BRPI1101995A2 - elemento de conexço para conectar um elemento trocador de calorcalor, trocador de calor tubular e mÉtodo para a adaptaÇço de um sistema de fluxo com um trocador de calor tubular - Google Patents

Abstract

ELEMENTO DE CONEXAO PARA CONECTAR UM ELEMENTO TROCADOR DE CALORCALOR, TROCADOR DE CALOR TUBULAR E MÉTODO PARA A ADAPTAÇAO DE UM SISTEMA DE FLUXO COM UM TROCADOR DE CALOR TUBULAR Trata-se de um elemento de conexão para conectar um elemento trocador de calor de um trocador de calor tubularcom pelo menos uma tubulação condutora de produtos a um sistema de fluxo por meio do que o elemento de conexão tem um furo passante, caracterizado pelo fato de que uma borda de separação do fluxo é formada na circunferência do furo passante.

Description

ELEMENTO DE CONEXÃO PARA CONECTAR UM ELEMENTO TROCADOR DE CALORCALOR, TROCADOR DE CALOR TUBULAR E MÉTODO PARA A ADAPTAÇÃO DE UM SISTEMA DE FLUXO COM UM TROCADOR DE CALOR TUBULAR

A invenção relaciona-se a um elemento de conexão para conectar um elemento trocador de calor de um trocador de calor tubular com pelo menos um tubo condutor de produtos a um sistema de fluxo de acordo com a parte introdutória da

reivindicação 1.

Quando trocadores de calor tubulares com um ou mais elementos trocadores de calor são utilizados para produtos fibrosos, acontece que as fibras bloqueiam a alimentação de um elemento trocador de calor na área dos tubos internos que formam o feixe de tubos, por meio do que esses tubos internos formam os canais de fluxo para um produto. A fim de impedir_ isto, já foi proposto no estado da técnica a disposição de criadores de turbulência no canal de fluxo de entrada no meio jia. área de entrada a.. fim_ de_evitar depósitos, com a ajuda da,

turbulência criada desta maneira.

Por exemplo, os trocadores de calor tubulares são conhecidos a partir das patentes EP 1 604 162 Bl e DE 10 2005059 463 B4 em que um fluxo na área de entrada de uma placa de suporte do tubo é influenciado por meio de um deslocador em torno do qual o produto deve fluir.

A partir da patente DE 696 o t2 12 998, os trocadores de calor tubulares são conhecidos, nos quais uma placa de deflexão projetada com distribuidores de fluxo é configurada nas extremidades de contra fluxo dos tubos do trocador de calor por meio do que a superfície dos distribuidores de fluxo que fica voltada para o fluxo de

produto é convexa.

Nestes deslocadores conhecidos, no entanto, é prejudicial que a manufatura destes deslocadores é complicada, eles normalmente devem ter formas complicadas que são diferentes para ficar voltadas para e contra o fluxo de produto e em particular, efeitos de sombreamento indesejados e degenerativos também podem ocorrer.

A base da invenção é formada pelo objeto de formar um elemento de conexão para um trocador de calor tubular com pelo menos um elemento trocador de calor e pelo menos um tubo condutor de produtos, em que os depósitos de fibra na área de entrada do elemento trocador de calor do trocador de calor tubular podem ser reduzidos ou evitados.

Este objeto é satisfeito por meio do elemento de conexão com as características da reivindicação 1. De acordo com a invenção, um componente modular é pré-configurado como um elemento de conexão na área de entrada do elemento trocador de calor, por meio do que este componente forma uma borda de separação do fluxo para a turbulência, por meio do que esta borda de separação do fluxo segue em torno da

circunferência externa_________e é pref erivelmente, mas não

necessariamente circular. Isto resulta em uma redução clara ou ausência de depósitos de fibra de modo que um sistema correspondentemente equipado ou adaptado atinja vidas úteis mais longas, os intervalos de manutenção correspondentes podem ser mais longos, e, durante a manutenção, o sistema é mais fácil de limpar na área de entrada do elemento trocador de calor do trocador de calor tubular. O elemento de conexão é, além disso, correspondentemente simples de manufaturar e de equipar em trocadores de calor tubulares novos e simples para adaptação nos trocadores de calor tubulares existentes.

Devido à borda de separação de fluxo, um controle correspondente da vazão e a criação de turbulência também são obtidos, em conseqüência do que os depósitos de fibra são por sua vez reduzidos na área de entrada do trocador de calor tubular. Ao mesmo tempo, o fluxo de produto flui tipicamente para fora do tubo condutor de produtos para o interior do elemento trocador de calor. Isto significa que o fluxo de produto flui, com respeito ao elemento de conexão, de montante para o elemento da conexão e flui para fora do elemento de conexão para o elemento trocador de calor do trocador de calor tubular, por meio do que este elemento trocador de calor fica, por exemplo, localizado diretamente a jusante do elemento de conexão. O tubo condutor de produtos para fora do qual o produto flui por meio do elemento de conexão e para o elemento trocador de calor pode, desse modo, ser curvado tal como em uma curvatura de conexão ou pode ser um tubo retilíneo. 0 elemento de conexão tem tipicamente uma seção transversal axissimétrica. O eixo longitudinal do elemento da conexão também corresponde preferivelmente ao eixo longitudinal do elemento trocador de calor do trocador de calor tubular. O elemento trocador de calor do trocador de calor tubular compreende desse modo, por exemplo, uma pluralidade de tubos internos ,para conduzir o produto, por • - mero do que os tubos internos são presos por uma placa- de

2 0 suporte de tubo.

O elemento de conexão pode desse modo ser montável de maneira modular entre o elemento trocador de calor do trocador de calor tubular e o pelo menos um tubo condutor de produtos. Um elemento de conexão montável modular é simples de montar, ou simples de adaptar nos sistemas existentes, e simples de manter quando necessário. A sua manufatura é desvinculada da manufatura do trocador de calor tubular e de um sistema de enchimento remanescente conectado ao mesmo, e e correspondentemente simples de manufaturar.

3 0 A borda de separação do fluxo na circunferência do

furo passante do elemento de conexão pode ser vantajosamente afunilada ou arredondada. Estas formas favorecem desse modo a separação do fluxo na borda de separação de fluxo. A borda de separação de fluxo pode ser formada a um ângulo α medido em relação ao eixo longitudinal do elemento de conexão, por meio do que α mede um valor máximo de 90 graus. Por meio da formação correspondente da borda de separação de fluxo, a criação de turbulência e a separação de fluxo são favorecidas ainda mais, por meio do que a borda de separação de fluxo aponta a um ângulo α na direção do fluxo.

0 furo passante do elemento de conexão pode, por exemplo, ser formado de modo que seja assimétrico ao eixo longitudinal do elemento da conexão. Com tal seleção da forma, o elemento de conexão é especialmente simples de manufaturar e propicia desse modo as vantagens no que diz respeito ao fluxo já mencionado acima.

O furo passante pode desse modo apresentar um formato circular, em conseqüência do que são obtidas vantagens no que diz respeito ao resultado da manufatura, além das vantagens no que diz respeito ao fluxo. __ O furo_passante pode_jter um diâmetro interno di na

área da borda de separação.......de fluxo, por - meio do que

tipicamente o diâmetro interno do furo passante diminui de uma abertura de entrada voltada ao lado oposto do elemento trocador de calor e contendo um primeiro diâmetro interno dx a um diâmetro interno di na área de separação de fluxo afiar e subseqüentemente aumenta tipicamente do diâmetro interno di a uma abertura de salda voltada para o elemento trocador de calor e contendo um segundo diâmetro interno d2 - A área da borda de separação de fluxo fica localizada desse modo entre a abertura de entrada e a abertura de saida, por meio do que tipicamente di é menor do que dx e menor do que d2 - Pode desse modo ser demonstrativo levar em consideração a superfície da abertura de entrada como uma primeira superfície com um primeiro diâmetro interno dx, e a superfície da abertura de saída como uma segunda superfície com um segundo diâmetro interno d2. Na área da borda de separação de fluxo, a superfície furo passante, que fica localizado entre a primeira e a segunda superfícies, pode ter um diâmetro interno di, com o que di é menor do que dx e menor do que d2. Devido aos diâmetros internos diferentes, um controle correspondente da vazão é obtido, e a criação de turbulência é favorecida particularmente na área da borda de separação de fluxo, que significa a superfície com o diâmetro interno d±, em conseqüência do que os depósitos de fibra por sua vez são reduzidos na área da entrada do trocador de calor tubular.

Em uma formação expediente, o elemento de conexão pode ser formado simetricamente ao furo passante, em conseqüência do que são obtidas vantagens no que diz respeito à manufatura, além das vantagens no que diz respeito ao fluxo. Desse modo, pode ser demonstrativo levar em consideração o elemento de conexão formado de modo que seja simétrico à superfície que fica localizada entre a primeira superfície com o primeiro diâmetro interno, di e a superfície

com o segundo diâmetro"interno.....d2. Com tal seleção da forma,

o elemento de conexão é especialmente simples de manufaturar e, no entanto propicia as vantagens no que diz respeito ao

fluxo já mencionado acima.

Em uma formação adicional, o segundo diâmetro interno d2 pode ser maior do que o primeiro diâmetro interno di. Desta maneira, em particular o produto pode ser distribuído através de uma seção transversal maior no lado do elemento trocador de calor do trocador de calor tubular e o fluxo de produto pode ser correspondentemente melhorar

controlado.

O diâmetro interno do furo passante pode, por exemplo, mudar continuamente a partir da abertura de entrada com o primeiro diâmetro interno dx ao diâmetro interno di, e então mudar continuamente do diâmetro interno di à abertura de saída com o segundo diâmetro interno d2. Pode desse modo ser demonstrativo levar em consideração uma seção transversal do elemento de conexão de acordo com a invenção tal como descrito acima que, por exemplo, muda continuamente do primeiro diâmetro interno di da primeira superfície ao diâmetro interno di e além disso muda continuamente do diâmetro interno di ao segundo diâmetro interno d2 da segunda superfície. A primeira superfície e a segunda superfície têm tipicamente a mesma orientação. A mudança suave constante do diâmetro interno do elemento de conexão, além disso, favorece o controle de fluxo, particularmente na área na frente da borda de separação de fluxo e na área atrás da borda de separação de fluxo.

Em uma formação expediente adicional, um elemento de conexão de acordo com a invenção, em uma área localizada entre a abertura de entrada e a borda de separação de fluxo, ^pode compreender recortes (rebaixos), particularmente recortes- parcialmente circulares ~ (rebaixos)-. - A borda . de . separação de fluxo pode ser eficazmente alongada na área mencionada por meio de tais recortes (rebaixos) , de modo que a criação de turbulência pode ser correspondentemente amplificada, o que tem um efeito positivo na redução a jusante dos depósitos de fibra na área da entrada do trocador

de calor tubular.

Os recortes parcialmente circulares (rebaixos) podem desse modo ser configurados axissimetricamente em relação ao eixo longitudinal do elemento de conexão.

A título de exemplo, o diâmetro interno do furo passante pode diminuir continuamente entre a abertura de entrada com o diâmetro interno di e a área da borda de separação de fluxo com o diâmetro interno di fora de, e particularmente no meio, dos recortes particularmente circulares respectivos do primeiro diâmetro interno di ao diâmetro interno di. Desta maneira, o diâmetro interno pode se comportar de uma maneira similar àquela na realização previamente descrita entre os recortes parcialmente circulares (rebaixos) , o que significa na área que não é recortada. Devido à mudança constante do diâmetro interno di ao diâmetro interno d±, é possível concentrar em particular a criação de turbulência na área da borda de separação de fluxo. A mudança suave constante do diâmetro interno do elemento de conexão pode desse modo favorecer o controle de fluxo.

A invenção também apresenta um trocador de calor tubular com pelo menos um elemento trocador de calor com um tubo revestido e pelo menos um tubo interno e com um elemento de conexão de acordo com a invenção, tal como descrito acima. A vantagem de tal trocador de calor tubular é o controle e a redução correspondentes de depósitos de fibra na área do fluxo de entrada em um elemento trocador de calor que tem um elemento de conexão de acordo com ~ a invenção" pré-configurado, adiante do mesmo.

A invenção também apresenta um método para a adaptação de um sistema de fluxo com um trocador de calor tubular com pelo menos um elemento trocador de calor e pelo menos um tubo condutor de produtos, o qual compreende a conexão de uma extremidade do elemento trocador de calor com um elemento de conexão a um lado do elemento de conexão voltado para o elemento trocador de calor, e a conexão do elemento de conexão ao tubo condutor de produtos no lado voltado na direção oposta do elemento trocador de calor. Por meio de tal método de adaptação, os tempos de eficácia, manutenção e operação de um trocador de calor tubular podem ser vantajosamente influenciados.

As realizações do objeto da invenção são explicadas utilizando os desenhos. São mostradas: Figura 1 - uma seção longitudinal esquemática de um módulo de um trocador de calor tubular exemplificador com pelo menos um elemento trocador de calor com um elemento de conexão que corresponde à invenção.

Figura Ia - uma placa de suporte de tubo na área de

alimentação de um elemento trocador de calor de um trocador de calor tubular tal como mostrado na figura 1.

Figura Ib - um uso de um elemento de conexão de acordo com a invenção na conexão uma pluralidade de elementos

trocadores de calor.

Figura 2 - uma representação esquemática de uma primeira realização que corresponde à presente invenção.

Figura 2a - uma vista em corte da realização da figura 2 ao longo da linha de corte na qual é desenhada.

Figura 3 - uma™ representação esquemática de uma__

realização adicional que corresponde à presente invenção.

Figura 3a - uma vista em corte da realização da figura 3 ao longo dãT linha" do corte na- qual -é desenhada.- -

Figura 4 - uma representação esquemática de uma

2 0 realização adicional que corresponde à presente invenção, como uma variação da realização da figura 3.

Figura 4a - uma vista em corte da realização da figura 4 que corresponde à linha do corte na qual é desenhada.

A Figura 1 ilustra um trocador de calor tubular com

pelo menos um elemento trocador de calor 1 e um tubo condutor de produtos 13 adicional que são conectados a um tubo condutor de produtos adicional que é curvado, ou seja, uma dobra de conexão 6. O trocador de calor tubular com pelo menos um elemento trocador de calor 1, o tubo condutor de produtos 13 e a dobra de conexão 6 são do tipo tal como utilizado, por exemplo, na indústria de engarrafamento e de enchimento para produtos alimentícios líquidos (por exemplo,

30 10

água, sucos, leite) durante o tratamento térmico (aquecimento ou resfriamento) de um produto alimentício. Uma pluralidade de módulos, ou seja, os elementos trocadores de calor 1, pode ser construída no trocador de calor tubular a fim de obter os trajetos de fluxo mais longos possíveis para o produto. A conexão do tubo condutor de produtos 13 adicional à dobra de conexão 6 é executada na figura 1 pelos flanges de montagem 12 correspondentes nas extremidades. Um elemento de conexão 11 é acomodado para a conexão entre os flanges 12 na figura 1. O elemento de conexão 11 pode desse modo ser, por exemplo, um elemento adicional de acordo com a invenção do tipo tal como o elemento de conexão 7 de acordo com a invenção, ou pode ser uma peça simples do adaptador ou do espaçador.

0 elemento trocador de calor 1 do trocador de calor tubular na figura 1 tem um tubo -revestido 2, .vantajosamente,^ por exemplo, de aço inoxidável (no entanto também de outras ligas ou, por exemplo, também de titânio, de zinco ou de plásticos especiais), que-tem em-cada extremidade os-flanges de montagem 8, aqui mostrados somente no lado "esquerdo, para 2 0 a montagem do elemento trocador de calor 1 em um sistema tal como mostrado na figura 1. Um ou os mais tubos internos 3 são providos no tubo revestido 1, por meio do que estes tubos internos se estendem essencialmente paraxialmente em relação ao tubo revestido entre os flanges de montagem 8. Os tubos de uma pluralidade de tubos internos 3 são tipicamente combinados em um feixe de tubos na realização da figura 1. Um fluxo primário circula nos tubos internos 3, por meio do que este fluxo primário é um produto alimentício líquido que pode conter fibras adicionais tais como polpa de fruta ou partes fibrosas. Um fluxo secundário circula tipicamente no tubo revestido 1, de modo que uma troca de temperatura (resfriamento ou aquecimento) possa ocorrer com o fluxo primário, que flui nos tubos internos 3.

30 O feixe de um ou mais tubos internos 3 na área de alimentação do elemento trocador de calor é mantido por uma placa de suporte de tubo 5, por meio do que a placa de suporte de tubo 5 é montada essencialmente perpendicular ao eixo longitudinal do elemento trocador de calor 1. A figura IA mostra uma vista superior esquemática de uma placa de suporte de tubo 5 que combina sete tubos internos neste exemplo.

0 tubo 13 mostrado na figura 1 pode ser um elemento trocador de calor adicional do mesmo tipo que o elemento trocador de calor 1. A direção de fluxo do fluxo primário é, por exemplo, do tubo 13 para a dobra de conexão 6 e dali para o elemento trocador de calor 1, que é conectado à dobra de conexão 6 com a ajuda do elemento de conexão 7 de acordo com a invenção. 0 elemento de conexão 11 na extremidade de fluxo do tubo 13 pode desse modo ser um elemento de conexão adicional de acordo com a invenção do mesmo tipo que o elemento de conexão 7. Além disso, também é analogamente possível que o elemento de conexão- 11 tenha- somente uma função de adaptador e não tenha nenhum estreitamento tal como porta tal como descrito abaixo. A figura IB mostra um exemplo da conexão de uma pluralidade de elementos trocadores de calor em um sistema trocador de calor tubular, por meio do que cada uma das dobras de conexão 6 deflete o fluxo primário em 180° neste exemplo. Os elementos de conexão 7 e 11 podem desse modo, tal como mostrado nas figuras 1 e IB, ser montados na área de fluxo de entrada e de fluxo de saída dos tubos Ie 13, respectivamente, mas seria do mesmo modo possível (não mostrado aqui) que os elementos de conexão 7 de acordo com a invenção fossem montados nas áreas de fluxo de entrada e de f luxo de saída dos elementos 1 e 13.

Na figura 1 e na figura IB, o fluxo secundário, que consiste em um meio de troca de calor apropriado, por exemplo, a água, não é defletido através das dobras de conexão 6 e é defletido preferivelmente diretamente ao elemento trocador de calor seguinte com a ajuda de um tubo de conexão 10 e de uma peça de conexão com f langes 10a, que também pode conter uma válvula. Como uma regra geral, o meio secundário é conduzido em um fluxo que flui em contracorrente ao meio primário. A dobra de conexão 6 deflete conseqüentemente apenas o fluxo primário neste caso. A Figura 1 mostra a título de exemplo como um tubo de conexão 10 conecta diretamente ao tubo revestido 2. É analogamente possível, tal como mostrado na figura IB, que o tubo de conexão a ser conectado por meio dos terminais conectores IOb nos lados a fim de tornar possível a passagem no fluxo secundário. Além disso também é possível (não mostrado) que uma dobra de conexão também deflete o fluxo secundário, por meio do que os tubos de conexão 10 podem ser eliminados, e o fluxo secundário é conduzido apropriadamente após os elementos da conexão de acordo com a invenção. — — . ■ As Figuras 1, IA e IB mostram os elementos de

conexão 7 e 11 implementados como elementos modulares separados. É, no entanto, analogamente possível integrar um elemento de conexão de acordo com a invenção do mesmo tipo que os elementos 7, 17 e 27, que são descritos no que diz respeito às figuras 2 - 4, na dobra de conexão 6 ou no feixe de tubos em sua área de fluxo de entrada, por exemplo, em combinação com a placa de suporte de tubo 5. Os trocadores de calor tubulares tais como mostrados nas figuras 1 e IB podem ter um comprimento total de aproximadamente 3,0 m, 6,0 m ou

até mesmo maior.

A Figura 2 e a figura 2A mostram uma realização

exemplificadora de um elemento de conexão 7 de acordo com a invenção para acoplar a dobra de conexão 6 ao elemento trocador de calor 1 do trocador de calor tubular. A Figura 2 mostra um corte através do elemento de conexão 7 a um ângulo reto em relação ao seu eixo longitudinal, e conseqüentemente tipicamente a um ângulo reto em relação ao eixo longitudinal do elemento trocador de calor 1. O produto flui, por exemplo, através da dobra de conexão 6 para o elemento trocador de calor 1 com seu tubo interno 3, por meio do que a direção do fluxo é obtida. O elemento de conexão 7 é inserido modularmente na área de acoplamento entre o flange de salda 9 da dobra de conexão 6 e o flange de entrada 8 do elemento trocador de calor 1 que está montado apropriadamente com os respectivos flanges 9 e 8. O elemento de conexão 7 pode ter um suporte de montagem 14 apropriado para montagem entre os flanges 8 e 9, além disso uma borda de separação de fluxo (estreitante) 7· que pode ter um efeito do tipo porta e que fica,, por exemplo, axissimetricamente em relação ao eixo longitudinal dos flanges 8 e 9, bem como do elemento trocador de calor 1. A figura 2A mostra um desenho em corte correspondente- ao_longo .da linha IIA através do elemento de conexão 7. A borda de separação de fluxo 7' é formada na circunferência do furo passante do elemento de conexão 7. A borda de separação de fluxo 7' segue em torno dói furo passante. A borda de separação de fluxo pode ser formada de modo que seja axissimétrica e circular e, tal como mostrado na figura 2, pode ter um diâmetro interno dj.. O elemento de conexão, além disso, tem uma abertura de entrada que fica voltada na direção oposta do elemento trocador de calor 1 do trocador de calor tubular, bem como uma abertura de saída voltada para o elemento trocador de calor 1. Desta maneira, resulta então no lado da abertura de entrada uma primeira 3 0 superfície da abertura que fica voltada na direção oposta trocador de calor tubular e que tem um primeiro diâmetro interno di e, no lado da abertura de saída, uma segunda superfície da abertura com um diâmetro interno d2. Em relação ao fluxo de produto, a primeira superfície se encontra conseqüentemente a montante quando vista do elemento de conexão quando a segunda superfície se encontra a jusante. O diâmetro interno dx no lado afastado do elemento trocador de calor 1 do trocador de calor tubular corresponde aproximadamente ao diâmetro interno da dobra de conexão 6. O diâmetro interno d2 corresponde aproximadamente ao diâmetro interno do tubo revestido do elemento trocador de calor 1 do trocador de calor tubular, por meio do que o diâmetro interno é relativo ao eixo longitudinal em cada caso. Conforme indicado na figura 2A, o diâmetro interno do furo passante preferivelmente diminui simétrica e continuamente (suavemente) até que o diâmetro interno di seja alcançado na área da borda de separação de fluxo. A forma que surge devido à diminuição é aproximadamente similar a um segmento de superfície esférico (tampa esférica). A borda de separação de _ f luxo 7' na qual o fluxo de fluido que flui através do

"elemento......deve,, pref erivelméntè " se- · separar . tipicamente^ é

afunilada ou arredondada. No caso de um afunilamento, esse afunilamento é formado na direção do fluxo. A borda de separação de fluxo 7' preferivelmente arredondada aponta desse modo essencialmente perpendicularmente ao eixo longitudinal do elemento de conexão. Sulcos de anel-O 18 que podem prender um anel-O apropriado são desenhados em um lado voltado para o elemento trocador de calor a título de exemplo. Estes sulcos são formados para serem aproximadamente circulares na figura 2A, mas outras formas apropriadas dos sulcos são também concebíveis. Do mesmo modo, também pode haver sulcos de anel-O no lado a montante (não mostrado aqui).

A Figura 3 mostra uma formação adicional de um elemento de conexão 17 que tem vantagens adicionais no que diz respeito ao fluxo. A Figura 3 mostra um corte através do elemento de conexão 17 a um ângulo reto em relação ao eixo longitudinal. O desenho do elemento de conexão 17 na figura 3 é similar àquele do elemento de conexão 7 mostrado na figura 2. Similarmente ao elemento de conexão 7, o elemento de conexão 17 pode ser utilizado para conectar dobras de conexão e elementos trocadores de calor tal como mostrado nas figuras 1, IA e IB. Ele tem um suporte de montagem 16, um sulco de anel-0 15 e uma borda de separação de fluxo (estreitamento) 17', que segue em torno de uma superfície (abertura) que tem um diâmetro interno d±. Também há uma abertura de entrada com uma superfície com um diâmetro interno di formada no lado afastado do elemento trocador de calor 1 do trocador de calor tubular e uma abertura de saída com uma superfície com um diâmetro interno d2 formada no lado próximo ao trocador de calor tubular. A figura 3A mostra um corte através do elemento da figura 3a ao longo da linha de corte IIIA que é desenhada. Similarmente à maneira indicada na figura 2A, o furo passante "diminuir pre-ferivelmente jsimetriçamente _ao_eixo_ longitudinal, continuamente em um formato parecido com uma taça ou similar a um segmento de superfície esférico (tampa esférica) da abertura de entrada com o diâmetro interno di para a borda de separação de fluxo 17' com o diâmetro interno di. No lado' próximo ao elemento trocador de calor 1 do trocador de calor tubular, o diâmetro interno do furo passante aumenta outra vez até que o diâmetro interno d2 seja alcançado na área de abertura de saída. O diâmetro interno d2 é coordenado vantajosamente ao tamanho do tubo revestido do feixe de tubos e é conseqüentemente maior do que o diâmetro interno Cl1. De maneira equivalente à figura 2A, os sulcos de anel-O 18 são mostrados na figura 3A no lado a jusante do

elemento de conexão.

A borda de separação de fluxo 17' que pode, por sua

vez, ser afunilada ou arredondada e que segue em torno da circunferência, desse modo aponta, no entanto, a um ângulo α medido em relação ao eixo longitudinal tal como desenhado. O ângulo α pode desse modo assumir valores de acordo com as circunstâncias, no caso mostrado a titulo de exemplo, por exemplo, aproximadamente 4 5 - 6 0 graus, por meio do que outros valores também são possíveis para este ângulo até um máximo de 90 graus. Na figura 3A, o diâmetro interno do elemento trocador de calor 1 do trocador de calor tubular que deve ser conectado à dobra de conexão por meio do elemento de conexão 17 é maior do que o diâmetro interno da dobra de conexão. A forma e a orientação da borda de separação de fluxo (estreitamento) 17' favorecem correspondentemente a separação do fluxo e conseqüentemente o controle e a redução de depósitos de fibra na área de entrada do elemento trocador de calor 1 do trocador de calor tubular.

A Figura 4 mostra uma formação adicional de um elemento de conexão 27 que tem vantagens adicionais no que diz respeito ao -fluxo. -Tal· como o elemento^ de conexão 7 o elemento de conexão 27 pode ser utilizado- para conectar dobras de conexão e elementos trocadores de calor tal como mostrado nas figuras 1, IA e IB. A figura 4 mostra um corte através do elemento de conexão 27 a um ângulo reto em relação ao eixo longitudinal. A figura 4A mostra um corte através do elemento da figura 3A ao longo da linha de corte IVA que é desenhada. 0 elemento de conexão 27 tem, por sua vez, um suporte de montagem 26 apropriado. Um sulco de anel-O 25 é mostrado tal como na figura 3. Baseado no elemento de conexão da figura 3 e da figura 3A, a área, tal como indicado esquematicamente na figura 4, entre uma abertura de entrada com um diâmetro interno dx e a área da borda de separação de fluxo 21' é formada inicialmente de uma maneira similar àquela na figura 3 e na figura 3A. É formada adicionalmente nesta área uma pluralidade, por exemplo, de recortes parcialmente circulares, preferivelmente simétricos

(rebaixos). A Figura 4 mostra, por exemplo, seis recortes parcialmente circulares (rebaixos). O diâmetro interno do furo passante diminui desse modo, tal como indicado na figura 4A, entre os recortes respectivos (rebaixos), significando na área que não é recortada, ao longo do eixo longitudinal na direção de fluxo até a borda de separação de fluxo com o diâmetro dj.. Esta redução do diâmetro interno do furo passante é, tal como já descrito no que diz respeito às figuras 3 e 3A, de formato parecido com uma taça ou similar a um segmento de superfície esférico. A borda de separação de fluxo 21' aponta, tal como na figura 3A, na direção do fluxo e forma um ângulo α em relação ao eixo longitudinal do elemento de conexão, por meio do que este ângulo pode assumir valores que correspondem às circunstâncias, por exemplo, similares aos valores mencionados em relação às figuras 3 e 3A. A borda de separação de fluxo 27' pode ser afunilada ou arredondada, tal como já foi discutido com relação às figuras 3 e 3A. Tal como nas figuras 2A e 3A, os sulcos de anel-O 18 são desenhados na figura 4A no lado do elemento de conexão

que é a jusante.

Nas realizações mostradas, a largura dos elementos de conexão é um pouco menor do que 50 mm. Os diâmetros internos preferidos dos elementos trocadores de calor dos trocadores de calor tubulares podem ser de 14 0 mm, mas formas com diâmetros internos maiores também podem ocorrer. Os diâmetros internos das dobras de conexão atingem, por exemplo, 80 mm, mas outras formas com diâmetros internos

maiores também são possíveis.

Os elementos de conexão de acordo com a invenção e mostrados nas figuras podem ser modularmente adaptados em trocadores de calor tubulares existentes, por meio do que na estrutura do método para a adaptação os elementos de conexão são inseridos entre um tubo condutor de produtos e uma extremidade de um elemento trocador de calor de um trocador de calor tubular e conectados correspondentemente ao tubo condutor de produtos ou a outros elementos trocadores de calor no lado voltado na direção oposta do elemento trocador de calor, enquanto que são conectados ao elemento trocador de calor no lado voltado ao elemento trocador de calor. As aplicações nos sistemas com uma pluralidade de elementos trocadores de calor tal como na figura IB também são desse modo concebíveis, em que os vários elementos de conexão 7, 17 e 27 de acordo com a invenção são utilizados, além dos elementos de adaptador do tipo tal como o elemento 11.

Claims (15)

1. ELEMENTO DE CONEXÃO PARA CONECTAR UM ELEMENTO TROCADOR DE CALOR, de um trocador de calor tubular com pelo menos uma tubulação condutora de produtos (6) a um sistema de fluxo, em que o elemento da conexão (7, 17, 27) tem um furo passante, caracterizado em que uma borda de separação de fluxo (7', 17', 27') é formada na circunferência do furo passante.

2. ELEMENTO DE CONEXÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que o elemento de conexão (7, 17, 27) pode ser montado modularmente entre o elemento trocador de calor (1) e pelo menos um tubo condutor de produtos.

3. ELEMENTO DA CONEXÃO, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado em que a borda de separação de fluxo (7', 17·, 27') é afunilada ou arredondada.

4. ELEMENTO DE CONEXÃO, de acordo com uma das reivindicações 1- a 3-, caracterizado em que a borda de separação de fluxo (7' , 17 ', 27' ) é formada a um ângulo α medido em relação ao eixo longitudinal do elemento de conexão (7, 17, 27), em que α mede um valor máximo de 9 0 graus.

5. ELEMENTO DE CONEXÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado em que o furo passante é formado simetricamente ao eixo longitudinal do elemento de conexão.

6. ELEMENTO DE CONEXÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado em que o furo passante é formado de modo a ser circular.

7. ELEMENTO DE CONEXÃO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado em que o furo passante tem um diâmetro interno di na área da borda de separação de fΙιαχο (7', 17', 27'), em que o diâmetro interno do furo passante diminui de uma abertura de entrada voltada na direção oposta do elemento trocador de calor (1) de um primeiro diâmetro interno di ao diâmetro interno d± na área da borda de separação de fluxo, e aumenta do diâmetro interno di a uma abertura de saída voltada para o elemento trocador de calor (1) com um segundo diâmetro interno d2, em que a área da borda de separação de fluxo fica localizada entre a abertura de entrada e a abertura de saída, em que d± é menor do que dx e menor do que d2 -

8. ELEMENTO DE CONEXÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por ser formado de modo que seja assimétrico ao furo passante.

9. ELEMENTO DE CONEXÃO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado em que o segundo diâmetro interno d2 é maior do que o primeiro diâmetro interno di.

10. ELEMENTO DE CONEXÃO, de acordo com as reivindicações 6 a 9, caracterizado em que o diâmetro interno do furo passante muda continuamente a partir da abertura de entrada com o primeiro diâmetro interno di ao diâmetro interno di e muda continuamente do diâmetro interno di à abertura de saída com o segundo diâmetro interno d2.

11. ELEMENTO DE CONEXÃO, de acordo com as reivindicações 6 a 10, caracterizado em que o elemento de conexão (27) compreende recortes, em particular recortes parcialmente circulares, em uma área localizada entre a abertura de entrada e a borda de separação de fluxo.

12. ELEMENTO DE CONEXÃO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado em que os recortes parcialmente circulares são configurados axissimetricamente em relação ao eixo longitudinal do elemento de conexão (27).

13. ELEMENTO DE CONEXÃO, de acordo com as reivindicações 11 a 12, caracterizado em que o diâmetro interno do furo passante diminui continuamente do primeiro diâmetro interno di ao diâmetro interno d± entre a abertura de entrada com o diâmetro interno di e a área da borda de separação de fluxo com o diâmetro interno di fora de, e particularmente no meio, dos respectivos recortes parcialmente circulares.

14. TROCADOR DE CALOR TUBULAR, com pelo menos um elemento trocador de calor (1) com um tubo revestido (1) e pelo menos um tubo interno (3) e com um elemento de conexão (7, 17, 27), caracterizado por corresponder conforme definido em pelo menos uma das reivindicações 1 a 13 .

15. MÉTODO PARA A ADAPTAÇÃO DE UM SISTEMA DE FLUXO COM UM TROCADOR DE CALOR TUBULAR, com pelo menos um elemento trocador de calor (1) e pelo menos um tubo condutor de produtos (6) , caracterizado por compreender: a conexão de uma extremidade do elemento trocador de calor (1) a um elemento de conexão (7, 17, 27) conforme definido em uma das reivindicações 1 a 11 em um lado do elemento de conexão (7, 17, 27) voltado para para o elemento trocador de calor (1) ; e, a conexão do elemento de conexão (7, 17, 27) ao tubo condutor de produtos (6) no lado voltado na direção oposta do elemento trocador de calor (1).