ES2215348T3 - Caldera de calefaccion con quemador invertido. - Google Patents
Caldera de calefaccion con quemador invertido.Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
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Abstract
Caldera de calefacción calentada por aceite o gas. La caldera tiene una camisa de agua (2) conectada a conductos descendentes y de retorno (3,4), una cámara de combustión en la región superior de la camisa, un quemador conectado a la cámara de combustión, y al menos un tubo de calefacción (5) que sale a través de la camisa, conectado a un conducto de gas y con varios insertos fumígenos de conductos de gas (7). El tubo de calefacción sale hacia arriba por encima de la camisa de agua. Su sector superior forma la cámara de combustión. El quemador principal (6) está ajustado hacia abajo en el extremo superior del tubo de calefacción.
Description
Caldera de calefacción con quemador
invertido.
La invención se refiere a una caldera de
calefacción.
Se conoce por el documento AT 390 140 B una
caldera de calefacción, que presenta un quemador invertido. El
quemador invertido está dirigido sobre un dispositivo de
intercambio de calor, que está constituido por tubos agrupados para
formar un haz de tubos y que conduce gas de escape del quemador
hacia abajo. El dispositivo de intercambio de calor está bañado por
agua, que absorbe el calor de los tubos.
Se conoce igualmente por el documento US 4 380
215 A una caldera de calefacción, que trabaja con un quemador
invertido. El quemador invertido está dirigido en un tubo de
calefacción, que está rodeado por una envolvente de agua. El
quemador invertido está aislado en su zona superior para evitar un
calentamiento excesivo del agua en la zona superior de la envolvente
de agua. En la zona inferior del tubo de calefacción están
dispuestas chapas de conducción de aire, que dirigen la circulación
del gas caliente de tal forma que los gases son llevados, debajo de
la envolvente de agua, a una cámara colectora, para calentar desde
abajo la envolvente de agua.
Se conoce por el documento EP 0 191 147 B1 una
caldera de calefacción, que es adecuada de la misma manera para
combustión con petróleo y combustión con gas. En este caso, son
posibles diferentes etapas de potencia, estando adaptado de una
manera correspondiente el número de los tubos de calefacción. Los
insertos de conducción de gas de humo permiten trabajar a la caldera
de calefacción como aparato valioso para la combustión. Sin
embargo, también es posible un funcionamiento sin recuperación del
calor de condensación latente, si la instalación de chimenea
requiere temperaturas elevadas del gas de humo. En este caso, se
retiran al menos parcialmente los insertos de conducción de gas de
humo.
La cámara de combustión se sumerge desde arriba
en la envolvente de agua y posee un revestimiento lateral de
aislamiento térmico. El quemador está dispuesto en el lateral de la
caldera de calefacción y atraviesa con su tubo del quemador la
envolvente de agua así como la pared lateral de la cámara del
quemador.
La caldera de calefacción conocida ha dado buen
resultado en la práctica. Sin embargo, se ha encontrado que se
puede mejorar todavía en lo que se refiere al rendimiento y, en
particular, simplificando al mismo tiempo la construcción. La
consecución de este objetivo constituye la tarea básica de la
invención.
Este cometido se soluciona a través de una
caldera de calefacción con las características de la reivindicación
1 de la patente.
Por lo tanto, el quemador sopla el gas de humo
directamente el gas de humo al interior del tubo de calefacción, de
manera que se suprime una desviación desfavorable desde el punto de
vista de la energía del gas de humo. Además, toda la entrada de
calor en la envolvente de agua se realiza a través del tubo de
calefacción. Por lo tanto, no se requiere para la calefacción un
aislamiento térmico que rodea la cámara de combustión. La
envolvente de agua está atravesada única y exclusivamente por el
tubo de calefacción. Por lo tanto, se suprime la abertura lateral
de la caldera de calefacción conocida, que servía para conectar el
quemador con la cámara de combustión. La consecuencia es una
simplificación considerable de la construcción.
Los insertos de conducción del gas de humo están
configurados en forma de copa, como también en la construcción
conocida, y se apoyan con su borde superior, que se distancia
radialmente hacia fuera, en el tubo de la calefacción, presentando
en su pared lateral orificios de paso del tipo de toberas. En este
caso, es especialmente ventajoso que el inserto de guía superior,
adyacente a la cámara de combustión, esté configurado más profundo
que los insertos de guía siguientes. Por lo tanto, presenta también
un número más elevado de orificios de toberas. Esto tiene en cuenta
el hecho de que los gases de humo poseen su volumen máximo a la
salida de la llama.
Con preferencia, el tubo de calefacción está
configurado como envolvente de una sola pieza de acero noble.
En este caso, se propone en un desarrollo
esencial de la invención que el tubo de calefacción esté apoyado
sobre una placa de fondo de la caldera de calefacción. Esto es
desde el punto de vista estático más favorable que una suspensión
en el interior de la envolvente de agua.
De acuerdo con otra característica ventajosa, la
caldera de calefacción presenta un fondo colector de condensado
inclinado con respecto a la horizontal, que forma un fondo
intermedio del tubo de calefacción y pasa a un tubo corto de salida
de condensado lateral. Por lo tanto, el condensado es introducido
desde el tubo de calefacción directamente en el tubo corto de
salida.
Los insertos de guía del gas de humo pueden ser
soportados, como también en la construcción conocida, por una barra
central, siendo especialmente ventajoso que la barra se apoye sobre
el fondo colector de condensado. Por lo tanto, se trata de una
construcción especialmente favorable desde el punto de vista
estático.
De acuerdo con otra característica preferida, el
conducto de gas de humo se deriva lateralmente desde el tubo de
calefacción por encima del fondo colector de condensado. Por lo
tanto, todas las substancias contaminantes son conducidas por el
tubo de calefacción directamente desde la caldera de calefacción,
sin cargas otros espacios interiores de la caldera de calefacción.
Esto representa una construcción extraordinariamente favorable por
razones de protección del medio ambiente y, por lo tanto,
extremadamente sencilla.
En general, se equipa la caldera de calefacción
con un único tubo de calefacción. Para la graduación de la potencia
están disponibles entonces tubos de calefacción con diferente
diámetro así como con insertos de conducción de gas de humo
adaptados de una manera correspondiente.
A continuación se explica la invención con la
ayuda de un ejemplo de realización preferido con relación al dibujo
que se acompaña. En el dibujo:
La figura 1 muestra en representación esquemática
una sección vertical axial a través de una caldera de calefacción
según la invención.
La caldera de calefacción presenta una carcasa 1,
que contiene una envolvente de agua 2. La envolvente de agua 2 está
conectada en un conducto de avance 3 así como en un conducto de
retorno 4.
Además, la envolvente de agua 2 está atravesada
por un tubo de calefacción 5. El tubo de calefacción 5 está
conducido hacia arriba más allá de la envolvente de agua 2 y forma
con su sección superior una cámara de combustión para un quemador
invertido 6. Este quemador invertido está dispuesto sobre el
extremo superior del tubo de calefacción 5. El quemador invertido 6
sopla, por lo tanto, los gases de humo calientes directamente al
interior del tubo de calefacción 5.
El tubo de calefacción 5 contiene una pluralidad
de insertos de conducción 7 de gas de humo, que están configurados
en forma de copa y que se apoyan con su borde superior, que se
distancia radialmente, en el tubo de calefacción. Presentan en su
pared lateral orificios de paso 8 en forma de tobera.
El gas de humo es desviado de una manera
progresiva desde arriba hacia abajo hasta el interior de los
insertos de guía 7 y abandona esos insertos a través de los
orificios de paso 8 en forma de tobera, formando chorros de gas de
humo, que inciden sobre la superficie interior del tubo de
calefacción 5 refrigerado con agua. El gas de humo se refrigera de
una manera progresiva hasta el punto de que los componentes
condensables del gas de humo se licúan bajo la cesión
correspondiente del calor.
El inserto de guía 7 más superior del gas de humo
está configurado más alto que los insertos de guía siguientes y
presenta de una manera correspondiente también un número mayor de
orificios de paso 8 en forma de tobera. Esto tiene en cuenta el
hecho de que el gas de humo posee en la salida del quemador
invertido 6 su volumen máximo.
El condensado circula por la pared interior del
tubo de calefacción 5 de una sola pieza, fabricado de acero noble
hacia abajo y allí incide sobre un fondo colector de condensado 9
inclinado, que pasa a un tubo corto de salida de condensado 10. Por
encima del fondo colector de condensado 9 se deriva un conducto de
gas de humo lateral 11 desde el tubo de calefacción 5. Por lo tanto,
todas las substancias contaminantes son conducidas desde el tubo de
calefacción directamente fuera de la carcasa 1 de la caldera de
calefacción, sin cargar otros espacios interiores de la caldera de
calefacción.
El tubo de calefacción 5 se apoya sobre una hoja
de fondo 12 de la caldera de calefacción. En este caso, también el
peso de los insertos de guía 7 del gas de humo incide en la placa
de fondo 12. Los insertos de guía 7 del gas de humo están fijados,
en efecto, en una barra central 13, que se apoya sobre el fondo
colector de condensado 9.
Si la caldera de calefacción debe ser accionada
de una manera convencional con temperaturas del gas de humo de
150ºC a 200ºC, se abre una tapa 14, que lleva el quemador invertido
6, y se retiran los insertos de guía 7 del gas de humo junto con su
barra central 13.
En el marco de la invención, existen, en general,
posibilidades de modificación. Así, por ejemplo, la caldera de
calefacción se puede equipar con una pluralidad de tubos de
calefacción, presentando éstos en cada caso un tubo corto de salida
de condensado así como un conductor de gas de humo. Sin embargo, es
más favorable conseguir un escalonamiento de la potencia a través de
tubos de calefacción de diferente diámetro y a través de insertos
de guía del gas de humo adaptados de una manera correspondiente.
Los insertos de guía del gas de humo pueden estar configurados de
tal forma que el condensado circula en parte al interior de los
insertos de guía y es evaporado allí de nuevo. Las substancias
contaminantes forman entonces una costra sobre los fondos de las
copas, que se puede eliminar sin problemas en el curso del
mantenimiento. En la forma de realización representada, se
selecciona una alineación vertical exacta de la envolvente de agua y
del tubo de calefacción. De la misma manera son posibles
desviaciones angulares, debiendo permanecer, sin embargo, la
alineación esencialmente vertical.
Claims (7)
1. Caldera de calefacción con
- una envolvente de agua (2), que está conectada
en un conducto de avance y en un conducto de retorno (3, 4),
- una cámara de combustión, que está dispuesta en
la zona superior de la envolvente de agua (2),
- un quemador, que está conectado con la cámara
de combustión, y
- al menos un tubo de calefacción (5), que está
conducido desde la cámara de combustión hacia abajo a través de la
envolvente de agua (2), que está en conexión con un conducto de gas
de humo (11) y que contiene una pluralidad de insertos de guía (7)
del gas de humo,
- estando guiado el tubo de calefacción (5) hacia
arriba más allá de la envolvente de agua (2) y formando con su
sección superior la cámara de combustión,
- estando configurado el quemador como quemador
invertido (6) y estando dispuesto, dirigido hacia abajo, sobre el
extremo superior del tubo de calefacción (5), y
- estando configurados los insertos de guía (7)
de gas de humo en forma de copa, apoyándose con su borde superior,
que se distancia radialmente hacia fuera, en el tubo de calefacción
(5) y presentando en su pared lateral orificios de paso (8) en
forma de tobera.
2. Caldera de calefacción según la reivindicación
1, caracterizada porque el inserto de guía más alto,
adyacente a la cámara de combustión, está configurado más profundo
que los insertos de guía siguientes.
3. Caldera de calefacción según la reivindicación
1 ó 2, caracterizada porque el tubo de calefacción (5) está
configurado como envolvente de una sola pieza de acero noble.
4. Caldera de calefacción según la reivindicación
1 a 3, caracterizada porque el tubo de calefacción (5) está
apoyado sobre una placa de fondo (12) de la caldera de
calefacción.
5. Caldera de calefacción según la reivindicación
1 a 4, caracterizada por un fondo colector (9) de condensado
inclinado con respecto a la horizontal, que forma un fondo
intermedio del tubo calefactor (5) y pasa a un tubo corto de salida
lateral (19) de condensado.
6. Caldera de calefacción según la reivindicación
5, caracterizada porque los insertos de guía (7) del gas de
humo son soportados por una barra central (13), que está apoyada
sobre el fondo colector (9) de condensado.
7. Caldera de calefacción según la reivindicación
5 ó 6, caracterizada porque el conducto de gas de humo (11)
se deriva lateralmente desde el tubo de calefacción (5) por encima
del fondo colector (9) de condensado.
Applications Claiming Priority (2)
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