Tanque para calentar un líquido con canalización de intercambio de calor, y procedimiento para la fabricación de dicha canalización.

Tanque para calentar un líquido, con una canalización (1), pudiendo la canalización estar en comunicación de fluido con un compresor de un sistema de bomba de calor,

presentando la canalización una primera porción terminal (3) y una segunda porción terminal (5), extendiéndose la canalización (1) desde una primera abertura (22) practicada en una pared del tanque (20) hasta una segunda abertura (24) dispuesta en la pared del tanque (20), extendiéndose al menos una porción de la canalización (1) en hélice entre la primera porción terminal (3) y la segunda porción terminal (5), estando la canalización (1) configurada para el intercambio de calor entre un primer fluido que es un portador de energía que circula por dentro del sistema de bomba de calor, y un segundo fluido que está dentro del tanque (20) por fuera de la canalización (1), estando la primera porción terminal (3) de la canalización dispuesta en la primera abertura (22) del tanque (20), y estando la segunda porción terminal (5) dispuesta en la segunda abertura (24) del tanque (20), en el que la canalización (1) comprende un tubo interior liso (1') y un tubo exterior liso (1'') que está dispuesto sobre el exterior del tubo interior (1'), estando el tubo interior (1') conectado al tubo exterior (1'') de una manera estanca a los fluidos en la primera porción terminal (3), estando la primera porción terminal (3) fijada a un conducto de suministro de fluido en comunicación de fluido con el compresor, y con un paso entre el tubo interior (1') y el tubo exterior (1'') en la segunda porción terminal (5), formándose un puente de conducción de calor entre el tubo interior (1') y el tubo exterior (1'') en la primera porción terminal (3) y siendo el diámetro externo del tubo interior (1') de menor tamaño que el diámetro interno del tubo exterior (1''), formando con ello un espacio entre al menos porciones del tubo interior (1') y el tubo exterior (1'') a lo largo de toda la longitud del tubo (1), de manera que el fluido existe ente entre el tubo interior (1') y el tubo exterior (1'') desde la conexión estanca a los fluidos, en la primera porción terminal (3) de la canalización (1) puede estar comunicada a través del paso dispuesto en la segunda porción terminal (5) de la canalización, caracterizado porque la primera porción terminal (3) está rodeada por dicho conducto de suministro de fluido, el conducto de suministro de fluido está fijado al tubo exterior (1'') por medio de una soldadura (9) y la conexión estanca a los fluidos entre el tubo interior (1') y el tubo exterior (1'') se dispone por medio de una soldadura (11).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/NO2014/050245.

Solicitante: HANSEN, LARS.

Nacionalidad solicitante: Noruega.

Dirección: Bolla 9450 Hamnvik NORUEGA.

Inventor/es: HANSEN, LARS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F28D1/02 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.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 1/00 Aparatos cambiadores de calor que tienen conjuntos fijos de canalizaciones solamente para uno de los medios intercambiadores de calor, estando cada uno de los medios en contacto con un lado de la pared de la canalización, y siendo el otro medio intercambiador de calor una gran masa de fluido, p. ej. radiadores domésticos o de motores de automóviles (F28D 5/00 tiene prioridad). › con las canalizaciones para el intercambio de calor sumergidas en la masa de fluido.
  • F28D1/047 F28D 1/00 […] › siendo las canalizaciones curvadas, p. ej. en forma de serpentín o en zig-zag.
  • 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.
  • F28D7/02 F28D […] › F28D 7/00 Aparatos cambiadores de calor que tienen conjuntos fijos de canalizaciones tubulares para los dos medios que intercambian calor, estando cada uno de los medios en contacto con un lado de la pared de la canalización. › estando las canalizaciones enrolladas helicoidalmente (F28D 7/10 tiene prioridad).
  • F28F1/00 F28 […] › F28F PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS APARATOS INTERCAMBIADORES O DE TRANSFERENCIA DE CALOR (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; purgadores de agua o aire, ventilación F16). › Elementos tubulares; Conjuntos de elementos tubulares (especialmente adaptados para el movimiento F28F 5/00).
  • F28F27/00 F28F […] › Disposiciones de control o dispositivos de seguridad especialmente adaptados para los aparatos de intercambio o transferencia de calor.

PDF original: ES-2815567_T3.pdf

 

Tanque para calentar un líquido con canalización de intercambio de calor, y procedimiento para la fabricación de dicha canalización.

Fragmento de la descripción:

Tanque para calentar un líquido con canalización de intercambio de calor, y procedimiento para la fabricación de dicha canalización

La presente invención se refiere a un tanque para calentar un líquido con una canalización de intercambio de calor. Más concretamente, se refiere a una canalización para el intercambio de calor entre un primer fluido que está dispuesto dentro de la canalización y un segundo fluido situado por fuera de la canalización, estando la canalización rodeada por el segundo fluido entre una primera porción terminal y una segunda porción terminal.

La descripción subsecuente está especialmente referida al calentamiento de un fluido situado dentro de un tanque, pero la invención no está limitada a ello.

Al calentar el agua de consumo que, por ejemplo, está en un tanque cerrado, es conocido el sistema de situar un tubo en espiral sumergido en el agua del tanque y llevar un fluido a una temperatura relativamente alta a través del tubo en espiral para de esta forma obtener un intercambio de calor entre el fluido del tubo en espiral y el agua del tanque. Dicho tanque es conocido, por ejemplo, a partir de la Patente del solicitante NO 326440.

El fluido de la canalización puede ser un portador de energía que forme parte de un sistema de bomba de calor. El fluido puede por tanto ser un líquido a presión, normalmente del orden de 25 a 30 bares. El agua del tanque normalmente tendrá una presión del orden de 4 a 7 bares dependiendo de la presión de suministro de agua. Un tanque para calentar agua de consumo normalmente contará con una válvula de seguridad que se abra si la presión sobrepasa un nivel predeterminado, típicamente de 9 bares.

Con el tiempo, el agua de consumo del tanque puede corroer la canalización produciendo un agujero en el tanque. La canalización puede ser un tubo en espiral, por ejemplo, si dicho portador de energía en forma de líquido bajo presión es liberado del tubo en espiral y entra en el agua del tanque el líquido entrante inmediatamente cambiará a la forma gaseosa, creando con ello un incremento de presión considerable en el tanque. La presión considerable e inmediata no podrá ser drenada por dicha válvula de seguridad u otros dispositivos de seguridad conocidas. Con lo que se puede producir una explosión con daños potenciales considerables.

Incluso en el caso en que el portador de energía no sea un líquido a alta presión, puede ser desfavorable, desde una perspectiva, si debe mezclarse con el agua de consumo dentro del tanque.

Como consecuencia de los riesgos anteriormente mencionados, las autoridades de algunos países demandan, entre otras cosas, que un tubo de calentamiento, por ejemplo una espiral de calentamiento que contenga un gas o un líquido y que esté situado sumergido en un tanque cerrado para agua de consumo, esto es, un denominado calentador de agua sea sometido a una inspección visual regular y a una comprobación de fugas. Dicha inspección no puede posiblemente llevarse a cabo para una espiral de calentamiento que esté situada en un tanque que haya sido cerrado por medio de soldadura, sin intervenciones considerables o costosas que tengan que llevarse a cabo en el tanque.

Un tanque que presenta la técnica anterior más próxima se muestra en el documento US-A-4343350.

La invención tiene como objetivo poner remedio o reducir al menos uno de los inconvenientes de la técnica anterior o al menos proporcionar una alternativa útil a la técnica anterior.

El objetivo se consigue mediante las características especificadas en la descripción subsecuente y en las reivindicaciones que siguen.

La invención se define por un tanque con unas características de acuerdo con la reivindicación 1 y por un procedimiento de fabricación de dicho tanque de acuerdo con la reivindicación 4.

En la primera porción terminal de la canalización, el tubo exterior está por tanto conectado al tubo interior, mientras que, en la segunda porción terminal de la canalización hay una o más porciones entre el tubo interior y el tubo exterior. El tubo interior, la junta estanca entre el tubo interior y el tubo exterior y el tubo exterior forman así un cuerpo oblongo con forma de U, estando el fondo de la U situado en la primera porción terminal de la canalización, estando la parte superior de la U situada en la segunda porción de la canalización.

Siempre que el fluido que está por fuera de la canalización no esté en comunicación de fluido con un paso abierto de la segunda porción terminal, el fluido suministrado a través del conducto de suministro de fluido puede circular por dentro del tubo interior. Esto tiene como efecto que el tubo interior quede expuesto al fluido del tubo interior, y que el tubo exterior quede expuesto al fluido sobre el exterior del tubo exterior. Así mismo, ambos tubos están al descubierto, por ejemplo, al aire existente entre el tubo exterior y el tubo interior.

Para hacer posible un intercambio de calor satisfactorio entre el primero y el segundo fluidos mientras que, al mismo tiempo, se posibilita que cualquier fluido penetre a través del tubo exterior para ser expulsado a través del paso abierto de la segunda porción terminal, el diámetro externo del tubo interior es menor que el diámetro interno del tubo exterior.

La canalización está dispuesta en un tanque que está provisto de una primera abertura para recibir la primera porción terminal de la canalización y de una segunda abertura para recibir la segunda porción terminal de la canalización. El tanque puede, por ejemplo, pero no está limitado a, un tanque para calentar un líquido. El líquido puede ser agua de consumo, por ejemplo.

Para poder proporcionar un área de intercambio de calor amplia en un espacio lo más pequeño posible, al tiempo que sea posible que cualquier líquido existente entre el tubo interior y el tubo exterior sea drenado por medio de la gravedad extrayéndolo a través del paso abierto dispuesto en la segunda porción terminal de la canalización, al menos una porción de la canalización está dispuesta en una hélice entre la primera porción terminal y la segunda porción terminal en este caso, la primera porción terminal está situada en un punto más elevado que en la segunda porción terminal.

En las líneas que siguen, se describe un ejemplo de una forma de realización preferente que se visualiza en los dibujos que se acompañan, en los que:

Figura 1a muestra un tanque con un tubo en espiral interno para calentar agua de consumo, presentando el tubo en espiral una primera porción terminal y una segunda porción terminal que se proyectan a través de las aberturas de la pared del tanque;

Figura 1b muestra una sección a través de I - 1 de la figura 1a;

Figura 2 muestra una porción terminal de un tubo en espiral de un tipo conocido, a una escala de tamaño aumentado;

Figura 3 muestra el detalle A de la figura 1a a una escala de tamaño aumentado, pero sin la porción de pared del tanque; y

Figura 4 muestra el detalle B de la figura 1a a una escala de tamaño aumentado, pero sin la porción de pared del tanque.

Las indicaciones posicionales tales como "sobre", "bajo", "inferior", -"superior", "derecha" e "izquierda" se refieren a las posiciones mostradas en las figuras.

En las figuras individuales, las mismas referencias numerales indican los mismos o correspondientes elementos. En las figuras, la referencia numeral 1 indica una canalización de acuerdo con la presente invención para el intercambio de calor entre el primer fluido que está en la canalización 1 y un fluido que está por fuera de la canalización 1. La canalización 1 presenta una primera porción 3 y una segunda porción 5.

En la figura 1a y en la figura 1b, la canalización 1 está dispuesta dentro de un tanque cerrado. El tanque puede ser, por ejemplo, un tanque para calentar agua de consumo y / o para calentar edificios por medio de los llamados radiadores o por medio de un sistema de tubos para la llamada calefacción de alimentación por agua.

La presente invención está perfectamente adaptada para su uso junto con la invención del solicitante de acuerdo con el documento NO 326440.

La primera porción terminal 3 de la canalización 1 se proyecta a través de un recorte superior 22 situado en una porción lateral del tanque 20, mientras que la segunda porción terminal 5 de la canalización 1 se proyecta a través de un recorte interior 24 dispuesto en la porción terminal del tanque 20. En la forma de realización mostrada, la canalización 1 está dispuesta en una hélice entre las porciones terminales...

 


Reivindicaciones:

1.- Tanque para calentar un líquido, con una canalización (1) , pudiendo la canalización estar en comunicación de fluido con un compresor de un sistema de bomba de calor, presentando la canalización una primera porción terminal (3) y una segunda porción terminal (5) , extendiéndose la canalización (1) desde una primera abertura (22) practicada en una pared del tanque (20) hasta una segunda abertura (24) dispuesta en la pared del tanque (20) , extendiéndose al menos una porción de la canalización (1) en hélice entre la primera porción terminal (3) y la segunda porción terminal (5) , estando la canalización (1) configurada para el intercambio de calor entre un primer fluido que es un portador de energía que circula por dentro del sistema de bomba de calor, y un segundo fluido que está dentro del tanque (20) por fuera de la canalización (1) , estando la primera porción terminal (3) de la canalización dispuesta en la primera abertura (22) del tanque (20) , y estando la segunda porción terminal (5) dispuesta en la segunda abertura (24) del tanque (20) , en el que la canalización (1) comprende un tubo interior liso (1') y un tubo exterior liso (1'') que está dispuesto sobre el exterior del tubo interior (1') , estando el tubo interior (1') conectado al tubo exterior (1'') de una manera estanca a los fluidos en la primera porción terminal (3) , estando la primera porción terminal (3) fijada a un conducto de suministro de fluido en comunicación de fluido con el compresor, y con un paso entre el tubo interior (1') y el tubo exterior (1'') en la segunda porción terminal (5) , formándose un puente de conducción de calor entre el tubo interior (1') y el tubo exterior (1'') en la primera porción terminal (3) y siendo el diámetro externo del tubo interior (1') de menor tamaño que el diámetro interno del tubo exterior (1'') , formando con ello un espacio entre al menos porciones del tubo interior (1') y el tubo exterior (1'') a lo largo de toda la longitud del tubo (1) , de manera que el fluido existe ente entre el tubo interior (1') y el tubo exterior (1'') desde la conexión estanca a los fluidos, en la primera porción terminal (3) de la canalización (1) puede estar comunicada a través del paso dispuesto en la segunda porción terminal (5) de la canalización, caracterizado porque la primera porción terminal (3) está rodeada por dicho conducto de suministro de fluido, el conducto de suministro de fluido está fijado al tubo exterior (1'') por medio de una soldadura (9) y la conexión estanca a los fluidos entre el tubo interior (1') y el tubo exterior (1'') se dispone por medio de una soldadura (11) .

2.- La canalización de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el conducto de suministro incluye un manguito de refuerzo (7) que está conectado al tubo exterior (1'') por medio de la soldadura (9) .

3.- La canalización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el tubo interior (1') está conectado a un conducto de retorno de fluido dispuesto en una segunda porción terminal (5) , y en la que el conducto de suministro de fluido y el conducto de retorno de fluido forman parte de un circuito cerrado.

4.- Un procedimiento de fabricación de un tanque de acuerdo con la reivindicación 1 para mejorar un intercambio de calor entre un primer fluido que está dentro de un tubo interior (1') y un segundo fluido que está sobre un exterior de un tubo exterior (1'') estando la mayor parte del tubo exterior (1'') dispuesta sobre el exterior del tubo interior (1') , caracterizado porque el procedimiento comprende:

- la formación de una canalización con forma de U (1) mediante la inserción de un tubo interior liso (1') dentro de un tubo exterior liso (1'') , disponiéndose el diámetro externo del tubo interior (1') con un diámetro más pequeño que el diámetro interno del tubo exterior (1'') de manera que se habilita un espacio entre al menos porciones del tubo interior (1') y el tubo exterior (1'') a lo largo de toda la longitud de la canalización (1) , presentando la canalización una primera porción terminal (3) y una segunda porción terminal (5) , y la fijación en la primera porción terminal (3) del tubo interior (1') al tubo exterior (1'') por medio de una soldadura (11) para formar una conexión estanca a los fluidos y en una segunda porción terminal (5) de la canalización (1', 1'') manteniendo un paso entre la superficie interna del tubo exterior (1'') y la superficie externa del tubo interior (1') ,

- la inserción de la primera porción terminal (3) de la canalización con forma de U (1) dentro de un manguito (7) ,

- la conexión del tubo exterior (1'') con el manguito (7) por medio de una soldadura (9) que conecta una porción terminal del manguito (7) a una superficie exterior del tubo exterior (1'') de manera que las conexiones soldadas (11, 9) y el manguito (7) proporcionan un puente de conducción de calor desde el tubo interior (1') hasta el tubo exterior (1'') .

5.- El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que, en la segunda porción terminal (5) , el tubo interior (1') es situado en comunicación de fluido con un conducto de retorno de fluido.

6.- El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4 o 5, en el que un dispositivo sensor (26) , que responde a al menos uno de los fluidos dispuesto en el tubo interior (1') y sobre el exterior del tubo exterior (1'') , está conectado a un transmisor de señal.

 

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