristicas de la reivindicacion 1. En este sentido, esta previsto que los ladrillos esten dispuestos fundamentalmente formando una estructura a modo de muro. Los ladrillos en capas superpuestas se disponen, por ejemplo, en una capa inferior y una capa superior. En este caso, los ladrillos de la capa inferior estan dispuestos unos junto a otros de modo que entre los ladrillos existe en cada caso una junta de tope. Esta junta de tope debe estar cubierta fundamentalmente por ladrillos de la capa superior. En consecuencia, los ladrillos en capas superpuestas se presentan formando una estructura desfasados lateralmente unos respecto a otros, con lo que se forma la estructura a modo de muro. En cada caso, una de las fugas de tope puede estar totalmente cubierta por un ladrillo, aunque tambien por una estructura de varios ladrillos. La disposicion desfasada de los ladrillos solo puede estar prevista en una direccion, aunque tambien es posible que los ladrillos esten dispuestos desfasados entre si en dos direcciones, especialmente, perpendiculares entre si. De este modo, se reduce la conduccion de calor entre los ladrillos, en especial, entre las capas de ladrillos dispuestas una sobre otra, de modo que se impide o al menos se retarda la igualacion de la

temperatura dentro del acumulador de calor.

El ladrillo puede presentar cualquier forma, aunque preferiblemente presenta una forma de paralelepipedo, es decir, tiene una seccion transversal cuadrangular. De forma alternativa, tambien puede estar prevista una seccion transversal triangular o el ladrillo puede presentar una forma piramidal. El ladrillo esta fabricado, segun la invencion, de ceramica, es un ladrillo de ceramica. Este material se caracteriza sobre todo por su elevada resistencia termica. Esto es importante debido a los ciclos periodicos de calentamiento y enfriamiento del acumulador de calor. Los canales de flujo a traves tambien pueden presentar cualquier forma de seccion transversal. Preferiblemente, son redondos o cuadrangulares, en especial, en forma de paralelepipedo.

Un perfeccionamiento de la invencion preve que los ladrillos formen varias capas de ladrillos, estando configurado al menos un espacio de flujo transversal entre al menos dos capas de ladrillos. Normalmente, en caso de ladrillos en capas superpuestas, o tambien en caso de ladrillos que estan dispuestos en una estructura en forma de muro, los canales de flujo a traves de los ladrillos se disponen entre si formando una conexion que permite el paso de fluido de forma directa. Esto significa que el medio fluye directamente desde un canal de flujo a traves de un ladrillo a otro canal de flujo a traves de otro ladrillo. Por tanto, el medio fluye a traves del acumulador de calor fundamentalmente solo en la direccion de flujo principal del medio. Para posibilitar tambien un intercambio del medio en otras direcciones, en especial, dentro de un plano que se dispone en perpendicular a la direccion de flujo principal del medio, esta previsto el espacio de flujo transversal. Este esta configurado entre al menos dos capas de ladrillos. Esto significa que el medio, tras fluir a traves de un ladrillo de una capa de ladrillos, fluye primero en el espacio de flujo transversal para, a continuacion, llegar desde este al ladrillo de la siguiente capa de ladrillos. En este caso, la siguiente capa de ladrillos se dispone en la direccion de flujo principal del medio. De este modo, en el espacio de flujo transversal existe, para cada canal de flujo a traves del ladrillo, fundamentalmente un chorro libre, es decir, tiene lugar una difusion del medio que atraviesa el ladrillo o el canal de flujo a traves del ladrillo en el espacio de flujo transversal. Con ello, el medio que sale del canal de flujo a traves del ladrillo no fluye directamente en el canal de flujo a traves del otro cuerpo moldeado dispuesto por encima del canal de flujo a traves del primer cuerpo moldeado sino que tiene lugar una mezcla transversal del medio entre los canales de flujo a traves de los cuerpos moldeados. El espacio de flujo transversal destruye las estructuras de turbulencia que se forman durante el flujo a... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Acumulador de calor (1) con al menos un elemento acumulador (3) que presenta ladrillos (4) de ceramica en capas superpuestas, los cuales estan dispuestos fundamentalmente formando una estructura a modo de muro (13) , presentando cada ladrillo (4) una seccion transversal fundamentalmente cuadrangular y/o triangular, presentando al menos algunos de los ladrillos (4) en especial pies (17) que reducen una conduccion de calor desde un ladrillo (4) a otro ladrillo (4) , los cuales estan previstos en las esquinas del ladrillo (4) , caracterizado porque los pies (17) estan configurados mediante fresado del ladrillo (4) en su extremo inferior, configurandose mediante el fresado al mismo tiempo un espacio de flujo transversal (14) de seccion transversal redonda con aberturas de rebose (17) laterales, e interactuando las aberturas de rebose (27) con aberturas de rebose (27) de otros ladrillos (4) para ampliar el espacio de flujo transversal (14) con varios ladrillos (4) dispuestos unos junto a otros.

2. Acumulador de calor segun la reivindicacion 1, caracterizado porque los ladrillos (4) forman varias capas de ladrillo (5, 6) , formandose entre al menos dos capas de ladrillos (5, 6) al menos un espacio de flujo transversal (14) .

3. Acumulador de calor segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por al menos un espacio de acumulacion (7, 8) configurado por debajo y/o por encima del elemento acumulador (3) para un medio que fluye a traves del acumulador de calor (1) .

4. Acumulador de calor segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por al menos una entrada de medio (9) en el espacio de acumulacion (7) asociado, estando prevista la entrada de medio

(9) de forma transversal a la direccion de flujo a traves (2) del medio a traves de los ladrillos (4) .

5. Acumulador de calor segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por al menos una salida de medio (10) en el espacio de acumulacion (8) asociado, estando prevista la salida de medio (10) de forma transversal a la direccion de flujo (2) del medio a traves de los ladrillos (4) .

6. Acumulador de calor segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el ladrillo (4) es un ladrillo hexagonal en forma de celda de panal.


 

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