ES2234555T3 - Intercambiador de calor para hornos destinados a la coccion de alimentos. - Google Patents

Abstract

Dispositivo intercambiador de calor destinado a hornos para la cocción de alimentos, del tipo que circunda a un ventilador radial (2) y está asociado a un quemador (3) alimentado por un soplador, que comprende una primera parte de un tubo (4) dentro del cual fluyen los gases de combustión, la cual primera parte de tubo (4), antes de completar una primera vuelta alrededor del ventilador radial (2), se bifurca en al menos dos tubos (5) que se extienden alrededor del ventilador radial (2) circundándolo casi totalmente y tiene ejes dispuestos en planos paralelos a un plano que incluye a un eje de la primera parte de tubo (4), los planos paralelos que contienen a los ejes de los al menos dos tubos (5) y al eje de la primera parte de tubo (4) siendo perpendiculares a un eje de rotación del ventilador radial (2), caracterizado por el hecho que la primera parte del tubo (4) se bifurca en los al menos dos tubos (5) que se extienden alrededor del ventilador radial (2) por medio de una conexión en Y (7) o por medio de una conexión en T y por el hecho que los al menos dos tubos (5) llegan a la descarga (10) de manera separada.

Description

Intercambiador de calor para hornos destinados a la cocción de alimentos.

El intercambiador de la invención es del tipo que circunda a un ventilador radial que provoca que el fluido vector (por ejemplo, aire o aire y vapor) circule y es alimentado con gases calientes producidos por combustión de un quemador.

Se conocen intercambiadores de calor de este tipo, los cuales están constituidos por un tubo, envuelto en espiral alrededor del ventilador radial y preferentemente provisto de elementos internos que provocan que el fluido gire, creando una turbulencia que aumenta el intercambio de calor. En un extremo del tubo está predispuesto un quemador que está equipado con un soplador para encanalar los gases calientes de combustión dentro del tubo. El otro extremo del tubo descarga directamente al medioambiente o dentro de un conducto de chimenea.

Otro dispositivo conocido, ilustrado en la publicación europea EP 0.856.705, prevé un calentador constituido por un tubo, dentro del cual fluyen los gases calientes producidos por un quemador, el cual tubo circunda al ventilador sin embargo sin hacerlo de manera espiralada; en cambio, está plegado para dar origen a dos ramas dispuestas yuxtapuestas y paralelas, y unidas por una curva libre de 360 grados. Esta curva libre absorbe los factores de dilatación térmica, de manera que los puntos donde está fijado el tubo no sufran esos efectos.

La patente de invención DE 298 00 523 publica un dispositivo intercambiador de calor para hornos destinados a la cocción de alimentos que posee las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Las ejecuciones según la técnica conocida exhiben numerosas desventajas y restricciones.

Una restricción está dada por el hecho que la disposición de los tubos alrededor del ventilador no garantiza una completa y suficientemente uniforme cobertura de la zona más ventilada situada periféricamente alrededor del ventilador. Esto comporta un efecto negativo sobre la eficiencia del intercambio térmico.

Otras restricciones se derivan de la existencia de una imperfecta situación de intercambio térmico dentro de los tubos.

El objetivo principal de la presente invención es el de eludir las desventajas mencionadas con anterioridad pertenecientes a la técnica conocida.

Una ventaja de la presente invención consiste en el hecho que proporciona una muy buena eficiencia de intercambio térmico, eludiendo la necesidad de aplicar medios para aumentar el intercambio térmico que podría conducir a complicaciones de carácter constructivo lo cual rendiría muy dificultoso sino imposible la correcta limpieza del dispositivo.

Otra ventaja de la presente invención es que gracias a la eficiencia del intercambio térmico obtenida cerca del ventilador, la vaporización del agua (en el caso de hornos mixtos, con producción de vapor directa) se tiene directamente en los tubos y no a través de medios adicionales. Esto es más económico y favorece la uniformidad de distribución del vapor y de las temperaturas dentro de la cámara de cocción en la cual está instalado el intercambiador.

Otra ventaja de la presente invención es que el quemador está situado en un recinto cerrado dentro de la cámara de combustión, que a su vez está situada en la cámara de cocción. Esta disposición es muy segura porque en el caso de malfuncionamiento de suministro del gas, o del mismo quemador, el riesgo de escape de gas es nulo, puesto que el circuito de suministro de gas a la cámara de combustión representa una entidad única y totalmente hermética.

Aún otra ventaja se desprende del uso de un quemador de un tipo donde la mezcla de aire y combustible se realiza en tres etapas sucesivas, produciendo una llama muy larga que se extiende mucho dentro del mismo tubo.

Esos objetivos y ventajas y aún otros se logran en su totalidad a través de la invención según está caracterizada en las reivindicaciones que están más adelante.

Otras características y ventajas de la presente invención se pondrán aún más de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue de algunas realizaciones, preferidas pero no exclusivas, de la invención, ilustradas a título puramente ejemplificador y no limitativo en las figuras de los dibujos anexos, en las cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo intercambiador de calor, que no forma parte de la presente invención;

- la figura 2 es un detalle amplificado de la figura 1 parcialmente en corte transversal;

- la figura 3 es una vista frontal esquemática del dispositivo de la figura 1;

- la figura 4 muestra una vista en escala amplificada de un detalle de la figura 3, seccionado según la línea I-I de la figura 3;

- la figura 5 es el mismo detalle de la figura 2, pero según una primera realización de la invención;

- la figura 6 es el mismo detalle de la figura 2, pero según una segunda realización de la invención.

Con referencia a las figuras de los dibujos, el numeral 1 denota en su totalidad la cámara de cocción de un horno destinado a la cocción de alimentos donde está instalado un dispositivo intercambiador de calor. El intercambiador de calor circunda a un ventilador radial (2) y está asociado a un quemador (3) alimentado por un soplador.

El quemador (3) está dentro de la cámara de combustión que a su vez está situada dentro de la cámara de cocción (1). La cámara de combustión mencionada con anterioridad está subdividida esquemáticamente en dos partes por la presencia de un diafragma para la regulación de la entrada de aire necesario para la combustión. El gas de entrada y el aire de combustión se suministran antes del diafragma a través de dos circuitos separados, mientras que su mezcla se realiza después del mismo.

En el caso de presentarse un mal funcionamiento del dispositivo de seguridad detector de llama, la disposición de los componentes descritos con anterioridad resulta ser muy segura, puesto que incluso en las situaciones más difíciles la mezcla de gas no puede salir fuera de la cámara de combustión antes del diagrama, sino que puede escapar sólo a través de los tubos (5) conectados al sistema de evacuación.

El quemador preferentemente es del tipo donde la mezcla de aire y combustible se lleva a cabo en tres etapas sucesivas, produciendo una llama muy larga que se extiende mucho dentro de los tubos del intercambiador.

El intercambiador de calor comprende una primera parte del tubo (4), dentro del cual fluyen los gases de combustión, que, después de completar una vuelta alrededor del ventilador (2), se bifurca en por lo menos dos tubos (5) que se extienden alrededor del ventilador (2) con respectivos ejes dispuestos en planos paralelos al plano que contiene al eje de la primera parte del tubo (4).

Los planos paralelos que contienen a los ejes de los tubos (5) y al eje de la primera parte del tubo (4) son perpendiculares al eje de rotación del ventilador radial (2).

Los tubos (5) están dispuestos de manera de circundar completamente al ventilador radial (2).

Las partes terminales de los tubos (5) desembocan dentro de un colector (6) que de hecho es una cámara atravesada mediante las partes iniciales de los mismos tubos (5) y que no forma parte de la presente invención.

El colector (6) se comunica directamente con una descarga (10) por medio de la cual se expulsan los humos de combustión después de haber cedido una parte substancial de su energía térmica.

La primera parte del tubo (4) se bifurca en los dos tubos (5) a través de una cámara de conexión (8) contigua a la cámara del colector (6).

La cámara del colector (6) está dividida por una pared divisora (9) que tiene el cometido de mantener separados los salientes flujos de descarga de los tubos (5) hasta el momento de la descarga.

En la ejecución exhibida el colector (6) y la cámara que el mismo determina tienen forma paralelepípeda.

El quemador (3) preferentemente es del tipo donde la mezcla de aire y combustible se lleva a cabo en tres etapas, produciendo una llama muy larga que se extiende mucho dentro de la primera parte del tubo (4), mejorando así los valores de intercambio térmico.

Las secciones internas en cualquier punto de la primera parte del tubo (4) y de los dos tubos (5) están completamente libres, es decir no presentan elementos de obstrucción que provoquen turbulencia del combustible con el objetivo de mejorar la cesión de calor en su interior.

Las superficies externas de la primera parte del tubo (4) y de los dos tubos (5) son lisas.

La bifurcación en la cámara de conexión (8) rompe el flujo laminar y uniforme de la corriente de gas, mejorando así el intercambio térmico y, por ende, la eficiencia del intercambiador de calor.

Esas condiciones, junto con la completa y regular cobertura de la zona periférica más ventilada, otorga la posibilidad de lograr mejores condiciones de intercambio térmico, combinando una mayor eficiencia general del intercambiador con una considerable simplificación constructiva (tubos lisos), lo cual se traduce en un dispositivo mucho más ventajoso tanto en términos de ser más fácil de limpiar como (con referencia a hornos del tipo mixto que producen directamente vapor) en términos de permitir que la vaporización se lleve a cabo directamente sobre las superficies externas de los tubos, sin tener que recurrir a medios adicionales para lograr este efecto.

En otra ejecución de la invención, no ilustrada en las figuras de los dibujos, el colector en el cual la parte de tubo (4) confluye con la parte del tubo (5) está constituido por dos cámaras físicamente separadas; una primera que realiza la bifurcación de la parte de tubo (4) en los dos tubos (5); una segunda que provoca que los gases de combustión confluyan en la única descarga. La forma de esas dos semicámaras no debe ser obligatoriamente paralelepípeda.

Una primera ejecución de la invención, ilustrada en la figura 5, incluye una conexión en Y (7) entre la parte de tubo (4) y los tubos (5), la cual conexión en Y forma la bifurcación, después de la cual los tubos (5) llegan a la descarga (10) por separado.

En la segunda ejecución de la invención, ilustrada en la figura 6, se tiene una conexión en T entre el tubo (4) y los tubos (5), la cual conexión en T forma la bifurcación, después de la cual los tubos (5) llegan a la descarga (10) por separado.

Claims (4)

1. Dispositivo intercambiador de calor destinado a hornos para la cocción de alimentos, del tipo que circunda a un ventilador radial (2) y está asociado a un quemador (3) alimentado por un soplador, que comprende una primera parte de un tubo (4) dentro del cual fluyen los gases de combustión, la cual primera parte de tubo (4), antes de completar una primera vuelta alrededor del ventilador radial (2), se bifurca en al menos dos tubos (5) que se extienden alrededor del ventilador radial (2) circundándolo casi totalmente y tiene ejes dispuestos en planos paralelos a un plano que incluye a un eje de la primera parte de tubo (4), los planos paralelos que contienen a los ejes de los al menos dos tubos (5) y al eje de la primera parte de tubo (4) siendo perpendiculares a un eje de rotación del ventilador radial (2), caracterizado por el hecho que la primera parte del tubo (4) se bifurca en los al menos dos tubos (5) que se extienden alrededor del ventilador radial (2) por medio de una conexión en Y (7) o por medio de una conexión en T y por el hecho que los al menos dos tubos (5) llegan a la descarga (10) de manera separada.

2. Intercambiador de calor según la precedente reivindicación, caracterizado por el hecho que el quemador (3) es del tipo que extiende la llama hasta una distancia considerable.

3. Intercambiador de calor según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por el hecho que la primera parte de tubo (4) y los al menos dos tubos (5) tienen superficies externas
lisas.

4. Intercambiador de calor según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por el hecho que las secciones internas de paso de la primera parte de tubo (4) y de los al menos dos tubos (5) están totalmente libres de obstrucciones.