ES1139060U

ES1139060U - Horno de aire caliente

Info

Publication number: ES1139060U
Application number: ES201590003U
Authority: ES
Inventors: Olof ENGSTRÖM
Original assignee: Revent International AB
Current assignee: Revent International AB
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2023-09-13
Also published as: AU2013316210B2; JP6502852B2; CN104735988B; PH12015500532B1; RU156162U1; BR112015005544B1; EA201590440A1; WO2014042585A3; PL69033Y1; EE01330U1; PH12015500532A1; AU2013316210A1; US10258049B2; PL123925U1; ES1139060Y; MX356024B; KR102139270B1; EA031073B1; US20150237872A1; KR20150064076A

Abstract

1. Horno de aire caliente provisto de un intercambiador de calor de tubos de flujo cruzado que comprende al menos dos filas (734, 834) de una pluralidad de tubos de intercambiador de calor (333, 433, 533, 633, 733, 833), el intercambiador de calor está dispuesto dentro de una cámara de calentamiento (5) en la que el aire de cocción que debe calentarse fluye más allá del intercambiador de calor caliente, los gases de escape calientes para calentar el aire de cocción son generados por un quemador, los gases de escape pasan a través de un sistema de conductos estancos a gases, incluyendo dichos tubos de intercambiador de calor, que conducen desde el quemador a una chimenea, y que los tubos de intercambiador de calor en cada fila están dispuestos en un plano esencialmente horizontal, y que los tubos de intercambiador de calor en una fila están en una relación predeterminada en relación con los tubos de intercambiador de calor en una fila adyacente, caracterizado porque cada tubo de intercambiador de calor comprende un tubo alargado (333) con una pared de tubo (361), estando el interior del tubo alargado provisto de al menos una pared interior (363', 363'') que se extiende longitudinalmente, que se extiende desde un lado de la superficie interior del tubo alargado hacia otro lado de la superficie interior, en donde, durante el uso, las paredes interiores son calentadas por el gas de escape y las paredes interiores transfieren este calor por conducción a la pared de tubo de intercambio de calor. 2. Horno de aire caliente de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha relación predeterminada implica que los tubos en filas adyacentes están alineados verticalmente. 3. Horno de aire caliente de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha relación predeterminada implica que los tubos adyacentes están desplazados verticalmente. 4. Horno de aire caliente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que dichas filas de tubos de intercambiador de calor están dispuestas en una sección intermedia del intercambiador de calor de tubos de flujo cruzado. 5. Horno de aire caliente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que dicha al menos una pared interior se extiende desde un lado de la superficie interior y está en contacto con otro lado de la superficie interior. 6. Horno de aire caliente de acuerdo con la reivindicación 5, en el que cada una de dicha al menos una pared interior es sólida y en el que el tubo está dividido en compartimentos (365', 365'', 365''') que se extienden longitudinalmente, donde dicha al menos una pared interior (363', 363'') evita el flujo transversal entre dichos compartimentos. 7. Horno de aire caliente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tubo tiene una sección transversal con dos lados largos, rectos y paralelos (57', 57''), separados por una distancia D, y conectados por un par de extremos curvados convexos (59', 59'') de diámetro D de curvatura. 8. Horno de aire caliente de acuerdo con la reivindicación 7, en el que al menos una pared interior se extiende desde un lado largo al otro lado largo. 9. Horno de aire caliente de acuerdo con la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el que al menos una pared interior se extiende desde un extremo curvado al otro extremo curvado. 10. Horno de aire caliente de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicho tubo está compuesto de dos piezas de lámina de metal idénticas (931, 932), plegándose cada una a partir de una lámina de metal plana alargada y combinándose a continuación para formar el tubo. 11. Horno de aire caliente de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el área de superficie interna de dichos tubos de intercambiador de calor aumenta a lo largo de la dirección longitudinal de los tubos de intercambiador de calor en la dirección del flujo de aire en dichos tubos. 12. Horno de aire caliente de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el área de superficie interna de los tubos de intercambiador de calor es menor cerca del quemador y aumenta a continuación en la dirección del flujo de aire. 13. Método para intercambiar energía térmica de un primer fluido a un segundo fluido caracterizado por el flujo del primer fluido dentro de un tubo de intercambiador de calor en un horno de aire caliente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 y el flujo del segundo fluido fuera de dicho tubo de intercambiador de calor. 14. Método de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el segundo fluido fluye en una dirección que es transversal a la dirección del flujo del primer fluido. 15. Método de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el segundo fluido fluye en la dirección inversa a la dirección del flujo del primer fluido.

Description

HORNO DE AIRE CALIENTE

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un horno de aire caliente que comprende una pluralidad de tubos de intercambiador de calor, y a métodos para usar tales tubos de intercambiador de calor.

Antecedentes de la invención

El aire caliente para cocer alimentos en hornos de panadería puede producirse quemando un combustible en un quemador y transfiriendo el calor en los gases de escape a través de un intercambiador de calor de tubos de flujo cruzado al aire de cocción sin que el aire de cocción se contamine por los gases de escape. El aire de cocción calentado se transporta a la cámara de cocción del horno. Los hornos de panadería convencionales usan conductos en forma de S dispuestos dentro de una cámara de calentamiento para transportar el aire de escape caliente desde el quemador a una chimenea, con la sección inferior sustancialmente horizontal de la S conectada a la salida del quemador, conteniendo la sección intermedia sustancialmente horizontal de la S unos tubos de intercambiador de calor para calentar el aire de cocción y conectándose la sección superior sustancialmente horizontal a una chimenea. Los tubos de intercambiador de calor tienen, normalmente, la forma de tubos con una sección transversal circular o rectangular con lados cortos redondeados y están fabricados de un material con un alto coeficiente de transferencia de calor. Los gases de escape pasan a través de la parte interior (conocida como el "lado caliente") de los tubos de transferencia de calor del intercambiador de calor y se fuerza el aire de cocción a fluir alrededor de la parte exterior de los tubos (conocida como el "lado frío" del intercambiador de calor) en una dirección que es sustancialmente perpendicular al flujo dentro de los tubos. Normalmente, el aire de cocción entra en la cámara de calentamiento en la parte inferior de la cámara, donde el gas de escape está en su temperatura más baja, y circula más allá de los tubos de intercambiador de calor y el tubo de escape del quemador, donde la temperatura es más alta, antes de transportarse a la cámara de cocción de un horno. Este flujo de aire se impulsa por un ventilador. La cantidad de calor transferido de los gases de escape al aire de cocción está influenciada por el área de superficie de las superficies del intercambiador de calor en contacto con los gases de escape y el aire de cocción, el coeficiente de transferencia de calor del intercambiador de calor (que está influenciado, entre otros, por los materiales usados y sus propiedades de superficie, y el flujo de aire en, y alrededor de, el intercambiador de calor) y la diferencia de temperatura a través de las paredes del intercambiador de calor. Aunque los intercambiadores de calor convencionales son relativamente compactos y tienen una buena eficiencia, todavía ocupan mucho espacio y son un responsable importante del tamaño de un horno de panadería. Sería deseable mejorar la eficiencia de los intercambiadores de calor convencionales. Esto daría lugar a la ventaja de poder producir hornos de panadería con un tamaño más pequeño y/o menores costes de funcionamiento, ya que una mayor eficiencia daría lugar a que se necesitase menos combustible para calentar la misma cantidad de aire de cocción. Los métodos convencionales para aumentar el flujo de calor desde los gases de escape al aire de cocción en el intercambiador de calor incluyen cambiar las formas de los tubos de intercambiador de calor para aumentar el área de superficie expuesta al aire de cocción o añadir más tubos. Tales medidas pueden aumentar la eficiencia ligeramente, pero a costa de un aumento de la fricción del aire en el lado frío que requiere el uso de un ventilador más grande y el aumento de los costes de funcionamiento.

El documento GB-2424265 se refiere a tubos de intercambio de calor con aletas integrales. En los antecedentes se menciona que es de conocimiento común proporcionar un recipiente a través del que fluye el fluido calentado con un área de superficie tan grande como sea posible con el fin de maximizar la transferencia de calor. El interior del cuerpo tubular se divide habitualmente en una pluralidad de pasos longitudinales, sirviendo las paredes divisorias entre los pasos tanto para reforzar el cuerpo tubular como para aumentar el área de superficie sobre la que puede tener lugar la transmisión de calor hacia o desde el fluido que fluye a través de los pasos.

El documento US-2003/209344 se refiere a un intercambiador de calor que comprende tubos, en el que cada uno de los tubos incluye un paso, que se divide en una pluralidad de sub-pasos. Cada uno de los sub-pasos tiene una forma generalmente rectangular (se mencionan otras formas geométricas) y tiene una superficie de pared interior con aletas.

Los documentos DE-102005020727 y EP-0359358D3 también se refieren a intercambiadores de calor provistos de tubos que tienen dos o varios canales.

Sin embargo, ninguno de los antecedentes de los documentos de la técnica anterior incluye ningún tubo de intercambiador de calor adaptado específicamente para su uso en hornos de aire caliente.

Breve descripción de la invención

La presente invención resuelve el problema de cómo mejorar la eficiencia de un intercambiador de calor de tubos en un horno de aire caliente sin aumentar la fricción del aire en el lado exterior de los tubos de intercambiador de calor por medio de un tubo de intercambiador de calor que tiene las características de la reivindicación 1.

Por lo tanto, la presente invención se refiere a un horno de aire caliente provisto de un intercambiador

de calor de tubos de flujo cruzado que comprende al menos dos filas de una pluralidad de tubos de intercambiador de calor. Los tubos de intercambiador de calor en cada fila están dispuestos en un plano esencialmente horizontal, y los tubos de intercambiador de calor en una fila están en una relación predeterminada en relación con los tubos de intercambiador de calor en una fila adyacente. Cada tubo de intercambiador de calor comprende un tubo alargado con una pared de tubo, y el interior del tubo alargado está provisto de al menos una pared interior que se extiende longitudinalmente, que se extiende desde un lado de la superficie interior del tubo alargado hacia otro lado de la superficie interior. Preferentemente, la relación predeterminada implica que los tubos en filas adyacentes están alineados verticalmente o que los tubos adyacentes están desplazados verticalmente.

Ventajosamente, las filas de tubos de intercambiador de calor están dispuestas en una sección intermedia del intercambiador de calor de tubos de flujo cruzado.

Las realizaciones preferidas se exponen en las reivindicaciones dependientes.

El horno de aire caliente de acuerdo con la presente invención ha demostrado mejorar la eficiencia en relación a cuando se usan intercambiadores de calor convencionales. Es posible entonces producir hornos de panadería con un tamaño más pequeño y/o menores costes de funcionamiento, ya que una mayor eficiencia da lugar a que se necesite menos combustible para calentar la misma cantidad de aire de cocción. Los hornos de panadería tienen el requisito especial de que el lado externo (donde fluye el aire de horneado) es de un tipo turbulento, con capacidades de alta transferencia térmica. Mientras que el lado interno tiene un flujo de masa de aire significativamente menor (aproximadamente un décimo) la superficie interna grande mejora la eficiencia elevando el flujo de calor. Por lo tanto, hacer la superficie más grande en el exterior no mejora la eficiencia; sino que aumenta el tamaño y los costes.

Como la diferencia de temperatura (∆Τ) entre el gas de escape y el aire de horneado disminuye, se necesita más superficie. Cuando la ∆Τ es alta, se necesita un área de superficie baja; la temperatura más alta eleva el flujo de calor en el elemento de calentamiento. Sin embargo, una ∆Τ más alta aumentará la temperatura en la superficie, lo que obligará al uso de materiales más exclusivos, tales como el acero resistente al calor. La presente invención hace posible optimizar el área de superficie interna, de manera que la temperatura en la otra superficie coincide con el intervalo óptimo para los materiales usados. En una realización de la invención, el área de superficie interna de los tubos de intercambiador de calor se reduce en localizaciones especiales. Por ejemplo, cerca del quemador para disminuir el flujo de calor y la temperatura de la superficie externa. Esta característica mejora el control de la temperatura y ajusta la temperatura en un intervalo óptimo.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra esquemáticamente una vista lateral simplificada de un intercambiador de calor de tubos de flujo cruzado convencional para un horno de panadería.

La figura 2 muestra esquemáticamente una sección transversal de los tubos de intercambiador de calor a lo largo de la línea II-II de la figura 1.

La figura 3 muestra esquemáticamente una vista lateral simplificada de un intercambiador de calor de tubos de flujo cruzado para un horno de panadería provisto de tubos de intercambiador de calor de acuerdo con una primera realización de la presente invención.

La figura 4 muestra esquemáticamente una sección transversal de los tubos de intercambiador de calor a lo largo de la línea IV-IV de la figura 1.

La figura 5 muestra esquemáticamente una sección transversal correspondiente a la de la figura 4 para una segunda realización de los tubos de intercambiador de calor de acuerdo con la presente invención.

La figura 6 muestra una sección transversal esquemática correspondiente a la de la figura 4 para una tercera realización de los tubos de intercambiador de calor de acuerdo con la presente invención.

Las figuras 7 y 8 muestran esquemáticamente secciones transversales de dos filas de tubos de intercambiador de calor, de acuerdo con la presente invención.

Las figuras 9-11 muestran diferentes vistas de una realización del tubo de intercambiador de calor.

Descripción detallada de la invención

La figura 1 muestra esquemáticamente una vista lateral simplificada de un horno de panadería 1 con un intercambiador de calor de tubos de flujo cruzado 3 convencional. El intercambiador de calor está dentro de una cámara 5 de calentamiento en la que el aire de cocción que debe calentarse fluye desde un respiradero de entrada superior 7 más allá del intercambiador de calor caliente hacia una salida 9 cerca de la base de la unidad. La velocidad del flujo de aire puede controlarse por un ventilador 11. Los gases de escape calientes para calentar el aire de cocción se generan por un quemador 13 que quema un combustible como el gas o el petróleo. Los gases de escape pasan a través de un sistema de conductos estancos a gases 15 que conduce desde el quemador hasta una chimenea 17. El sistema de conductos 15 tiene forma de S con tres secciones horizontales y tres secciones verticales. La sección 19 inferior sustancialmente horizontal de la S está conectada en su extremo de entrada 21 a la salida del quemador 23 y está conectada en su extremo de salida 25 a la entrada 27 de la sección vertical inferior 28. El extremo de salida 29 de la sección vertical inferior está conectado a los extremos de entrada 31 de una pluralidad de tubos de intercambiador de calor 33 que forman la sección intermedia 35 sustancialmente horizontal de la S. Estos tubos de intercambiador de calor transfieren

la energía térmica de los gases de escape dentro de los mismos al aire de cocción que fluye más allá de los mismos. Los extremos de salida 37 de los tubos de transferencia de calor están conectados al extremo de entrada 39 de la sección vertical intermedia 41. El extremo de salida 43 de la sección vertical intermedia está conectado al extremo de entrada 45 de la sección horizontal superior 47. El extremo de salida 51 de la sección horizontal superior está conectado al extremo de entrada inferior 53 de la chimenea 55 que tiene un extremo superior abierto a través del que se expulsan los gases de escape enfriados.

Como puede verse en la figura 2, cada tubo de intercambiador de calor 33 tiene una sección transversal en forma de rectángulo con extremos redondeados, es decir, la sección transversal tiene dos lados largos 57' y 57", rectos y paralelos, separados por una distancia D, y conectados por un par de extremos curvados convexos 59' y 59" de diámetro D de curvatura. La pared 61 de tubo delgada de cada tubo de intercambiador de calor está fabricada de un material con buena conductividad térmica y resistencia a la corrosión, por ejemplo un metal como el aluminio puro o aleado, el cobre o el hierro.

La figura 3 muestra esquemáticamente una vista lateral simplificada de un horno de panadería 301 del tipo mostrado en la figura 1, pero provisto de un intercambiador de calor de tubos de flujo cruzado 303 con unos tubos de intercambiador de calor 333 de acuerdo con una primera realización de la presente invención. Como puede verse en la figura 4, los tubos de intercambiador de calor tienen la misma forma externa que los tubos convencionales, es decir, una sección transversal con dos lados largos, rectos y paralelos 357' y 357", separados por una distancia D, y conectados por una par de extremos cortos 359' y 359". En esta realización de la invención, los extremos cortos son convexos y tienen un diámetro D de curvatura. La pared de tubo delgada 361 de cada tubo de intercambiador de calor 333 está fabricada de un material con buena conductividad térmica y resistencia a la corrosión, por ejemplo un metal como el aluminio puro o aleado, el cobre o el hierro. El interior de estos tubos de intercambiador de calor está provisto de una o más, en este ejemplo dos, paredes interiores 363, 363" que se extienden longitudinalmente. Cada pared interior se extiende desde un lado largo 357' al lado largo 357" opuesto de la pared de intercambiador de calor 361, dividiendo de este modo el tubo de intercambiador de calor en tres compartimentos alargados 365', 365", 365"' a través de los que fluyen los gases de escape. Preferentemente, los compartimentos están cerrados, es decir, no hay un flujo de gas de escape transversal entre los compartimentos que maximice el área de superficie de sus paredes expuestas al gas de escape. Sin embargo, como alternativa, puede perforarse una o más de las paredes interiores para provocar turbulencias en el flujo. Las paredes interiores están fabricadas de un material con buena conductividad térmica y resistencia a la corrosión, por ejemplo un metal como el aluminio puro o aleado, el cobre o el hierro, y están fabricadas preferentemente del mismo material que las paredes delgadas 361 de los tubos de intercambiador de calor. Las uniones entre las paredes interiores y la superficie interior de las paredes de tubo de intercambiador de calor están dispuestas preferentemente para proporcionar una buena transferencia de calor desde las paredes interiores a la pared de tubos de intercambiador de calor. Preferentemente, las paredes interiores se forman de manera integral con las paredes exteriores, por ejemplo, por extrusión, o se unen entre sí mediante soldadura o remachado con pasta de transferencia de calor entre los componentes. Durante el uso, las paredes interiores son calentadas por el gas de escape que fluye en los compartimentos alargados y las paredes interiores transfieren este calor por conducción a la pared de tubo de intercambio de calor. Por lo tanto, las paredes interiores están en contacto con el gas de escape en el centro del interior de los tubos de intercambiador de calor. En los tubos de intercambiador de calor convencionales, el gas de escape en el centro del interior del tubo de intercambiador de calor no está en contacto con las paredes de los tubos de intercambiador de calor y solo pierde calor comparativamente despacio. En la presente invención las paredes interiores extraen la energía térmica del gas de escape y la transfieren a las paredes exteriores, lo que permite que el calor se extraiga más rápidamente de los gases de escape de lo que lo hace un intercambiador de calor de tubos convencional. Esto permite realizar un intercambiador de calor de tubos de acuerdo con la presente invención, así como un intercambiador de calor de tubos más grande convencional.

La figura 5 muestra una sección transversal a través de una segunda realización de un par de tubos de intercambiador de calor 533 de acuerdo con la presente invención. En esta realización, el interior de estos tubos de intercambiador de calor está provisto de una o más, en este ejemplo cuatro, paredes interiores 563', 563", 563"', 563"" que se extienden longitudinalmente. Cada pared interior se extiende desde un lado largo 557' hacia el lado largo 557" opuesto, pero sin entrar en contacto. Esto divide el tubo de intercambiador de calor en tres compartimentos alargados abiertos 565', 565", 565"' (es decir, no hay nada que evite que el gas de escape fluya de un compartimento a otro compartimento) a través de los que fluyen los gases de escape. Los extremos más internos y/o las superficies expuestas de las paredes interiores pueden desbastarse o conformarse para provocar turbulencias con el fin de facilitar la transferencia de energía térmica de los gases de escape a la pared interior.

La figura 6 muestra una sección transversal a través de una segunda realización de un tubo de intercambiador de calor de acuerdo con la presente invención. En esta realización, los lados cortos 659', 659" de los tubos de intercambiador de calor son rectos y el tubo de intercambiador de calor tiene una sección transversal cuadrática. El interior de estos tubos de intercambiador de calor está provisto de una o más, en este ejemplo tres, paredes interiores 663', 663", 663"' que se extienden longitudinalmente. Cada pared interior se extiende desde un lado largo 657' al lado largo 657" opuesto. Cada pared interior está conectada a su pared o paredes cercanas por una pared central 669 que está dispuesta en paralelo a los lados largos del tubo de intercambiador de calor. Preferentemente, cada pared central 669 está dispuesta en la línea de simetría del tubo de intercambiador de calor para garantizar que el gas de escape que está más lejos de la pared exterior extraiga energía térmica del mismo. Estas paredes interiores dividen el tubo de intercambiador de calor en

ocho compartimentos alargados cerrados a través de los que fluyen los gases de escape.

La figura 7 muestra una sección transversal a lo largo de IV-IV en la figura 3 de la sección intermedia horizontal del sistema de conductos en forma de S por la debe pasar el gas de escape. En esta realización, la sección intermedia comprende dos filas 734 dispuestas esencialmente en horizontal de una pluralidad de tubos de intercambiador de calor 733. Las filas de tubos de intercambiador de calor no están dispuestas necesariamente en una sección intermedia, sino también en una sección superior o inferior de un intercambiador de calor de flujo cruzado. En esta realización ilustrada se proporcionan diez tubos en cada fila pero, naturalmente, pueden disponerse menos o más tubos. Cada uno de estos tubos puede ser de cualquiera de los tubos de intercambiador de calor descritos en la presente solicitud. En la realización ilustrada cada tubo está provisto de paredes que se extienden longitudinalmente que definen tres canales separados dentro de cada tubo. En la figura, el aire de cocción se ilustra mediante flechas verticales.

La figura 8 muestra una realización similar a la de la figura 7. En esta realización, las dos filas 834 de tubos de intercambiador de calor 833 están desplazadas una en relación con la otra. Esto es ventajoso por que el aire de cocción se somete a más calor en el flujo de escape en la fila inferior de los tubos de intercambiador.

Las figuras 9 y 10 son ilustraciones simplificadas de las secciones transversales de un tubo de intercambiador de calor preferido compuesto a partir de dos piezas de lámina de metal plegadas idénticas. La figura 9 muestra las dos piezas 931, 932 antes de que se combinen, preferentemente por soldadura o fusión, y la figura 10 muestra la sección transversal del tubo de intercambiador de calor 1033 combinado. En la figura 11 se muestra una vista en perspectiva que ilustra las dos piezas de lámina de metal plegadas 931, 932 antes de que se combinen en un tubo de intercambiador de calor. El tubo de intercambiador de calor fabricado como se ilustra en las figuras 9-11 ha demostrado cumplir los exigentes requisitos de bajos costes de producción y excelentes capacidades de transferencia de calor.

En todas las realizaciones de la presente invención los extremos más internos y/o las superficies expuestas de las paredes interiores que se extienden longitudinalmente pueden desbastarse, perforarse o conformarse para provocar turbulencias con el fin de facilitar la transferencia de energía térmica de los gases de escape a la pared interior. Preferentemente, las paredes interiores se fabrican de un material con buena conductividad térmica y resistencia a la corrosión, por ejemplo un metal como el aluminio puro o aleado, el cobre o el hierro, y preferentemente se fabrican del mismo material que las paredes 3 delgadas de los tubos de intercambiador de calor. Las uniones entre las paredes interiores y la superficie interior de las paredes de los tubos de intercambiador de calor se disponen preferentemente para proporcionar una buena transferencia de calor desde las paredes interiores a la pared de tubos de intercambiador de calor. Preferentemente, las paredes interiores se forman de manera integral con las paredes exteriores, por ejemplo, por extrusión, o se unen entre sí por soldadura o remachado. En el caso de que los tubos de intercambiador de calor se fabriquen montando una pluralidad de componentes es preferible usar pasta de transferencia de calor entre los componentes para garantizar una alta conductividad térmica entre los componentes.

De acuerdo con la presente invención, las paredes interiores que se extienden longitudinalmente pueden ser rectas y alinearse con el eje longitudinal del tubo de intercambiador de calor o pueden ser curvas como las estrías de una espiral.

En una realización de la invención, el área de superficie interna de los tubos de intercambiador de calor se reduce en localizaciones especiales, es decir, a lo largo de la dirección longitudinal de los tubos de intercambiador de calor. Esto puede lograrse, por ejemplo, aumentando la altura de las paredes interiores longitudinales 563', 563", 563"', 563"" en la dirección longitudinal de los tubos. En un ejemplo ventajoso, el área de superficie interna de los tubos de intercambiador de calor es menor cerca del quemador y, a continuación, aumenta en la dirección del flujo de aire. De este modo, se disminuye el flujo de calor y también la temperatura de la superficie externa de los tubos de intercambiador de calor. Esta característica mejora el control de la temperatura y la posibilidad de ajustar la temperatura a un intervalo óptimo.

Los tubos de intercambiador de calor de acuerdo con la presente invención pueden usarse en métodos para intercambiar energía térmica de un primer fluido a un segundo fluido, en los que el primer fluido está a una temperatura más alta que el segundo fluido y el primer fluido fluye a lo largo del interior de un tubo de intercambiador de calor de acuerdo con la presente invención y el segundo fluido refrigerante fluye fuera de dicho tubo de intercambiador de calor, o viceversa. Preferentemente, el fluido fuera del tubo de intercambiador de calor fluye a través del tubo de intercambiador de calor de manera sustancialmente perpendicular como se ilustra en la descripción anterior y en las figuras, o fluye en la dirección inversa o fluye en un ángulo distinto de 90º en la dirección del flujo del fluido dentro de los tubos de intercambiador de calor.

Aunque la invención se ha ilustrado con tubos de intercambiador de calor de secciones transversales aproximadamente cuadráticas con extremos cortos rectos o redondeados, es posible adaptar el uso de las paredes interiores de la invención con tubos de cualquier forma transversal práctica.

La invención no se limita a los ejemplos proporcionados anteriormente, sino que puede modificarse dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Horno de aire caliente provisto de un intercambiador de calor de tubos de flujo cruzado que comprende al menos dos filas (734, 834) de una pluralidad de tubos de intercambiador de calor (333, 433, 533, 633, 733, 833), el intercambiador de calor está dispuesto dentro de una cámara de calentamiento (5) en la que el aire de cocción que debe calentarse fluye más allá del intercambiador de calor caliente, los gases de escape calientes para calentar el aire de cocción son generados por un quemador, los gases de escape pasan a través de un sistema de conductos estancos a gases, incluyendo dichos tubos de intercambiador de calor, que conducen desde el quemador a una chimenea, y que los tubos de intercambiador de calor en cada fila están dispuestos en un plano esencialmente horizontal, y que los tubos de intercambiador de calor en una fila están en una relación predeterminada en relación con los tubos de intercambiador de calor en una fila adyacente, caracterizado por que cada tubo de intercambiador de calor comprende un tubo alargado (333) con una pared de tubo (361), estando el interior del tubo alargado provisto de al menos una pared interior (363', 363'') que se extiende longitudinalmente, que se extiende desde un lado de la superficie interior del tubo alargado hacia otro lado de la superficie interior, en donde, durante el uso, las paredes interiores son calentadas por el gas de escape y las paredes interiores transfieren este calor por conducción a la pared de tubo de intercambio de calor.
2.

Horno de aire caliente de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha relación predeterminada implica que los tubos en filas adyacentes están alineados verticalmente.
3.

Horno de aire caliente de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha relación predeterminada implica que los tubos adyacentes están desplazados verticalmente.
4.

Horno de aire caliente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que dichas filas de tubos de intercambiador de calor están dispuestas en una sección intermedia del intercambiador de calor de tubos de flujo cruzado.
5.

Horno de aire caliente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que dicha al menos una pared interior se extiende desde un lado de la superficie interior y está en contacto con otro lado de la superficie interior.
6.

Horno de aire caliente de acuerdo con la reivindicación 5, en el que cada una de dicha al menos una pared interior es sólida y en el que el tubo está dividido en compartimentos (365', 365'', 365''') que se extienden longitudinalmente, donde dicha al menos una pared interior (363', 363'') evita el flujo transversal entre dichos compartimentos.
7.

Horno de aire caliente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tubo tiene una sección transversal con dos lados largos, rectos y paralelos (57', 57''), separados por una distancia D, y conectados por un par de extremos curvados convexos (59', 59'') de diámetro D de curvatura.
8.

Horno de aire caliente de acuerdo con la reivindicación 7, en el que al menos una pared interior se extiende desde un lado largo al otro lado largo.
9.

Horno de aire caliente de acuerdo con la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el que al menos una pared interior se extiende desde un extremo curvado al otro extremo curvado.
10.

Horno de aire caliente de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicho tubo está compuesto de dos piezas de lámina de metal idénticas (931, 932), plegándose cada una a partir de una lámina de metal plana alargada y combinándose a continuación para formar el tubo.
11.

Horno de aire caliente de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el área de superficie interna de dichos tubos de intercambiador de calor aumenta a lo largo de la dirección longitudinal de los tubos de intercambiador de calor en la dirección del flujo de aire en dichos tubos.
12.

Horno de aire caliente de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el área de superficie interna de los tubos de intercambiador de calor es menor cerca del quemador y aumenta a continuación en la dirección del flujo de aire.
13.

Método para intercambiar energía térmica de un primer fluido a un segundo fluido caracterizado por el flujo del primer fluido dentro de un tubo de intercambiador de calor en un horno de aire caliente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 y el flujo del segundo fluido fuera de dicho tubo de intercambiador de calor.
14.

Método de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el segundo fluido fluye en una dirección que es transversal a la dirección del flujo del primer fluido.
15.

Método de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el segundo fluido fluye en la dirección inversa a la dirección del flujo del primer fluido.