ES2292226T3 - IMMERSION HEATER THAT CAN BE USED IN A HEATING RADIATOR WITH WATER CIRCULATION. - Google Patents
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Abstract
Description
Calentador de inmersión que puede utilizarse en un radiador de calentamiento con circulación de agua.Immersion heater that can be used in a heating radiator with water circulation.
La presente invención se refiere a un dispositivo que forma un calentador por inmersión que puede utilizarse especialmente en un radiador de calentamiento con circulación de agua.The present invention relates to a device that forms an immersion heater that can especially used in a heating radiator with water circulation
Se conoce un dispositivo que forma un calentador por inmersión que comprende un colector cerrado de manera estanca en sus dos extremos y que contiene un líquido portador de calor que va a calentarse y, alojado en el colector bañado en el líquido portador de calor, un cartucho de calentamiento con resistencia eléctrica de calentamiento sumergida en el cartucho estando eléctricamente aislada del mismo. Más precisamente, el cartucho de calentamiento comprende un cuerpo tubular cilíndrico metálico, por ejemplo de acero, en el que hay magnesia compactada que aísla la resistencia eléctrica del tubo del cartucho.A device that forms a heater is known by immersion comprising a tightly closed manifold at its two ends and that contains a heat-carrying liquid that it will heat up and, housed in the collector dipped in the liquid heat carrier, a heating cartridge with resistance electric heating submerged in the cartridge being electrically isolated from it. More precisely, the cartridge heating comprises a cylindrical metal tubular body, by example of steel, in which there is compacted magnesia that isolates the electrical resistance of the cartridge tube.
No obstante, este dispositivo conocido tiene el principal inconveniente de no garantizar una seguridad perfecta desde el punto de vista del aislamiento eléctrico ya que la resistencia eléctrica interior del cartucho de calentamiento puede entrar accidentalmente en contacto con la pared interior del tubo metálico del cartucho, por ejemplo debido a un desmoronamiento de la magnesia debido a un defecto de compactación de la misma o a una fisura del tubo del cartucho a través de la cual puede penetrar el fluido portador de calor para disgregar la magnesia compactada, de manera que la corriente de cortocircuito que llega hasta el colector metálico puede provocar descargas eléctricas al usuario cuando el dispositivo está integrado en un radiador de calentamiento metálico con circulación de agua.However, this known device has the main drawback of not guaranteeing perfect security from the point of view of electrical insulation since the electrical resistance inside the heating cartridge can accidentally come into contact with the inner wall of the tube metallic cartridge, for example due to a collapse of magnesia due to a compaction defect thereof or to a fissure of the cartridge tube through which the heat carrier fluid to disintegrate compacted magnesia, from so that the short circuit current that reaches the collector metallic can cause electric shock to the user when the device is integrated in a metal heating radiator with water circulation.
Para mejorar el nivel de seguridad de un dispositivo calentador por inmersión de este tipo, se ha propuesto realizar el cartucho de calentamiento en dos tubos metálicos cilíndricos concéntricos, eléctricamente aislados entre sí mediante magnesia compactada, comprendiendo el tubo interior la resistencia eléctrica de calentamiento sumergida en magnesia compactada para aislarla del tubo interior. Un dispositivo de este tipo se conoce por ejemplo a partir del documento EP-A-0317435.To improve the security level of a immersion heating device of this type has been proposed make the heating cartridge in two metal tubes concentric cylindrical, electrically isolated from each other by compacted magnesia, the inner tube comprising the resistance electric heating submerged in compacted magnesia for insulate it from the inner tube. A device of this type is known for example from the document EP-A-0317435.
No obstante, aunque este cartucho de calentamiento con doble aislamiento garantiza el nivel deseado de seguridad, es muy costoso de realizar ya que no solamente necesita los dos tubos concéntricos interior y exterior, sino que necesita igualmente compactar magnesia en el tubo interior para sumergir la resistencia eléctrica y entre los dos tubos interior y exterior para aislarlos entre sí.However, although this cartridge double insulated heating guarantees the desired level of security, it is very expensive to perform since it not only needs the two inner and outer concentric tubes; it needs also compact magnesia in the inner tube to submerge the electrical resistance and between the two inner and outer tubes to isolate them from each other.
La presente invención tiene por objetivo eliminar los inconvenientes de los dispositivos anteriores conocidos proponiendo un dispositivo que forma un calentador por inmersión que comprende un colector en forma de tubo cerrado de manera estanca en sus dos extremos y que contiene un líquido portador de calor que va a calentarse y, alojado en el colector bañado en el líquido portador de calor, un cartucho de calentamiento con resistencia eléctrica interior de calentamiento interior sumergida en el cartucho estando eléctricamente aislada del mismo y que se caracteriza porque el líquido portador de calor es eléctricamente aislante.The present invention aims at eliminate the inconvenience of previous known devices proposing a device that forms an immersion heater comprising a collector in the form of a closed tube so sealed at its two ends and containing a carrier liquid of heat to be heated and, housed in the collector bathed in the heat carrier liquid, a heating cartridge with internal electrical resistance of submerged internal heating in the cartridge being electrically isolated from it and that characterized in that the heat-carrying liquid is electrically insulating.
El líquido portador de calor es aceite mineral, preferiblemente de tipo parafínico con alto índice de viscosidad.The heat-carrying liquid is mineral oil, preferably of paraffinic type with high index of viscosity.
El cartucho de calentamiento está fijado en el colector de manera sensiblemente coaxial al mismo soportado en uno de sus extremos por un manguito de soporte fijado a través de una de las paredes de extremo del colector.The heating cartridge is fixed in the collector sensibly coaxial to it supported in one of its ends by a support sleeve fixed through one of the end walls of the collector.
Ventajosamente, el manguito de soporte del cartucho es de un material aislante y comprende una parte cilíndrica roscada en el exterior que se acopla en un orificio roscado correspondiente de la pared de extremo del colector y un collarín que se apoya sobre la cara exterior de la pared de extremo en posición de bloqueo del manguito en la pared de extremo.Advantageously, the support sleeve of the cartridge is made of an insulating material and comprises a cylindrical part threaded on the outside that engages in a threaded hole corresponding to the end wall of the manifold and a collar which rests on the outer face of the end wall in locking position of the sleeve on the end wall.
Según una variante de realización, el manguito de soporte del cartucho es de material metálico y comprende una parte cilíndrica roscada en el exterior que se acopla en un orificio roscado correspondiente de otro manguito de material aislante que forma igualmente una tuerca de fijación del manguito a la pared de extremo metálica del colector y un collarín que se apoya sobre el otro manguito en posición de bloqueo del manguito en el otro manguito.According to a variant embodiment, the sleeve The cartridge holder is made of metallic material and comprises a externally threaded cylindrical part that engages in a hole corresponding threading of another sleeve of insulating material that it also forms a nut fixing the sleeve to the wall of metal end of the collector and a collar that rests on the another sleeve in the sleeve lock position on the other sleeve.
Preferiblemente, el cartucho de calentamiento está fijado al manguito de soporte mediante soldadura o encolado.Preferably, the heating cartridge is fixed to the support sleeve by welding or glued
El cartucho de calentamiento comprende un tubo cilíndrico que contiene magnesia compactada en la que está sumergida la resistencia eléctrica de calentamiento cuyos dos extremos están conectados respectivamente a dos hilos conductores de alimentación que atraviesan el manguito de soporte sobresaliendo por el exterior del mismo.The heating cartridge comprises a tube cylindrical that contains compacted magnesia in which it is submerged electric heating resistance whose two ends are connected respectively to two conductive wires of supply that pass through the support sleeve protruding on the outside of it.
El cartucho de calentamiento comprende uno o varios anillos de material eléctricamente aislante enmangados a presión sobre el tubo del cartucho.The heating cartridge comprises one or several rings of electrically insulating material enmangado a pressure on the cartridge tube.
El extremo libre del cartucho está recubierto con un tapón de material eléctricamente aislante.The free end of the cartridge is coated with a plug of electrically insulating material.
El tubo del cartucho de calentamiento y el colector son metálicos, por ejemplo de acero.The heating cartridge tube and the Collector are metallic, for example steel.
Según una variante, el tubo del cartucho de calentamiento es de un material eléctricamente aislante, por ejemplo de cerámica.According to a variant, the cartridge tube of heating is of an electrically insulating material, for example Ceramic
La invención se entenderá mejor y otros objetivos, características, detalles y ventajas de la misma resultarán más claros en el transcurso de la descripción explicativa que sigue haciendo referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos facilitados a título de ejemplo que ilustran un modo de realización de la invención y en los que:The invention will be better understood and others objectives, characteristics, details and advantages thereof they will be clearer in the course of the description explanatory that continues to refer to the schematic drawings attachments provided by way of example that illustrate a way of embodiment of the invention and in which:
La figura 1 es una vista en corte longitudinal del dispositivo que forma un calentador por inmersión de la invención.Figure 1 is a longitudinal sectional view. of the device that forms a heater by immersion of the invention.
La figura 2 es una vista en corte según la línea II-II de la figura 1.Figure 2 is a sectional view along the line II-II of figure 1.
La figura 3 es una vista en corte longitudinal de una variante de realización del dispositivo de la invención.Figure 3 is a longitudinal sectional view. of a variant embodiment of the device of the invention.
El dispositivo que forma un calentador por inmersión se describirá en su aplicación en un radiador de calentamiento con circulación de agua en el que está integrado para calentar el agua circulante, pero se entiende que puede utilizarse para otras aplicaciones diferentes que necesiten el calentamiento de un líquido o de un fluido.The device that forms a heater by immersion will be described in its application in a radiator water circulation heating in which it is integrated to heat the circulating water, but it is understood that it can be used for other different applications that need heating a liquid or a fluid.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, el dispositivo que forma un calentador por inmersión comprende un colector 1 en forma de tubo cilíndrico metálico cerrado de manera estanca en sus extremos y que contiene un líquido 2 portador de calor que va a calentarse.Referring to figures 1 and 2, the device forming an immersion heater comprises a collector 1 in the form of a cylindrical metal tube closed in a manner sealed at its ends and containing a liquid 2 carrier of heat to be heated.
El dispositivo comprende además, alojado en el colector 1 bañado en el líquido 2 portador de calor, un cartucho 3 de calentamiento que permite calentar el líquido 2 portador de calor y constituido por un tubo 4 cilíndrico metálico en el que se encuentra una resistencia 5 eléctrica interior de calentamiento sumergida en magnesia M compactada en el tubo 4 con el fin de aislar eléctricamente la resistencia 5 del tubo 4. La resistencia 5 está constituida por un hilo conductor enrollado en espiral con espiras muy juntas y tiene sensiblemente la forma de una U alargada de manera que sus dos extremos libres que salen del tubo 4 están conectados respectivamente a dos hilos 6 conductores exteriores de alimentación.The device further comprises, housed in the collector 1 dipped in the liquid 2 heat carrier, a cartridge 3 of heating that allows to heat the liquid 2 heat carrier and constituted by a metal cylindrical tube 4 in which find an internal heating resistor 5 immersed in compacted magnesia M in tube 4 in order to electrically isolate resistance 5 from tube 4. Resistance 5 It consists of a spirally wound conductive wire with you exhale very close together and it has the shape of an elongated U so that its two free ends coming out of tube 4 are connected respectively to two wires 6 outer conductors of feeding.
Según la invención, el líquido 2 portador de calor es eléctricamente aislante y está preferiblemente constituido por aceite mineral, preferiblemente de tipo parafínico con alto índice de viscosidad. A título de ejemplo, el aceite mineral es el de la empresa SHELL comercializado con la denominación "SHELLFLEX" de tipo 110 FC.According to the invention, the liquid 2 carrying heat is electrically insulating and is preferably constituted by mineral oil, preferably of paraffinic type with high viscosity index. As an example, mineral oil is the SHELL company marketed under the name "SHELLFLEX" type 110 FC.
El cartucho 3 de calentamiento está fijado en el colector 1 de manera sensiblemente coaxial al mismo teniendo uno de sus extremos libre flotante y su extremo opuesto unido a un manguito 7 de soporte realizado con un material eléctricamente aislante fijado a través de una de las paredes de extremo del colector 1. Tal como se representa en la figura 1, el manguito 7 de soporte comprende una parte 7a cilíndrica roscada en el exterior para acoplarse en un orificio 1b roscado correspondiente que atraviesa la pared 1a de extremo del colector 1 y una parte que forma un collarín 7b que se apoya sobre la cara exterior de la pared 1a de extremo cuando el manguito 7 de soporte está bloqueado mediante atornillado en la pared 1a. El manguito 7 de soporte comprende además un extremo 7c cilíndrico en el que está unido, por soldadura o por encolado, el extremo correspondiente del cartucho 3 de calentamiento. Los hilos 6 de alimentación conectados a los dos extremos de la resistencia 5 de calentamiento atraviesan una perforación interior del manguito 7 de soporte para sobresalir en el exterior del colector 1.The heating cartridge 3 is fixed in the collector 1 in a substantially coaxial manner therein having one of its free floating ends and its opposite end attached to a sleeve 7 support made with an electrically insulating material fixed through one of the end walls of the manifold 1. Such as shown in figure 1, the support sleeve 7 comprises a cylindrical part 7a threaded on the outside for engage in a corresponding threaded hole 1b that crosses the end wall 1a of the manifold 1 and a part forming a collar 7b that rests on the outer face of the wall 1a of end when the support sleeve 7 is blocked by screwed on the wall 1a. The support sleeve 7 comprises also a cylindrical end 7c in which it is joined, by welding or by gluing, the corresponding end of the cartridge 3 of heating. The power wires 6 connected to the two ends of the heating resistor 5 pass through a inner bore of support sleeve 7 to protrude into the outside of manifold 1.
El cartucho 3 de calentamiento comprende uno o varios anillos 8, en el presente caso su número es dos, realizados con un material eléctricamente aislante y fijados sobre el tubo 4 del cartucho 3 estando enmangados a presión sobre el mismo a una distancia alejada uno de otro. Llegado el caso, el extremo libre del cartucho 3 de calentamiento puede recubrirse con un tapón (no representado) de material eléctricamente aislante. Los anillos 8 y este tapón permiten evitar un contacto eléctrico accidental entre el tubo 4 y el colector 1. Por supuesto, los anillos 8 y el tapón están realizados con un material que permite igualmente resistir a las temperaturas de funcionamiento del cartucho 3 de calentamiento.The heating cartridge 3 comprises one or several rings 8, in the present case their number is two, made with an electrically insulating material and fixed on tube 4 of the cartridge 3 being pressurized thereon to a distance away from each other. If necessary, the free end of the heating cartridge 3 can be coated with a plug (no represented) of electrically insulating material. Rings 8 and This plug prevents accidental electrical contact between the tube 4 and the manifold 1. Of course, the rings 8 and the plug they are made with a material that also allows to resist the operating temperatures of cartridge 3 of heating.
La invención descrita anteriormente permite así realizar un calentador por inmersión constituido por un cartucho de calentamiento conocido en sí mismo descrito al comienzo de la descripción y que presenta características de aislamiento eléctrico extremadamente elevadas que garantizan, gracias al líquido portador de calor aislante, un nivel muy elevado de seguridad para los usuarios, especialmente cuando se utiliza el calentador por inmersión en un radiador de calentamiento con circulación de agua.The invention described above thus allows make an immersion heater consisting of a cartridge known warm-up described at the beginning of the description and presenting characteristics of electrical insulation extremely high that guarantee, thanks to the carrier liquid of insulating heat, a very high level of safety for users, especially when using the heater by immersion in a heating radiator with circulation of Water.
Pueden aportarse diversas modificaciones al dispositivo calentador por inmersión sin salirse del marco de la presente invención. Por tanto, el manguito 7 de soporte, en lugar de realizarse con un material eléctricamente aislante, puede realizarse con un material metálico recubierto con material aislante. La figura 3 representa le manguito 7 de material metálico de estructura idéntica a la del manguito 7 de la figura 1 y cuya parte 7a cilíndrica roscada en el exterior se acopla en un orificio 9a roscado correspondiente de otro manguito 9 de material eléctricamente aislante que forma igualmente una tuerca de fijación del manguito 7 metálico en la pared 1a de extremo metálica del colector 1. Según otra variante de realización, el tubo 4 del cartucho 3 de calentamiento, en lugar de ser metálico, puede realizarse con material eléctricamente aislante, tal como por ejemplo cerámica.Various modifications can be made to the immersion heating device without leaving the frame of the present invention Therefore, the support sleeve 7, instead of be made with an electrically insulating material, it can be made with a metallic material coated with material insulating. Figure 3 represents the sleeve 7 of metallic material of identical structure to that of sleeve 7 of figure 1 and whose outside threaded cylindrical part 7a is engaged in a hole 9a corresponding threading of another sleeve 9 of material electrically insulating which also forms a fixing nut of the metal sleeve 7 on the metal end wall 1a of the manifold 1. According to another variant embodiment, tube 4 of the heating cartridge 3, instead of being metallic, can be made with electrically insulating material, such as by ceramic example.
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