ES2272193B1 - Sistema y aparato para el calentamiento de fluidos por induccion. - Google Patents

Abstract

Sistema y aparato para el calentamiento de fluidos por inducción. El sistema consiste en hacer circular el fluido a calentar a través de un conducto de paredes ferromagnéticas, que define un circuito circundado por una pared, también de naturaleza ferromagnética, alrededor de la que se dispone una bobina de inducción. El aparato comprende una serie de cámaras (3), de material ferromagnético, cada una de las cuales dispone de dos bocas distancias entre sí y de un tabique interno (7), también de material ferromagnético, que delimita un pasaje que discurre entre las bocas (5 y 6). Las diferentes cámaras quedan intercomunicadas a través de las bocas (5 y 6), para definir un conducto continuo, a través del que se hará circular el fluido a calentar. El conjunto de cámaras queda rodeado por una bobina de inducción (2).

Description

Sistema y aparato para el calentamiento de fluidos por inducción.

Campo de la invención

La presente invención se refiere aun sistema para el calentamiento de un fluido por inducción electromagnética, preferentemente para el calentamiento de un líquido. La invención tiene también por objeto el aparato mediante el que se puede llevar a cabo el sistema del calentamiento de la invención.

Antecedentes de la invención

El calentamiento por inducción es utilizado por ejemplo, en los hornos de inducción para fusión de metales.

Para el calentamiento de líquidos son conocidos, por ejemplo, las cocinas de inducción.

En todos los casos el producto a calentar se mantiene estático, en una cámara o recipiente de naturaleza adecuada que lo contiene.

En el caso de calentamiento de líquidos, estos deben estar contenidos en un recipiente de naturaleza ferromagnética, cuya base se calienta por efecto de la inducción y transmiten el calor al líquido o producto contenido. Esto hace que el volumen de agua calentada sea limitado, correspondiente a la capacidad del recipiente y, por otro lado, que el calentamiento del producto a calentar requiera un cierto tiempo, ya que no todo el producto estará continuamente en contacto con las paredes del recipiente, a partir de donde el producto deberá tomar el calor.

Descripción de la invención

La presente invención tiene por objeto un sistema y aparato para el calentamiento de fluidos por inducción, que permite lograr un calentamiento constante de un fluido en circulación en un periodo de tiempo muy reducido, pudiendo decirse que puede lograrse el calentamiento instantáneo del volumen de agua deseado.

El sistema y aparato de la invención es de especial aplicación para el calentamiento de agua para diferentes fines, por ejemplo con fines sanitarios, de calefacción, etc.

El sistema de la invención consiste en hacer circular el fluido a calentar a través de un conducto que define un circuito que esta circundado por una pared o carcasa, también de naturaleza ferromagnética. Alrededor de esta carcasa va dispuesta una bobina de inducción que provoca, al hacer pasar una corriente eléctrica a través de la misma, el calentamiento de la carcasa y de la pared del conducto. Como el fluido a calentar esta constantemente en contacto con toda la pared del conducto, a través del cual además estará circulando el fluido de forma controlada, se conseguirá un contacto íntimo y máximo entre el fluido a calentar y las paredes del conducto, con lo cual el calentamiento del fluido se logrará de forma prácticamente instantánea y constante.

Para llevar a cabo el sistema descrito puede utilizarse por ejemplo un aparato compuesto por una serie de cámaras estancas de material ferromagnético, cada una de las cuales dispone de una boca de entrada y una boca de salida, distanciadas entre sí, y también de un tabique interno, igualmente de material ferromagnético, que delimita con las bases y paredes de la cámara un pasajes o conducto continuo que discurre entre la boca de entrada y la boca de salida. Todas las cámaras que conforman el aparato estarán intercomunicadas consecutivamente entre sí, de modo que la boca de salida de cada cámara constituya la boca de entrada de la siguiente. Con esta disposición, el conjunto de pasaje de las diferentes cámaras delimitan un conducto continuo de sección constante, que discurre entre la boca de entrada de una de las cámaras extremas y la boca de salida de la otra cámara extrema. A través de este conducto se hará circular el fluido a calentar.

El conjunto de cámaras puede ir dispuesto formando un apilamiento, el cual quedará rodeado por una bobina de inducción que provoca, al hacer pasar una corriente eléctrica a través de la misma, el calentamiento de la carcasa y tabique interno y con ello el calentamiento del fluido que se haga circular a través del conducto comentado.

Según una forma preferente de realización las cámaras pueden ser de forma cilíndrica, de igual diámetro, y los orificios de entrada y salida estarán practicados cada uno en una de sus bases en posición coincidente en todas las cámaras, uno en posición centrada y el otro de posición adyacente a la pared. El tabique que discurre entre las dos bocas, desde el orificio de entrada hasta el de salida, discurrirá con una trayectoria en espiral. Las diferentes cámaras se disponen superpuestas, de modo que el orificio de salida de una cámara quede enfrentado al orificio de entrada de la cámara siguiente, para determinar el conducto citado, rodeando la bobina de inducción el conjunto de cámaras apiladas.

La constitución descrita puede simplificarse haciendo que las cámaras estén constituidas por platos de pared cilíndrica que disponen en el fondo, unos de un orificio central y otros de un orificio adyacente a la pared. El conjunto de platos van superpuestos en posición alternada, y unidos entre sí, de modo que el fondo de cada plato constituya ' la base superior de la cámara situada inmediatamente por delante y el orificio de salida de cada cámara el orificio de entrada de la cámara siguiente. Entre estos orificios , discurrirá en espiral el tabique, tabique que irá fijado en cada cámara a la pared o base por cualquier sistema, de modo que cada tabique quede asegurado al plato correspondiente, sin posibilidad de movimiento.

Breve descripción de los dibujos

Las características y ventajas del sistema y aparato de la invención se podrán comprender mejor con la siguiente descripción, hecha con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestra un ejemplo de realización no limitativo.

En los dibujos:

La figura 1 es una perspectiva de un aparato constituido de acuerdo con la invención.

La figura 2 es una perspectiva del conjunto de cámaras que entran a formar parte del aparato de la figura 1.

La figura 3 muestra en perspectiva la bobina que rodeará el conjunto de cámaras de la figura
2.

La figura 4 es una sección diametral parcial en perspectiva del conjunto de cámaras, tomada según la línea de corte IV-IV de la figura 2.

La figura 5 muestra en perspectiva y despiece el conjunto de platos de la figura 4.

Las figuras 6 y 7 muestran en perspectiva el primero y segundo platos de los conjuntos de las figuras 4 y 5.

Descripción de un modo de realización

En la figura 1 se muestra un aparato para calentamiento de fluidos por inducción, que está compuesto por un conjunto o apilamiento 1 de cámaras, de material ferromagnético, y una bobina de inducción 2 dispuesta alrededor de este conjunto o apilamiento de cámaras.

En la figura 2 se muestra el apilamiento 1 de cámaras 3, las cuales son de configuración cilíndrica, de igual diámetro y van superpuestas y unidas para formar un conjunto estable.

En la figura 3 se muestra en perspectiva la bobina 2 de inducción que rodea al apilamiento 1 de cámaras 3.

El conjunto de cámaras cilíndricas puede estar compuesto por ejemplo mediante platos 4 que van consecutivamente apilados, según se demuestra en la figura 4, y unidos entre sí, para delimitar las cámaras 3. Estos platos, como mejor puede apreciarse en la figura 5 disponen en el fondo, unos de un orificio central 5 y otros de una abertura periférica 6, próxima a la pared. Los platos se apilan y unen consecutivamente con las aberturas 5 y 6 en posición alternada.

Dentro de cada una de las cámaras 3 definida por la superposición de dos platos consecutivos 4 va dispuesto un tabique 7 de trayectoria en espiral. De esta forma, el primero de los platos que se referencia con el número 4' en la figura 5, dispondrá de un orificio en el centro. El tabique 7, según se aprecia en la figura 5, describirá un pasaje en espiral 8 que arranca del orificio central 5 y finaliza en la periferia, al quedar cerrado por el acodamiento 9. En coincidencia con esta finalización, inmediatamente antes del acodamiento 9, queda situada la abertura 6 del plato situado inmediatamente a continuación, que en las figuras 5 y 7 se referencia con el número 4''.

Al quedar el plato 4'' superpuesto con el plato 4' y fijado a él, el pasaje helicoidal 8 definido por el tabique 7 parte del conducto central 5, llega hasta la abertura 6 del plato 4'' y se continua por el trayecto helicoidal definido por el tabique 7, desde la periferia hasta el centro, pasando por el orificio central 5' del plato 4''', figura 5.

De este modo, un fluido introducido a través del orificio 5 del primero de los platos 4', circulará a través del conducto definido por la sucesión de pasajes 8 de los diferentes platos, discurriendo alternativamente desde el centro a la periferia para pasar por la abertura 6 y circular por el plato siguiente desde la periferia hasta el centro, hasta que alcanza el orificio 5 del plato siguiente, todo ello hasta salir por el plato extremo opuesto al de entrada.

En la figura 4 se aprecia claramente la continuidad de este conducto entre los orificios centrales 5 y una abertura periférica 6 de tres platos consecutivos 4' 4'' y 4''' superpuestos consecutivamente y unidos entre sí.

Como puede comprenderse, el tabique 7 irá unido en cada una de las cámaras, bien al fondo o a la pared del plato y delimitará al superponer los diferentes platos un conducto continuo entre el orificio de uno de los platos extremos hasta el orificio del plato extremo opuesto.

Al hacer circular una corriente por la bobina 2, figura 1, se producirá el calentamiento de los diferentes platos 4 y tabique 7, todos ellos de naturaleza ferromagnética. El fluido que circula a través del conducto definido por el conjunto de platos y tabiques, estará en íntimo contacto con las paredes del conducto, definido por el fondo de los platos y tabiques, lográndose así un calentamiento constante del fluido entre el orificio de entrada de uno de los platos extremos y el orificio de salida del otro plato extremo, cuyo resultado será la obtención de un flujo constante de agua caliente que puede ser utilizado con fines sanitarios, de calefacción, etc.

Como puede comprenderse, el conjunto de cámaras podría estar constituido de forma diferente a la descrita, siempre que defina un conducto continuo entre un orificio de entrada y otro de salida distanciados, configurando una columna alrededor de la cual se dispondría la bobina de inducción. Una disposición con las características comentadas podría obtenerse mediante un tubo que fuera formando pisos y en cada uno de los cuales adoptara un arrollamiento en espiral. También el conjunto de cámaras podría estar obtenido por una serie de platos planos rodeados por una pared cilíndrica común, que determinarían las cámaras en cada una de las cuales iría dispuesto el tabique helicoidal.

Otras configuraciones y disposiciones son posibles, dentro del concepto general descrito.

Claims (5)

1. Sistema de calentamiento de fluidos por inducción, caracterizado porque consiste en hacer circular el fluido a calentar a través de un conducto de pared ferromagnética, que define un circuito que esta circundado por una pared o carcasa, también de naturaleza ferromagnética, alrededor de cuya carcasa se dispone una bobina de inducción que provoca, al hacer pasar una corriente eléctrica a través de la misma, el calentamiento de la carcasa y de la pared del conducto y con ello el calentamiento del fluido que circula a través del mismo.

2. Aparato para el calentamiento de fluido por inducción, caracterizado porque comprende una serie de cámaras estancas de material ferromagnético, cada una de las cuales dispone de una boca de entrada y una boca de salida, distanciadas entre sí, y de un tabique interno, también de material ferromagnético, que delimita con las bases y paredes de la cámara un pasaje continuo que discurre entre la boca de entrada y la boca de salida, estando las diferentes cámaras intercomunicadas consecutivamente entre sí a través de las bocas de entrada y salida, determinando los diferentes pasajes un conducto continuo de sección constante que discurre entre la boca de entrada de una de las cámaras extremas y la boca de salida de la otra cámara, a través de cuyo conducto se hace circular el fluido a calentar; estando el conjunto de cámaras rodeado por una bobina de inducción que provoca, al hacer pasar una corriente eléctrica a través de la misma, el calentamiento de la carcasa y tabique interno.

3. Aparato según la reivindicación 2, caracterizado porque las cámaras son de configuración cilíndrica, de igual diámetro y los orificios de entrada y salida están practicados cada uno en una de sus bases, en posición coincidente en todas las cámaras, uno en posición centrada y el otro en posición adyacente a la pared, discurriendo el tabique entre las bases y desde el orificio de entrada hasta el de salida con una trayectoria en espiral, estando las diferentes cámaras superpuestas, con el orificio de salida de una cámara enfrentado al orificio de entrada de la cámara siguiente, para determinar el conducto citado, rodeando la bobina de inducción el conjunto de cámaras apiladas.

4. Aparato según la reivindicación 2, caracterizado porque las cámaras están constituidas por platos de pared cilíndrica que disponen en el fondo, unos de un orificio central y otros de un orificio adyacente a su pared, estando unos y otros platos superpuestos en posición alternada y unidos entre sí, constituyendo el fondo de cada plato la base superior de la cámara situada inmediatamente por delante y el orificio de salida de cada cámara el orificio de entrada de la cámara siguiente, entre cuyos orificios discurre en espiral el tabique citado.

5. Aparato según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en cada cámara el tabique citado va fijado a la pared y/o bases de dicha cámara.