BRMU8802967U2 - trocador de calor tubular tubo sobre tubo - Google Patents

Abstract

TROCADOR DE CALOR TUBULAR TUBO SOBRE TUBO, compreendendo uma carcaça suporte de uma pluralidade de tubos cilíndricos, contendo outros tubos de menor diâmetro inserido dentro deles, contando com duas entradas para o fluido que vai transferir energia térmica para a vizinhança, duas saidas da mesma, uma entrada de produto principal e uma saída. O trocador conta com três câmeras para o fluido de troca e duas para o produto principal eseparadores individuais para cada tubo a prova de vazamento.

Description

TROCADOR DE CALOR TUBULAR TUBO SOBRE TUBO

CAMPO TÉCNICO

O seguinte relatório descritivo da presente aplicação de modelo deutilidade se refere ao desenvolvimento de um trocador tubular tubo sobre tubo,compreendendo uma carcaça suporte de uma pluralidade de tubos cilíndricos,contendo outros tubos de menor diâmetro inserido dentro deles, contando comduas entradas para o fluido que vai transferir energia térmica para a vizinhança,duas saídas da mesma, uma entrada de produto principal e uma saída. O trocadorconta com três câmeras para o fluido de troca e duas para o produto principal eseparadores individuais para cada tubo a prova de vazamento.

ESTADO DA ARTE

Os trocadores de calor podem ser classificados de acordo a processosde transferência e de acordo ao tipo de construção.

O trocador desenvolvido implica no seu modo de construção, dessamaneira, se restringirá ao estado da arte que engloba o tipo de construção.

Quanto às características de construção, o trocador pode ser tubular outipo placa. O trocador tubular se divide em carcaça e tubo, tubo duplo e serpentina.O que interessa ao caso é o tipo de trocador de tubo duplo.

Os trocadores tubulares são geralmente construídos com tuboscirculares, existindo uma variação de acordo com o fabricante. São usados paraaplicações de transferência de calor líquido/líquido (uma ou duas fases). Elestrabalham de maneira ótima em aplicações de transferência de calor gás/gás,principalmente quando pressões e/ou temperaturas operacionais são muito altasonde nenhum outro tipo de trocador pode operar. Estes trocadores podem serclassificados como carcaça e tubo, tubo duplo e de espiral.

O trocador que mais se aproxima ao caso em questão é chamado detubo duplo e consiste de dois tubos concêntricos. Um dos fluidos escoa pelo tubointerno e o outro pela parte anular entre tubos, em uma direção de contrafluxo. Esteé talvez o mais simples de todos os tipos de trocador de calor pela fácilmanutenção envolvida. É geralmente usado em aplicações de pequenascapacidades.

Em buscas efetuadas no estado da arte pertinente ao campo técnico domodelo de utilidade foram revelados documentos de patente que mostramtrocadores de calor de tubo duplo.

O documento BR 7.900.275 de DREHER (1999) descreve um dispositivode resfriamento de líquidos em um trocador de calor tipo duplo-tubo disposto emum gabinete isolado compacto; em formato de duplo-tubo dentro de um gabineteisolado termicamente. O produto a ser resfriado flui em sentido oposto ao líquidorefrigerante entrando no gabinete por meio de uma conexão de entrada interligadaa um tubo de aço inox, por dentro da qual a bebida entra dentro da serpentinaduplo-tubo de resfriamento, saindo pela conexão de saída, enquanto o líquidorefrigerante entra pela conexão de entrada do líquido refrigerante e sai pelaconexão de saída, retornando ao resfriador de líquido.

VIKLUND (2005) revela no BR 0.515.495 um trocador de calor quecompreende um primeiro tubo que possui uma primeira extremidade configuradapara ser conectada à saída de um evaporador para permitir transmissão de fluido apartir da dita saída, e um segundo tudo que possui uma primeira extremidadeconfigurada para ser conectada à entrada do evaporador para permitir atransmissão de fluido até a dita entrada. O segundo tubo fica posicionado dentrodo, ou em contato térmico com o, primeiro tubo para uma proporção doscomprimentos respectivos do primeiro tubo e do segundo tubo, a fim de permitiruma troca de calor entre o fluido dentro dos ditos tubos.

Também é conhecido um trocadorde calor revelado no BR 9.714.663 deFOLKEDAL (1997) que consiste de uma série de tubos para troca de calor entre umprimeiro fluido escoando dentro dos ditos tubos e um segundo fluido escoandoexternamente aos ditos tubos.

BOURDEL (1999) mostra no BR 9.916.907 um trocador de calorcompreendendo trocadores elementares montados em série constituídos por umtubo horizontal de parede termicamente condutora.no qual faz-se circular a matéria,de uma extremidade até a outra, e por um invólucro tubular concêntrico, quecircunda o dito tubo no qual faz-se circular o líquido quente de uma extremidade atéa outra, e em sentido contrário ao sentido da dita matéria.PROBLEMAS DA ARTE

VIKLUND descreve um reator que contém um tubo dentro de outro tubo,compreendendo um sistema de tubo duplo, mas não mostra a construção de umsistema multitubular com os tubos inseridos dentro de outros tubos menores.

Os outros documentos mencionam a construção de um trocadorde calorde tubo duplo com um tubo concêntrico ao outro tubo. A diferença entre essaspropostas e a que se pretende apresentar é a maneira com se faz a disposição dosmúltiplos tubos em um arranjo paralelo e o sistema de vedação.

SOLUÇÃO PROPOSTA

Assim, devido às considerações pertinentes ao estado da arteanteriormente discutido é um dos objetivos da presente aplicação de modelo deutilidade, o desenvolvimento de um trocador de calor tubular tubo sobre tubo; ondeo trocador é fabricado em tubo sobre tubo. Apresenta duas entradas para o fluidoque vai receber ou ceder calor, duas saídas da mesma, uma entrada de produtoprincipal e uma saída. O sistema dos tubos compreende dutos não soldados e nãosão expandidos junto ao espelho, e sim com anel de vedação tipo orig. Com trêscâmeras para o fluido de troca e duas para o produto principal e separadoresindividuais para cada tubo a prova de vazamento.

Para entender o tracador tem-se três exemplos:

Exemplo 1

Utilizar solução hidroalcoolica como fonte de retirada de calor paraesfriar o produto principal.

Exemplo 2

Utilizar água quente como fonte de calor para aquecer o produto.

Exemplo 3

Utilizar vapor direto como fonte de energia para aquecer o produto,

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A caracterização do presente documento para patente de modelo deutilidade é feita por meio de desenhos representativos do trocador de calor, de talmodo que o equipamento possa ser integralmente reproduzido por técnicaadequada, permitindo plena caracterização da funcionalidade do objeto pleiteado.

A partir das figuras elaboradas que expressam a melhor forma ou formapreferencial de se realizar o produto ora idealizado, se fundamenta a partedescritiva do relatório, através de uma numeração detalhada e consecutiva, ondeesta esclarece aspectos que possam ficar subentendidos pela representaçãoadotada, de modo a determinar claramente a proteção ora pretendida.

Estas figuras são meramente ilustrativas, podendo apresentar variações,desde que não fujam do inicialmente pleiteado.

Neste caso tem-se que:

- a figura 1 ilustra uma perspectiva do trocador montado e fechado;

- a figura 2 mostra um corte longitudinal no trocador proposto;

- a figura 3 mostra um detalhe em perspectiva do trocador visto de cima esem a placa cega de fechamento e;

- a figura 4 mostra uma perspectiva explodida do trocador com suas partesmais importantes.

DESCRIÇÃO DO MODELO

Uma forma preferencial de realização compreende o corpo do trocador(1) composto por uma pluralidade de tubos cilíndrico externos (2), contendo cadaum desses tubos, outro tubo cilíndrico interno (3) de menor diâmetro e inseridodentro dele; sendo que sobre esses tubos se insere uma placa de chicanas (4),capaz de receber uma junta de vedação (5) e sobre ela a 2- placa de vedação parafrio (6), um conjunto de anéis o'ring (7), um para cada um dos tubos, sendo quesobre esses anéis (7) se instala um conjunto de separadores a prova devazamento(8), em igual número aos anéis; recebendo sobre esses separadores umnovo conjunto de anéis (9), a 2â placa de vedação do produto (10), similar àprimeira, mas usada para a vedação do produto, outra junta de vedação (11), umaplaca alta (12) dita de fluxo do produto, contendo sobre ela outra junta de vedação(13), recebendo a 1a placa de vedação do produto (14) similar às anteriores, novoconjunto de anéis o'ring (15), outro conjunto de separadores a prova devazamentos (16), um novo conjunto de anéis o'ring (17) dispostos sobre essaplaca, a λ - placa de vedação frio (18), contendo sobre ela um junta de vedação(19), uma segunda placa alta para fluxo de frio (20), outra junta de vedação (21) efechando o trocador uma placa cega (22).

Claims (1)

1.- TROCADOR DE CALOR TUBULAR TUBO SOBRE TUBO,caracterizado pelo fato de compreender o corpo do trocador (1) composto por umapluralidade de tubos cilíndrico externos (2), contendo cada um desses tubos, outrotubo cilíndrico interno (3) de menor diâmetro e inserido dentro dele; sendo quesobre esses tubos se insere uma placa de chicanas (4), capaz de receber umajunta de vedação (5) e sobre ela a 2a placa de vedação para frio (6), um conjuntode anéis o'ring (7), um para cada um dos tubos, sendo que sobre esses anéis (7)se instala um conjunto de separadores a prova de vazamento(8), em igual númeroaos anéis; recebendo sobre esses separadores um novo conjunto de anéis (9), a 2aplaca de vedação do produto (10), similar à primeira, mas usada para a vedação doproduto, outra junta de vedação (11), uma placa alta (12) dita de fluxo do produto,contendo sobre ela outra junta de vedação (13), recebendo a 1a placa de vedaçãodo produto (14) similar às anteriores, novo conjunto de anéis o'ring (15), outroconjunto de separadores a prova de vazamentos (16), um novo conjunto de anéiso'ring (17) dispostos sobre essa placa, a 1a placa de vedação frio (18), contendosobre ela um junta de vedação (19), uma segunda placa alta para fluxo de frio (20),outra junta de vedação (21) e fechando o trocador uma placa cega (22).