BRPI0709706A2 - aparelho trocador de calor selecionÁvel pelo usuÁrio e mÉtodo de uso - Google Patents

Abstract

APARELHO TROCADOR DE CALOR SELECIONÁVEL PELO USUÁRIO E MÉTODO DE USO São propostos um aparelho trocador de calor selecionável e um método de uso. O aparelho trocador de calor compreende uma pluralidade de semi-tubos fabricados a partir de qualquer material selecionado e de qualquer método de fabricação selecionado.

Description

"APARELHO TROCADOR DE CALOR SELECIONÁVEL PELO USUÁRIO EMÉTODO DE USO"

Este pedido reivindica prioridade e os benefícios para o pedido de patente provisó-rio US 60/746.145, depositado em 01 de maio de 2006, e para o pedido patente de utilidadeUS 11/741.769, depositado em 30 de abril de 2007, os quais estão expressamente incorpo-rados neste documento pela referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção diz respeito de uma maneira geral a elementos de proteção e,mais especificamente, a trocadores de calor usados para proteger equipamento.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

É conhecido usar elementos de resfriamento para proteger equipamento usado emvários processos da indústria siderúrgica. Tal equipamento pode necessitar operar em con-dições de extremo fluxo de calor. Elementos de resfriamento convencionais compreendemtipicamente uma pluralidade de tubos ou canos tendo água se deslocando através deles eque são acoplados conjuntamente para formar os elementos de resfriamento. Tais tubosconvencionais podem ser, por exemplo, tubos cilíndricos de diâmetro interno ("ID") de 2,5polegadas (63,5 milímetros) tendo velocidades de água máximas através dos tubos de cercade seis (6) a sete (7) pés por segundo (1,82 a 2,13 metros por segundo). As condições dealto fluxo de calor nas quais estes tubos podem operar tornam desejável ter taxas de trans-ferência de calor mais altas e velocidades de água mais altas do que os tubos convencionaisde ID de 2,5 polegadas (63,5 milímetros) podem entregar. Também é desejável poder esco-lher fabricar os tubos e os elementos resultantes de qualquer material adequado e usarqualquer método de fabricação adequado para o material sendo usado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção pode compreender um ou mais dos recursos seguintes e com-binações dos mesmos.

Ilustrativamente, elementos resfriados por fluido resistentes a alto fluxo de calortendo taxas de transferência de calor relativamente altas e velocidades de água altas sãofornecidos de acordo com a invenção. Será percebido que os elementos podem ter qualquerfluido adequado como um líquido, incluindo, por exemplo, e sem limitação, água se deslo-cando através deles. A invenção criará um dispositivo para selecionar uma faixa mais amplade materiais para fabricação de elementos resfriados por água modelados e projetados sele-tivamente pelo usuário para aplicações em indústria siderúrgica. Tal como observado, líqui-dos ou refrigerantes a não ser água também estão incluídos no escopo da invenção. Oselementos terão a capacidade para melhor suportar as exigências hostis e sempre mudandonos fornos, sistemas de gás de combustão, coifas de gás, saias, câmaras de combustão,caixas de saída, etc. por causa da inerente e aperfeiçoada velocidade de refrigerante dentrodo(s) tubo(s)/elemento(s) e da capacidade de transferência de calor aumentada resultante.Esta invenção leva em conta a seleção de material de fabricação e método de fabricaçãoincluindo, por exemplo, e sem limitação, laminação, forjaria, fundição ou extrusão, tal comodesejado, para o raio seccional transversal exigido ou desejado a fim de otimizar as exigên- cias de transferência de calor e de elasticidade para a aplicação particular e sem limitaçãoàs exigências atuais para selecionar o tubo/cano a partir dos materiais que estão disponíveisno mercado comercial.

Os elementos ilustrativos que, por exemplo, e sem limitação, podem compreenderuma pluralidade de semitubos ou semicanos, ilustrativamente podem ser fabricados seleti- vãmente de vários materiais tal como desejado. Assim, também, os elementos podem serfabricados usando vários métodos de fabricação adequados para o material selecionado talcomo desejado. A seleção de material pode ser com base em uma análise de custo-benefício considerando para exemplo e sem limitação o custo de materiais e de fabricação eo desempenho (por exemplo, as taxas de transferência de calor e velocidades de água) do(s) tubo(s) e/ou elemento(s) resultante(s). O material selecionado ilustrativamente podeser transformado em um arco, ou em outras palavras em um semitubo ou semicano ou tuboou cano semicircular usando o método de fabricação ou manufatura selecionado (desejado).Métodos ilustrativos de manufatura ou fabricação incluem, por exemplo, e sem limitação,laminação, forjaria, fundição, estiragem e/ou extrusão. À medida que formados os semitubos terão duas extremidades de arco opostas, uma em uma extremidade do arco e a outra naextremidade oposta do arco, uma face interna côncava se estendendo entre as duas extre-midades, e uma face externa convexa se estendendo entre as duas extremidades e opostaà face côncava. As extremidades de arco opostas e as faces côncava e convexa opostas seestenderão pelo comprimento de cada tubo. A face côncava é a superfície ou face interna e a face convexa é a superfície ou face externa do semitubo. Cada semitubo será acoplado oufixado nas suas extremidades de arco a uma superfície de montagem de cano ou montagemde tubo de uma placa, com a superfície ou face interna ou escavada do semitubo voltada nadireção da superfície de montagem de cano da placa e a superfície ou face externa do semi-tubo voltada para longe da superfície de montagem de cano da placa. Tal como usado nestedocumento, elemento(s) se refere(m) a cada semitubo ou semicano individual compondoo(s) elemento(s) assim como o(s) elemento(s) propriamente dito(s), que compreendem umapluralidade de tubos. O fluido refrigerante se deslocará através de cada tubo em contatofluido com a superfície interna do tubo e a superfície de montagem de cano da placa. A su-perfície externa do tubo também é conhecida como o lado quente do semitubo ou semicano. Tal como notado anteriormente, o(s) tubo(s) pode(m) ser fabricado(s) seletivamentede qualquer material adequado incluindo, por exemplo, e sem limitação aço, incluindo, porexemplo, e sem limitação aço inoxidável, aço fundido, aço extrusado e aço estirado, ferro,incluindo ferro fundido, níquel, incluindo liga de níquel, assim como qualquer outro elementoadequado, compósito ou liga incluindo, por exemplo, e sem limitação ligas de alumínio ebronze. Além do mais, a invenção permitirá a seleção de materiais para o tubo a partir deuma faixa mais ampla de materiais planos ou modelados, os quais podem ser laminados,forjados, fundidos ou extrusados na seção transversal semicircular ou formato semicilíndricodesejado, o que aperfeiçoa a operabilidade do elemento de resfriamento em relação ao tubocircular e elementos de resfriamento de técnica anterior formados deste. A transferência decalor mais alta da invenção terá o efeito de melhorar longevidade de equipamento mais con-fiabilidade de linha e tempo de operação, por causa de o equipamento ser mais apropriadopara resistir aos efeitos da atmosfera corrosiva e abrasiva de alto fluxo de calor no forno,sistema de gás de combustão ou câmara de combustão, e qualquer outro equipamento pro-tegido por uma ou mais montagens de tal(s) elemento(s).

Em um método não exclusivo, mas ilustrativo de fabricação, um comprimento dematerial de barra plana (material a ser selecionado com base na exigência de aplicação talcomo conhecido para os versados na técnica) será laminado, moldado, fundido ou extrusa-do em um arco desejado, ao longo de seu comprimento, para satisfazer a exigência de áreaseccional transversal do elemento de resfriamento. Esta área seccional transversal será a-justada para satisfazer a velocidade de refrigerante, queda de pressão e tempo de residên-cia resultantes no elemento exigido para otimizar a vida útil do elemento.

llustrativamente, o comprimento total da barra terá uma geometria de uma maneirageral consistente por todo o seu comprimento. O arco que será laminado, moldado, fundidoou extrusado de uma maneira geral será aproximadamente um arco de 180 graus de extre-midade a extremidade para simular um esquema de semicano/semitubo. Os arcos de semi-cano/semitubo resultantes também podem ser projetados para ter beiras ou asas nas suasextremidades opostas para permitir que a pluralidade de tubos seja soldada conjuntamente.

A superfície externa pode ser de uma maneira geral lisa ou ela pode incorporar geometriastal como exigido para uma aplicação particular tal como, por exemplo, e sem limitação,quaisquer dispositivos de retenção de escória, tais como nervuras ou saliências ou quais-quer endentações. Do mesmo requerente, a patente Estados Unidos 6.330.269 para Mana-sek et al. e o pedido de patente provisório US 60/732.618 de Manasek depositado em 01 denovembro de 2005, cujas revelações de cada um estão agora expressamente incorporadasneste documento por meio desta referência, descrevem tais geometrias ilustrativas.

llustrativamente, a pluralidade de semicanos/semitubos pode ser soldada em umaplaca de uma maneira geral plana para formar um elemento de resfriamento. A soldagemserá llustrativamente ao longo do comprimento dos elementos de semicano/semitubo. Nocaso de um semitubo de projeto com beiras ou asas é usada llustrativamente uma únicasolda que fixará ou acoplará duas seções de semitubo/semicano adjacentes à placa e umaà outra.

Os semicanos/semitubos podem ser conectados para formar um circuito de refrige-rante de laço fechado ilustrativo ao ter, por exemplo, e sem limitação, semicotovelos de 180graus, os quais podem ser, por exemplo, e sem limitação cotovelos arredondados ou emmeia esquadria, ou como um outro exemplar alternativo tubos de comunicação de abaste-cimento e de retorno no caso de uma configuração paralela de fluxo único.

No caso em que o elemento resfriado a água resultante exige um raio para ser usa-do no aparelho de fabricação de aço (por exemplo, dueto resfriado a água ou elementosresfriados a água para paredes laterais de forno a arco) o elemento total é projetado paraser laminado em um cilindro de placa típico no raio desejado, em um cilindro de placa espe-cialmente modificado.

Será percebido que a configuração de semitubo pode diminuir a espessura do ele-mento de resfriamento por tanto quanto 50% quando comparada a uma configuração deelemento de tubo ou cano circular. Como tal, o volume de trabalho efetivo do aparelho a serresfriado será aumentado. Na alternativa, o projeto mais delgado da invenção quando com-parado com os projetos de construção de placa de caixa ou de cano/tubo de diâmetro totalexistentes, ilustrativa mente permite que um elemento de resfriamento de semitubo seja em-pilhado em cima de um outro elemento de resfriamento de semitubo no dispositivo a serresfriado ou protegido. Em uma configuração como esta, se o elemento externo falhar entãoo elemento de trás pode assumir o resfriamento do equipamento sem uma intervenção detempo ocioso cara para reparar e ou mudar o elemento danificado.

As modalidades ilustrativas permitirão ilustrativamente que o refrigerante fluindodentro ou através do(s) elemento(s) alcance velocidades de pelo menos o dobro das veloci-dades através de tubos convencionais. Velocidades de refrigerante de até e acima de cercade 12 a 20 pés por segundo (3,65 a 6,09 metros por segundo) através do(s) semitubo(s) sãopossíveis de acordo com a invenção. As modalidades ilustrativas também maximizarão ataxa de transferência de calor do(s) elemento(s) de semicano/semitubo em relação às carac-terísticas do material específico escolhido para qualquer(s) elemento(s) particular(s).

Estes e outros aspectos da presente invenção se tornarão mais aparentes com adescrição a seguir da modalidade ilustrativa.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A figura 1 representa uma vista seccional transversal de uma modalidade ilustrativada invenção feita de uma maneira geral ao longo da linha 1-1 da figura 2.

Afigura IArepresenta uma ampliação fragmentada de uma parte da figura 1.

Afigura 2 representa uma vista plana superior ilustrativa de uma modalidade ilustra-tiva da invenção.

A figura 3 representa uma vista plana superior ilustrativa de uma outra modalidadeilustrativa da invenção.

Afigura 4 representa uma vista plana superior ilustrativa de também uma outra mo-dalidade ilustrativa da invenção.

Afigura 5 representa uma vista seccional transversal ilustrativa de uma outra moda-Iidade ilustrativa da invenção mostrando uma configuração antiescória.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS

Para os propósitos de promover um entendimento dos princípios da invenção, seráfeita agora referência a diversas modalidades ilustrativas mostradas nos desenhos e lingua-gem específica será usada para descrever as mesmas.

Referindo-se à figura 1, um semicano 12 ou semitubo 12 é concretizado em umformato desejado tal como, por exemplo, e sem limitação, um semitubo 12 tendo uma seçãotransversal se aproximando substancialmente de um bisseccionado de: círculo ou polígono,incluindo um quadrilátero, incluindo um paralelogramo, e um hexágono ou octógono em se-ção transversal. Em outras palavras, o semitubo 12 ilustrativamente pode se aproximar deum poliedro ou cilindro substancialmente bisseccionado ao longo do plano do diâmetro paraformar um semipoliedro ou o corpo semicilíndrico 12 ilustrativo representado, tal como seráexplicado. O corpo bisseccionado ou semicilíndrico ou semitubo 12 ilustrativo se estende deuma extremidade de montagem 14 para uma extremidade de montagem oposta 15 paradefinir ilustrativamente uma superfície interna arqueada e de uma maneira geral côncava 17e uma superfície externa arqueada e de uma maneira geral convexa 18 arqueando respecti-vamente entre as extremidades de montagem 14, 15. Em outras palavras, o semicano ousemitubo 12 ilustrativo representa uma ou outra metade de um corpo cilíndrico dividido oubisseccionado substancialmente de forma diametral. As extremidades de montagem opostas14, 15 estão configuradas ilustrativamente para montar ou acoplar o semitubo 12 a, por e-xemplo, e sem limitação, uma placa de montagem 24. Será percebido que o semitubo 12pode ser montado diretamente a uma peça de equipamento, tal como, por exemplo, e semlimitação, uma parede de um forno. A modalidade ilustrativa representada na figura 1 mostrauma pluralidade de semitubos 12 montados ou acoplados à face de montagem de tubo 25da placa de montagem 24 para formar um elemento de resfriamento ilustrativo 10, 10A, 10B,10C. Oposta à face de montagem de tubo 25 da placa de montagem 24 está uma face demontagem de equipamento 26, a qual está ilustrativamente configurada para montar a placa24 a uma peça de equipamento.

O(s) semitubo(s) 12 pode(m) ser montado(s) ou acoplado(s) à placa 24 em qual-quer maneira adequada incluindo, por exemplo, e sem limitação, por meio de soldagem aolongo do comprimento do semitubo 12 em cada lado ou extremidade de montagem 14, 15do mesmo. Qualquer extremidade de montagem de semitubo 14, 15 ilustrativamente e deforma opcional pode ter uma parte ou beira estendida 16. Tal como mais bem visto na figura1 A, quando as extremidades de montagem 14, 15 de semitubos adjacentes têm uma beira16, uma única solda pode ser usada para fixar ou acoplar à placa 24 ou peça de equipamen-to essas respectivas extremidades 14, 15 ao longo de seus comprimentos. Quando um se-mitubo 12 e a placa 24 são acoplados conjuntamente, um canal ou conduto oco 28 é forma-do e é configurado para conter no mesmo e permitir a passagem através dele de um fluidoincluindo sem limitação qualquer refrigerante adequado tal como, por exemplo, um líquido.Um exemplo não exclusivo de um líquido adequado é água. O conduto 28 também pode serformado por montar diretamente de modo conjunto o semitubo 12 e uma peça de equipa-mento. Também deve ser percebido que o conduto 28 pode ser formado pela obtenção deum semitubo 12 fechado, tendo ilustrativamente uma superfície de uma maneira geral planase estendendo entre as extremidades de montagem 14, 15 ao longo de um plano diametral38. Uma superfície ilustrativa como esta, a qual não necessita ser plana ou planar, pode sermontada junto a uma placa 24 ou diretamente a uma peça de equipamento.

O semitubo 12 tem diversas dimensões incluindo sem limitação um diâmetro interno21 representando o comprimento do plano diametral se estendendo entre as extremidadesde montagem 14, 15; o raio interno 19 e o raio externo 20 representando respectivamente ocomprimento de um plano entre um ponto médio do plano diametral e qualquer ponto narespectiva superfície interna 17 e na superfície externa 18. Estas dimensões 19, 20, 21 po-dem ser selecionadas tal como desejado. Por exemplo, e sem limitação, o raio interno 19pode ser de cerca de uma (1) polegada (25,4 milímetros) a cerca de duas (2) polegadas(50,8 milímetros) ou mais e o diâmetro interno 21 pode ser de cerca de duas (2) polegadas(50,8 milímetros) a cerca de quatro (4) polegadas (101,6 milímetros) ou mais tal como dese-jado. O raio externo 20 pode ser selecionado para refletir a espessura desejada da paredede tubo, o que seria definido pela diferença entre o comprimento do raio interno 19 e o com-primento do raio externo 20. A distância 27 do ponto médio de um semitubo 12 a um outroponto médio de semitubo 12 está representada na figura 1. Esta distância também pode serescolhida tal como desejado e é baseada nas dimensões escolhidas para o semitubo 12 ena distância entre os semitubos 12 adjacentes. Por exemplo, e sem limitação, tal distância27 pode variar entre três (3) e seis (6) polegadas (76,2 e 152,4 milímetros). Em uma modali-dade ilustrativa, esta distância pode ser em torno de quatro (4) polegadas (101,6 milíme-tros). Cada tubo terá igualmente um comprimento longitudinal, com o comprimento longitu-dinal tendo qualquer valor desejado e sendo determinado ilustrativamente pelo tamanho doequipamento a ser protegido.

Ilustrativamente, os semicanos/semitubos 12 exemplares podem ser conectadospara formar um circuito de resfriamento de laço fechado ilustrativo ou os elementos de res-friamento 10, 10A, 10B e 10C, os quais podem ser configurados ilustrativamente em umaconfiguração paralela de fluxo único 10A, tal como representado na figura 2 e conhecidopara os versados na técnica, ou em uma configuração de retorno 10B, 10C, tal como repre-sentado na figura 3 e na figura 4 respectivamente. Na configuração de retorno, os semitubos12 estão ilustrativamente interligados por meio de peças de conexão tais como, por exem-plo, e sem limitação, os semicotovelos de 180 graus 30, 32. Os semicotovelos 30, 32 ilustra-tivamente podem ser arredondados 30 tal como na figura 3, ou de meia esquadria 32 talcomo representado na figura 4. Os semitubos/elementos estão em comunicação fluida comas fontes de abastecimento e de retorno 33. Na configuração paralela de fluxo único 10Ailustrativa, as fontes de abastecimento e de retorno 33 ilustrativamente estão em comunica-ção fluida com os tubos de comunicação de abastecimento e de retorno 33A.

O(s) semitubo(s) 12 ilustrativamente e de forma seletiva pode(m) ser fabricado(s)de qualquer material adequado incluindo, por exemplo, e sem limitação: aço, incluindo, porexemplo, e sem limitação aço inoxidável, aço fundido, aço extrusado e aço estirado; ferro,incluindo sem limitação ferro fundido; níquel, incluindo sem limitação liga de níquel; assimcomo qualquer outro elemento adequado, compósito ou liga incluindo, por exemplo, e semlimitação ligas de alumínio e bronze. Além do mais, a invenção permitirá a seleção de mate-riais para o semitubo a ser selecionado a partir de uma faixa mais ampla de materiais planosou modelados. Em qualquer caso, o material de fabricação selecionado pode ser fabricadousando qualquer método adequado incluindo, por exemplo, e sem limitação laminação, for-jaria, fundição ou extrusão no formato desejada incluindo sem limitação o formato semicilín-drico ilustrativo.

Em um método de fabricação não exclusivo, mas ilustrativo, um comprimento dematerial de barra plana (material a ser selecionado com base na exigência de aplicação, talcomo conhecido para os versados na técnica) será laminado, moldado, fundido ou extrusa-do em um arco desejado, ao longo do seu comprimento, para satisfazer a exigência de áreaseccional transversal desejada do elemento de resfriamento. Esta área seccional transversalilustrativamente e de forma seletiva pode ser ajustada para satisfazer a velocidade de refri-gerante, queda de pressão e tempo de residência resultantes no elemento exigido para oti-mizar a vida útil do elemento.

Ilustrativamente, o comprimento total da barra terá uma geometria de uma maneirageral consistente por todo o seu comprimento. Por exemplo, no semitubo semicilíndrico ilus-trativo, o arco a ser laminado, moldado, fundido ou extrusado será de uma maneira geral umarco de cerca de 180 graus de extremidade a extremidade 14, 15 para definir o esquema desemicano/semitubo ilustrativo. Os arcos de semicano/semitubo 12 resultantes podem, masnão necessitam, ser projetados para ter as beiras ou asas 16 na suas extremidades opostas14, 15 para permitir que a pluralidade de semitubos seja soldada conjuntamente. Por exem-plo, no caso em que as asas 16 são fornecidas, uma única solda pode ser usada para fixarconjuntamente as asas 16 adjacentes dos semitubos 12 adjacentes e a placa de montagem24. Será percebido que os semitubos 12 podem ser dispostos próximos o suficiente parapermitir uma conexão de solda única mesmo sem o uso das asas 16.

A superfície externa 18 ilustrativamente pode ser de uma maneira geral lisa ou elapode incorporar geometrias tal como exigido para uma aplicação particular tal como, por exemplo, e sem limitação, quaisquer dispositivos de retenção de escória, tais como as ner-vuras ou saliências 44, tal como revelado na patente Estados Unidos 6.330.269 e no pedidode patente provisório US 60/732.618 de Manasek incorporados e representadas ilustrativa-mente na figura 5. Assim, também, dispositivos e configurações antiescória, tais como en-dentações, podem ser usados tal como desejado.

No caso em que o elemento resfriado resultante ilustrativamente exige um raio paraser usado no equipamento/aparelho a ser protegido, por exemplo, e sem limitação, em due-tos resfriados a água ou elementos resfriados a água para paredes laterais de forno a arcousado na fabricação de aço, o elemento total 10 pode ser projetado para ser laminado emum típico cilindro de placa no raio desejado em um cilindro de placa especialmente modifi-cado.

Os versados na técnica perceberão que outros formatos adequados substancial-mente bisseccionados podem ser usados tal como desejado. Por exemplo, e sem limitação,um bisseccionado e oco, isto é, metade ou semi: poliedro, hexaedro, octaedro, dodecaedro,icosaedro, cubo, paralelepípedo, prisma, cone, plinto, cilindro e outros mais podem ser usa-dos tal como desejado. Tal como com o semitubo de uma maneira geral bisseccionado 12ou corpo oco semicilíndrico ilustrativo, os corpos bisseccionados anteriores podem ter umaconfiguração fechada para formar o conduto 28, em vez de ter um lado aberto com o condu-to 28 sendo formado subseqüentemente pela montagem a uma placa 24 ou peça de equi-pamento/aparelho. Não importando a geometria do semitubo de uma maneira geral subs-tancialmente bisseccionado 12, será percebido que os corpos bisseccionados ilustrativos,incluindo o semitubo 12 ilustrativo, descritos neste documento podem diminuir a espessurado elemento de resfriamento por tanto quanto 50% quando comparados a um corpo nãobisseccionado, tal como no caso de configuração de elemento tubo ou cano cilíndrico ouquadrado completo. Como tal, o volume efetivo de trabalho do equipamento ou aparelho aser resfriado ou protegido será aumentado. Na alternativa, o projeto mais delgado dos cor-pos bisseccionados da invenção quando comparado com projetos de construção de placade caixa ou de tubo/cano cilíndrico não bisseccionado convencionais existentes, ilustrativa-mente permite que um elemento de resfriamento de uma maneira geral bisseccionado ou desemitubo seja empilhado em cima de um outro elemento de resfriamento de uma maneirageral bisseccionado ou de semitubo no aparelho/equipamento/dispositivo a ser resfriado ouprotegido. Em uma configuração como esta, se o elemento externo, por exemplo, o elemen-to no lado quente exposto diretamente à escória fundida em um forno a arco elétrico, falhar,então o elemento de trás (isto é, o elemento não exposto diretamente à escória exemplar)pode assumir o resfriamento do equipamento sem uma intervenção de tempo ocioso carapara reparar e ou mudar o elemento danificado, tal como deve acontecer se somente umelemento de resfriamento for usado.

As modalidades ilustrativas 10, 10A, 10B, 10C permitirão que o refrigerante fluindodentro ou através do(s) elemento(s) alcance velocidades de pelo menos o dobro das veloci-dades através de tubos convencionais. Ilustrativamente, velocidades de refrigerante de até eacima de cerca de 12 a 20 pés por segundo (3,65 a 6,09 metros por segundo) atravésdo(s) semitubo(s) são possíveis de acordo com a invenção. As modalidades ilustrativas tam-bém maximizarão a taxa de transferência de calor do(s) semitubo(s)/elemento(s) em relaçãoàs características do material específico escolhido para qualquer(s) elemento(s) particu-lar(s).

Também é fornecido um método de proteger uma peça de equipamento compreen-dendo as etapas de fornecer um elemento de proteção compreendendo uma pluralidade dossemitubos descritos anteriormente, e fixar conjuntamente a peça de equipamento e o ele-mento de proteção, e permitir que um fluido flua através de cada semitubo. Os semitubospodem estar em comunicação fluida um com o outro ou em comunicação fluida com tubosde comunicação de abastecimento e de retorno tal como desejado. Ilustrativamente, todosos aspectos desejados do semitubo podem ser selecionados incluindo, por exemplo, e semlimitação, o formato, incluindo as dimensões do semitubo, o material do qual o semituboserá fabricado, o método de fabricação e o método de fixação.

Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita detalhadamente nos desenhos edescrição anteriores, os mesmos são para ser considerados como ilustrativos e não restriti-vos em natureza, sendo entendido que somente modalidades ilustrativas da mesma forammostradas e descritas e que todas as mudanças e modificações que estejam dentro do espí-rito da invenção são desejadas para ser protegidas.

Claims (37)

1. Aparelho de proteção, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um se-mitubo tendo um comprimento longitudinal e um formato se aproximando de um corpo geo-métrico substancialmente bisseccionado.

2. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelofato de que o semitubo é formado de um elemento apropriado, liga ou material compósito.

3. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelofato de que o semitubo é formado usando qualquer método de fabricação adequado para omaterial.

4. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelofato de que o semitubo inclui paredes pesadas apropriadas para uso em equipamento deprodução de aço.

5. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelofato de que o semitubo é formado integralmente.

6. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelofato de que o semitubo compreende:extremidades de montagem opostas definidas por um plano de bisseccionamento, euma face se situando de uma maneira geral ao longo do plano de bisseccionamen-to e se estendendo entre as extremidades de montagem opostas.

7. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelofato de que o semitubo inclui um dispositivo de retenção de escória formado em uma super-fície exterior do semitubo geralmente oposta à face.

8. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelofato de que o dispositivo de retenção de escória compreende uma nervura alongada que seestende no comprimento longitudinal do semitubo.

9. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelofato de que a face é formada integralmente com o semitubo.

10. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pe-lo fato de que a face é formada pela fixação conjunta do semitubo e uma placa de montagem.

11. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pe-lo fato de que a face geralmente plana é formada pela fixação conjunta do semitubo e umapeça do equipamento.

12. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pe-lo fato de que compreende adicionalmente um fluido escoando através do semitubo.

13. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADOpelo fato de que o fluido compreende água.

14. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADOpelo fato de que o fluido escoa através do semitubo em velocidades de até cerca de 20 péspor segundo (6,09 metros por segundo).

15. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADOpelo fato de que o fluido escoa através do semitubo em velocidades que excedem cerca de-20 pés por segundo (6,09 metros por segundo).

16. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADOpelo fato de que o fluido escoa através do semitubo em velocidades entre cerca de 12 péspor segundo (3,65 metros por segundo) e cerca de 20 pés por segundo (6,09 metros porsegundo).

17. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pe-lo fato de que o semitubo compreende um poliedro substancialmente bisseccionado.

18. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pe-lo fato de que o poliedro substancialmente bisseccionado compreende um hexaedro subs-tancialmente bisseccionado.

19. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pe-lo fato de que o hexaedro substancialmente bisseccionado compreende um paralelepípedosubstancialmente bisseccionado.

20. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pe-lo fato de que o paralelepípedo substancialmente bisseccionado compreende um cubo subs-tancialmente bisseccionado.

21. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pe-lo fato de que o semitubo compreende um cilindro substancialmente bisseccionado tendoum diâmetro interno igual ao comprimento do plano que se estende entre as extremidadesopostas.

22. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADOpelo fato de que o diâmetro interno tem um comprimento entre cerca de 2 polegadas (50,8milímetros) e cerca de 4 polegadas (101,6 milímetros).

23. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pe-lo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de semitubos conectados con-juntamente para formar um elemento de proteção.

24. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADOpelo fato de que o elemento de proteção é fixado junto a uma peça do equipamento.

25. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADOpelo fato de que o elemento de proteção é fixado junto a uma placa de montagem e a placade montagem é fixada junto a uma peça do equipamento.

26. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADOpelo fato de que cada uma das extremidades opostas inclui uma beira, as beiras sendo fixa-das conjuntamente à placa de montagem.

27. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADOpelo fato de que cada um dos semitubos está em comunicação fluida tanto com um tubo decomunicação de abastecimento quanto com um tubo de comunicação de retorno.

28. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADOpelo fato de que cada um dos semitubos está em comunicação fluida um com o outro.

29. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 28, CARACTERIZADOpelo fato de que compreende adicionalmente cotovelos conectando cada um dos semitubosjuntos um com o outro.

30. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADOpelo fato de que os cotovelos são geralmente arredondados.

31. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADOpelo fato de que os cotovelos são geralmente em meia esquadria.

32. Aparelho de proteção, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADOpelo fato de que uma pluralidade de elementos de proteção são fixados juntos uns aos ou-tros, a pluralidade de elementos de proteção fixados sendo fixada junto a uma peça do e-quipamento.

33. Aparelho de proteção, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:uma pluralidade de semitubos, os semitubos se aproximando de um corpo cilíndricosubstancialmente bisseccionado possuindo um diâmetro entre aproximadamente duas pole-gadas (50,8 milímetros) e quatro polegadas (101,6 milímetros),uma placa de montagem fixada junto a cada uma da pluralidade de semitubos paraformar um elemento de proteção,onde o elemento de proteção é fixado junto a uma peça do equipamento e ondecada um dos semitubos é configurado para conduzir um fluido através dele em uma veloci-dade entre aproximadamente 12 pés por segundo (3,65 metros por segundo) e 20 pés porsegundo (6,09 metros por segundo).

34. Método para proteger uma peça de equipamento, CARACTERIZADO pelo fatode que compreende as etapas de:prover um elemento de proteção compreendendo uma pluralidade de semitubos, ossemitubos possuindo uma área seccional transversal se aproximando de um corpogeométrico geralmente bisseccionado;fixar o elemento de proteção à peça do equipamento a ser protegido; epermitir a um fluido escoar através de cada semitubo.

35. Método para proteger uma peça de equipamento, de acordo com areivindicação 34, CARACTERIZADO pelo fato de que o fluido escoa em velocidades entreaproximadamente 12 pés por segundo (3,65 metros por segundo) e 20 pés por segundo(6,09 metros por segundo).

36. Método para proteger uma peça de equipamento, de acordo com areivindicação 34, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapade selecionar o formato de cada semitubo.

37. Método para proteger uma peça de equipamento, de acordo com areivindicação 34, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapade selecionar o material de fabricação de cada semitubo.