intercambiador de calor para horno de conveccion con tubos

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
ESPAÑA
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kNúmero de solicitud: U 9501660
kInt. Cl. : F28D 1/04
11 Número de publicación:
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SOLICITUD DE MODELO DE UTILIDAD
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71 Solicitante/s: INDUSTRIAL SALVA, S.A.
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72 Inventor/es: Eguilegor Ramı́rez, Marcial
22 Fecha de presentación: 16.06.95
43 Fecha de publicación de la solicitud: 01.01.96
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Ctra. Nacional 1, Km. 471
20100 Lezo, Guipúzcoa, ES
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74 Agente: Carpintero López, Francisco
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54 Tı́tulo: Intercambiador perfeccionado para horno de convección.
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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DESCRIPCION
Intercambiador perfeccionado para horno de
convección.
Objeto de la invención
La invención se refiere a un intercambiador
para hornos de convección, el cual es aplicable en
aquel tipo de hornos industriales en los que el calor requerido para su funcionamiento se obtiene a
partir de una caja de quemadores en cuyo interior se produce la correspondiente combustión del
gas, haciéndose pasar los gases de la combustión
a través de unos tubos acoplados en orificios previstos al efecto en la pared superior de esa caja de
quemadores, para desembocar esos tubos en una
chimenea de evacuación de gases.
El objeto fundamental de la invención consiste
en la forma de montaje o acoplamiento de los tubos sobre los correspondientes orificios con que al
efecto cuenta la pared o base superior de la caja
de quemadores.
Antecedentes de la invención
Determinado tipo de hornos de convección industriales, como son los clásicos hornos de panaderı́a, reciben el calor necesario para la cocción
mediante unos intercambiadores formados por tubos metálicos que quedan situados en el interior
del horno y comprendidos entre una base superior con orificios en los que se acoplan y fijan los
extremos superiores de los tubos, para a partir
de ahı́ y a través de una chimenea evacuar los
gases, y una caja de quemadores inferior en la
que se acoplan y se fijan los extremos inferiores
de los tubos, caja que cuenta lógicamente con los
correspondientes quemadores para la combustión
del gas que penetra a través de correspondientes
conductos.
Actualmente el montaje y fijación de los tubos a la correspondiente caja de quemadores se
efectúa mediante soldadura, debiendo ser ésta de
gran calidad ya que por el interior de los citados tubos pasan gases de combustión y éstos en
ningún caso deben acceder a la cámara de cocción.
Es decir, es imprescindible que en el funcionamiento de este tipo de hornos de convección,
no existan fugas en los tubos para evitar que los
gases de combustión puedan acceder al interior a
la cámara de combustión, y ello se consigue precisamente mediante la fijación por soldadura de los
tubos a los correspondientes orificios de la caja de
quemadores.
Evidentemente esa soldadura debe ser de gran
calidad, como se ha dicho con anterioridad, para
evitar la más mı́nima fuga de gas, de modo tal
que la gran calidad de la soldadura requiere personas cualificadas y un tiempo en ejecutarla, lo
cual indudablemente encarece el producto final,
que no es otra cosa que el intercambiador para
hornos de convección.
Descripción de la invención
El intercambiador que se preconiza, basado en
el concepto anteriormente referido, es decir el de
estar constituido por una serie de tubos que por
uno de sus extremos se acoplan en la base superior de la caja de quemadores, y por el extremo
opuesto superior se acoplan en la base correspondiente a la chimenea de evacuación de gases, presenta una serie de mejoras en base a las cuales
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se consigue que el montaje se realice de forma
enormemente sencilla, con gran eficacia y sin necesidad de personal cualificado, lo que deriva en
un considerable ahorro en el costo final del intercambiador propiamente dicho.
Más concretamente, el intercambiador de la
invención se caracteriza porque la fijación del extremo inferior de los tubos a la caja de quemadores, no requiere soldadura de ningún tipo, sino
que el montaje o fijación se realiza por simple enchufe a presión del extremo inferior de los tubos
en los respectivos orificios de la caja de quemadores, previéndose para ello que esos orificios de
montaje estén dotados de un escalonamiento en
proximidad a su borde inferior, que determina un
tope limitador en la penetración del tubo y un
ajuste de éste en el orificio correspondiente, evitando toda posibilidad de fuga en el discurrir del
gas hacia la parte superior de los tubos.
Otra caracterı́stica de novedad consiste en que
los referidos tubos se acoplan, también por enchufe ajustado, en orificios previstos al efecto en
la placa que constituye la base inferior de la chimenea de evacuación de gases, sobresaliendo los
extremos de los tubos por encima del plano de
esa placa constitutiva de la base, lo que elimina
toda posibilidad de retorno de los gases hacia la
cámara u horno de convección, puesto que el propio tiro de la chimenea arrastra consigo los gases.
Por consiguiente, el intercambiador de la invención se basa en que el montaje y acoplamiento
de los tubos tanto a la caja de quemadores como
a la base de la chimenea se realiza sin soldadura,
por simple encaje calibrado de tubos en orificios,
que es suficiente, debido a la caracterı́sticas anteriormente expuestas, para impedir las fugas de
gases en su discurrir desde la caja de quemadores
hasta la chimenea de evacuación.
De lo anteriormente expuesto se deduce que el
montaje del intercambiador objeto de la invención
se realizará de manera sumamente sencilla, con
gran rapidez, resultando a la vez eficaz, puesto
que no se requiere ningún tipo de operación posterior de sellado con soldadura u otros medios,
después de enchufar los extremos de los tubos en
los orificios correspondientes a la caja de quemadores y a la placa constitutiva del fondo de la
chimenea de evacuación de gases.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las caracterı́sticas del invento,
se acompaña a la presente memoria descriptiva,
como parte integrante de la misma, un juego de
dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una representación según
una perspectiva general de un intercambiador realizado de acuerdo con las mejoras objeto de la invención.
La figura 2.- Muestra una representación según
una perspectiva de la caja de quemadores
que forma parte del intercambiador representado en la figura anterior, en cuya caja
pueden observarse los orificios escalonados
para el acoplamiento del extremo inferior
de los correspondientes tubos.
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La figura 3.- Muestra un detalle en sección de
uno de los orificios de la comentada caja
de quemadores, observándose el escalonamiento de dicho orificio.
Realización preferente de la invención
Como puede verse en las figuras referidas, el
intercambiador de la invención, aplicable a hornos
de convección industriales, se constituye a partir
de una caja de quemadores (1), en cuyo interior
se producirá la combustión del gas, que penetra a
través de conductos (2), según indican las flechas
representadas en la propia figura 1, hacia correspondientes quemadores (3) situados en el interior
de la caja (1), de manera que en la realización
mostrada en la figura 1 referida existen dos quemadores (3), cada uno de ellos con su correspondiente conducto (2) de entrada del gas, y en cuyos
quemadores se han previsto una serie de mecheros (4) que son los que realizan la combustión del
gas, para que éste acceda a través de una serie de
tubos (5) acoplados por uno de sus extremos a la
parte superior de la caja de quemadores (1) y por
la parte superior a una placa (6) que constituye el
fondo de una chimenea (7) de evacuación de gases,
de manera que el gas producido en la combustión
y circulante hacia arriba por los tubos (5) cederá
calor al horno o cámara en la que esté montado
el conjunto del intercambiador descrito.
Por consiguiente, el calentamiento de la cámara de cocción u horno propiamente dicho se
efectuará por la cesión de calor por parte de los
tubos (5) al aire circundante en esa cámara, con la
particularidad de que dichos gases de combustión
pueden ser expulsados directamente al exterior a
través de la chimenea (7), para lo cual cuenta
ésta en su parte superior con una boca (8) para el
acoplamiento del tubo de evacuación, o bien poder hacer reconducir, nuevamente esos gases de
la combustión, en él caso de que los mismos no
hayan cedido todo su calor, previéndose para ello
unos tubos de retorno que nuevamente reconducen el gas de la combustión hacia la propia cámara
de cocción.
La caja de quemadores (1) representada en
la figura 2, además de incluir su correspondiente
tapa (9) de acceso a los propios quemadores (3),
la misma se encuentra cerrada por sus laterales
(10), mediante correspondientes chapas que se fijan, por soldadura, en todo el perı́metro de esas
bases, existiendo en la parte superior un soporte
(11) que actúa como separador de ambos grupos
de tubos (5) correspondientes a los dos quemadores (3), y con la particularidad de que en la parte
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superior de esa caja de quemadores, y en correspondencia con la parte superior de cada uno de los
quemadores (3) existen una pluralidad de orificios
(12) en los que se acopla precisamente el extremo
inferior de los tubos (5), con la particularidad de
que esos orificios (12) están dotados de un escalonamiento (13) en proximidad al borde inferior
de los mismos, lo que determina que los tubos (5)
se ajusten a la superficie lateral (14) de esos orificios (12), concretamente en la superficie que se
determina entre el borde superior de los orificios y
el escalonamiento (13) de los mismos, con lo que
los tubos quedan perfectamente ajustados en los
orificios y además apoyados en el escalonamiento
(13). De esta forma, se produce un acoplamiento
con dos puntos de ajuste que garantizan un cierre hermético sin necesidad de soldaduras u otros
métodos de hermetización posteriores, evitándose
ası́ las fugas de gas hacia la cámara del horno.
Por otra parte, el extremo superior de los tubos (5) referidos se acopla en orificios correspondientes de la placa (6) que constituye el fondo
de la propia chimenea (7) de evacuación de gases, con la particularidad de que en esos orificios
de la placa (6) los tubos (5) se acoplan también
por enchufe, sin soldadura, sobresaliendo un corto
tramo (15) por encima de esa placa (6), lo que evitará igualmente la fuga de gases hacia el interior,
aunque no exista una hermeticidad en el ajuste
entre los tubos (5) y los orificios de la placa (6),
ya que el propio tiro de la chimenea (7) arrastrará
hacia la salida (8) los propios gases producidos en
la combustión.
Evidentemente tanto los orificios inferiores de
acoplamiento de los tubos (5) como los orificios
superiores anteriormente referidos, serán calibrados para el correcto ajuste de los extremos de los
tubos (5), permitiendo con ello una sencillez y
rapidez en el montaje, sin necesidad de tener que
realizar operaciones posteriores de sellado por soldadura u otro medio de hermeticidad, como se
requiere convencionalmente.
No se considera necesario hacer más extensa
esta descripción para que cualquier experto en la
materia comprenda el alcance de la invención y
las ventajas que de la misma se derivan.
Los materiales, forma, tamaño y disposición
de los elementos serán susceptibles de variación
siempre y cuando ello no suponga una alteración
en la esencialidad del invento.
Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido
amplio y no limitativo.
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REIVINDICACIONES
1. Intercambiador perfecciopado para horno
de convección, que siendo aplicable en hornos industriales, por ejemplo de panaderı́a o similares, y
siendo del tipo de los constituidos a partir de una
caja de quemadores con los correspondientes conductos de entrada de gas hacia éstos, y una serie
de orificios en los que van acoplados los extremos
inferiores de otros tantos tubos verticales por los
que discurren hacia arriba los gases producidos
en la combustión, acoplándose el extremo superior de dichos tubos en la base inferior de una
chimenea de evacuación de gases, esencialmente
se caracteriza porque el acoplamiento de los extremos inferiores de los tubos a la caja de quemadores se realiza sobre orificios calibrados dotados
de un escalonamiento en proximidad al borde inferior de la chapa en la que están materializados
esos orificios, ajustando el extremo inferior de los
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propios tubos en la superficie lateral determinada
entre el escalonamiento y el borde superior de los
orificios, apoyando el borde inferior de tales tubos
en los propios escalonamientos, determinando un
medio que impide la fuga de gases.
2. Intercambiador perfeccionado para horno
de convección, según reivindicación 1a¯ , caracterizado porque el acoplamiento del extremo superior de los tubos a los correspondientes orificios
de la placa que constituye el fondo de la chimenea de evacuación de gases se realiza por ajuste de
dicho extremo superior de los tubos en los comentados orificios, sobresaliendo el extremo superior
de aquéllos por encima del plano superior de la
placa en la que están realizados los orificios de
acoplamiento, posibilitando la evacuación de los
gases sin que se produzca la entrada de los mismos a la cámara u horno de convección donde está
montado el conjunto del intercambiador.
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