ES1256154U - Caldera con hogar de combustión con doble superficie de intercambio de calor. - Google Patents

Abstract

Caldera con hogar de combustión con doble superficie de intercambio de calor, que siendo del tipo de las constituidas a partir de una cámara interior u hogar (1) y otra cámara exterior (5) que envuelve a la cámara interior u hogar (1), donde se encuentra el fluido calo-portador, con una disposición de tubos huecos dentro de la cámara interior paralelos a las paredes interiores, en la que dichos tubos están dispuestos en dos hileras de tubos simétricas (2) dispuestas paralelamente a las paredes interiores (3), con una distancia constante entre ellas y con un ángulo de curvado y soldados en ambos extremos a paredes interiores de la caldera, en las cuales el fluido calo-portador circula por su interior, contando con dos aperturas (7) superiores por donde salen los humos de la combustión, caracterizada por que dichas aperturas (7) comunican con dos conducciones laterales superiores (8), en las que se establecen una serie de tabiques (9) al tresbolillo, que determinan unos medios o superficies de retención en zigzag incrementando el recorrido de los humos y facilitando la sedimentación de las partículas sólidas suspendidas entre los gases, estableciéndose en la parte inferior de dichas conducciones sendos sinfines (10), determinantes de medios de extracción de dichos sedimentos; habiéndose previsto que las conducciones laterales superiores (8) se comuniquen con una antecámara situada en la parte trasera de la caldera (14) donde los humos descienden hasta llegar a unos tubos inferiores de la caldera (16) que se conectan a otra cámara situada en la parte delantera (17), a través de la que los humos pasan por otra serie de tubos (18) hasta llegar a la parte trasera de la caldera de nuevo conectada a una cámara de recogida de humos (11) conectada a una chimenea (12) de salida de los humos.

Description

DESCRIPCIÓN

Caldera con hogar de combustión con doble superficie de intercambio de calor

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a una caldera con hogar de combustión con doble superficie de intercambio de calor, del tipo de las utilizadas en el ámbito de la calefacción y por tanto para el calentamiento de agua.

El objeto de la invención es proporcionar una caldera en la que participa un hogar con una doble superficie de intercambio de calor, con un rendimiento muy superior con respecto a una caldera convencional, así como con unas menores emisiones de partículas en suspensión.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Una caldera en un sistema de calefacción consiste en un artefacto en el que se calienta un fluido calo-portador, generalmente agua, por medio de un combustible o resistencia eléctrica, que luego se distribuirá por los emisores mediante una red de tuberías.

Una caldera de calefacción consta de un hogar, donde se quema el combustible, y un intercambiador donde el calor producido por la combustión se trasmite al fluido caloportador, que lo lleva a los emisores o elementos terminales.

Las calderas basándose en el tipo de combustible pueden ser calderas de combustibles fluidos y calderas de combustibles sólidos.

Dentro de las calderas de combustible fluido están las calderas de condensación (cuyo principal combustible es gas natural) y con la ventaja de un mayor rendimiento pero la temperatura que alcanza el fluido calo-portador es más baja por eso exige emisores más grandes (radiadores más grandes) o sistemas de emisión de baja temperatura (suelos irradiantes).

Dentro de las calderas de combustible fluido cabe mencionar también las calderas con quemador atmosférico, que están encaminadas a la utilización de gases atmosféricos específicos. Su funcionamiento se basa en el efecto Venturi; los inyectores suministran el combustible por presión ahí entonces por Venturi se produce aspiración de aire en la proporción adecuada y al mezclarse se quema en los quemadores, dando lugar a pequeñas llamas dentro del intercambiador.

Las calderas de combustible sólido se caracterizan por usar combustibles que dejan un residuo al producirse la combustión conocido como ceniza, de ahí que muchas calderas estén divididas en dos compartimentos el superior o brasero, también conocido como hogar, y el inferior o cenicero donde se deposita el residuo de la quema de combustible.

En el cenicero suele haber una entrada de aire que es la que hace que se produzca la combustión en el brasero donde hay una salida de humos o chimenea que por tiro térmico salen al exterior. Esta salida de aire provoca una falta de presión en el hogar que hace que se produzca la aspiración del aire para la combustión, la regulación de entrada de aire puede ajustarse desde la portilla del cenicero que suelen tener una mariposa para abrir más o menos la entrada de aire al cenicero.

En estas calderas, el intercambiador es la envoltura, que tiene una doble pared entre cuyas capas circula el calo-portador. En algunas, incluso la rejilla de separación entre el brasero y el cenicero consiste en una serie de tuberías, por cuyo interior también circula el caloportador.

Este tipo de calderas presentan un rendimiento térmico relativamente bajo ya que gran parte del calor que presentan los gases generados en la combustión es desaprovechado al enviarse fuera del equipo.

Tratando de obviar esta problemática, el propio solicitante es titular de la patente de invención P201700068, en la que se describe una caldera con hogar de combustión co n doble superficie de intercambio de calor, constituida a partir de una cámara interior u hogar y otra cámara exterior que envuelve a la cámara interior u hogar, donde se encuentra el fluido calo-portador, con una disposición de tubos huecos dentro de la cámara interior paralelos a las paredes interiores, y en donde dichos tubos están dispuestos en dos hileras de tubos simétricas dispuestas paralelamente a las paredes interiores, con una distancia constante entre ellas y con un ángulo de curvado y soldados en ambos extremos a paredes interiores de la caldera, en las cuales el fluido calo-portador circula por su interior. La caldera incluye dos aperturas por donde salen los humos de la combustión al conducto que los lleva hacia la cámara de humos, con la particularidad de que la caldera incluye un conducto perimetral de salida de humos desde la cámara de combustión compuesto por un conducto superior unido mediante un tubo vertical soldado a otro conducto longitudinal inferior similar al superior que lleva los humos hasta la cámara de recogida de humos trasera.

De esta manera se consigue incrementar el rendimiento de la caldera.

Sin embargo, este rendimiento es susceptible de ser mejorado.

Por otro lado, la emisión de partículas en suspensión con los humos de este tipo de calderas es importante, con lo que sería deseable proporcionar una caldera que emita unos humos más limpios.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La caldera que se preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en ambos aspectos comentados, mejorando el rendimiento de la misma, y ofreciendo unas emisiones de humos mucho mas limpias, al eliminar gran parte de las partículas en suspensión contenidas en dichos humos.

Para ello, y de forma más concreta, partiendo de la estructuración de caldera descrita en el apartado anterior, se ha previsto que el humo del quemador se redirija a través de unas conducciones internas con un mayor recorrido, de manera que se pueda aprovechar el calor del mismo antes de ser expulsado de la caldera, de modo que se hace retroceder el humo dentro del quemador, a través de unas conducciones, con la particularidad de que en el tramo superior inicial de salida de los humos del quemador se establecen unos elementos de retención para las partículas en suspensión o sedimentos presentes en dicho humo, de modo que las partículas o sedimentos que golpean sobre los elementos de retención caen por gravedad sobre un tornillo sinfín, a través del que es posible extraer dichos sedimentos, de modo que los gases emitidos sean mucho más limpios.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de una caldera realizada de acuerdo con el objeto de la presente invención.

Figura 2 - Muestra un corte en perspectiva del interior de la realización preferente con el agua sombreada por la zona de circulación.

Figura 3.- Muestra una sección frontal de la caldera de poli combustible (fluido o sólido) objeto de la presente invención donde se aprecia el recorrido del agua en las cámaras interiores de la realización preferente.

Figura 4 - Muestra una sección lateral la caldera de poli combustible objeto de la presente invención donde se muestra el sistema de tubos intercambiadores según realización preferente.

Figura 5.- Muestra un sección transversal de la parte trasera de la caldera de poli combustible objeto de la presente invención donde se aprecia la salida de humos de la caldera y su posterior recogida en la caja de humos.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras reseñadas, puede observarse como la caldera de la invención parte de la misma estructuración de la caldera descrita en la patente de invención P 201700068, de la que es titular el propio solicitante, y en la que participa una cámara interior u hogar (1) donde están situados los tubos intercambiadores de calor (2) dispuestos en dos hileras simétricas paralelas a las paredes interiores del hogar y soldados en su base y en su cúspide a dichas paredes (3) y con curvado en ángulo (4) paralelo a la inclinación de la chapa interior del hogar a unos dos tercios de su longitud total.

Envolviendo al hogar esta la segunda cámara (5) donde se sitúa el fluido calo-portador que en este caso será el agua, conectada a los tubos intercambiadores de calor (2) y con salida por la parte superior a través del tubo de impulsión (6) conectando con el circuito de calefacción exterior.

La salida de humos de la combustión se realiza a través de dos ventanas o aberturas en las paredes del hogar (7) en la zona superior delantera del hogar (1) que conducen los humos por dos conducciones laterales superiores (8), con la particularidad de que en dichas conducciones laterales superiores (8) se establecen una serie de tabiques (9) al tresbolillo, que determinan unos medios o superficies de retención de las partículas sólidas suspendidas entre los gases, partículas que caerán por gravedad hacia la zona inferior de la conducción lateral superior (8), bajo la que se establece un sinfín (10), cuyo accionamiento permitirá extraer dichos sedimentos de forma cómoda y sencilla.

Las conducciones de humos superiores (8) reconducen los humos a una antecámara situada en la parte trasera de la caldera (14) donde los humos descienden hasta llegar a los tubos inferiores de la caldera (16) que se conectan a otra cámara situada en la parte delantera (17). En esta cámara los humos pasan por otra serie de tubos (18) para llevarlos a la parte trasera de la caldera de nuevo pero esta vez a la salida de humos o chimenea por la que salen al exterior.

Durante todo este recorrido de los humos se produce la importante cesión de calor remanente en los humos aumentando el rendimiento de toda la caldera.

Una vez en la cámara de recogida de humos (11) el humo sale por el hueco de la chimenea (12) hasta el circuito exterior de salida de humos de la instalación.

Por su parte, las paredes interiores del hogar (1) tienen la pendiente suficiente para favorecer la caída de los residuos sólidos de la combustión a la zona del cenicero (13) que mediante un sin-fin permite la extracción de los residuos sólidos fuera de la caldera.

La caldera tiene una entrada para el calo portador en la parte trasera inferior (15) compuesta por un tubo con una brida soldada.

Claims (1)

REIVINDICACIONES

1a.- Caldera con hogar de combustión con doble superficie de intercambio de calor, que siendo del tipo de las constituidas a partir de una cámara interior u hogar (1) y otra cámara exterior (5) que envuelve a la cámara interior u hogar (1), donde se encuentra el fluido caloportador, con una disposición de tubos huecos dentro de la cámara interior paralelos a las paredes interiores, en la que dichos tubos están dispuestos en dos hileras de tubos simétricas (2) dispuestas paralelamente a las paredes interiores (3), con una distancia constante entre ellas y con un ángulo de curvado y soldados en ambos extremos a paredes interiores de la caldera, en las cuales el fluido calo-portador circula por su interior, contando con dos aperturas (7) superiores por donde salen los humos de la combustión, caracterizada por que dichas aperturas (7) comunican con dos conducciones laterales superiores (8), en las que se establecen una serie de tabiques (9) al tresbolillo, que determinan unos medios o superficies de retención en zigzag incrementando el recorrido de los humos y facilitando la sedimentación de las partículas sólidas suspendidas entre los gases, estableciéndose en la parte inferior de dichas conducciones sendos sinfines (10),determinantes de medios de extracción de dichos sedimentos; habiéndose previsto que las conducciones laterales superiores (8) se comuniquen con una antecámara situada en la parte trasera de la caldera (14) donde los humos descienden hasta llegar a unos tubos inferiores de la caldera (16) que se conectan a otra cámara situada en la parte delantera (17), a través de la que los humos pasan por otra serie de tubos (18) hasta llegar a la parte trasera de la caldera de nuevo conectada a una cámara de recogida de humos (11) conectada a una chimenea (12) de salida de los humos.