BR102019011650A2

BR102019011650A2 - permutador de calor de tubo para um forno, método de produção do permutador de calor de tubo de serpentina, forno e módulo deste

Info

Publication number: BR102019011650A2
Application number: BR102019011650A
Authority: BR
Inventors: Speck Ulrich
Original assignee: Werner & Pfleiderer Ind Backtechnik Gmbh
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2019-12-24
Also published as: EP3578911A1; EP3578911B1; DE102018208952A1; RU2019115317A; ES2879425T3; PL3578911T3; US11015881B2; US20190376751A1

Abstract

um permutador de calor de tubo (11) para um forno possuindo uma pluralidade de seções de tubo de permutador de calor (36) configuradas para guiar um fluido portador de calor, as seções de tubo do permutador de calor (36) sendo dispostas adjacentes umas às outras em um plano arranjado. uma distância entre seções de tubo adjacentes (36) é menor do que um diâmetro de tubo e maior do que 1% do diâmetro do tubo. o resultado é um permutador de calor de tubo, que permite que um espaço de cozimento seja aquecido de forma eficiente e variável.

Description

PERMUTADOR DE CALOR DE TUBO PARA UM FORNO, MÉTODO DE PRODUÇÃO DO PERMUTADOR DE CALOR DE TUBO DE SERPENTINA, FORNO E MÓDULO DESTE [0001] O presente pedido de patente reivindica a prioridade do pedido de patente alemão DE 10 2018 208 952.3, cujo conteúdo é incorporado neste documento por referência.

[0002] A invenção refere-se a um permutador de calor de tubo para um forno. A invenção refere-se adicionalmente a um método para a produção de um permutador de calor de tubo de serpentina e a um módulo de forno e um forno com pelo menos um permutador de calor de tubo deste tipo.

[0003] Os permutadores de calor de tubo do tipo nomeado no início são conhecidos no mercado como serpentinas de tubo plano ou como radiadores aletados. Um permutador de calor de tubo é conhecido de AT 27 736 B. Um forno é conhecido da especificação de patente alemã N°. 927 861. Um permutador de calor para um chuveiro ou uma banheira é conhecido de CH 709 194 A2.

[0004] É um objetivo da presente invenção refinar um permutador de calor de tubo do tipo nomeado no início de tal forma que permita o aquecimento eficiente e variável de um espaço de cozimento.

[0005] De acordo com a invenção, esse objetivo é alcançado pelo permutador de calor de tubo com as características estabelecidas na reivindicação 1.

[0006] De acordo com a invenção, verificou-se que uma pequena distância definida entre as seções de tubos adjacentes do permutador de calor de tubo, que é menor do que um diâmetro do tubo, resulta em uma transferência de calor eficiente das seções de tubo para um fluido, por exemplo, o ar, fluindo através de seções de tubos adjacentes. As vantagens de aquecer um espaço de cozimento usando o calor radiante do permutador de calor de tubo podem assim ser combinadas com as

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2/20 vantagens de uma transferência de calor convectiva, em particular em um espaço de cozimento aquecível por circulação de ar. Dependendo do projeto do permutador de calor de tubo e dependendo das configurações de controle de circulação de ar, um dos dois mecanismos de transferência de calor radiação de calor ou liberação de calor para fluido fluindo através do sistema pode ser dominante. O óleo térmico pode ser usado como um fluido portador de calor. A distância entre as seções de tubos adjacentes pode ser maior do que 2% do diâmetro do tubo, pode ser maior do que 3% e pode estar na escala de, por exemplo, 5% do diâmetro do tubo. A distância entre as seções de tubos adjacentes pode ser menor do que 20% do diâmetro do tubo, pode ser menor do que 15% e pode ser menor do que 10% do diâmetro do tubo. Uma distância absoluta entre as seções de tubos adjacentes do permutador de calor de tubo pode ser 2 mm. O projeto como um permutador de calor de tubo de serpentina simplifica tanto o inflar e a descarga do fluido portador de calor guiado nas seções de tubo. A modalidade do permutador de calor de tubo de serpentina compreendendo dois percursos de linha de serpentina aumenta a flexibilidade de um arranjo de percurso de linha através do permutador de calor de tubo, que é então adaptável a requisitos de produção e/ou requisitos espaciais, tais como a instalação requisitos espaciais. As seções da deflexão de 180 ° entre duas seções de tubo do mesmo percurso de linha de serpentina são guiadas fora do plano arranjado para pelo menos um dos percursos de linha de serpentina resultando em uma distância entre estas seções de deflexão de 180 ° e o plano arranjado. As seções da deflexão 180 ° guiadas fora do plano arranjado desta maneira impedem conflitos espaciais entre as seções da deflexão dos vários percursos de linha de serpentina.

[0007] No permutador de calor de tubo conforme reivindicado na reivindicação 2, uma passagem entre as seções de tubo, que podem ser interrompidas - se forem - por componentes de montagem providos ao longo das seções de extensão negligenciáveis, segue ao longo de todas as

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3/20 seções de tubo. Isso otimiza a eficiência da transferência de calor das seções de tubo para o fluido que flui entre eles.

[0008] De acordo com a reivindicação 3, o permutador de calor de tubo pode também ter mais de dois percursos de linha de serpentina.

[0009] Um arranjo das seções de tubo conforme reivindicado na reivindicação 4 pode aumentar um raio de curvatura mínimo do tubo que dá forma às seções do tubo ao longo de um percurso de linha de serpentina respectivo. Isto simplifica a produção do permutador de calor de tubo.

[0010] Uma seção de tubo Y provê na extremidade de entrada conforme reivindicado na reivindicação 5 assegura um inflar do fluido de permutador de calor nas várias entradas de linha de serpentina.

[0011] Como uma alternativa ou além disso, uma seção de tubo

Y correspondente pode também ser provida na extremidade de saída conforme reivindicado na reivindicação 6.

[0012] Outro objeto da invenção é prover um método de produção para um permutador de calor de tubo de serpentina, que tem pelo menos dois percursos de linha de serpentina.

[0013] De acordo com a invenção, este objeto é conseguido por um método de produção com as etapas estabelecidas na reivindicação 7.

[0014] As vantagens do método de produção correspondem àquelas que já foram explicadas acima com referência ao permutador de calor de tubo de serpentina compreendendo os pelo menos dois percursos de linha de serpentina. O permutador de calor de tubo de serpentina pode ser produzido de precisamente um tipo de tubo pela curvatura sequencial e, se necessário, pela anexação de tubos adicionais.

[0015] Um método conforme reivindicado na reivindicação 8 permite que um permutador de calor de tubo de serpentina seja produzido conforme reivindicado na reivindicação 6. As seções da deflexão de 180 ° curvadas podem ser curvadas para fora por meio de um dispositivo de

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4/20 curvamento de tubo correspondente durante a produção dos percursos de linha de serpentina.

[0016] Curvar para fora simultaneamente as seções de deflexão curvadas de 180 ° conforme reivindicado na reivindicação 9 simplifica a produção do permutador de calor de tubo de serpentina. Um ângulo de curvatura resultante pode estar na escala de 150 °, por exemplo.

[0017] As vantagens de um módulo de forno conforme reivindicado na reivindicação 10 e de um forno conforme reivindicado na reivindicação 11 correspondem àqueles que já foram explicados acima com referência ao permutador de calor de tubo.

[0018] As seções de tubo do permutador de calor de tubo podem se estender horizontalmente no módulo de forno ou no forno. As seções de tubo do permutador de calor de tubo podem se estender transversalmente a uma direção de transporte do produto de panificação através do módulo de forno ou do forno. Esta extensão transversal pode seguir ao longo de uma largura do espaço de cozimento total. Alternativamente, as seções de tubo do permutador de calor de tubo podem também seguir na direção de transporte do produto de panificação.

[0019] O forno pode ser configurado como um forno contínuo, em particular um forno de túnel. O forno pode ser feito de uma pluralidade de módulos de forno, que podem em particular ser projetados identicamente.

[0020] Uma modalidade exemplificativa da invenção será doravante explicada em mais detalhes por meio das figuras, nas quais

Fig. 1 mostra uma vista lateral de um forno modular;

Fig. 2 mostra uma vista seccional ao longo da linha II-II na Fig.

1;

Fig. 3 mostra uma vista em perspectiva de um permutador de calor de tubo de serpentina para um módulo de forno do forno, conforme mostrado na Fig. 1;

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5/20

Fig. 4 mostra uma vista seccional ampliada de uma vista em perspectiva do permutador de calor de tubo, conforme mostrado na

Fig. 3 na região de seções de deflexão de 180 ° de dois percursos de linha de serpentina;

Fig. 5 mostra outra vista em perspectiva, semelhante à Fig. 4, das seções de deflexão de 180 °, vistas aproximadamente de uma direção contrária à da Fig. 4;

Fig. 6 mostra uma vista superior, semelhante à das Figs. 4 e 5, de uma seção de um permutador de calor de tubo para ilustrar uma distância entre duas seções de tubo adjacentes;

Fig. 7 mostra uma vista esquemática das relações de fluxo geradas quando um gás exposto ao calor emitido pelo permutador de calor de tubo flui através de passagens entre duas seções de tubo adjacentes, mostradas em seção transversal, do permutador de calor de tubo;

Fig. 8 mostra uma vista em perspectiva de uma ligação de correia de uma correia transportadora sem fim do forno; e

Fig. 9 mostra uma vista superior da ligação de correia mostrada na Fig. 8.

[0021] A Fig. 1 mostra uma vista lateral total de um forno contínuo 1 configurado como um forno de túnel, que permite a produção de produtos de panificação de longa duração, tal como biscoitos macios, biscoitos crocantes ou pretzels. Outros produtos de panificação, tal como torradas, também podem ser processados no forno. O forno 1 também permite assar e aplicações especiais tais como a secagem ou esterilização. Na modalidade mostrada, o forno 1 é mostrado em uma vista interrompida e tem uma pluralidade de módulos de forno 2i, 3i com espaços de cozimento, que se combinam para formar dois espaços de cozimento contínuos dispostos em cima um do outro entre um respectivo módulo de forno inicial 21, 31 disposto de forma principal em uma direção de transporte

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6/20 do produto de panificação e um respectivo módulo de forno final 2_N, 3_N, que forma o último módulo de forno na direção de transporte do produto de panificação (i = 1 ,..., N, N: número de módulos de forno). Fig. 1 mostra um total de oito módulos de forno 21 a 28, que pertencem a um espaço de cozimento contínuo superior e oito módulos de forno 31 a 38 dispostos abaixo, que pertencem a um espaço de cozimento contínuo inferior do forno contínuo 1. Em outras palavras, os módulos de forno do forno contínuo 1 são dispostos em dois níveis.

[0022] Os módulos de forno 21 a 28 e 31 a 38 cada um têm o mesmo projeto básico, em particular nos termos de um projeto de armação de suporte e de receptáculos para partes anexadas e montadas. Os módulos de forno 21 a 28 e 31 a 38 portanto, têm as mesmas dimensões, em outras palavras, eles geralmente têm as mesmas exigências espaciais em termos de altura, largura e profundidade.

[0023] Os módulos de forno 21 a 28 e 31 a 38 são providos como módulos separados primeiro, que são conectados uns aos outros quando o forno 1 está sendo montado. Em cada um dos módulos de forno 21 a 28 e 31 a 38, o ar de circulação aquecido é guiado na circulação por meio dos permutadores de calor, que serão descritos abaixo. Os módulos de forno superiores 21 a 28 são transportados pelos módulos de forno inferiores 31 a 38. Os módulos de forno inferiores 31 a 38 são transportados por uma base de máquina.

[0024] Na frente de um módulo de forno inicial 21 e 31 cada um disposto em uma maneira principal na direção de transporte do produto de panificação, é disposto um módulo de carregamento 4 para os produtos de panificação, que também tem um projeto de dois níveis e se comunica com os dois espaços de cozimento contínuos. Atrás de um módulo de forno final 2i e 3i, que é o último quando visto na direção de transporte de produto de panificação, um módulo de descarga 5 do forno contínuo 1 é arranjado para receber e descarregar o produto de panificação dos espaços de cozimento

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7/20 contínuos após o cozimento, o módulo de descarga 5 tendo um projeto de dois níveis também e que comunica-se com os dois espaços de cozimento contínuos. O módulo de carga 4, por um lado, e o módulo de descarga 5, por outro, fecham o ciclo de circulação do ar no início e no final dos espaços de cozimento contínuo.

[0025] Entre os módulos de forno 28, 38 e o módulo de descarga

5, o forno contínuo 1 é apresentado em uma vista interrompida na Fig. 1 para indicar que o número de módulos de forno 2_i,3_i pode ser maior do que o indicado na Fig. 1. Por exemplo, o número N dos módulos de forno 2_i, 3_ipode variar entre 5 e 20 na aplicação prática.

[0026] Os produtos de panificação a serem assados entram, através do módulo de carregamento 4, o respectivo espaço de cozimento contínuo 7, 8, em outras palavras, o respectivo módulo de forno inicial 21, 3i disposto em uma maneira principal, passa através do respectivo espaço de cozimento contínuo 7, 8 ao longo da direção de transporte do produto de panificação 9 e, tendo passado pelos respectivos módulos de forno finais 2_i, 3i, sai dos espaços de cozimento contínuos 7, 8 através do módulo de descarga 5 como um produto recém assado.

[0027] Na vista lateral do forno contínuo, conforme mostrado na

Fig. 1, alguns ou todos os módulos de forno 2_i, 3_i são providos adicionalmente de, em cada caso, uma abertura de limpeza 6a, em cada caso, uma abertura de inspeção 6b e, em cada caso, uma abertura de vapor 6c. A respectiva abertura de vapor 6c permite que os vapores sejam introduzidos e removidos do respectivo espaço de cozimento do módulo de forno 2i, 3i.

[0028] A Fig. 2 mostra uma vista seccional de dois módulos de forno 2i, 3i dispostos em cima um do outro. A direção de transporte 9 é perpendicular ao plano seccional ou de desenho da Fig. 2. A Fig. 3 mostra uma vista exemplar e mais detalhada de um dos módulos de forno 2i. Os módulos de forno 3i têm o mesmo projeto de modo que é suficiente mostrar,

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8/20 na ilustração detalhada da Fig. 3, somente um dos módulos de forno 2_i para servir como exemplo. Os detalhes não mostrados na Fig. 2 podem, então, ser encontrados na Fig. 3.

[0029] Os módulos de forno 2_i, 3_i tem cada um espaço de cozimento 10, que é aquecido, por um lado, diretamente pela circulação de ar, e, por outro lado, por calor radiante, que é gerado por permutadores de calor configurados como dois permutadores de calor de tubo de serpentina 11, 12. Os espaços de cozimento 10 formam cada um uma parte dos dois espaços de cozimento contínuos 7, 8 dispostos em cima um do outro, que são formados pelos módulos de forno superiores 2i, por um lado, e pelos módulos de forno inferiores 3i pelo outro. O permutador de calor de tubo 11 disposto acima do respectivo espaço de cozimento 10 gera calor superior para o espaço de cozimento 10. O permutador de calor de tubo 12 disposto abaixo do espaço de cozimento gera calor inferior para o espaço de cozimento 10.

[0030] O fluido do portador de calor que flui através dos permutadores de calor de tubo 11, 12 é óleo térmico. Juntamente com uma fonte de óleo térmico não mostrada, os dois permutadores de calor 11, 12 formam um dispositivo de aquecimento de óleo térmico.

[0031] O permutador de calor de tubo superior 11 é portado por uma armação de retenção 13 montada às paredes laterais de armação lateral 14, 15 do módulo de forno 2_i, 3_i. Junto com uma placa de retenção superior 16 e uma placa de retenção inferior 17, as duas paredes laterais da armação 14, 15 formam um módulo de forno 18, que abriga - entre outras coisas - os dois permutadores de calor de tubo 11, 12 do módulo de forno 2_i, 3_i. Entre a placa de retenção superior 16 e o permutador de calor de tubo superior 11, é disposto um defletor de ar 18a. O dito defletor de ar 18a serve para assegurar uma uniformidade de um fluxo de ar de circulação no espaço de cozimento 10. O defletor de ar 18a é também capaz de absorver a energia térmica do permutador de calor de tubo 11 e

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9/20 liberar a dita energia térmica para a circulação de ar, em outras palavras, pode ser usado como um componente permutador de calor indireto adicional. Um defletor de ar correspondente 18a é disposto entre o permutador de calor de tubo inferior 12 e a placa de retenção inferior 17.

[0032] Um trajeto de transporte 19 de uma correia transportadora sem fim 20 segue entre os dois permutadores de calor de tubo 11, 12, o dito trajeto de transporte superior 19 sendo usado para transportar os produtos de panificação através do respectivo espaço de cozimento contínuo 7, 8 entre o módulo de carregamento 4 e o módulo de descarga 5. De acordo com seu projeto de dois níveis, o forno contínuo 1 tem duas correias transportadoras sem fim 20, a saber uma correia transportadora sem fim superior 20 para os módulos de forno 2i e uma correia transportadora sem fim inferior 20 configurada da mesma maneira para os módulos de forno inferiores 3i. Portanto, é suficiente descrever uma dessas correias transportadoras nas seções a seguir.

[0033] A correia transportadora 20 tem uma pluralidade de ligações de correia 21 das quais uma ligação de correia superior 21o e uma ligação de correia inferior 21u são mostradas na Fig. 2. Em sua posição de funcionamento atual, a ligação de correia superior 21o é parte do trajeto de transporte superior 19 e está disposta no espaço de cozimento 10. A ligação de correia inferior 21u é parte de um trajeto de correia inferior 22, que é parte da correia transportadora sem fim 20 que segue através de um espaço de correia de transporte 23 em uma direção contrária à direção de transporte 9 abaixo do espaço de cozimento 10 e do permutador de calor de tubo inferior 11.

[0034] Entre a placa de retenção superior 16 do módulo de espaço de cozimento 18 e uma placa modular superior 23a do módulo de forno 2i, 3i, está disposto um duto de circulação de ar superior 24. Entre a placa de retenção inferior 17 do módulo de espaço de cozimento 18 e uma placa de módulo inferior 25, está disposto um duto de circulação de ar

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10/20 inferior 26. Os dois dutos de circulação de ar 24, 26 se estendem através de toda a largura do módulo de forno 2_i, 3_i.

[0035] Os dois dutos de circulação de ar 24, 26 estão em uma conexão fluída, através de dutos de admissão e exaustão de ar 27, 28, 29, 30, com duas ventoinhas axial/radial 31, 32. Juntos, eles produzem um respectivo ciclo de circulação de ar no respectivo módulo de forno 2i, 3i. O espaço de cozimento 10 do respectivo módulo de forno 2i, 3i é parte deste ciclo de circulação de ar. Juntamente com o respectivo ciclo de circulação de ar, as ventoinhas 31 e 32, respectivamente, são componentes de um sistema de circulação de ar do forno contínuo 1.

[0036] As duas ventoinhas 31, 32 e os dutos de entrada e de exaustão de ar 27 a 30 são montados para estenderem verticalmente placas de armação lateral 33, 34 do módulo de forno 2i, 3i.

[0037] Tomando o exemplo do permutador de calor de tubo de serpentina superior 11, a Fig. 3 mostra um dos dois permutadores de calor de tubo usados no módulo de forno 21. Todos os permutadores de calor de tubo 11, 12 dos módulos de forno 2i, 3i do forno 1 têm o mesmo projeto, portanto, é suficiente descrever, nas seções a seguir, este permutador de calor de tubo superior 11.

[0038] O permutador de calor de tubo 11 tem uma pluralidade de, estritamente falando trinta e seis na modalidade exemplar mostrada, seções de tubo do permutador de calor 36 dispostas adjacentes entre si em um plano arranjado (cf. plano 35 na Fig. 2) para guiar um fluido portador de calor. O fluido portador de calor usado pode, em particular, ser óleo térmico.

[0039] O arranjo adjacente das seções de tubo de permutador de calor 36 no plano arranjado 35 pode ser tal que em uma vista lateral real conforme mostrado na Fig. 2, todas as seções de tubo de permutador de calor sejam inteiramente niveladas umas com as outras. Alternativamente, os eixos longitudinais de seções de tubo adjacentes 36 em particular podem ter várias distâncias a partir do plano arranjado 35. Entretanto, uma

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11/20 largura de banda das distâncias dos eixos longitudinais das seções de tubo 36 do plano arranjado 35 é ainda menor do que um diâmetro das seções de tubo individuais 36, e é, em particular, menor do que uma fração deste diâmetro, por exemplo, menor do que 80%, menor do que 70%, menor do que 60%, menor do que 50%, menor do que 40%, menor do que 30%, menor do que 20%, e pode, em particular, ser menor do que 10% do diâmetro das seções de tubo 36. O diâmetro de tubo das seções de tubo 36 pode estar no intervalo entre 10 mm e 150 mm, e pode, por exemplo, estar no intervalo entre 25 mm e 50 mm, por exemplo, 35 mm, 38 mm ou 40 mm. Se as seções de tubo 36 não estiverem inteiramente niveladas entre si, quando vistas em uma vista lateral, por exemplo, aquela da Fig. 2, os eixos longitudinais das seções de tubo 36 podem, neste caso, ter uma distância a partir do plano arranjado, que está no intervalo entre 0 mm e +/- 20 mm.

[0040] Uma distância A entre as duas seções de tubo adjacentes é, por um lado, menor do que o diâmetro de tubo e, por outro lado, maior do que 1% do diâmetro do tubo. Esta distância A é ilustrada na Fig. 6, que mostra uma vista de cima de uma seção do permutador de calor de tubo 11, para duas seções de tubo adjacentes exemplares 36.

[0041] Uma distância absoluta entre duas seções de tubo adjacentes 36 pode estar no intervalo entre 1 mm e 50 mm, em particular, no intervalo entre 1 mm e 10 mm, no intervalo entre 1 mm e 5 mm, e pode ser de 2 mm, por exemplo.

[0042] Esta distância entre as seções de tubo adjacentes 36 provê uma passagem entre essas seções de tubo. Uma passagem deste tipo segue ao longo de uma extensão total das seções de tubo 36 através do espaço de cozimento 10 em uma direção transversal à direção de transporte 9, e é interrompida - se for o caso - apenas pela montagem de componentes. Comparado à extensão total das seções de tubo 36, estas interrupções são muito pequenas, geralmente equivalendo a menos de 5% da extensão total das seções de tubo 36. Estas passagens obtidas como

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12/20 resultado da distância entre seções de tubo adjacentes 36 levam a uma transferência de calor efetiva a partir das seções de tubo 36 para fluido que flui entre duas seções de tubo adjacentes 36.

[0043] Relações de transferência de calor correspondentes são mostradas em uma vista extremamente esquemática na Fig. 7 para duas seções de tubo adjacentes 36 do permutador de calor de tubo 12. A Fig. 7 mostra as relações de fluxo para o permutador de calor de tubo de serpentina inferior 12. O fluido portador de calor 37 flui através das seções de tubo 36. Outro fluido de absorção de calor, que é ar 39 na modalidade descrita, flui contra e em torno das paredes circunferenciais 38 das seções de tubo 36, como mostrado esquematicamente por algumas setas de fluxo. Em função da distância A entre as seções de tubo adjacentes 36, que está no intervalo entre 1% e 100% do diâmetro de tubo D, o ar em fluxo 39 flui entre as seções de tubo adjacentes após entrar em contato com as seções circunferenciais U das paredes circunferenciais 38. Depois de passar através do ponto mais estreito da passagem entre as seções de tubo adjacentes 36 onde a distância A é provida, o fluxo de ar 39 se separa da parede circunferencial 37 à medida que continua a fluir, fazendo com que o ar 39 flua para cima de maneira turbulenta, de tal forma que o ar que fluiu através da passagem observada entre as seções de tubo adjacentes se mistura de forma eficaz com o ar 39 que passou através de passagens adjacentes entre as seções de tubo 36 mostradas e seções de tubo adjacentes nos lados esquerdo e direito destas, que não são mostradas. Acima do plano arranjado, no caso de o fluxo de ar de baixo para cima, conforme mostrado, um fluxo de ar de volume fechado e essencialmente não interrompido é atingido muito rapidamente em direção ao espaço de cozimento 10 disposto no topo, que é representado por setas de fluxo 40 na Fig. 2. As turbulências asseguram que as próprias seções de tubo 36 não servem como defletores para o fluxo de ar, assim, resultando em uma

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13/20 cortina de ar fechada que flui através do espaço de cozimento 10 acima do permutador de calor 12, sem lacunas.

[0044] O permutador de calor de tubo 11 é configurado como um permutador de calor de tubo de serpentina. Um primeiro percurso de linha de serpentina 41 segue entre uma primeira entrada de linha de serpentina 42 e uma primeira saída de linha de serpentina 43. Um segundo percurso de linha de serpentina (44), segue entre uma segunda entrada de linha de serpentina (45) e uma segunda saída de linha de serpentina (46), O permutador de calor de tubo 11 mostrado na Fig. 3, portanto, tem precisamente dois percursos de linha de serpentina 41 e 44. Em geral, é concebível prover um número maior de percursos de linha de serpentina correspondentes.

[0045] Em cada caso, duas seções de tubo 36 dispostas adjacentes entre si no plano arranjado 35 pertencem a diferentes percursos de linha de serpentina. Na representação, como mostrado na Fig. 3, a seção de tubo 36 mostrada na parte inferior esquerda é parte do primeiro percurso de linha de serpentina 41. A seção de tubo 36 disposta diretamente adjacente a esta na direção superior direita é parte do segundo percurso de linha de serpentina 44. A seção de tubo, por sua vez, disposta adjacente a esta na direção superior direita é, então, parte do primeiro percurso de linha de serpentina 41 novamente. As outras seções de tubos 36 dispostas adjacentes a estas alternadamente pertencem ao segundo percurso de linha de serpentina 44 e ao primeiro percurso de linha de serpentina 41. A seção de tubo 36 mostrada no canto superior direito, então, pertence ao segundo percurso de linha de serpentina 44 e leva para a segunda saída de linha de serpentina 46.

[0046] À medida que as seções de tubo 36 estão associadas aos dois percursos de linha de serpentina 41 e 44 de maneira alternada, um raio de curvatura mínimo do tubo do qual das seções de tubo 36 são feitas de aumentos ao longo do respectivo um dos dois percursos de linha de

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14/20 serpentina 41, 44. Este aumento do raio de curvatura é ilustrado pelo arranjo de seções de deflexão 47, 48 de 180° dos dois percursos de linha de serpentina 41, 44, que é mostrado, em particular, nas Figs. 4 a 6, cada uma mostrando vistas ampliadas dos percursos de linha de serpentina 41, 44 do permutador de calor de tubo 11. Um raio de curvatura interno das seções de deflexão 47, 48 de 180° é maior do que o raio de tubo, em outras palavras, é maior do que a metade do diâmetro de tubo D: Por outro lado, este raio de curvatura interno das seções de deflexão 47, 48 de 180° é menor do que o diâmetro de tubo D.

[0047] Por meio de uma respectiva seção de tubo Y 49, 50, as duas entradas de linha de serpentina 42, 45, por um lado, e as duas saídas de linha de serpentina 43 e 46, por outro, estão em uma conexão fluida entre si e com uma entrada coletiva 49a, por um lado, e uma saída coletiva 50a, por outro.

[0048] As duas entradas de linha de serpentina 42, 45 estão em uma conexão fluida com a entrada de linha coletiva 49a por meio da seção de tubo Y 49. A entrada de linha coletiva 49a, por sua vez, é uma conexão fluida com uma fonte de fluido portador de calor não mostrada no desenho. As duas saídas de linha coletiva 43, 46 estão em uma conexão fluida com a saída de linha coletiva 50a por meio da seção de tubo Y adicional 50. A saída de linha coletiva 50a pode estar em uma conexão fluida com a entrada de linha coletiva 49a para formar um ciclo de fluido portador de calor. Uma bomba para o fluido portador de calor 37, que não é mostrada no desenho, pode ser parte deste ciclo.

[0049] As seções de deflexão 47 de 180° para o percurso de linha de serpentina 41 são guiadas para fora do plano arranjado 35 entre as duas seções de tubo 36 conectadas por elas, de tal forma que um ângulo obtuso seja obtido entre elas. Um ângulo de curvatura β entre o plano arranjado 35 e um plano arranjado das seções de deflexão 47 de 180° (conforme a Fig. 2 para o permutador de calor de tubo 12) é de

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15/20 aproximadamente 150° na modalidade mostrada. Este ângulo de curvatura pode estar no intervalo entre 120° e 165°.

[0050] Guiar as seções de deflexão 47 de 180° para fora do plano arranjado 35 impede conflitos espaciais entre as seções de deflexão 47, 48 de 180° dos vários percursos de linha de serpentina 41, 44.

[0051] Um permutador de calor de tubo de serpentina configurado conforme os permutadores de calor de tubo de serpentina 11 e 12 do módulo de forno 6 é produzido da seguinte forma:

[0052] Em uma primeira etapa, um tubo é provido, o qual tem um múltiplo do comprimento de uma das seções de tubo 36 entre as respectivas seções de deflexão 47, 48. Então, um primeiro percurso de linha de serpentina, por exemplo, o percurso de linha de serpentina 41, é produzido ao curvar o tubo na região das seções de deflexão 47 entre as seções de tubo 36. Então, um segundo percurso de linha de serpentina, neste caso, o percurso de linha de serpentina 44, é produzido ao curvar o tubo das seções de deflexão 48 entre as seções de tubo 36. Assim que a extremidade do tubo é atingida após estas etapas de curvatura, outro tubo com o mesmo diâmetro é anexado a este, se necessário, em outras palavras, ele é conectado ao tubo que acaba de ser processado, por exemplo, ele é soldado na frente deste.

[0053] Ao produzir os dois percursos de linha de serpentina 41,

44, os dois percursos de linha de serpentina 41, 44 são inseridos um no outro no plano arranjado 35. Então, as seções de tubo Y 49, 50 podem ser conectadas, por exemplo, por soldadura, às entradas de linha de serpentina 42, 45 e às saídas de linha de serpentina 43, 46 para criar, se necessário, uma passagem fluida entre a respectiva seção de tubo Y 49, 50 e as respectivas entradas de linha 42, 45, por um lado e as saídas 43, 46, por outro.

[0054] Em uma variação do método de produção, as seções de deflexão 47 de 180° são curvadas para fora do plano arranjado 35 entre as

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16/20 seções de tubo 36 do mesmo percurso de linha de serpentina 41 antes de inserir os dois percursos de linha de serpentina 41, 44 dentro dos outros. Este processo de curvatura pode ocorrer ao mesmo tempo que a produção deste percurso de linha de serpentina 41 ao usar uma ferramenta de curvatura correspondente, em particular, plana.

[0055] Quando o processo de cozimento é realizado usando o forno contínuo de túnel 1, o produto de panificação que passou pelos módulos de forno 2 a 6 ao longo do trajeto de transporte 19 é aquecido, por um lado, por calor radiante emitido pelos permutadores de calor de tubo 11, 12, que estão alojados nos respectivos módulos de forno 2 a 6, e pelo ar que circula, por outro, que flui através do respectivo espaço de cozimento 10 do módulo de forno 2 a 6. As contribuições de calor, calor radiante, por um lado, e o calor de ar que circula (emissão de calor para o fluido que flui através do espaço de cozimento), por outro, podem ser predefinidas ao projetar os permutadores de calor de tubo 11, 12, respectivamente, e pela temperatura e pelo fluxo do fluido portador de calor 37 que passa através dos permutadores de calor de tubo 11, 12, e também pela quantidade de ar que flui através de cada um dos espaços de cozimento 10.

[0056] Dependendo do projeto do módulo de forno 2 a 6, um fluxo de ar através do espaço de cozimento 10 (conforme, por exemplo, o fluxo de ar 40 na Fig. 2) pode ser direcionado de baixo para cima ou, alternativamente, de cima para baixo.

[0057] No exemplo de fluxo mostrado na Fig. 2, a ventoinha do lado esquerdo 31 na Fig. 2 assegura que a circulação de ar flua através do duto de ar de entrada 27 e para o duto de circulação de ar inferior 26 primeiro. Ao mesmo tempo, a ventoinha da direita 32 na Fig. 2 assegura que a circulação de ar flua através do duto de ar de entrada do lado direito para o duto de circulação de ar inferior 26. O excesso de pressão, que é então gerado no duto de circulação de ar inferior 26, faz com que a circulação de ar flua para cima a partir do duto de circulação de ar inferior

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26, de modo a passar por entre as seções de tubo adjacentes 36 do permutador de calor de tubo inferior 12, como já foi descrito acima com referência à Fig. 6. Então, a circulação de ar flui através do trajeto de transporte superior 19 da correia transportadora sem fim 20 onde flui em torno dos pedaços de massa transportados nela através do espaço de cozimento 10. Então, a circulação de ar flui através das passagens entre as seções de tubo 36 do permutador de calor de tubo superior 11 antes de fluir para o duto de circulação de ar superior 24, a partir do qual a circulação de ar 31, 32 é extraída novamente por meio das ventoinhas 31, 32 e dos dutos de ar de saída 29, 30 para fechar o respectivo ciclo de circulação de ar. Um excesso de pressão no ciclo de circulação de ar é capaz de escapar através de um tubo de gás de exaustão controlado por aba 51 (conforme a Fig. 2).

[0058] Dependendo do projeto do módulo de forno 2 a 6, o módulo de forno 2 pode ter ventoinhas, tal como na modalidade mostrada na Fig. 2 ou, alternativamente, apenas uma ventoinha axial-radial, que pode ser montada de um lado ou do outro do módulo de forno. Se mais de um módulo de forno disposto um atrás do outro na direção de transporte 9 estiver equipado com precisamente uma ventoinha deste tipo, o arranjo desta ventoinha pode alternar entre os dois lados do forno contínuo 1, por exemplo, de tal forma que a ventoinha no módulo de forno 3 seja disposta no lado direito na forma da ventoinha 32 enquanto ela é disposta no lado esquerdo no seguinte módulo de forno 4 e no lado direito novamente no seguinte módulo de forno 5, por exemplo. Como alternativa ou em complemento a esta, a direção de fluxo da circulação de ar através do espaço de cozimento 10 pode ser predefinida ao operar de forma correspondente a respectiva ventoinha 31, 32, de baixo para cima ou de cima para baixo.

[0059] É possível definir várias zonas de temperatura nos módulos de forno 2 a 6. Isso pode ser feito ao definir a temperatura e/ou a

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18/20 taxa de fluxo do óleo térmico e/ou a quantidade de circulação de ar e ao definir a direção de fluxo da circulação de ar de baixo para cima/de cima para baixo. Isso é feito usando um dispositivo de controle central do forno 1.

[0060] Uma das ligações de correia 21 da correia transportadora sem fim 20 será, doravante, explicada mais detalhadamente por meio das Figs. 8 e 9. Como todas as ligações de correia 21 da correia transportadora sem fim 20 são projetadas de forma idêntica, descrever uma das ligações de correia 21 é suficiente.

[0061] A ligação de correia 21 se estende transversalmente à direção de transporte 9 entre os guias laterais 53, 54 para a correia transportadora sem fim 20, os guias 53, 54 sendo alojados no módulo de forno 18 para o trajeto de transporte superior 19. A respectiva ligação de correia 21 está conectada a esses guias 53, 54 por meio de placas de montagem de suspensão 55.

[0062] O trajeto de transporte superior 19 se estende em um plano de transporte 56, que é paralelo aos planos arranjados dos permutadores de calor de tubo 11, 12 (conforme o plano arranjado 35).

[0063] Em uma projeção em uma direção perpendicular ao plano de transporte 56, em outras palavras, visto na direção de visualização da Fig. 9, a ligação de correia 21 tem aberturas de passagem de gás 57, 58. Estas aberturas de passagem de gás 57, 58 têm uma área de superfície da abertura total que equivale a pelo menos 30% de uma área de superfície total da projeção da ligação de correia 21.

[0064] Entre as guias laterais, em outras palavras, entre as duas placas de montagem de suspensão 55, a ligação de correia 21 tem uma pluralidade de planos de ligação 59, 60 que - mostrados na modalidade 2 são espaçados entre si em uma direção perpendicular ao plano de transporte 56.

[0065] O primeiro plano de ligação superior 59 coincide com o plano de transporte 56 e é definido por uma pluralidade de suportes de

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19/20 ligação duplos 63 que se estendem ao longo da direção de transporte 9 entre as paredes laterais de ligação lateral 61, 62. As aberturas de passagem de gás 58 são formadas entre os suportes do respectivo suporte de ligação duplo 63. Aberturas de passagem de gás adicionais no plano de ligação superior 59 são formadas entre, em cada caso, dois suportes de ligação duplos adjacentes 63.

[0066] Para as ligações de correia 21 que formam o trajeto de transporte superior 19 em um instante particular, o segundo plano de ligação inferior 60 é formado abaixo do primeiro plano de ligação 59. Lá, uma placa de reforço 64 segue entre as paredes laterais de ligação 61,62, nas quais as aberturas de passagem de gás 57 são formadas.

[0067] As aberturas de passagem de gás 57 na placa de reforço estendem-se na forma de orifícios alongados. As aberturas de passagem de gás 57 têm uma extensão longitudinal na direção da extensão longitudinal da ligação de correia 21.

[0068] As aberturas de passagem de gás 58 entre os suportes do respectivo suporte de ligação duplo 63 são projetadas na forma de orifícios alongados. As aberturas de passagem de gás 58 têm uma extensão longitudinal transversal à extensão longitudinal da ligação de correia 21, em outras palavras, paralela à direção de transporte 9, enquanto a ligação de correia 21 é parte do trajeto de transporte superior 19.

[0069] Entre as placas de montagem de suspensão 55, a ligação de correia 21 é projetada de maneira autossustentável.

[0070] Na operação do forno contínuo de túnel 1, as ligações de correia 21 circulam infinitamente entre os guias 53, 54 na forma de elos da cadeia, com o trajeto de transporte superior 19 seguindo na direção de transporte 9 e o trajeto de transporte inferior 22 seguindo contra a direção de transporte 9. Na região do módulo de forno principal 21 e o último módulo de forno 2_N, um deflexão de 180° ocorre entre o trajeto de

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20/20 transporte superior 19 e o trajeto de transporte inferior 22 através dos guias

53, 54, que são projetados de modo correspondente.

Claims

1. Permutador de calor de tubo (11, 12) para um forno (1), caracterizado pelo fato de que

- tem uma pluralidade de seções de tubo de permutador de calor (36) configuradas para guiar um fluido portador de calor (37), as seções de tubo do permutador de calor (36) sendo dispostas adjacentes umas às outras em um plano arranjado (35),

- uma distância (A) de seções de tubo adjacentes (36) é menor do que um diâmetro de tubo (D) e maior do que 1% do diâmetro do tubo (D),

- o permutador de calor de tubo (11, 12) é configurado como um permutador de calor de tubo de serpentina, que possui:

- um primeiro percurso de linha de serpentina (41), formado entre uma primeira entrada de linha de serpentina (42) e uma primeira saída de linha de serpentina (43), e

- um segundo percurso de linha de serpentina (44), formado entre uma segunda entrada de linha de serpentina (45) e uma segunda saída de linha de serpentina (46),

- as seções de deflexão (47) de 180° entre duas seções de tubo (36) do mesmo percurso de linha de serpentina (41) são guiadas para fora do plano arranjado (35) por pelo menos um dos percursos de linha de serpentina (41).

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2. Permutador de calor de tubo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma passagem entre as seções de tubo (36), com a exceção das interrupções devidas aos componentes de montagem, se estende ao longo de todas as seções de tubo (36).

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3. Permutador de calor de tubo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que tem mais de dois percursos de linha de serpentina.

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4. Permutador de calor de tubo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que em cada caso duas seções de tubo (36) dispostas adjacentes uma à outra no plano arranjado (35) pertencem aos diferentes percursos de linha de serpentina (41,44).

5. Permutador de calor de tubo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as duas entradas de linha de serpentina (42, 45) estão em uma conexão fluida, através de uma seção de tubo Y (49), com uma entrada de linha coletiva (49a).

6. Permutador de calor de tubo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que as duas saídas de linha de serpentina (43, 46) estão em uma conexão fluida, através de uma seção de tubo Y (5), com uma saída de linha coletiva (50a).

7. Método de produção de um permutador de calor de tubo de serpentina conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelas seguintes etapas:

- prover um tubo, o qual possui um múltiplo do comprimento de uma das seções de tubo (36),

- produzir um primeiro percurso de linha de serpentina (41), curvando o tubo na região das seções de deflexão (47) entre as seções de tubo (36),

- produzir um segundo percurso de linha de serpentina (44) curvando o tubo na região de seções da deflexão (48) entre as seções de tubo (36),

- inserir os dois percursos de linha de serpentina (41, 44) um dentro do outro no plano arranjado (35).

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, antes de inserir, as seções de deflexão (47) de 180° são curvadas para fora do plano arranjado (35) entre duas seções de tubo (36) do mesmo percurso de linha de serpentina (41) para pelo menos um dos percursos de linha de serpentina (41).

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9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as seções de deflexão (47) de 180° do percurso de linha de serpentina (41), que são dispostas em uma extremidade do permutador de calor de tubo de serpentina (11, 12), são curvadas para fora do plano arranjado (35) simultaneamente.

10. Módulo de forno (2i, 3i) caracterizado pelo fato de compreender pelo menos um permutador de calor de tubo (11, 12), conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, e um espaço de cozimento (10), que é aquecido por meio do permutador de calor de tubo (11, 12).

11. Forno (1) caracterizado pelo fato de compreender pelo menos um permutador de calor de tubo (11, 12), conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, e um espaço de cozimento (10), que é aquecido por meio do permutador de calor de tubo (11, 12).