Intercambiador de calor de gases, para calderas de combustión de sólidos.
1. Intercambiador de calor de gases, para calderas de combustión de sólidos que,
constando la caldera de una cámara de combustión (1) en la que se generan los gases a alta temperatura por acción de un quemador (2), y constando de un circuito primario de agua (3) en torno a dicha cámara de combustión (1), se caracteriza porque dispone, al menos, un conducto tubular curvado (4) en respectiva comunicación por sus extremos con la cámara de combustión (1) en la que se generan los gases a alta temperatura y con la cámara de recogida de gases (5) a la que llegan éstos, enfriados merced a la amplia superficie de intercambio con un circuito primario de agua (3) en el que va inmerso el tubular (4), para ser evacuados los gases fríos a través de la chimenea (6).
2. Intercambiador, según reivindicación 1, caracterizado porque se disponen varios conductos tubulares curvados (4), que confluyen a la entrada en la cámara de combustión (1) y en la salida en la cámara de recogida de gases (5).
3. Intercambiador, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se disponen varios conductos tubulares curvados (4) formando, al menos, un circuito tubular en espiral o helicoide (4a) que se dispone abrazando a la cámara de combustión (1) e inmerso en el circuito primario de agua (3).
4. Intercambiador, según reivindicación 3, caracterizado porque se disponen varios conductos tubulares curvados (4) formando varios sub-circuitos tubulares en espiral o helicoide (4a), (4b), (4c) que convergen a la entrada en la cámara de combustión (1) y en la salida en la cámara de recogida de gases (5) y van adosados/entrelazados entre sí abrazando a la cámara de combustión (1) e inmersos en el circuito primario de agua (3).
Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201330480.
Solicitante: Caldereria Quintin, S. L.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: PEREZ CORRAL,Camilo.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F22B1/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F22 PRODUCCION DE VAPOR. › F22B METODOS DE PRODUCCION DE VAPOR; CALDERAS DE VAPOR (conjuntos funcionales de las máquinas de vapor en las que predominan los aspectos motores F01K; retirada de los productos o residuos de combustión, p. ej. limpieza de las superficies contaminadas por combustión de tubos y quemadores, F23J 3/00; sistemas de calefacción central doméstica que emplea vapor F24D; intercambio de calor o transferencia de calor en general F28; producción de vapor en los núcleos de los reactores nucleares G21). › Métodos de producción de vapor caracterizados por la forma de producirse el calor (utilización del calor solar F24S; medios de refrigeración por camisa exterior u otros en los cuales se produce vapor que sirve para refrigerar otros aparatos, véanse las subclases correspondientes a tales aparatos).
Descripción:
OBJETO
El objeto del invento se refiere, en general, al sector industrial de las calderas de 5 combustibles sólidos, y, mas en particular, a un intercambiador de calor de gases en una caldera de combustibles sólidos.
ANTECEDENTES
En el actual estado de la técnica se conocen calderas que emplean combustibles sólidos y, para aprovechar el calor de los gases, incluyen un intercambiador de calor constituido por
una pluralidad de conductos tubulares rectos y paralelos entre sí en un circuito primario de agua el entorno de la cámara de combustión. Estas calderas se conocen genéricamente como “pirotubulares”
En, por ejemplo y entre otros, los documentos de patente ES2237230, ES2156689, ES1059434, y ES0312179 aparecen descritas calderas pirotubulares.
Un problema no resuelto en este tipo de intercambiadores en calderas pirotubulares es el de la eficiencia energética: los gases generados en la combustión, que están a alta temperatura, siguen a relativamente alta temperatura cuando alcanzan la cámara de recogida e incluso cuando son evacuados a través de la chimenea, dada la baja superficie de intercambio para transmitir el calor de los gases al circuito primario de agua.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El objeto del invento es un intercambiador de calor de nueva estructuración que, en el mismo o en un muy semejante volumen estructural de la propia caldera ofrece una mucho mayor superficie de intercambio de modo que se provecha mucho más el calor de los gases y por tanto hace que la caldera resulte mas eficiente. Se caracteriza porque, constando la 25 caldera de una cámara de combustión en la que se generan los gases a alta temperatura, y constando de un circuito primario de agua en torno a dicha cámara de combustión, se dispone una pluralidad de conductos tubulares de configuración helicoidal en respectiva comunicación por sus extremos con la cámara de combustión en la que se generan los gases a alta temperatura y con la cámara de recogida de gases, a la que llegan enfriados merced a la amplia superficie de intercambio con el circuito primario de agua en el que van inmersos.
También se caracteriza porque dichos conductos tubulares de configuración helicoidal van agrupados en una o varias series, que confluyen a la entrada en la cámara de combustión y a la salida en la cámara de recogida de gases.
Otras configuraciones y ventajas de la invención se pueden deducir a partir de la descripción siguiente, y de las reivindicaciones dependientes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Para comprender mejor el objeto de la invención, se representa en las figuras adjuntas una forma preferente de realización, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento. En este caso:
La figura 1 representa una sección general esquemática en alzado de una caldera provista del intercambiador de calor de gases de acuerdo con el invento, para un ejemplo no limitativo de realización. En esta figura se han indicado con flechas el camino que siguen los gases en su enfriamiento, desde la cámara de combustión (1) hasta la cámara de recogida de gas (5) a través de los tubulares (4) de configuración en espiral o helicoide.
FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA
Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento. No se descartan en absoluto otros modos de realización en los que se introduzcan cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.
En los dibujos de este ejemplo de realización preferida se han indicado las referencias y particularidades siguientes:
1. Cámara de combustión 2. Quemador
3. Circuito primario de agua 4. conductos tubulares curvados 5. Cámara de recogida de gases 6. Chimenea El objeto del invento es un intercambiador de calor de gases, para calderas de combustibles sólidos de las conocidas genéricamente como “pirotubulares”.
De una manera conocida, estas calderas se constituyen en una cámara de combustión (1) con uno o varios quemadores (2) de combustibles sólidos que generan gases a alta temperatura en dicha cámara de combustión (1) . Para aprovechar el calor de los gases generados en la combustión se disponen unos conductos tubulares rectos en los cuales avanzan los gases hacia una cámara de recogida mientras se enfrían al intercambiar su calor con un circuito primario de agua donde van inmersos estos conductos tubulares rectos.
De conformidad con la invención y según la realización representada, se disponen uno o varios conductos tubulares curvados (4) inmersos en el circuito primario de agua (3) y abrazando todo el perímetro de la cámara de combustión (1) .
El intercambiador de calor de gases, de acuerdo con el invento puede constar, indistintamente, de:
-un único conducto tubular (4) de configuración en espiral o helicoide abrazando a
toda o la mayor parte del perímetro de la cámara de combustión (1) ;
-varios conductos tubulares (4) de configuración en espiral o helicoide, entrelazados
entre sí abrazando a toda o la mayor parte del perímetro de la cámara de combustión (1) ; o
-varios circuitos independientes (4a) , (4b) , (4c) de configuración en espiral o
helicoide, entrelazados entre sí abrazando a toda o la mayor parte del perímetro de la cámara de combustión (1) .
La condición es que estos conductos tubulares (4) en espiral o helicoide partan de la cámara de combustión (1) desde la que admiten los gases calientes; abracen al perímetro de la cámara de combustión (1) mientras están inmersos en el circuito primario de agua (3) que lo circunda, para intercambiar el calor con ésta y enfriarse, y alcancen la cámara de recogida de gases (5) , donde llegan éstos, fríos o casi fríos, para ser evacuados a través de la chimenea (6) .
Preferentemente, se disponen varios sub-circuitos (4a) , (4b) , (4c) independientes e intercalados entre sí para formar un entramado general en torno al perímetro de la cámara de combustión (1) . Estos sub-circuitos, de configuración en espiral o helicoide, convergen en una entrada y salida comunes de modo que se ofrece una superficie máxima de intercambio de calor y, en consecuencia, una optimización del rendimiento de la caldera.
Con esta estructura, componentes y disposición de elementos:
-los gases calientes, generados en la cámara de combustión (1) acceden a los conductos tubulares (4) circulando por el interior de los diversos sub-circuitos (4a) , 10 (4b) , (4c) hacia la cámara de recogida de gas (5) ;
-los sub-circuitos (4a) , (4b) , (4c) están inmersos en el circuito primario de agua (3) y circundan a la cámara de combustión (1) . En este avance de los gases hacia la cámara de recogida de gas (5) se enfrían y calientan el agua del circuito primario (3) ;
-los gases enfriados, fríos o casi fríos, son evacuados hacia el exterior desde la 15 cámara de recogida (5) a través de la chimenea (6) ;
Con este intercambiador de calor de gases se aprovecha la energía de los gases generados en la combustión de los sólidos, incrementando el rendimiento de la caldera sin variar significativamente sus dimensiones.
Podrán ser variables los materiales, dimensiones, proporciones y, en general, aquellos otros 20 detalles accesorios o secundarios que no alteren, cambien o modifiquen la esencialidad propuesta.
Los términos en que queda redactada esta memoria son ciertos y fiel reflejo del objeto descrito, debiéndose tomar en su sentido más amplio y nunca en forma limitativa.
Reivindicaciones:
1. Intercambiador de calor de gases, para calderas de combustión de sólidos que, constando la caldera de una cámara de combustión (1) en la que se generan los gases a 5 alta temperatura por acción de un quemador (2) , y constando de un circuito primario de agua (3) en torno a dicha cámara de combustión (1) , se caracteriza porque dispone, al menos, un conducto tubular curvado (4) en respectiva comunicación por sus extremos con la cámara de combustión (1) en la que se generan los gases a alta temperatura y con la cámara de recogida de gases (5) a la que llegan éstos, enfriados merced a la amplia superficie de intercambio con un circuito primario de agua (3) en el que va inmerso el tubular (4) , para ser evacuados los gases fríos a través de la chimenea (6) .
2. Intercambiador, según reivindicación 1, caracterizado porque se disponen varios conductos tubulares curvados (4) , que confluyen a la entrada en la cámara de combustión (1) y en la salida en la cámara de recogida de gases (5) .
3. Intercambiador, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se disponen varios conductos tubulares curvados (4) formando, al menos, un circuito tubular en espiral o helicoide (4a) que se dispone abrazando a la cámara de combustión (1) e inmerso en el circuito primario de agua (3) .
4. Intercambiador, según reivindicación 3, caracterizado porque se disponen varios conductos tubulares curvados (4) formando varios sub-circuitos tubulares en espiral o helicoide (4a) , (4b) , (4c) que convergen a la entrada en la cámara de combustión (1) y en la salida en la cámara de recogida de gases (5) y van adosados/entrelazados entre sí abrazando a la cámara de combustión (1) e inmersos en el circuito primario de agua (3) .
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