BR102019013022A2 - Disposição construtiva aplicada em aquecedor vaporizador tipo caldeira tubular - Google Patents

Abstract

disposição construtiva aplicada em aquecedor vaporizador tipo caldeira tubular. refere o presente invento a um aquecedor vaporizador tipo caldeira tubular (1), que foi projetado e desenvolvido para ser utilizado em usinas de tratamento por conversão térmica (incineração) de resíduos sólidos urbanos, do serviço de saúde e outros, no aproveitamento do potencial térmico em processos de combustão onde o calor gerado é desperdiçado, que tem por finalidade realizar o aproveitamento térmico de uma fonte de calor contendo gases de combustão ou qualquer outro gás aquecido que é propulsionado pelo seu interior por sucção realizada por exaustor com velocidade controlada, passando esses gases por dentro de uma câmara refratária contendo no seu interior uma tubulação por onde circula água que absorve por troca o calor contido nos gases aquecidos, permitindo que esses gases sejam tratados antes ou depois do processo de aproveitamento do calor gerado pela queima desses resíduos, obtendo economia energética, gerando benefícios as empresas e principalmente ao meio ambiente.

Description

DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA APLICADA EM AQUECEDOR VAPORIZADOR TIPO CALDEIRA TUBULAR

[001] O presente invento, que se refere a um aquecedor vaporizador tipo caldeira tubular, que tem por finalidade realizar o aproveitamento térmico de uma fonte de calor contendo gases de combustão ou qualquer outro gás aquecido que é propulsionado pelo seu interior por sucção realizada por exaustor com velocidade controlada, passando esses gases por dentro de uma câmara refratária contendo no seu interior uma tubulação por onde circula água que absorve por troca o calor contido nos gases aquecidos, permitindo que esses gases sejam tratados antes ou depois do processo de aproveitamento do calor gerado pela queima desses resíduos, obtendo economia energética, gerando benefícios as empresas e principalmente ao meio ambiente.

[002] O aquecedor vaporizador tipo caldeira tubular (1), foi especialmente projetado e desenvolvido para ser utilizado em usinas de tratamento por conversão térmica (incineração) de resíduos sólidos urbanos, do serviço de saúde e outros, no aproveitamento do potencial térmico em processos de combustão onde o calor gerado é desperdiçado.

[003] No estado da técnica há uma infinidade de caldeiras convencionais, em virtude disto não descreveremos, porém, nenhum deles têm formato e funcionamento como o ora apresentado.

[004] O grande diferencial entre as caldeiras convencionais existentes e este equipamento é que não há nenhum problema em interromper o processo, por este ter um aquecimento mais rápido, outro diferencial é que a água usada no processo não precisa ser desmineralizada, basta ser limpa ou filtrada, pois, a parte metálica da tubulação é fabricada em aço inox menos suscetível a criação de craca como ocorre nas caldeiras de ferro fundido, como a vedação e isolamento por placas de fibra cerâmica é altamente eficiente, a perda de calor para o ambiente externo é mínima, propiciando uma eficiência superior do aproveitamento térmico em qualquer processo onde seja implantado.

[005] O referido equipamento (1), ora descrito, vem resolver com eficiência, as questões acima relatadas e é compreendido por ser, na sua parte externa uma câmara fabricada com placas de fibra cerâmica de densidade 440 kg/m3 de domínio da técnica que isolam e reduzem a perda de calor para o meio ambiente em aproximadamente noventa e cinco porcento, forçando a troca de calor com o sistema interno, o mesmo foi montado em duas partes uma menor e outra maior, contíguas e interligadas: sendo a menor uma câmara de recepção (2), destinada a ligação com a fonte de calor de onde se originam os gases quentes, que é formada pelas seguintes partes: base do fundo (4), quadro suporte do revestimento tampo (5), revestimento do fundo (6), revestimento tampo (7), revestimento frontal câmara de recepção (8), revestimento lateral direita (9), revestimento lateral esquerda câmara de recepção (10), placa cerâmica do fundo (11), placa cerâmica da tampa (12), placa cerâmica frontal câmara de recepção (13), placa cerâmica lateral direita (14), placa cerâmica lateral esquerda (15), duto de entrada flangeado (16), túnel flangeado do vaso de pressão (17), tronco de cone flangeado (18), tubulação de aquecimento inicial (19), vaso de pressão (20), cinco aletas do vaso de pressão (21), ponto de saída da água quente e vapor (22) e a maior, uma câmara de aquecimento secundário (3) onde se dá maior parte da troca visando transferir para a água passante o máximo de calor durante o tempo de residência dos gases quentes, esta câmara é revestida por chapa metálica visando dar proteção as placas de fibra cerâmica contra intempéries, impactos mecânicos, etc, que é formada pelas seguintes partes: base do fundo (23), quadro suporte do revestimento tampo (24), revestimento do fundo (25), revestimento tampo (26), revestimento lateral direita (27), revestimento traseiro câmara de aquecimento (28), revestimento lateral esquerda câmara de aquecimento (29), revestimento frontal câmara de aquecimento (30), placa cerâmica do fundo (31), placa cerâmica da tampa (32), placa cerâmica lateral direita (33), placa cerâmica traseira câmara de aquecimento (34), placa cerâmica lateral esquerda câmara de aquecimento (35), placa cerâmica frontal câmara de aquecimento (36), curva 90° horizontal flangeada (37), túnel flangeado de proteção da serpentina (38), formado por quatro partes, três curvas 180° horizontais flangeadas (39), curva 90° vertical flangeada (40), vinte e quatro aletas do túnel de proteção da serpentina (41), tubulação de aquecimento secundário (42) e duto de saída dos gases (43).

[006] O equipamento ora descrito vem resolver com eficiência, as questões acima relatadas e a seguir será descrito com todos os seus detalhes, conforme as figuras anexas.

[007] A Figura 1 revela uma vista em perspectiva externa frontal, completa, do aquecedor vaporizador tipo caldeira tubular (1) montado, onde podemos ver a câmara de recepção (2), a câmara de aquecimento secundário (3), o duto de entrada flangeado (16) e o duto de saída dos gases (43);

[008] A Figura 2 revela uma vista em perspectiva externa traseira, completa, do aquecedor vaporizador tipo caldeira tubular (1), onde podemos ver a câmara de recepção (2), a câmara de aquecimento secundário (3) e o duto de saída dos gases (43);

[009] A Figura 3 revela uma vista explodida da câmara de recepção (2), do aquecedor vaporizador tipo caldeira tubular (1), onde podemos ver todas as suas partes que são: base do fundo (4), quadro suporte do revestimento tampo (5), revestimento do fundo (6), revestimento tampo (7), revestimento frontal câmara de recepção (8), revestimento lateral direita (9), revestimento lateral esquerda câmara de recepção (10), placa cerâmica do fundo (11), placa cerâmica da tampa (12), placa cerâmica frontal câmara de recepção (13), placa cerâmica lateral direita (14), placa cerâmica lateral esquerda (15), duto de entrada flangeado (16), túnel flangeado do vaso de pressão (17), tronco de cone flangeado (18), tubulação de aquecimento inicial (19), vaso de pressão (20), cinco aletas do vaso de pressão (21), ponto de saída da água quente e vapor (22);

[010] A Figura 4 revela uma vista explodida da câmara de aquecimento secundário (3), do aquecedor vaporizador tipo caldeira tubular (1), onde podemos ver todas as suas partes que são: base do fundo (23), quadro suporte do revestimento tampo (24), revestimento do fundo (25), revestimento tampo (26), revestimento lateral direita (27), revestimento traseiro câmara de aquecimento (28), revestimento lateral esquerda câmara de aquecimento (29), revestimento frontal câmara de aquecimento (30), placa cerâmica do fundo (31), placa cerâmica da tampa (32), placa cerâmica lateral direita (33), placa cerâmica traseira câmara de aquecimento (34), placa cerâmica lateral esquerda câmara de aquecimento (35), placa cerâmica frontal câmara de aquecimento (36), curva 90° horizontal flangeada (37), túnel flangeado de proteção da serpentina (38), formado por quatro partes, três curvas 180° horizontais flangeadas (39), curva 90° vertical flangeada (40), vinte e quatro aletas do túnel de proteção da serpentina (41), tubulação de aquecimento secundário (42) e duto de saída dos gases (43).

[011] A Figura 5 revela uma vista explodida do aquecedor vaporizador tipo caldeira tubular (1), completo, com todas as suas partes que são: base do fundo (4), quadro suporte do revestimento tampo (5), revestimento do fundo (6), revestimento tampo (7), revestimento frontal câmara de recepção (8), revestimento lateral direita (9), revestimento lateral esquerda câmara de recepção (10), placa cerâmica do fundo (11), placa cerâmica da tampa (12), placa cerâmica frontal câmara de recepção (13), placa cerâmica lateral direita (14), placa cerâmica lateral esquerda (15), duto de entrada flangeado (16), túnel flangeado do vaso de pressão (17), tronco de cone flangeado (18), tubulação de aquecimento inicial (19), vaso de pressão (20), cinco aletas do vaso de pressão (21), ponto de saída da água quente e vapor (22), da parte menor e base do fundo (23), quadro suporte do revestimento tampo (24), revestimento do fundo (25), revestimento tampo (26), revestimento lateral direita (27), revestimento traseiro câmara de aquecimento (28), revestimento lateral esquerda câmara de aquecimento (29), revestimento frontal câmara de aquecimento (30), placa cerâmica do fundo (31), placa cerâmica da tampa (32), placa cerâmica lateral direita (33), placa cerâmica traseira câmara de aquecimento (34), placa cerâmica lateral esquerda câmara de aquecimento (35), placa cerâmica frontal câmara de aquecimento (36), curva 90° horizontal flangeada (37), túnel flangeado de proteção da serpentina (38), formado por quatro partes, três curvas 180° horizontais flangeadas (39), curva 90° vertical flangeada (40), vinte e quatro aletas do túnel de proteção da serpentina (41), tubulação de aquecimento secundário (42) e duto de saída dos gases (43), da parte maior.

[012] A Figura 6 revela uma vista superior aberta, completa, do aquecedor vaporizador tipo caldeira tubular (1), onde podemos ver as suas partes que são: base do fundo (4), placa cerâmica frontal câmara de recepção (13), placa cerâmica lateral direita (14), placa cerâmica lateral esquerda (15), duto de entrada flangeado (16), túnel flangeado do vaso de pressão (17), tronco de cone flangeado (18), tubulação de aquecimento inicial (19), vaso de pressão (20), cinco aletas do vaso de pressão (21) e ponto de saída da água quente e vapor (22), da parte menor e placa cerâmica do fundo (31), placa cerâmica traseira câmara de aquecimento (34), placa cerâmica lateral esquerda câmara de aquecimento (35), placa cerâmica frontal câmara de aquecimento (36), curva 90° horizontal flangeada (37), túnel flangeado de proteção da serpentina (38), formado por quatro partes, três curvas 180° horizontais flangeadas (39), curva 90° vertical flangeada (40), vinte e quatro aletas do túnel de proteção da serpentina (41), tubulação de aquecimento secundário (42) e duto de saída dos gases (43), da parte maior.

[013] No interior da câmara de aquecimento secundário (3), localiza-se o túnel flangeado de proteção da serpentina (38), formado por quatro partes, uma tubulação de aquecimento secundário (42), por onde passa a água que será aquecida ou vaporizada e as cinco aletas do vaso de pressão (21), dispostas em forma de helicoidal, para aumentar o tempo de residência dos gases quentes.

[014] Na câmara de recepção (2), que está ligada a fonte de gases quentes, localiza-se a tubulação de aquecimento inicial (19), disposta em helicoidal por onde a água adentra ao sistema juntamente com os gases aquecidos, neste momento os gases estão no pico da temperatura que será absorvida pela água entrante no sistema dentro da tubulação.

[015] No interior da dita câmara (2) foi implantado um vaso de pressão (20), parte final do processo de aquecimento e vaporização que vai receber da mesma forma que a tubulação de aquecimento inicial (19) a temperatura dos gases quentes que continuam transitando pelo sistema em direção à tubulação de aquecimento secundário (42), da dita câmara de aquecimento secundário (3), com uma diferença: a água entra pela tubulação de aquecimento inicial (19) e segue até o final do circuito para adentrar na tubulação de aquecimento secundário (42), localizada na câmara de aquecimento secundário (3) de onde continua seu trajeto pela tubulação mas no contra fluxo dos gases aquecidos até adentrar no vaso de pressão (20), localizado na câmara de recepção (2) de onde sairá para o exterior do sistema pelo ponto de saída da água quente e vapor (22), como água aquecida ou vapor dependendo da temperatura a que foi submetida a água durante seu transito no sistema.

[016] Na câmara de aquecimento secundário (3) foi implantado um duto de saída dos gases (43), para o exterior do sistema.

[017] A água será injetada no sistema por bomba hidráulica de domínio da técnica com volume e pressão controlados conforme a necessidade de abastecimento do processo, para água quente ou vapor.

[018] O sistema possui válvulas de controle de pressão, vazão, segurança e outras de domínio da técnica.

[019] Com base no exposto e ilustrado, concluímos que as características técnicas, construtivas, funcionais e inovadoras do presente invento, diferente dos equipamentos existentes no estado da técnica, enquadrando-se nos critérios que definem uma Patente de Invenção.

Claims (10)

1. DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA APLICADA EM AQUECEDOR VAPORIZADOR TIPO CALDEIRA TUBULAR, que tem por finalidade realizar o aproveitamento térmico de uma fonte de calor contendo gases de combustão ou qualquer outro gás aquecido que é propulsionado pelo seu interior por sucção realizada por exaustor com velocidade controlada, permitindo que esses gases sejam tratados antes ou depois do processo de aproveitamento do calor gerado pela queima desses resíduos, obtendo economia energética, gerando benefícios as empresas e principalmente ao meio ambiente, caracterizado por ter sido montado em duas partes contíguas e interligadas: sendo a menor uma câmara de recepção (2), destinada a ligação com a fonte de calor de onde se originam os gases quentes, e a maior, uma câmara de aquecimento secundário (3) onde se dá maior parte da troca visando transferir para a água passante o máximo de calor durante o tempo de residência dos gases quentes.
2. DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA APLICADA EM AQUECEDOR VAPORIZADOR TIPO CALDEIRA TUBULAR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a câmara de recepção (2), ser formada pelas seguintes partes: base do fundo (4), quadro suporte do revestimento tampo (5), revestimento do fundo (6), revestimento tampo (7), revestimento frontal câmara de recepção (8), revestimento lateral direita (9), revestimento lateral esquerda câmara de recepção (10), placa cerâmica do fundo (11), placa cerâmica da tampa (12), placa cerâmica frontal câmara de recepção (13), placa cerâmica lateral direita (14), placa cerâmica lateral esquerda (15), duto de entrada flangeado (16), túnel flangeado do vaso de pressão (17), tronco de cone flangeado (18), tubulação de aquecimento inicial (19), vaso de pressão (20), cinco aletas do vaso de pressão (21), ponto de saída da água quente e vapor (22).
3. DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA APLICADA EM AQUECEDOR VAPORIZADOR TIPO CALDEIRA TUBULAR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a câmara de aquecimento secundário (3), ser formada pelas seguintes partes: base do fundo (23), quadro suporte do revestimento tampo (24), revestimento do fundo (25), revestimento tampo (26), revestimento lateral direita (27), revestimento traseiro câmara de aquecimento (28), revestimento lateral esquerda câmara de aquecimento (29), revestimento frontal câmara de aquecimento (30), placa cerâmica do fundo (31), placa cerâmica da tampa (32), placa cerâmica lateral direita (33), placa cerâmica traseira câmara de aquecimento (34), placa cerâmica lateral esquerda câmara de aquecimento (35), placa cerâmica frontal câmara de aquecimento (36), curva 90° horizontal flangeada (37), túnel flangeado de proteção da serpentina (38), formado por quatro partes, três curvas 180° horizontais flangeadas (39), curva 90° vertical flangeada (40), vinte e quatro aletas do túnel de proteção da serpentina (41), tubulação de aquecimento secundário (42) e duto de saída dos gases (43).
4. DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA APLICADA EM AQUECEDOR VAPORIZADOR TIPO CALDEIRA TUBULAR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter no interior da câmara de aquecimento secundário (3), túnel flangeado de proteção da serpentina (38), que é formado por quatro partes, e uma tubulação de aquecimento secundário (42), por onde passa a água que será aquecida ou vaporizada e as cinco aletas do vaso de pressão (21), dispostas em forma de helicoidal, que servem para aumentar o tempo de residência dos gases quentes.
5. DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA APLICADA EM AQUECEDOR VAPORIZADOR TIPO CALDEIRA TUBULAR, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por na câmara de recepção (2) que está ligada à fonte de gases quentes, localiza-se a tubulação de aquecimento inicial (19), disposta em helicoidal por onde a água adentra ao sistema juntamente com os gases aquecidos, neste momento os gases estão no pico da temperatura que será absorvida pela água entrante no sistema dentro da tubulação.
6. DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA APLICADA EM AQUECEDOR VAPORIZADOR TIPO CALDEIRA TUBULAR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por no interior da dita câmara (2) foi implantado um vaso de pressão (20), parte final do processo de aquecimento e vaporização que vai receber da mesma forma que a tubulação de aquecimento inicial (19) a temperatura dos gases quentes que continuam transitando pelo sistema em direção à tubulação de aquecimento secundário (42), da dita câmara de aquecimento secundário (3), com uma diferença: a água entra pela tubulação de aquecimento inicial (19) e segue até o final do circuito para adentrar na tubulação de aquecimento secundário (42), localizada na câmara de aquecimento secundário (3) de onde continua seu trajeto pela tubulação mas no contra fluxo dos gases aquecidos até adentrar no vaso de pressão (20), localizado na câmara de recepção (2) de onde sairá para o exterior do sistema pelo ponto de saída da água quente e vapor (22), como água aquecida ou vapor dependendo da temperatura a que foi submetida a água durante seu transito no sistema.
7. DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA APLICADA EM AQUECEDOR VAPORIZADOR TIPO CALDEIRA TUBULAR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a câmara de aquecimento secundário (3) ter um duto de saída dos gases (43), para o exterior do sistema.
8. DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA APLICADA EM AQUECEDOR VAPORIZADOR TIPO CALDEIRA TUBULAR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por neste equipamento não há nenhum problema em interromper o processo, por este ter um aquecimento mais rápido.
9. DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA APLICADA EM AQUECEDOR VAPORIZADOR TIPO CALDEIRA TUBULAR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a água usada no processo não precisa ser desmineralizada, basta ser limpa ou filtrada, pois, a parte metálica da tubulação é fabricada em aço inox menos suscetível a criação de craca.
10. DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA APLICADA EM AQUECEDOR VAPORIZADOR TIPO CALDEIRA TUBULAR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por como a vedação e o isolamento ser feito por placas de fibra cerâmica, a perda de calor para o ambiente externo é mínima, propiciando uma eficiência superior do aproveitamento térmico.

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