Unidad de intercambio térmico autobombeante.

Unidad de intercambio térmico autobombeante.

Además de eliminar eficientemente los residuos de la pared interna de los tubos interiores (20),

reducir la pérdida de carga y mejorar sustancialmente el coeficiente de transferencia térmica, permite asimismo obtener diferentes caudales de bombeo del fluido producto. Más en particular, la unidad de intercambio térmico (1) destaca por comprender una barra giratoria (30) alargada dispuesta dentro de al menos un tubo interior (20) y que está dotada de unos medios de limpieza que comprenden unos elementos rascadores (40) adaptados para rascar y desprender el fluido producto acumulado en la pared interna del al menos un tubo interior (20); y una espiral sinfín (50) dimensionalmente adaptada para rodear longitudinalmente a la barra giratoria (30) por los espacios existentes entre los elementos rascadores (40), estando dicha espiral sinfín (50) adaptada para provocar un desplazamiento del fluido producto circulante a través del al menos un tubo interior (20), generando un efecto autobombeante.

Unidad de intercambio térmico autobombeante Objeto de la invención

La presente invención pertenece al campo de los aparatos intercambiadores de calor, y más concretamente a máquinas de intercambio térmico entre fluidos, de iguales o distintas características, de aplicación en diferentes sectores, tales como el alimentario, farmacéutico, higiénico, etc.

El objeto principal de la presente invención es una unidad de intercambio térmico que destaca fundamentalmente por proporcionar un efecto autobombeante, y mantener limpia en todo momento su superficie de intercambio, mejorando el coeficiente de transferencia térmica, y permitiendo reducir sustancialmente las pérdidas de carga a través de sus tubos internos y externo.

Antecedentes de la invención

En la actualidad son conocidas las máquinas de intercambio térmico entre fluidos, las cuales constan generalmente de al menos un tubo interior, por el que circula el "fluido producto, fluido que se desea calentar o enfriar, y un tubo exterior o carcasa, por el que circula el "fluido servicio, fluido de transmisión térmica.

Más concretamente, se conocen en el actual estado de la técnica intercambiadores térmicos cuyos conductos interiores están dotados de medios de limpieza, proporcionando así un efecto de auto-limpieza de su superficie interior y permitiendo prolongar la vida útil y el mantenimiento de dichos intercambiadores térmicos, reduciendo el tiempo muerto de los mismos. Un ejemplo de estos intercambiadores arriba mencionados puede encontrarse en la solicitud de patente española ES2158752. No obstante, las actuales máquinas de intercambio térmico entre fluidos adolecen de varios problemas e inconvenientes entre los que destacan:

- Presentan una elevada pérdida de carga, lo que produce un descenso importante y significativo en el rendimiento de la máquina.

- Las paredes internas de sus tubos sufren unas presiones de bombeo muy elevadas, con los riesgos y problemas que ello conlleva, sobretodo en casos de fluidos de alta viscosidad o con concentración de sólidos.

- No permiten regular o modificar el caudal de bombeo del fluido producto, pues viene predeterminado por la bomba previa a la que están conectadas.

- Sus carcasas son de un único paso, por lo que presentan un bajo coeficiente de transferencia térmica, además de que suponen una mayor exigencia de bombeo del fluido de servicio a la bomba, aumentando los costes.

- La limpieza de las paredes internas de los tubos interiores no es total, dejando partes o tramos de dichos tubos por los que no actúan los medios de limpieza.

- Requieren de modo imprescindible estar conectadas a una bomba que provoque el movimiento y bombeo de los fluidos que circulan por el interior de los tubos.

- Los mecanismos de apertura de las actuales máquinas de intercambio a la hora de realizar labores de inspección y mantenimiento, son mecanismos complejos, lentos y tediosos.

- Únicamente son operativas para un tipo concreto de fluidos, bien de baja viscosidad, o de alta, pero sin posibilidad de trabajar para ambos fluidos.

Descripción de la invención

Mediante la presente invención se solucionan los inconvenientes anteriormente citados proporcionando un unidad de intercambio térmico autobombeante que consigue reducir la pérdida de carga a través de sus conductos, optimizando sustancialmente el coeficiente de transferencia térmica, y permitiendo asimismo regular y obtener diferentes caudales de bombeo del fluido producto, fluido que se desea calentar o enfriar.

Más en particular, la unidad de intercambio térmico objeto de invención es del tipo que comprende una carcasa externa dotada de una boca de entrada y una boca de salida de un fluido de servicio, fluido caloportador, pudiendo ser vapor de agua fría o glicolada, aceite térmico, etc.; al menos un tubo interior hueco, alojado dentro de la carcasa externa, y vinculado igualmente con unas bocas de entrada y salida de un fluido

producto, fluido que se desea calentar o enfriar; una barra giratoria alargada dispuesta dentro del al menos un tubo interior y que dispone de unos medios de limpieza de la pared interna del al menos un tubo interior

Así, la unidad de intercambio térmico aquí descrita destaca fundamentalmente por comprender adicionalmente: unos elementos rascadores, vinculados a la barra giratoria, y adaptados para rascar y desprender el fluido producto acumulado o fijado en la pared interna del al menos un tubo interior; y una espiral sinfín vinculada igualmente a la barra giratoria, dimensionalmente adaptada para recorrer y rodear longitudinalmente la barra por los espacios existentes entre los elementos rascadores, estando dicha espiral sinfín adaptada para provocar un desplazamiento del fluido producto circulante a través del al menos un tubo interior, generando un efecto de autobombeo.

Preferentemente, los elementos rascadores presentan una configuración plana y alargada, permitiendo cubrir así la totalidad de la superficie interna de los tubos interiores, aumentando la eficiencia de limpieza.

De acuerdo con una realización preferente, la unidad de intercambio térmico comprende tres tubos interiores. De este modo, mediante una variación de la velocidad de giro las barras existentes en los tubos interiores, y por tanto, de las espirales sinfín, es posible conseguir distintos caudales de bombeo del fluido producto que circula por dichos tubos interiores, permitiendo mejorar el coeficiente de transferencia térmica y reduciendo las pérdidas de carga generadas por el rozamiento de las propias paredes internas de los tubos.

Por otro lado, en relación al accionamiento del movimiento de rotación de cada una de las barras giratorias, se ha previsto la disposición de un motorreductor conectado a través de un eje central con un engranaje principal, al cual se encuentran vinculados unos engranajes secundarios conectados con los extremos de cada una de las barras giratorias. De esta manera se consigue un movimiento solidario y un giro sincronizado de las barras. Asimismo, de forma preferentemente, el engranaje principal arriba citado es de acero inoxidable, mientras que los engranajes secundarios están fabricados en un material plástico, consiguiendo así evitar los molestos ruidos producidos por las

transmisiones de los engranajes, al mismo tiempo que dichos engranajes secundarios constituyen un elemento fusible como medio de protección contra sobrecorrientes.

Finalmente, cabe señalar que se ha previsto que la unidad de intercambio térmico aquí descrita pueda ser de aplicación tanto en el sector alimentario, como en el higiénico, medio ambiental o industrial. Asimismo, puede emplearse como unidad regenerativa, esto es, empleando un mismo fluido producto en ambas partes de la unidad, carcasa y tubos interiores, recuperando de esta manera la propia energía del fluido producto.

Por tanto, mediante la presente invención se proporciona una unidad de intercambio térmico que además de eliminar eficientemente los residuos de la pared interna de los tubos, reducir la pérdida de carga y mejorar sustancialmente el coeficiente de transferencia térmica, destaca asimismo por la obtención de un efecto de autobombeo del fluido producto que circula por dichos tubos internos, lo que hace posible que los requerimientos de la bomba externa sean menores, llegando incluso a poder prescindir de ella en algunos casos, constituyendo una solución alternativa más eficiente, económica y viable que los sistemas de autolimpieza de los intercambiadores de calor actuales.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva general de la unidad de intercambio térmico autobombeante objeto de invención.

Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva de la carcasa de la unidad de intercambio de la invención, con sus bocas de entrada y salido del fluido de servicio, apreciándose tres tubos interiores según esta realización.

Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva de una de las barras dispuestas internamente, dentro de cada uno de los tres tubos interiores de la figura 2.

Figura 4.- Muestra una vista detallada de los engranajes de accionamiento de cada una de las barras existentes en el interior de los tubos interiores.

Realización preferente de la invención

Se describe a continuación un ejemplo...

1.- Unidad de intercambio térmico (1) autobombeante que comprende una carcasa externa (10) dotada de una boca de entrada (11) y una boca de salida (12) de un fluido caloportador; al menos un tubo interior (20) hueco, alojado dentro de la carcasa externa (10), y vinculado igualmente con unas bocas de entrada (21) y salida (22) de un fluido producto, fluido que se desea calentar o enfriar; una barra giratoria (30) alargada dispuesta dentro del al menos un tubo interior (20) y que dispone de unos medios de limpieza de la pared interna del al menos un tubo interior (20), estando la unidad de intercambio térmico (1) caracterizada por que dichos medios de limpieza comprenden:

- unos elementos rascadores (40), configuración plana y alargada, vinculados a la barra giratoria (30), y adaptados para rascar y desprender el fluido producto acumulado o fijado en la pared interna del al menos un tubo interior (20), y

- una espiral sinfín (50) vinculada igualmente a la barra giratoria (30), dimensionalmente adaptada para recorrer y rodear longitudinalmente a la barra giratoria (30) por los espacios existentes entre los elementos rascadores (40), estando dicha espiral sinfín (50) adaptada para provocar un desplazamiento del fluido producto circulante a través del al menos un tubo interior (20), generando un efecto de autobombeo.

2.- Unidad de intercambio térmico (1) autobombeante de acuerdo con la reivindicación

1, caracterizada por que comprende adicionalmente un motorreductor (60) principal conectado a través de un eje central (70) con un engranaje principal (71), conectado a su vez con el extremo de la barra giratoria (30).

3.- Unidad de intercambio térmico (1) autobombeante de acuerdo con la reivindicación

2, caracterizada por que el engranaje principal (71) es de acero inoxidable.

4.- Unidad de intercambio térmico (1) autobombeante de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada por que comprende adicionalmente un motorreductor auxiliar (80), acoplado al motorreductor (60) principal, y que en conexión con un husillo roscado y una

tuerca, permite la separación de la unidad de intercambio térmico en dos bloques.

5.- Unidad de intercambio térmico (1) autobombeante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que comprende adicionalmente un bastidor inferior (90) que

constituye el soporte base de la unidad de intercambio térmico (1).

6.- Unidad de intercambio térmico (1) autobombeante de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada por que el bastidor inferior (90) comprende una prolongación adicional telescópica (91) dotada inferiormente de unas ruedas (92).

7.- Unidad de intercambio térmico (1) autobombeante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que comprende tres tubos interiores (20).

8.- Unidad de intercambio térmico (1) autobombeante de acuerdo con la reivindicación

2, caracterizado por que el engranaje principal (71) se encuentra vinculado a unos

engranajes secundarios (72) conectados con los extremos de cada una de las barras giratorias (30).

9.- Unidad de intercambio térmico (1) autobombeante de acuerdo con la reivindicación

8, caracterizada por que los engranajes secundarios (72) son de un material plástico.