DESCRIPCIÓN

SECTOR DE LA TÉCNICA

La invención se encuadra en el campo de la ingeniería térmica, y en particular para los ámbitos en que se usan fluidos a alta temperatura, que por tanto manifiestan efectos importantes de dilatación desde la situación de montaje a la de operación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Existe una patente, la ES 2440088 B2, cuyo primer inventor es el mismo autor de esta solicitud, que se puede considerar un precedente directo, por presentar muchas de las características que ha de cumplir un intercambiador de calor de dilatación libre, incluyendo la condición esencial de que los tubos sean concéntricos, teniendo el exterior de ellos su extremo confín cerrado por una placa o cúspide soldada, atornillada o hecha firme con el tubo exterior por otro procedimiento estanco, pero no incluye una solución de penetración como la aquí propuesta, para que los tubos pasen del exterior del intercambiador al interior atravesando su placa de cierre.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención se aplica a un intercambiador que tiene una placa de cierre la cual ha de ser atravesada de manera hermética por un par de tubos concéntricos seleccionados entre metálicos o plásticos; susceptibles de ser soldados metálicamente, en el primer caso, o ser soldados o adheridos por resinas u otros medios plásticos, en el segundo caso.

Por dentro del tubo interior entra un fluido de intercambio térmico, hasta llegar a su confín, donde vierte contra el tapón firme del confín del tubo exterior por lo cual el flujo de fluido retorna hacia la placa de cierre del intercambiador, a través del recinto anular existente entre la cara exterior del tubo interior y la cara interior del tubo exterior que recibe a su vez por su cara exterior el efecto térmico objeto del intercambio de calor a realizar en dicho aparato.

Lo propio de la invención es que cada penetración es de dos tubos concéntricos, interior y exterior, soldándose el tubo exterior a al menos una de las caras de la placa de cierre del intercambiador, alrededor de toda la circunferencia de la oquedad o fogonadura practicada en dicha placa, efectuándose la soldadura como cordón continuo circular entre el borde de dicha fogonadura y la corona circular de la superficie cilindrica del tubo exterior identificada como área donde fijar dicho tubo a dicha placa de cierre, quedando una parte de ambos tubos exterior e interior fuera del recinto interno del intercambiador, y en parte de esa longitud sobresaliente del tubo exterior se le practican al tubo dos incisiones paralelas de carácter transversal, sin afectar al tubo interior, y otras dos incisiones longitudinales paralelas, a partir de las cuales se extrae el trozo de tubo exterior separado del resto por las cuatro incisiones antedichas, quedando una apertura lateral a cuyas aristas del tubo se sueldan los cuatro lados correspondientes de una pieza paralelepipédica hueca, del mismo material que el tubo exterior, y que emerge del mismo en sentido radial, fluyendo por dicha pieza la corriente de salida desde el espacio anular entre ambos tubos, siendo canalizada dicha corriente hacia la salida del sistema merced al colector de escape que está en continuidad física con la pieza paralelepipédica, quedando finalizado el tubo exterior por su extremo de fuera mediante una tapa de forma anular embutida en el espacio anular entre ambos tubos. Dicha tapa va soldada tanto al tubo exterior por su boca o extremo, como al tubo interior sobre la corona circular de la superficie cilindrica de dicho tubo interior identificada como área donde fijar dicho tubo a dicha tapa anular de cierre del tubo exterior.

EXPLICACIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 a muestra un esquema del alzado longitudinal de los elementos que componen el problema planteado, y dicha figura va en consonancia con la figura 1 b, que es el esquema del alzado frontal de dichos componentes, que en esencia son los tubos concéntricos y la placa de cierre del intercambiador. La figura 2 muestra un corte longitudinal en planta de la placa del intercambiador penetrada por los tubos concéntricos asidos a dicha placa directa e indirectamente, quedando libres para dilatar.

La figura 3a muestra la sección recta longitudinal del montaje presentado en esta solicitud, y la figura 3b, que está en consonancia con la figura 3a, muestra el alzado frontal del montaje.

Para facilitar la comprensión de las figuras de la invención, y de sus modos de realización, a continuación se relacionan los elementos relevantes de la misma:

1 . Placa de cierre del intercambiador de calor.

2. Tubo exterior.

3. Espacio anular de movimiento del fluido entre la superficie exterior del tubo interior (4) y la superficie interior del tubo exterior(2) .

4. Tubo interior.

5. Espacio interior del tubo interior.

6. Oquedad o fogonadura practicada en la placa de cierre (1 ) por la que pasan los tubos.

7. Tapón firme en el confín del tubo exterior (2)

8. Soldadura del tubo exterior con la placa de cierre.

9. Soldadura del tubo interior al tubo exterior por su extremo libre o boca, que se cierra con la pieza anular (1 1 ).

10. Apertura lateral en el tubo exterior (2).

1 1 . Pieza anular que cierra el espacio anular (3) entre el tubo interior y el exterior.

12. Flujo radial de salida del fluido por la apertura lateral (10).

13. Pieza paralelepipédica que confina el flujo (12).

14. Colector de escape.

15. Efecto físico de intercambio térmico que se produce en la superficie externa del tubo exterior (2). 16. Incisiones transversales en el tubo exterior (2) cerca de su extremo libre o boca.

17. Incisiones longitudinales en el tubo exterior (2) cerca de su extremo libre o boca.

18. Área circular del tubo exterior (2) donde fijar dicho tubo a la placa de cierre (1 ) mediante la soldadura (8).

19. Área circular del tubo interior (4) donde fijar dicho tubo al tubo exterior y a la pieza anular de cierre (1 1 ) mediante la soldadura (9).

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

Se practica un agujero circular, o fogonadura, en la placa de cierre del intercambiador, con un diámetro que sea igual al diámetro exterior del tubo exterior que ha de atravesar esa frontera física, más una longitud diametral que esté entre la quinta parte y la tercera parte del espesor del cordón circular de aportación del material de soldadura, que será metálico para los tubos metálicos, será de naturaleza covalente, o de resinas, para los tubos plásticos. Esa soldadura se aplica al área circular (18) identificada sobre el tubo exterior para aplicar ahí la soldadura.

La parte de dicho tubo que queda fuera del intercambiador acaba en un extremo abierto o boca, por donde se aloja el tubo interior con sus piezas de ajuste y separación respecto del tubo exterior, las cuales no son objeto de la invención, y pueden ser coronas de anillos, o cables enroscados helicoidalmente. Antes de meter el tubo interior, en el tubo exterior, cerca de su boca, se abre una apertura lateral, que en su versión de base está formada por cuatro incisiones pasantes, completas perpendiculares entre sí, dos transversales, y dos longitudinales, aunque la apertura lateral puede adquirir cualquier forma practicable con un taladro, una sierra u otro objeto punzante, y en particular puede ser redondo, si se practica con un taladro. Y en dicha apertura lateral se ajusta un conector o pieza hermética del mismo material que el tubo exterior, y de sección recta que encaje con la forma de la apertura, a cuyos bordes se suelda. Análogamente, a dicha pieza (13) se le suelda por su otro extremo el colector de salida (14). La operación de dejar listo el dispositivo concluye con la penetración del tubo interior en el exterior, según se ha adelantado, antes de lo cual se sitúa en la boca del tubo exterior una pieza metálica anular (1 1 ) que queda embutida entre ambos tubos concéntricos, y se suelda a ambos por la soldadura (9) que se aplica al área del tubo interior identificada al efecto, que queda así soldado a la pieza anular (1 1 ) y al tubo exterior (2).

Una vez descrita de forma clara la invención, se hace constar que las realizaciones particulares anteriormente descritas son susceptibles de modificaciones de detalle siempre que no alteren el principio fundamental y la esencia de la invención.