Lámina de transferencia de calor para intercambiador de calor regenerativo rotativo.

Una lámina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) para un intercambiador de calor regenerativo rotativo (10),

teniendo la lámina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360):

una pluralidad de características (59) de espaciamiento de láminas que se extienden a lo largo de la lámina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) en sentido sustancialmente paralelo a una dirección de flujo de gas, definiendo las características (59) de espaciamiento de láminas una porción de un paso de flujo entre una lámina de transferencia de calor adyacente (60, 160, 260, 360); y

una pluralidad de superficies onduladas (68, 70) dispuestas entre cada par de características (59) de espaciamiento de láminas adyacentes, incluyendo la pluralidad de superficies onduladas (68, 70):

una primera superficie ondulada (68) formada por lóbulos (74) que se extienden a lo largo de la lámina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) en direcciones paralelas una a otra bajo un primer ángulo (Au1) con relación a las características (59) de espaciamiento de láminas, y

una segunda superficie ondulada (70) formada por lóbulos (76) que se extienden a lo largo de la lámina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) en direcciones paralelas una a otra bajo un segundo ángulo (Au2) con relación a las características (59) de espaciamiento de láminas,

caracterizada por que:

el primer ángulo (Au1) es sustancialmente igual a cero de tal manera que los lóbulos (74) de la primera superficie ondulada (68) se extienden a lo largo de la lámina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) en dirección paralela a las características (59) de espaciamiento de láminas

Lïmina de transferencia de calor para intercambiador de calor regenerativo rotativo.

Campo tïcnico Los dispositivos descritos en esta memoria se refieren a lïminas de transferencia de calor del tipo encontrado en los intercambiadores de calor regenerativos rotativos. Una lïmina de transferencia de calor segïn el preïmbulo de la reivindicaciïn 1 es conocida por el documento US 2596642.

Antecedentes Los intercambiadores de calor regenerativos rotativos se utilizan comïnmente para recuperar calor de gases de humo que salen de un horno, un generador de vapor o un equipo de tratamiento de gases de humo. Los intercambiadores de calor regenerativos rotativos convencionales tienen un rotor montado en un alojamiento que define un conducto de entrada de gas de humo y un conducto de salida de gas de humo para el flujo de gases de humo calentados a travïs del intercambiador de calor. El alojamiento define, ademïs, otro juego de conductos de entrada y conductos de salida para el flujo de corrientes de gas que reciben la energïa calorïfica recuperada. El rotor tiene tabiques o diafragmas radiales que define compartimientos entre ellos para soportar cestos o bastidores destinados a contener lïminas de transferencia de calor.

Las lïminas de transferencia de calor se apilan en los cestos o bastidores. Tïpicamente, se apilan una pluralidad de lïminas en cada cesto o bastidor. Las lïminas se apilan estrechamente en relaciïn espaciada dentro del cesto o bastidor para definir pasajes entre las lïminas para el flujo de gases. Ejemplos de lïminas de elementos de transferencia de calor se proporcionan en las patentes US Nos. 2.596.642, 2.940.736, 4.363.222, 4.396.058, 4.744.410, 4.553.458, 6.019.160 y 5.836.379.

Se dirige gas caliente a travïs del intercambiador de calor para transferir calor a las lïminas. A medida que gira el rotor, la corriente de gas de recuperaciïn (flujo lateral de aire) es dirigida sobre las lïminas calentadas, haciendo asï que se caliente el gas de recuperaciïn. En muchos casos, la corriente de gas de recuperaciïn consiste en aire de combustiïn que se calienta y se suministra a un horno o generador de vapor. En lo que sigue se harï referencia a la corriente de gas de recuperaciïn con el tïrmino de aire de combustiïn o aire. En otras formas de intercambiadores de calor regenerativos rotativos las lïminas son estacionarias y el gas de humo y los conductos de gas de humo y los conductos de gas de recuperaciïn son hechos girar.

Sumario de la invenciïn En un aspecto se describe una lïmina de transferencia de calor que tiene utilidad en intercambiadores de calor regenerativos rotativos. Se acomoda un flujo de gas a travïs de la lïmina de transferencia de calor desde un borde delantero hasta un borde trasero. La lïmina de transferencia de calor estï definida en parte por una pluralidad de caracterïsticas de espaciamiento de lïminas, tales como nervios (conocidos tambiïn como "muescas") o por porciones planas que se extienden sustancialmente paralelas a la direcciïn del flujo de un fluido de transferencia de calor tal como aire o gas de humo. Las caracterïsticas de espaciamiento de lïminas forman espaciadores entre lïminas de transferencia de calor adyacentes. La lïmina de transferencia de calor incluye tambiïn superficies onduladas que se extienden entre caracterïsticas de espaciamiento de lïminas adyacentes, estando definida cada superficie ondulada por lïbulos (tambiïn conocidos como "ondulaciones" o "corrugaciones") . Los lïbulos de las diferentes superficies onduladas se extienden bajo un ïngulo Au con relaciïn a las caracterïsticas de espaciamiento de lïminas, siendo el ïngulo Au diferente para al menos una porciïn de las superficies onduladas, proporcionando asï diferentes geometrïas de superficie en la misma lïmina de transferencia de calor. El ïngulo Au puede cambiar tambiïn para cada uno de los lïbulos a fin de proporcionar una geometrïa de superficie continuamente variable.

Breve descripciïn de los dibujos La figura 1 es una vista en perspectiva parcialmente recortada de un intercambiador de calor regenerativo rotativo de la tïcnica anterior.

La figura 2 es una vista en planta desde arriba de un cesto que incluye tres lïminas de transferencia de calor de la tïcnica anterior.

La figura 3 es una vista en perspectiva de una porciïn de tres lïminas de transferencia de calor de la tïcnica anterior mostradas en una configuraciïn apilada.

La figura 4 es una vista en alzado lateral de una lïmina de transferencia de calor de la tïcnica anterior.

La figura 5 es una vista en alzado lateral de una lïmina de transferencia de calor segïn una realizaciïn de la presente invenciïn, que tiene dos geometrïas de superficie diferentes en la misma lïmina.

La figura 6 es una vista en alzado y en secciïn transversal de una porciïn de la lïmina de transferencia de calor, tomada por la secciïn VI-VI de la figura 5.

La figura 7 es una vista en alzado y en secciïn transversal de una porciïn de la lïmina de transferencia de calor, tomada por la secciïn VII-VII de la figura 5.

La figura 8 es una vista en alzado lateral de una realizaciïn de una lïmina de transferencia de calor, que muestra otra disposiciïn de dos geometrïas de superficie diferentes en la misma lïmina.

La figura 9 es una vista en alzado lateral de otra lïmina de transferencia de calor que muestra tres o mïs geometrïas de superficie diferentes en la misma lïmina.

La figura 10 ha sido suprimida.

La figura 11 es una vista en alzado y en secciïn transversal de una porciïn de otra realizaciïn de lïminas de transferencia de calor segïn la presente invenciïn en relaciïn apilada.

La figura 12 es una vista en alzado y en secciïn transversal de una porciïn de otra realizaciïn de tres lïminas de transferencia de calor en relaciïn apilada.

La figura 13 es una vista en alzado lateral de una lïmina de transferencia de calor segïn una realizaciïn de la presente invenciïn, que tiene dos geometrïas de superficie diferentes en la misma lïmina.

Descripciïn de las realizaciones preferidas Haciendo referencia a la figura 1, un intercambiador de calor regenerativo rotativo, generalmente designado por el nïmero de referencia 10, tiene un rotor 12 montado en una alojamiento 14. El alojamiento 14 define un conducto de entrada de gas de humo 20 y un conducto de salida de gas de humo 22 para acomodar el flujo de una corriente de gas de humo calentada 36 a travïs del intercambiador de calor 10. El alojamiento 14 define, ademïs, un conducto de entrada de aire 24 y un conducto de salida de aire 26 para acomodar el flujo de aire de combustiïn 38 a travïs del intercambiador de calor 10. El rotor 12 tiene unos tabiques 16 o diafragmas radiales que definen unos compartimientos 17 entre ellos para soportar cestos (bastidores) 40 de lïminas de transferencia de calor (conocidas tambiïn como "elementos de transferencia de calor") . El intercambiador de calor 10 estï dividido en un sector de aire y un sector de gas de humo por unas placas de sector 28 que se extienden a travïs del alojamiento 14 junto a las caras superior e inferior del rotor 12. Aunque la figura 1 ilustra una sola corriente de aire 38, se pueden acomodar mïltiples corrientes de aire, tal como adoptando configuraciones de tres sectores y de cuatro sectores. Estas proporcionan mïltiples corrientes de aire precalentadas que pueden ser dirigidas a diferentes usos.

Como se muestra en la figura 2, un ejemplo de un cesto 40 de lïminas (en lo que sigue "cesto 40") incluye un bastidor 41 en el que se apilan unas lïminas de transferencia de calor 42. Aunque solamente se muestra un nïmero limitado de lïminas de transferencia de calor 42, se apreciarï que el cesto 40 podrï llenarse tïpicamente con lïminas de transferencia de calor 42. Como se ve tambiïn en la figura 2, las lïminas de transferencia de calor 42 estïn apretadamente apiladas en relaciïn espaciada dentro del cesto 40 para formar unos pasajes 44 entre lïminas de transferencia de calor adyacentes 42. Durante el funcionamiento fluye aire o gas de humo a travïs de los pasajes 44.

Haciendo referencia a ambas figuras 1 y 2, la corriente de gas de humo calentada 36 es dirigida a travïs del sector de gas del intercambiador de calor 10 y transfiere calor a las lïminas de transferencia de calor 42. Las lïminas de transferencia de calor 42 son hechas girar despuïs alrededor de un eje 18 hasta alcanzar el sector de aire del intercambiador de calor 10, en donde el aire de combustiïn 38 es dirigido sobre las lïminas de transferencia de calor 42 y es asï calentado.

Haciendo referencia a las figura 3 y 4, se muestran lïminas de transferencia de calor convencionales 42 en una relaciïn... [Seguir leyendo]

1. Una lïmina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) para un intercambiador de calor regenerativo rotativo (10) , teniendo la lïmina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) :

una pluralidad de caracterïsticas (59) de espaciamiento de lïminas que se extienden a lo largo de la lïmina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) en sentido sustancialmente paralelo a una direcciïn de flujo de gas, definiendo las caracterïsticas (59) de espaciamiento de lïminas una porciïn de un paso de flujo entre una lïmina de transferencia de calor adyacente (60, 160, 260, 360) ; y

una pluralidad de superficies onduladas (68, 70) dispuestas entre cada par de caracterïsticas (59) de espaciamiento de lïminas adyacentes, incluyendo la pluralidad de superficies onduladas (68, 70) :

una primera superficie ondulada (68) formada por lïbulos (74) que se extienden a lo largo de la lïmina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) en direcciones paralelas una a otra bajo un primer ïngulo (Au1) con relaciïn a las caracterïsticas (59) de espaciamiento de lïminas, y

una segunda superficie ondulada (70) formada por lïbulos (76) que se extienden a lo largo de la lïmina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) en direcciones paralelas una a otra bajo un segundo ïngulo (Au2) con relaciïn a las caracterïsticas (59) de espaciamiento de lïminas,

caracterizada por que:

el primer ïngulo (Au1) es sustancialmente igual a cero de tal manera que los lïbulos (74) de la primera superficie ondulada (68) se extienden a lo largo de la lïmina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) en direcciïn paralela a las caracterïsticas (59) de espaciamiento de lïminas.

2. La lïmina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) de la reivindicaciïn 1, en la que la primera superficie ondulada (68) estï conectada a la segunda superficie ondulada (70) y los pasos de fluido formados por las superficies onduladas (68, 70) son fluïdicamente continuos y estïn alineados.

3. La lïmina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) de la reivindicaciïn 2, en la que la primera superficie ondulada (68) estï situada cerca de un borde (80) de la lïmina de transferencia de calor.

4. La lïmina de transferencia de calor (160) de la reivindicaciïn 2, en la que la pluralidad de superficies onduladas (68, 70) incluye ademïs:

una tercera superficie ondulada (68) formada por lïbulos (72) que se extienden a lo largo de la lïmina de transferencia de calor (160) en direcciones paralelas una a otra y a las caracterïsticas (59) de espaciamiento de lïminas, estando situada la tercera superficie ondulada (68) cerca de un borde (90) de la lïmina de transferencia de calor (160) opuesto a la primera superficie ondulada (68) .

5. La lïmina de transferencia de calor (160) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que

los lïbulos (72) que forman la primera superficie ondulada (68) tienen cada uno de ellos un pico superior (74) y un pico inferior (74') ,

los lïbulos (76) que forman la segunda superficie ondulada (70) tienen cada uno de ellos un pico superior (78) y un pico inferior (78') ,

una distancia media entre los picos (78, 78') de la primera superficie ondulada (70) difiere sustancialmente de una distancia media entre los picos (74, 74') de la segunda superficie ondulada (68) .

6. La lïmina de transferencia de calor (60, 160, 260, 360) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las caracterïsticas de espaciamiento de lïminas incluyen al menos uno de entre: nervios (62) y porciones planas (88) .

7. La lïmina de transferencia de calor (60) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la segunda superficie ondulada (68) estï situada cerca de un borde (80) de la lïmina de transferencia de calor (60) .

8. La lïmina de transferencia de calor (160) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la lïmina de transferencia de calor (160) comprende ademïs:

una tercera superficie ondulada (68) dispuesta en la lïmina de transferencia de calor (160) entre las primeras y segundas caracterïsticas (59) de espaciamiento de lïminas y que define una quinta porciïn del paso de flujo, estando formada la tercera superficie ondulada (68) por lïbulos (72) que se extienden a lo largo de la lïmina de transferencia de calor (160) en direcciones paralelas una a otra y a las primeras y segundas caracterïsticas (59) de espaciamiento de lïminas, estando situada la tercera superficie ondulada (68) cerca de un borde (90) de la lïmina de transferencia de calor (160) opuesto a la segunda superficie ondulada (68) , y estando situada la primera superficie ondulada (70) entre las superficies onduladas segunda y tercera (68) .

9. La lïmina de transferencia de calor (260) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la lïmina de transferencia de calor (260) incluye una pluralidad de primeras (70) y cuartas (70') superficies onduladas alternantes que tienen cada una de ellas unos lïbulos paralelos (76, 76') orientados bajo ïngulos diferentes de uno con respecto a otro.

10. La lïmina de transferencia de calor (60, 160, 260) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una altura de pico a pico de los lïbulos (76, 76') que forman la primera superficie ondulada (70) es diferente de una altura de pico a pico de los lïbulos (72, 72') que forman la segunda superficie ondulada (68) .

11. La lïmina de transferencia de calor (60, 160, 260) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las caracterïsticas (59) de espaciamiento de lïminas incluyen unas porciones planas (88) para crear pasos de flujo de canal cerrado.