ES2638120T3

ES2638120T3 - Caldera con tubos de humos

Info

Publication number: ES2638120T3
Application number: ES08164888.3T
Authority: ES
Inventors: Jérôme Renard; Aymeric Dutrop
Original assignee: Guillot Industrie SAS
Current assignee: Guillot Industrie SAS
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2008-09-23
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2028-09-23
Also published as: FR2922002B1; EP2045543A1; FR2922002A1; EP2045543B1

Abstract

Caldera (1) con tubos de humos (10) que comprende una cámara de combustión (2) así como un depósito (3) que contiene fluido caloportador, estando la cámara de combustión (2) equipada con una placa tubular (7) que forma soporte para los tubos de humos (10), estando la placa tubular (7) dispuesta sensiblemente de forma horizontal, comprendiendo la caldera (1) un conducto de reciclado (18) equipado con una bomba (19), que comprende una entrada (20) que permite extraer el fluido contenido en el depósito (3) y una salida que permite inyectar el fluido extraído, caracterizada por que la salida forma una boquilla (21) concebida para inyectar el fluido extraído en dirección a la placa tubular (7) y por debajo de ésta.

Description

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DESCRIPCION

Caldera con tubos de humos

La invencion se refiere a una caldera con tubos de humos.

Una caldera de este tipo se utiliza particularmente con el fin de realizar una calefaccion colectiva o producir agua caliente sanitaria.

De forma clasica, una caldera con tubos de humos comprende una camara de combustion asf como un deposito que contiene fluido caloportador, estando la camara de combustion equipada con una placa tubular que forma soporte para los tubos de humos, estando la placa tubular situada sensiblemente de forma horizontal.

La caldera generalmente esta conectada con una red, bien sea de calefaccion, bien sea de agua caliente sanitaria, siendo el fluido almacenado en el deposito renovado por una circulacion de fluido a traves de la red anteriormente citada.

Una circulacion de fluido de este tipo depende por consiguiente de las necesidades y es ajustada clasicamente por una valvula de tres vfas.

Cuando las necesidades son reducidas, la circulacion de fluido en el interior del deposito es entonces baja, lo cual puede producir fenomenos de sobrecalentamiento.

Con el fin de limitar dicho fenomeno, es conocido utilizar un termostato que permite regular, en funcion de las necesidades, el funcionamiento de la caldera. Sin embargo, la utilizacion de un termostato es poco eficaz para instalaciones colectivas para las cuales las necesidades vanan fuertemente, y aseguran generalmente a la vez la produccion de agua a temperatura elevada, destinada al agua caliente sanitaria, y a la produccion de agua a baja temperatura, destinada a la calefaccion.

La placa tubular al ser esencialmente horizontal, las velocidades de circulacion del fluido, generadas por conveccion natural, son muy bajas. Se produce con ello una baja eficacia del enfriamiento de esta parte en la camara de combustion, y por consiguiente un sobrecalentamiento de esta.

Ademas de un riesgo de ebullicion, el fenomeno de sobrecalentamiento produce una dilatacion termica local excesiva y nefasta para la duracion de la vida de la caldera, asf como un riesgo de producirse incrustaciones en la placa tubular. La capa de cal asf formada al ser igualmente aislante, el fenomeno anteriormente citado se amplia y acelera la degradacion de la caldera.

Con el fin de paliar estos inconvenientes, es conocido conectar el deposito con un volumen de fluido adicional, mas precisamente con una botella de desacoplamiento hidraulico, por mediacion de una bomba suplementaria.

Una solucion de este tipo presenta un coste importante y puede producir una disminucion de los rendimientos de la caldera, pues la circulacion permanente de agua a temperatura elevada impide, por ejemplo, la recuperacion del calor latente de condensacion de los gases de combustion.

El documento WO 2006/111317 describe una caldera segun el preambulo de la reivindicacion 1.

La invencion trata de remediar estos inconvenientes, proponiendo una caldera con tubos de humos que permita evitar los fenomenos de sobrecalentamiento anteriormente citados, manteniendo un rendimiento optimo de la caldera.

A este respecto, la invencion se refiere a una caldera del tipo anteriormente citado, caracterizada por que la caldera comprende un conducto de reciclado equipado con una bomba, comprendiendo una entrada que permite extraer fluido contenido en el deposito y una salida que forma una boquilla que permite inyectar bajo la placa tubular el fluido extrafdo.

De esta manera, el conducto de reciclado permite limitar la aparicion de un fenomeno de sobrecalentamiento, sin necesitar calentar un volumen de fluido adicional.

Ademas, en el caso en que el fluido en contacto con la placa tubular sea a pesar de todo llevado a ebullicion, el gas almacenado bajo esta placa tubular es eyectado por el flujo de fluido procedente de la boquilla, impidiendo asf la formacion de una capa aislante.

Segun una caractenstica de la invencion, la caldera comprende un elemento de mezclado que, atravesado por el fluido procedente de la boquilla y situado entre la boquilla y la placa tubular, esta destinado para mezclar el fluido inyectado.

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El elemento de mezclado permite aumentar los intercambios entre la placa tubular y el fluido procedente de la boquilla, con el fin de reducir lo mas eficazmente posible la temperature de la placa tubular.

Ventajosamente, el elemento de mezclado comprende, en el sentido de la circulacion del fluido inyectado por la boquilla, una porcion convergente y luego una porcion divergente.

El elemento de mezclado permite por consiguiente igualmente aumentar la velocidad del fluido que lo atraviesa, lo cual favorece otro tanto el enfriamiento de la placa tubular.

Segun una posibilidad de la invencion, el elemento de mezclado es de forma general tubular.

Preferentemente, la boquilla esta dispuesta cerca de la placa tubular, preferentemente a una distancia comprendida entre 5 y 15 veces el diametro de paso de la boquilla, preferentemente, entre 80 y 150 mm.

Segun una caractenstica de la invencion, la placa tubular presenta la forma general de un disco, no estando la zona central de la placa conectada con un tubo de humos, estando la boquilla situada bajo la zona central de la placa tubular.

Ventajosamente, la caldera presenta una forma general alargada, disponiendose la caldera verticalmente, estando la camara de combustion prevista en la parte superior de la caldera, comprendiendo el deposito una parte superior que rodea la camara de combustion y una parte inferior situada bajo esta, formando la placa tubular una pared de fondo de la camara de combustion, extendiendose los tubos verticalmente hacia la parte baja a partir de la placa tubular.

De cualquier modo, la invencion se comprendera mejor con la ayuda de la descripcion que sigue, haciendo referencia al dibujo esquematico adjuntado que presenta, a tftulo de ejemplo, una forma de realizacion de esta caldera.

La figura 1 es una vista esquematica en seccion longitudinal, estando la caldera conectada con una red de calefaccion.

Como se ha representado en la figura 1, la caldera 1 presenta una forma general cilmdrica de eje A. La caldera 1 esta orientada verticalmente, comprendiendo esta, en la parte superior, una camara de combustion 2 rodeada por un deposito 3.

Mas precisamente, el deposito 3 es de forma general cilmdrica y comprende una parte anular superior 4 que rodea la camara de combustion 2 y una parte inferior 5, situada bajo la camara de combustion 2.

El deposito 3 permite almacenar el agua como fluido caloportador.

La camara de combustion 2 comprende una pared lateral cilmdrica 6 y una pared de fondo formada por una placa tubular 7. La camara de combustion 2 esta cerrada por una puerta 8 provista de un aislante refractario y equipada con un quemador 9.

Los tubos de humos 10 estan montados sobre la placa tubular 7 y soldados a esta a la altura de un extremo, extendiendose los tubos 10 verticalmente hacia abajo, como es conocido en sf. De este modo, en funcionamiento, los humos procedentes de la camara de combustion 2 son conducidos por los tubos de humos 10 e intercambian calor con el fluido contenido en el deposito 3, por mediacion de las paredes laterales de los tubos 10. Los humos se enfnan asf progresivamente y se condensan en las partes bajas de los tubos 10.

La placa tubular 7 presenta una forma general de disco, estando la zona central 11 de la placa tubular 7 desprovista de tubo 10.

El deposito 3 comprende ademas una entrada y una salida de fluido 12, 13, conectadas con una red de calefaccion. Mas precisamente, la salida de fluido 13 esta dispuesta en la parte superior 4 y esta conectada con una entrada de una valvula de tres vfas 14, estando una salida de la valvula de tres vfas conectada con un conducto de derivacion 15 conectado con la entrada de fluido 12 dispuesta en la parte baja 5 del deposito 3, estando otra salida de la valvula de tres vfas 14 conectada con la red de calefaccion propiamente dicha, por mediacion de una bomba 16. La red de calefaccion esta compuesta por una pluralidad de receptores, tales como radiadores 17. El fluido que pasa por la red de calefaccion es devuelto al deposito 3 por mediacion de la entrada de fluido 12.

Ademas, la caldera 1 esta equipada con un conducto de reciclado 18 equipado con una bomba 19, comprendiendo una entrada 20 situada en la parte superior 4 del deposito 3 y que permite extraer fluido a temperatura elevada (del orden de los 80oC) contenido en la parte superior 4, y una salida que forma una boquilla 21 que permite inyectar bajo la placa tubular 7 el fluido extrafdo. Mas precisamente, la boquilla 21 esta orientada segun el eje A, bajo la zona central 11 de la placa tubular 7, cerca de esta, preferentemente a una distancia entre 5 y 15 veces el diametro de paso de la boquilla. Preferentemente, el diametro de paso, es decir el diametro interior de la boquilla, es del orden de

los 13 mm, estando la boquilla situada a una distancia comprendida entre los 80 y los 150 mm de la placa tubular.

La caldera segun la invencion comprende ademas un elemento de mezclado 22, atravesado por el fluido procedente de la boquilla 21 y dispuesto entre la boquilla 21 y la placa tubular 7. El elemento de mezclado 22 es de forma general tubular y presenta, en el sentido de circulacion del fluido inyectado por la boquilla, una porcion convergente 5 23 y luego una porcion divergente 24.

Una caldera 1 de este tipo permite mantener una buena estratificacion de las capas de temperatura del agua, lo cual aumenta los rendimientos en la condensacion de los humos en la parte baja de los tubos 10, no obstante el hecho de que el agua inyectada bajo la placa tubular 7 sea del orden de los 80oC.

Ademas, el estrechamiento de seccion a nivel de la boquilla 21 permite aumentar las velocidades de inyeccion del 10 agua. Asociado con el elemento de mezclado 22, esta velocidad permite arrastrar el volumen de agua circundante por un efecto de induccion, y aumentar aproximadamente un 150% el caudal de agua que alcanza la placa tubular, con el fin de evitar el fenomeno de sobrecalentamiento anteriormente citado.

Como se puede entender, la invencion no se limita a la unica forma de realizacion de esta caldera, descrita anteriormente a tftulo de ejemplo, sino que la misma abarca por el contrario todas las variantes.

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Claims

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REIVINDICACIONES

1. Caldera (1) con tubos de humos (10) que comprende una camara de combustion (2) as^ como un deposito (3) que contiene fluido caloportador, estando la camara de combustion (2) equipada con una placa tubular (7) que forma soporte para los tubos de humos (10), estando la placa tubular (7) dispuesta sensiblemente de forma horizontal, comprendiendo la caldera (1) un conducto de reciclado (18) equipado con una bomba (19), que comprende una entrada (20) que permite extraer el fluido contenido en el deposito (3) y una salida que permite inyectar el fluido extrafdo, caracterizada por que la salida forma una boquilla (21) concebida para inyectar el fluido extrafdo en direccion a la placa tubular (7) y por debajo de esta.
2. Caldera (1) segun la reivindicacion 1, caracterizada por que comprende un elemento de mezclado (22) que, atravesado por el fluido procedente de la boquilla (21) y dispuesto entre la boquilla (21) y la placa tubular (7), esta destinado para mezclar el fluido inyectado.
3. Caldera (1) segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el elemento de mezclado (22) comprende, en el sentido de la circulacion del fluido inyectado por la boquilla (21), una porcion convergente (23) y luego una porcion divergente (24).
4. Caldera (1) segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el elemento de mezclado (22) es de forma general tubular.
5. Caldera (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la boquilla (21) esta dispuesta en la proximidad de la placa tubular (7), preferentemente a una distancia comprendida entre 5 y 15 veces el diametro de paso de la boquilla, preferentemente, entre 80 y 150 mm.
6. Caldera (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que la placa tubular (7) presenta la forma general de un disco, no estando la zona central (11) de la placa (7) conectada con un tubo de humos (10), estando la boquilla (21) situada bajo la zona central (11) de la placa tubular (7).
7. Caldera (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque presenta una forma general alargada, estando la caldera (1) dispuesta verticalmente, estando la camara de combustion (2) prevista en la parte superior de la caldera (1), comprendiendo el deposito (3) una parte superior (4) que rodea la camara de combustion (2) y una parte inferior (5) dispuesta bajo esta, formando la placa tubular (7) una pared de fondo de la camara de combustion (2), extendiendose los tubos (10) verticalmente hacia la parte baja a partir de la placa tubular (7).