ES2879425T3 - Intercambiador de calor tubular para un horno - Google Patents

Abstract

Intercambiador de calor tubular (11, 12) para un horno (1), - con una pluralidad de secciones tubulares de intercambiador de calor (36) dispuestas de manera adyacente en un plano de disposición (35) para la conducción de un fluido térmico (37), - siendo una distancia (A) de secciones tubulares adyacentes (36) inferior a un diámetro tubular (D) y superior al 1 % del diámetro tubular (D), - estando configurado el intercambiador de calor tubular (11, 12) como intercambiador de calor tubular en serpentina y presentando: - una primera vía de conducción en serpentina (41), configurada entre una primera entrada de conducto en serpentina (42) y una primera salida de conducto en serpentina (43), y - una segunda vía de conducción en serpentina (44) configurada entre una segunda entrada de conducto en serpentina (45) y una segunda salida de conducto en serpentina (46), caracterizado por que las secciones de desviación de 180° (47) entre dos secciones tubulares (36) de la misma vía de conducción en serpentina (41), para exactamente una de las vías de conducción en serpentina (41), están guiadas fuera del plano de disposición (35).

Description

DESCRIPCIÓN

Intercambiador de calor tubular para un horno

La invención se refiere a un intercambiador de calor tubular para un horno. Además, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un intercambiador de calor tubular en serpentina, así como a un módulo de horno y un horno con al menos un intercambiador de calor tubular de este tipo.

Los intercambiadores de calor tubulares del tipo anteriormente mencionado se conocen en el mercado, por ejemplo, como serpentines de tubo plano o como radiadores de cojín. Un intercambiador de calor tubular se conoce por el documento AT 27736 B. Un horno se conoce por el documento DE-PS 927861. Un intercambiador de calor para una ducha o bañera se conoce por el documento CH 709 194 A2. El documento EP 0144040 desvela un intercambiador de calor tubular de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y describe un intercambiador de calor de bucle. El documento AU 524322 B2 desvela un intercambiador de calor refrigerado por aire. Los documentos US 2004/0 069 470 A1 y GB 16,746 describen diferentes variantes de intercambiadores de calor.

Es un objetivo de la presente invención perfeccionar un intercambiador de calor tubular del tipo mencionado al principio de tal manera que por medio de ello se pueda calentar una cámara de horno de manera eficiente y variable.

Este objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante un intercambiador de calor tubular con las características indicadas en la reivindicación 1.

De acuerdo con la invención, se ha comprobado que una pequeña distancia predefinida entre secciones tubulares adyacentes del intercambiador de calor tubular que sea inferior al diámetro tubular conduce a una transferencia térmica eficiente de las secciones tubulares a un fluido, por ejemplo, aire, que recorra secciones tubulares adyacentes en cada caso. Las ventajas de un calentamiento de la cámara de horno por medio de una irradiación del intercambiador de calor tubular se pueden combinar así con las ventajas de una transmisión de calor por convección, en particular en una cámara de horno calentada por aire circulante. En función del diseño del intercambiador de calor tubular y en función del control de la circulación del aire, en este caso puede ser dominante uno de los mecanismos de transmisión de calor "calor radiante" o "transferencia de calor al fluido circulante". Como fluido de transferencia de calor puede utilizarse aceite térmico. La distancia entre secciones tubulares adyacentes puede ser superior al 2 % del diámetro tubular, puede ser superior al 3 % y puede situarse, por ejemplo, en torno al 5 % del diámetro tubular. La distancia entre secciones tubulares adyacentes puede ser inferior al 20 % del diámetro tubular, puede ser inferior al 15 % y puede ser inferior al 10% del diámetro tubular. Una distancia absoluta entre secciones tubulares adyacentes del intercambiador de calor tubular puede ser de 2 mm. La configuración como intercambiador de calor tubular en serpentina simplifica el suministro y la descarga del fluido de transferencia de calor guiado en las secciones tubulares. El diseño del intercambiador de calor tubular en serpentina con dos vías de conducción en serpentina eleva la flexibilidad de la trayectoria de los conductos a través del intercambiador de calor tubular, que así se puede adaptar a requisitos condicionados por la fabricación y/o a requisitos constructivos como, por ejemplo, requisitos relativos al espacio constructivo. Las secciones de desviación de 180° entre dos secciones tubulares de la misma vía de conducción en serpentina están extraídas fuera del plano de disposición para exactamente una de las vías de conducción en serpentina. Tales secciones de desviación de 180° extraídas del plano de disposición evitan un conflicto de espacio constructivo entre las secciones de desviación de las diferentes vías de conducción en serpentina.

En el intercambiador de calor tubular según la reivindicación 2, se extiende un paso entre las secciones tubulares, que en todo caso puede estar interrumpido por componentes de sujeción a lo largo de secciones de extensión no significativas, a lo largo de todas las secciones tubulares. De esta manera se optimiza la efectividad de la transmisión térmica de las secciones tubulares al fluido que fluye entre estas.

El intercambiador de calor tubular puede presentar según la reivindicación 3 también más de dos vías de conducción en serpentina.

Una disposición de las secciones tubulares según la reivindicación 4 puede aumentar el radio de flexión mínimo del tubo que forma las secciones tubulares en cada caso dentro una vía de conducción en serpentina. De esta manera se simplifica la fabricación del intercambiador de calor tubular.

Una pieza tubular en Y del lado de entrada según la reivindicación 5 permite un suministro común de fluido térmico para las diferentes entradas de conducto en serpentina.

Alternativa o adicionalmente, según la reivindicación 6 también puede estar prevista en el lado de salida una correspondiente pieza tubular en Y.

Otro objetivo de la invención es presentar un procedimiento de fabricación para un intercambiador de calor tubular en serpentina que presente al menos dos vías de conducción en serpentina.

Este objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante un procedimiento fabricación con las etapas indicadas en la reivindicación 7.

Las ventajas del procedimiento de fabricación se corresponden con las que ya se han expuesto anteriormente en relación con el intercambiador de calor tubular en serpentina con las al menos dos vías de conducción en serpentina. El intercambiador de calor en serpentina tubular puede fabricarse a partir de exactamente un tipo de tubo mediante correspondiente flexión secuencial y, si es necesario, mediación adición de más tubos.

Un procedimiento según la reivindicación 8 permite la fabricación de un intercambiador de calor tubular en serpentina según la reivindicación 6. La flexión de las secciones de desviación de 180° flexionadas puede llevarse a cabo con ayuda de un correspondiente equipo de flexión de tubos en el marco de la fabricación de las vías de conducción en serpentina.

Una flexión simultánea de las secciones de desviación de 180° flexionadas según la reivindicación 9 simplifica la fabricación del intercambiador de calor tubular en serpentina. Un ángulo de flexión resultante puede situarse, por ejemplo, en el área de 150°.

Las ventajas de un módulo de horno según la reivindicación 10 y de un horno según la reivindicación 11 se corresponden con las que se han explicado ya anteriormente con referencia al intercambiador de calor tubular. Las secciones tubulares del intercambiador de calor tubular pueden extenderse horizontalmente en el módulo de horno o en el horno. Las secciones tubulares del intercambiador de calor tubular pueden extenderse transversalmente a una dirección de transporte del producto de horneado a través del módulo de horno o el horno. Esta extensión transversal puede tener lugar a través de la anchura de toda la cámara de horno. Alternativamente, las secciones tubulares del intercambiador de calor tubular también pueden extenderse en la dirección de transporte del producto de horneado. El horno puede ser un horno de cocción continua, en particular un horno de túnel. El horno puede estar fabricado a partir de varios módulos de horno que en particular pueden estar fabricados de manera idéntica.

Un ejemplo de realización de la invención se explica a continuación con más detalle con ayuda del dibujo. En este, muestran:

la Figura 1 una vista lateral de un horno construido modularmente;

la Figura 2 una sección de acuerdo con la línea II-II de la figura 1;

la Figura 3 una vista en perspectiva de un intercambiador de calor tubular en serpentina para un módulo de horno del horno según la figura 1;

la Figura 4 una ampliación de un fragmento de una vista en perspectiva del intercambiador de calor tubular según la figura 3 en la zona de sección de desviación de 180° de dos vías de conducción en serpentina;

la Figura 5 en una representación similar a la de la figura 4, de nuevo una vista en perspectiva de las secciones de desviación de 180°, en la perspectiva aproximadamente contraria de la figura 4; la Figura 6 en una representación similar a la de las figuras y 5, una vista de una sección del intercambiador de calor tubular que muestra una distancia entre dos respectivas secciones tubulares adyacentes; la Figura 7 relaciones de flujo esquemáticas en el paso de un gas al que transfiere calor el intercambiador de calor tubular a través de pasos entre dos secciones tubulares del intercambiador de calor tubular adyacentes representadas en sección transversal;

la Figura 8 una vista en perspectiva de un elemento de cinta de una cinta transportadora sin fin del horno; y la Figura 9 una vista superior del elemento de cinta según la figura 8.

La figura 1 muestra una vista lateral completa de un horno de continuo 1 realizado como horno de túnel con el que, por ejemplo, se pueden producir productos de panadería de larga duración en forma de galletas blandas, galletas duras o bollería tipo "laugengeback". En el horno también se pueden procesar otros productos de panadería como, por ejemplo, pan tostado. El horno 1 también puede utilizarse para asar y, como aplicación especial, para secar o esterilizar. El horno 1 está representado ininterrumpido en la realización representada y tiene una pluralidad de módulos de horno 2i, 3i con cámaras de horno que, en conjunto, forman dos cámaras de horno continuas superpuestas entre en cada caso un módulo de horno inicial 21,31 y en cada caso un último módulo de horno 2ⁿ, 3ⁿ situado en último lugar en dirección de transporte del producto de horneado (i = 1, ..., N, N: número de los módulos de horno). En la figura 1, se representa un total de ocho módulos de horno 21 a 2a, que pertenecen a una cámara superior de horno continuo, y, debajo, ocho módulos de horno 31 a 38 que pertenecen a una cámara inferior de horno continuo del horno continuo 1. Los módulos de horno están dispuestos en el horno continuo 1, por tanto, en dos pisos.

Los módulos de horno 21 a 28, así como 31 a 38 tienen en cada caso la misma estructura básica, en particular en lo que respecta a un diseño del marco portante, así como alojamientos para componentes accesorios y de montaje. Así, los módulos de horno 21 a 28 y 31 a 38 tienen las mismas dimensiones, es decir, en lo que a altura, anchura y profundidad se refiere, presentan en cada caso básicamente los mismos requisitos espacio-constructivos.

Los módulos de horno 21 a 28 y 31 a 38 se presentan primeramente como módulos independientes y se unen entre sí en el ensamblaje del horno 1. En cada uno de los módulos de horno 21 a 28 y 31 a 38 se guía en cada caso en un circuito aire circulante calentado por medio del intercambiador de calor que se describirá a continuación. Los módulos de horno superiores 21 a 28 son soportados por los módulos de horno inferiores 31 a 38. Los módulos de horno inferiores 31 a 38 son soportados por una base de la máquina.

Delante de un módulo de horno inicial 21 o 31, en cada caso en la dirección de transporte, está dispuesto un módulo de carga 4 para el producto de horneado que a su vez presenta dos pisos y se comunica con las dos cámaras de horno continuo. Detrás de un último módulo de horno final 2i, así como 3i, en dirección de transporte del producto de horneado, está dispuesto un módulo de descarga 5 del horno continuo 1 para la transferencia del producto ya horneado desde las cámaras de horno continuo y para la descarga de este, presentando de nuevo dos pisos y comunicándose con las dos cámaras de horno continuo. El módulo de carga 4, por un lado, y el módulo de descarga 5, por otro lado, cierran en cada caso el circuito de aire al principio y al final de las cámaras de horno continuo.

Entre los módulos de horno 28, 38 y el módulo de descarga 5, se representa el horno continuo 1 en la figura 1 de manera ininterrumpida para indicar que el número de módulos de horno 2i, 3i puede ser mayor que el representado en la figura 1. El número N de módulos de horno 2i, 3i puede variar en la práctica, por ejemplo, entre 5 y 20.

El producto que se ha de hornear entra por medio del módulo de carga 4 en la correspondiente cámara de horno continuo 7, 8, es decir, en el respectivo módulo de horno inicial 21, 31, recorre la correspondiente cámara de horno continuo 7, 8 a lo largo de la dirección de transporte del producto de horneado 9 y sale, terminado de hornear, por medio del módulo de descarga 5 tras recorrer el respectivo último módulo de horno final 2i, 3i fuera de las cámaras de horno continuo 7, 8.

En la vista lateral del horno continuo según la figura 1, en algunos o en todos los módulos de horno 2i, 3i están previstos además en cada caso una abertura de limpieza 6a, en cada caso una abertura de inspección j6b y en cada caso una abertura de vapor 6c. Por medio de la respectiva abertura de vapor 6c es posible un rociado de vapor o una desvaporización de la respectiva cámara de horno del módulo de horno 2i, 3i.

La figura 2 muestra una sección de uno de los módulos de horno en el ejemplo del módulo de horno 21. La dirección de transporte 9 se sitúa perpendicularmente al plano de corte o de dibujo de la figura 2. La figura 3 muestra en el ejemplo de uno de los módulos de horno 2i este con mayor detalle. Los módulos de horno 3i también están construidos de tal modo que basta con mostrar en la presentación según la figura 3 a modo de ejemplo uno de los módulos de horno 2i. En cuanto a detalles que no se pueden deducir de la figura 2, se remite a la figura 3.

Los módulos de horno 2i, 3i tienen en cada caso una cámara de horno 10 que, por un lado, se calienta directamente por medio de aire circulante y, por otro lado, con calor radiante que es generado por intercambiadores de calor en forma de dos intercambiadores de calor tubulares en serpentina 11, 12. Las cámaras de horno 10 son en cada caso parte de las dos cámaras de horno continuo 7, 8 dispuestas una sobre otra que están formadas, por un lado, por los módulos de horno superiores 2i y, por otro lado, por los módulos de horno inferiores 3i, El intercambiador de calor tubular 11 dispuesto por encima de la cámara de horno genera a este respecto calor superior para la cámara de horno 10. El intercambiador de calor tubular 12 dispuesto por debajo de la cámara de horno genera a este respecto calor inferior para la cámara de horno 10.

Como fluido térmico que fluye a través de los intercambiadores de calor tubulares 11, 12, se utiliza aceite térmico. Los dos intercambiadores de calor 11, 12 forman, junto con una fuente de aceite térmico no representada, un equipo calefactor de aceite térmico.

El intercambiador de calor tubular superior 11 es soportado por un bastidor de sujeción 13 que está montado en largueros laterales de marco horno 14, 15 del módulo de horno 6. Junto con una placa de sujeción superior 16 y una placa de sujeción 17, los dos largueros de marco de horno 14, 15 forman un módulo de cámara de horno 18 en la que, entre otras cosas, están alojados los dos intercambiadores de calor tubulares 11, 12 del módulo de horno 2i. Entre la placa de sujeción superior 16 y el intercambiador de calor tubular superior 11, está dispuesta una chapa de conducción de aire 18a. Esta última sirve para igualar un flujo de aire circulante en la cámara de horno 10. La chapa de conducción de aire 18a, además, puede absorber energía térmica del intercambiador de calor tubular 11 y emitirla al aire circulante, puede servir, por tanto, como componente indirecto adicional del intercambiador de calor. Una correspondiente chapa de conducción de aire 18a está dispuesta entre el intercambiador de calor tubular inferior 12 y la placa de sujeción inferior 17.

Entre los dos intercambiadores de calor tubulares 11, 12 discurre un ramal superior 19 de una cinta transportadora sin fin 20, que sirve para el transporte del producto de horneado a través de la respectiva cámara de horno continuo 7, 8 entre el módulo de carga 4 y el módulo de descarga 5. El horno continuo 1, correspondientemente a su estructura de dos pisos, tienen dos cintas transportadoras sin fin 20, concretamente, una cinta transportadora superior sin fin 20 para los módulos de horno 2i y una cinta transportadora sin fin inferior construida de igual manera para los módulos de horno inferiores 3i. Bastará, por tanto, con describir a continuación una de estas cintas transportadoras.

La cinta transportadora 20 tiene una pluralidad de elementos de cinta 21, de los cuales se puede ver en la figura 2 un elemento de cinta superior 21oy un elemento de cinta inferior 21u. El elemento de cinta superior210 es, en su posición actual de funcionamiento, parte del ramal de transporte superior 19 y está dispuesto en la cámara de horno 10. El elemento de cinta inferior 21u es parte del ramal de cinta inferior 22 que discurre por debajo de la cámara de horno 10 y del intercambiador de calor tubular inferior 11 a través de un espacio de cinta transportadora de retorno 23 en contra de la dirección de transporte 9 como parte de la cinta transportadora sin fin 20.

Entre la placa de sujeción superior 16 del módulo de cámara de horno 18 y una placa de módulo superior 23a del módulo de horno 2i, 3i está dispuesto una canal superior de aire circulante 24. Entre la placa de sujeción inferior 17 del módulo de cámara de horno 18 y una placa de módulo inferior 25, está dispuesto un canal inferior de aire circulante 26. Los dos canales de aire circulante 24, 26 se extienden por toda la anchura del módulo de horno 2i, 3i.

Mediante canales de suministro y descarga de aire 27, 28, 29, 30, los dos canales de aire circulante 24, 26 están en conexión fluida con dos ventiladores axial y radial 31, 32. En su conjunto, se obtiene así en cada caso un circuito de aire circulante del respectivo módulo de horno 2i, 3i. La cámara de horno 10 del respectivo módulo de horno 2i, 3i es parte de este circuito de aire. Los ventiladores 31 o 32, junto con el respectivo circuito de aire, son partes componentes de un equipo de aire circulante del horno continuo 1.

Los dos ventiladores 31, 32, así como los canales de suministro y descarga de aire 27 a 30, están montados en placas de marco laterales 33, 34 del módulo de horno 2i, 3i que discurren verticalmente.

La figura 3 muestra en el ejemplo del intercambiador de calor tubular en serpentina 11 uno de los dos intercambiadores de calor tubulares que se utilizan en el módulo de horno 21. Todos los intercambiadores de calor tubulares 11, 12 de los módulos de horno 2i, 3i del horno 1 están construidos de igual manera, de tal modo que es suficiente con describir a continuación este intercambiador de calor tubular superior 11.

El intercambiador de calor tubular 11 tiene una pluralidad de secciones tubulares de intercambiador de calor 36, en el ejemplo de realización representado concretamente treinta y seis, dispuestas adyacentemente en un plano de disposición (véase plano 35 en la figura 2) para guiar un fluido térmico. Como fluido de transferencia de calor puede utilizarse en particular aceite térmico.

La disposición de las secciones tubulares de intercambiador de calor 36 adyacentemente en el plano de disposición 35 puede ser tal que, de hecho, en una vista lateral como la de la figura 2, todas las secciones tubulares de intercambiador de calor 36 estén completamente alineadas entre sí. Alternativamente, los ejes longitudinales en particular de secciones tubulares adyacentes 36 al plano de disposición 35 pueden tener diferente distancia. Una anchura de banda de las distancias de los ejes longitudinales de las secciones tubulares 36 con respecto al plano de disposición 35, sin embargo, también en este caso es inferior a un diámetro de las secciones tubulares individuales 36 y, en particular, es inferior a una fracción de este diámetro, por ejemplo, inferior al 80 %, inferior al 70 %, inferior al 60 %, inferior al 50 %, inferior al 40 %, inferior al 30 %, inferior al 20 % y puede ser en particular inferior al 10 % del diámetro de las secciones tubulares 36. El diámetro tubular de las secciones tubulares 36 puede situarse en el intervalo entre 10 mm y 150 mm y, por ejemplo, en el intervalo entre 25 mm y 50 mm, por ejemplo, en 35 mm, 38 mm o 40 mm. Si las secciones tubulares 36 no se alinean entre sí por completo en la vista lateral como, por ejemplo, en la figura 2, los ejes longitudinales de las secciones tubulares 36 pueden tener en este caso con respecto al plano de disposición 35, por tanto, una distancia que se sitúe en el intervalo entre 0 mm y /- 20 mm.

Una distancia A en cada caso entre dos secciones tubulares adyacentes 36 es inferior, por un lado, al diámetro tubular y, por otro lado, superior al 1 % del diámetro tubular. Esta distancia A se ejemplifica en la figura 6, que muestra una sección del intercambiador de calor tubular 11 en una vista superior, para dos secciones tubulares adyacentes 36.

Una distancia absoluta entre dos secciones tubulares adyacentes 36 puede situarse en el intervalo entre 1 mm y 50 mm, en particular en el intervalo entre 1 mm y 10 mm, en el intervalo entre 1 mm y 5 mm y puede ser, por ejemplo, de 2 mm.

Esta distancia entre secciones tubulares adyacentes 36 permite un paso entre estas secciones tubulares. Tal paso discurre a lo largo de toda una extensión de las secciones tubulares 36 a través de la cámara de horno 10 transversalmente a la dirección de transporte 9 y está interrumpido a lo sumo por componentes de sujeción. Tales interrupciones son muy pequeñas en comparación con la extensión total de las secciones tubulares 36 y, por regla general, es inferior al 5 % de la extensión total de las secciones tubulares 36. Debido a estos pasos resultantes de la distancia en cada caso entre secciones tubulares adyacentes 36, tiene lugar una transferencia de calor efectiva desde las secciones tubulares 36 al fluido que fluye en cada caso entre las secciones tubulares adyacentes 36.

Correspondientes relaciones de transferencia de calor se muestran de forma muy esquemática en la figura 7 para dos secciones tubulares adyacentes 36 del intercambiador de calor tubular 12. La figura 7 muestra relaciones de flujo en el intercambiador de calor tubular en serpentina inferior 12. A través de las secciones tubulares 36 fluye el fluido térmico 37. Paredes de revestimiento 38 de las secciones tubulares 36 reciben el flujo y son rodeadas por el flujo de otro fluido de absorción térmica, en la realización descrita, aire 39, como se refleja esquemáticamente por medio de las flechas de flujo. Debido a la distancia A entre las secciones tubulares adyacentes 36, que se sitúa en el intervalo entre el 1 % y el 100 % del diámetro tubular D, el aire 39 fluye, después de haber entrado en contacto con secciones perimetrales U de las paredes de revestimiento 38, entre las secciones tubulares adyacentes. Tras atravesar el punto más estrecho del paso las secciones tubulares adyacentes 36 en el que se presenta la distancia A, en el curso posterior del flujo, se produce una ruptura del flujo del aire 39 desde la pared de revestimiento 37 y un posterior flujo turbulento del aire 39 hacia arriba, donde el aire que ha fluido a través del paso observado entre las secciones tubulares adyacentes 36, se mezcla de manera efectiva con el aire 39 que ha fluido a través de pasos adyacentes entre las secciones tubulares representadas 36 y secciones tubulares adyacentes a la izquierda y a la derecha, no representadas. Por encima del plano de disposición 35, el flujo de aire ilustrado de abajo hacia arriba da lugar muy rápidamente a un flujo de aire de volumen cerrado y esencialmente ininterrumpido hacia arriba, hacia la cámara de horno 10, que se representa en la figura 2 mediante las flechas de flujo 40. A este respecto, la turbulencia garantiza que las propias secciones tubulares 36 no actúen como aberturas para el posterior flujo de aire, proporcionando el flujo de aire por encima del intercambiador de calor tubular 12 así una cortina de aire cerrada sin huecos a través de la cámara de horno 10.

El intercambiador de calor tubular 11 está configurado como intercambiador de calor tubular en serpentina. Una primera vía de conducción en serpentina 41 discurre entre una primera entrada de conducto en serpentina 42 y una primera salida de conducto en serpentina 43. Una segunda vía de conducción en serpentina 44 discurre entre una segunda entrada de conducto en serpentina 45 y una segunda salida de conducto en serpentina 46. El intercambiador de calor tubular 11 representado en la figura 3 tiene, por tanto, exactamente dos vías de conducción en serpentina 41 y 44. Básicamente también es posible un mayor número de correspondientes vías de conducción en serpentina.

En cada caso dos secciones tubulares 36 adyacentes entre sí en el plano de disposición 35 pertenecen a diferentes vías de conducción en serpentina. En la representación según la figura 3, la sección tubular inferior 36, representada más a la izquierda, pertenece a la primera vía de conducción en serpentina 41. La sección tubular 36 adyacente en la parte directamente superior a la derecha pertenece a la segunda vía de conducción en serpentina 44. La sección tubular de nuevo directamente adyacente en la parte superior derecha pertenece a la primera vía de conducción en serpentina 41. Las demás secciones tubulares adyacentes 36 pertenecen alternamente a la segunda vía de conducción en serpentina 44 y a la primera vía de conducción en serpentina 41. La sección tubular 36 representada más exteriormente en la parte superior derecha pertenece así a la segunda vía de conducción en serpentina 44 y acaba en la segunda salida de conducto en serpentina 46.

Esta pertenencia alterna de las secciones tubulares 36 a las dos vías de conducción en serpentina 41 y 44 aumenta un radio de flexión mínimo del tubo a partir del cual está fabricadas las secciones tubulares 36 dentro en cada caso de una de las dos vías de conducción en serpentina 41, 44. Este radio de flexión aumentado se ve claro por el curso de las secciones de desviación de 180° 47, 48 de las dos vías de conducción en serpentina 41, 44 que se aprecia en particular a partir de las figuras 4 a 6, que muestran representaciones correspondientemente ampliadas de las vías de conducción en serpentina 41,44 del intercambiador de calor tubular 11. Una radio de flexión interior de las secciones de desviación de 180° 47, 48 es a este respecto superior al radio de tubo, es decir, que es superior a la mitad del diámetro tubular D. Este radio de flexión interior de las secciones de desviación de 180° 47, 48, por otro lado, es inferior al diámetro tubular D.

Las dos entradas de conducto en serpentina 42, 45, por un lado, y las dos salidas de conducto en serpentina 43 y 46, por otro lado, están en conexión fluida entre sí, en cada caso por medio de una pieza tubular en Y 49, 50, así como con una entrada colectora 49a, por un lado, y con una salida colectora 50a, por otro lado.

Por medio de la pieza tubular en Y 49, las dos entradas de conducto en serpentina 42, 45 están en conexión fluida con la entrada de conducto colector 49a. La entrada de conducto colector 49a está a su vez en conexión fluida con una fuente de fluido térmico no representada en el dibujo. Por medio de la pieza tubular en Y adicional 50, las dos salidas de conducto colector 43, 46 están en conexión fluida con la salida de conducto colector 50a. La salida de conducto colector 50a puede estar en conexión fluida con la entrada de conducto colector 49a para formar un circuito de fluido térmico. Un componente de este circuito puede ser una bomba para el fluido de transferencia de calor 37, que tampoco se muestra en el dibujo.

Para la vía de conducción en serpentina 41, las secciones de desviación de 180° 47 están extraídas entre las dos secciones tubulares 36 unidas de esta forma fuera del plano de disposición 35, concretamente, flexionadas en un ángulo obtuso. Un ángulo de flexión 13 entre el plano de disposición 35 y un plano de disposición de las secciones de desviación de 180° 47 (véase figura 2, en este caso representado en el intercambiador de calor tubular 12) es de unos 150° en la realización representada. Este ángulo de flexión puede situarse en el intervalo de entre 120° y 165°.

Esta extracción de las secciones de desviación de 180° 47 fuera del plano de disposición 35 hace que, entre las secciones de desviación de 180° 47, 48 de las diferentes vías de conducción tubulares 41, 44 no se produzca ningún conflicto de espacio constructivo.

Un intercambiador de calor tubular del tipo de los intercambiadores de calor tubulares 11 y 12 del módulo de horno 6 se fabrica del siguiente modo:

En primer lugar, se proporciona un tubo que presenta un múltiplo de la longitud de las secciones tubulares 36 entre las respectivas secciones de desviación 47, 48. A continuación, se fabrica una primera vía de conducción tubular, por ejemplo, la vía de conducción tubular 41, mediante flexión del tubo en la zona de las secciones de desviación 47 entre las secciones tubulares 36. A continuación, se fabrica una segunda vía de conducción tubular, en este caso la vía de conducción tubular 44, mediante flexión del tubo de las secciones de desviación 48 entre las secciones tubulares 36. En cuanto se alcanza el final del tubo en estas etapas de flexión de fabricación, si es necesario, se añade otro tubo del mismo diámetro, es decir, se une con el tubo que se acaba de procesar, por ejemplo, soldándolo con este en la parte delantera.

Tras la fabricación de las dos vías de conducción tubulares 41, 44, las dos vías de conducción tubulares 41, 44 se encajan entre sí en el plano de disposición 35. Después, se pueden unir las piezas de tubo en Y 49, 50 con las entradas de conducto tubular en serpentina 42, 45 y las entradas de conducto tubular en serpentina 43, 46, por ejemplo, soldándolas con estas y, si es necesario, creando un paso de fluido entre la respectiva pieza tubular en Y 49, 50 y las respectivas entradas de conducto 42, 45, por un lado, y salidas 43, 46, por otro lado.

En una variante del procedimiento de fabricación, antes de encajar entre sí las dos vías de conducción tubulares 41, 44, se flexionan las secciones de desviación de 180° 47 entre las secciones tubulares 36 de la misma vía de conducción tubular 41 fuera del plano de disposición 35. Esta flexión puede realizarse al mismo tiempo que se fabrica esta vía de conducción en serpentina 41 utilizando una herramienta de flexión adecuada, en particular una herramienta de flexión plana.

Al hornear con el horno continuo de túnel 1, el producto de horneado que recorre en el ramal de transporte 19 los módulos de horno 2 a 6 es calentado, por un lado, mediante calor radiante de los intercambiadores de calor tubulares 11, 12 que están alojados en los correspondientes módulos de horno 2 a 6, y, por otro lado, por el aire circulante que fluye a través de la respectiva cámara de horno 10 del módulo de horno 2 a 6. Los aportes de calor "calor radiante", por un lado, y "calor de aire circulante" (emisión de calor al fluido que fluye), por otro lado, pueden ser predeterminados mediante un diseño apropiado de los intercambiadores de calor tubulares 11, 12, así como la temperatura y el flujo del fluido de transferencia de calor 37 a través de los intercambiadores de calor tubulares 11, 12 y, por otro lado, mediante la cantidad de aire que fluye en cada caso a través de las cámaras de horno 10.

Un flujo de aire a través de la cámara de horno 10 (véase, por ejemplo, el flujo de aire 40 en la figura 2) puede estar dirigido, en función del diseño del módulo de horno 2 a 6, de abajo arriba o también de arriba abajo.

En el ejemplo de flujo según la figura 2, el ventilador 31 izquierdo en la figura 2 hace que el aire circulante entre a través del canal de suministro de aire 27 en primer lugar al canal inferior de aire circulante 26. Al mismo tiempo, el ventilador 32 derecho en la figura 2 hace que el aire circulante entre a través del canal de suministro de aire derecho 28 en el canal inferior de aire circulante 26. Debido a la sobrepresión que se genera entonces en el canal de aire circulante inferior 26, el aire circulante fluye fuera del canal de aire circulante inferior 26 hacia arriba y entre las secciones tubulares adyacentes 36 del intercambiador de calor tubular inferior 12, como ya se ha descrito anteriormente en relación con la figura 6. A continuación, el aire circulante fluye a través del ramal de transporte superior 19 de la cinta transportadora sin fin 20 y luego fluye alrededor de las piezas de masa transportadas en ella a través de la cámara de horno 10. El aire circulante fluye entonces a través de los pasos entre las secciones tubulares 36 del intercambiador de calor tubular superior 11, y luego fluye hacia el canal de aire circulante superior 24, desde donde el aire circulante se expulsa de nuevo a través de los ventiladores 31, 32 y los canales de descarga de aire 29, 30 para completar el respectivo circuito de aire circulante. El exceso de presión en el circuito de aire circulante puede salir a través de un tubo de escape controlado por aletas 51 (véase la figura 2).

Dependiendo de la estructura del módulo de horno 2 a 6, el módulo de horno 2 puede presentar ventiladores como en la realización mostrada en la figura 2 o puede presentar solo un ventilador radial axial que puede montarse en uno u otro lado del módulo de horno. En la medida en que varios módulos de horno están equipados con exactamente un ventilador de este tipo consecutivamente en la dirección de transporte 9, la disposición de este ventilador, por ejemplo, puede alternar entre los dos lados del horno continuo 1, de tal modo que, por ejemplo, en el módulo de horno 3, el ventilador 32 está dispuesto a la derecha, en el siguiente módulo de horno 4, a la izquierda y, en el siguiente módulo de horno 5, de nuevo a la derecha. Alternativa o adicionalmente, la dirección de flujo del aire circulante a través de la cámara de horno 10 puede predeterminarse mediante correspondiente control del respectivo ventilador 31,32 de abajo arriba o de arriba abajo.

En los módulos de horno 2 a 6, pueden predefinirse diferentes zonas de temperatura. Esto puede hacerse mediante predefinición de la temperatura y/o la cantidad de flujo del aceite térmico y/o del volumen de aire circulante, así como la dirección del aire circulante de abajo arriba/de arriba abajo. Para ello sirve un equipo de control central del horno 1.

Con ayuda de las figuras 8 y 9, a continuación se explica con más detalle uno de los elementos de cinta 21 de la cinta transportadora sin fin 20. Dado que todos los elementos de cinta 21 de la cinta transportadora sin fin 20 está construidos igualmente, basta con la descripción de uno de los elementos de cinta 21.

El elemento de cinta 21 se extiende transversalmente a la dirección de transporte 9 entre guías laterales 53, 54 para la cinta transportadora sin fin 20 que están alojadas para el ramal de transporte superior 19 en el módulo de cámara de horno 18. Con estas guías 53, 54, el respectivo elemento de cinta 21 está unido por medio de placas de montaje de suspensión 55.

El ramal de transporte superior 19 se extiende en un plano de transporte 56 que discurre paralelamente a los planos de disposición de los intercambiadores de calor tubulares 11, 12 (véase plano de disposición 35).

En la proyección en una dirección en perpendicular al plano de transporte 56, visto, por tanto, en la dirección visual de la figura 9, el elemento de cinta 21 tiene aberturas de paso de gas 57, 58. Estas aberturas de paso de gas 57, 58 tienen una superficie de apertura total que es de al menos el 30 % de una superficie total de la proyección del elemento de cinta 21.

El elemento de cinta 21 tiene entre las guías laterales, es decir, entre las dos placas de montaje de suspensión 55, varios planos de elemento 59, 60, en la realización 2 representada, separados entre sí perpendicularmente al plano de transporte 56.

El primer plano de elemento superior 59 coincide con el plano de transporte 56 y se define por una pluralidad de soportes de elemento dobles 63 que se extienden a lo largo de la dirección de transporte 9 entre largueros laterales 61, 62. Las aberturas de paso de gas 58 están realizadas a este respecto entre los soportes del respectivo soporte de elemento doble 63. Otras aberturas de paso de gas en el plano superior de elemento 59 están realizadas en cada caso entre dos soportes de elemento dobles adyacentes 63.

El segundo plano de elemento inferior 60 está configurado en los elementos de cinta 21 que forman momentáneamente el ramal de transporte superior 19 por debajo del primer plano de elemento 59. Entre los largueros 61,62 discurre una placa de refuerzo 64 en la que están realizadas las aberturas de paso de gas 57. Las aberturas de paso de gas 57 en la placa de refuerzo 64 discurren al estilo de orificios oblongos. Las aberturas de paso de gas 57 tienen una extensión longitudinal en dirección de la extensión longitudinal del elemento de cinta 21.

Las aberturas de paso de gas 58 entre los soportes del respectivo soporte de elemento doble 63 están realizadas al estilo de orificios oblongos. Las aberturas de paso de gas 58 tienen una extensión longitudinal transversal a la extensión longitudinal del elemento de cinta 21, es decir, mientras el elemento de cinta 21 sea parte del ramal de transporte superior 19, paralela a la dirección de transporte 9.

Entre las placas de montaje de suspensión 55, el elemento de cinta 21 está realizado de manera autoportante.

Los elementos de cinta 21 circulan sin fin durante el funcionamiento del horno continuo de túnel 1 al estilo de eslabones de cadena entre las guías 53, 54, circulando el ramal de transporte superior 19 en la dirección de transporte 9 y el ramal de cinta inferior 22, en contra de la dirección de transporte 9. En la zona del módulo de horno de entrada 21 y del módulo de horno de cierre 2ⁿ, tiene lugar una desviación de 180° por medio de guías 53, 54 correspondientemente realizadas entre el ramal de transporte superior 19 y el ramal de cinta inferior 22.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Intercambiador de calor tubular (11, 12) para un horno (1),

- con una pluralidad de secciones tubulares de intercambiador de calor (36) dispuestas de manera adyacente en un plano de disposición (35) para la conducción de un fluido térmico (37),

- siendo una distancia (A) de secciones tubulares adyacentes (36) inferior a un diámetro tubular (D) y superior al 1 % del diámetro tubular (D),

- estando configurado el intercambiador de calor tubular (11, 12) como intercambiador de calor tubular en serpentina y presentando:

- una primera vía de conducción en serpentina (41), configurada entre una primera entrada de conducto en serpentina (42) y una primera salida de conducto en serpentina (43), y

- una segunda vía de conducción en serpentina (44) configurada entre una segunda entrada de conducto en serpentina (45) y una segunda salida de conducto en serpentina (46), caracterizado por que las secciones de desviación de 180° (47) entre dos secciones tubulares (36) de la misma vía de conducción en serpentina (41), para exactamente una de las vías de conducción en serpentina (41), están guiadas fuera del plano de disposición (35).

2. Intercambiador de calor tubular según la reivindicación 1, caracterizado por que a lo largo de toda la sección tubular (36) se extiende un paso entre las secciones tubulares (36), aparte de las interrupciones de los componentes de sujeción,.

3. Intercambiador de calor tubular según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que presenta más de dos vías de conducción en serpentina.

4. Intercambiador de calor tubular según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que cada dos secciones tubulares (36) adyacentes entre sí en el plano de disposición (35) pertenecen a diferentes vías de conducción en serpentina (41, 44).

5. Intercambiador de calor tubular según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que las dos entradas de conducto en serpentina (42, 45) están en conexión fluida por medio de una pieza tubular en Y (49) con una entrada de conducto colector (49a).

6. Intercambiador de calor tubular según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que las dos salidas de conducto en serpentina (43, 46) están en conexión fluida por medio de una pieza tubular en Y (5) con una salida de conducto colector (50a).

7. Procedimiento para la fabricación de un intercambiador de calor tubular en serpentina según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por las siguientes etapas:

- disposición de un tubo que tiene un múltiplo de la longitud de una de las secciones tubulares (36),

- fabricación de una primera vía de conducción en serpentina (41) mediante flexión del tubo en el área de secciones de desviación (47) entre las secciones tubulares (36),

- fabricación de una segunda vía de conducción en serpentina (44) mediante flexión del tubo en el área de secciones de desviación (48) entre las secciones tubulares (36),

- encaje de las dos vías de conducción en serpentina (41, 44) entre sí en el plano de disposición (35).

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que, antes de la colocación, las secciones de desviación de 180° (47) entre dos secciones tubulares (36) de la misma vía de conducción en serpentina (41), para exactamente una de las vías de conducción en serpentina (41), se pliegan fuera del plano de disposición (35).

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que las secciones de desviación de 180° (47), dispuestas en el extremo del intercambiador de calor tubular en serpentina (11, 12), de la vía de conducción en serpentina (41) se pliegan al mismo tiempo fuera del plano de disposición (35).

10. Módulo de horno (2i, 3i) con al menos un intercambiador de calor tubular (11, 12) según una de las reivindicaciones 1 a 6 y con una cámara de horno (10), que se calienta por medio del intercambiador de calor tubular (11, 12).

11. Horno (1) con al menos un intercambiador de calor tubular (11, 12) según una de las reivindicaciones 1 a 6 y con una cámara de horno (10) que se calienta por medio del intercambiador de calor tubular (11, 12).