ES2292645T3 - Calentador de agua hecho de materiales termoplasticos reciprocamente compatibles. - Google Patents
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Abstract
Calentador de agua hecho de material plástico, que comprende un cuerpo (2) principal que incluye, preferiblemente pero no exclusivamente, dos semicarcasas (2a, 2b) que están soldadas para crear un cuerpo resistente a temperatura y presión, y que comprende además una cubierta (7) externa, caracterizado porque las dos semicarcasas (2a 2b) y la cubierta externa están hechas de materiales termoplásticos compatibles y reciclables, clasificados en un conjunto de los siguientes grupos: Grupo A) semicarcasas hechas de una mezcla de PPE y PS reforzado con fibras de vidrio, cubierta externa hecha de PS (con cargas minerales); Grupo B) semicarcasas hechas de una mezcla de PPE y PA 6/6 reforzada con fibras de vidrio, cubierta hecha de PA 6/6 (con cargas minerales); Grupo C) semicarcasas hechas de una mezcla de PPE y PBT reforzado con fibras de vidrio, cubierta hecha de PBT (con cargas minerales); Grupo D) semicarcasas hechas de PA 6/6 reforzada con fibras de vidrio, cubierta hecha de PA 6/6 (con cargas minerales); Grupo E) semicarcasas hechas de PET reforzado con fibras de vidrio, cubierta hecha de PET (con cargas minerales); Grupo F) semicarcasas hechas de PP reforzado con fibras de vidrio, cubierta hecha de PP (con cargas minerales).
Description
Calentador de agua hecho de materiales
termoplásticos recíprocamente compatibles.
La presente invención se refiere al campo de
aparatos para calentar agua o calentadores de agua. La invención
del presente documento se ha diseñado con referencia especial a los
calentadores de agua eléctricos, en particular aquéllos hechos de
materiales plásticos.
Normalmente se utilizan materiales plásticos
para fabricar calentadores de agua del tipo mencionado
anteriormente, con el fin de evitar las desventajas de aparatos
tradicionales comprendidos de depósitos metálicos que necesitan
estar dispuestos de manera especial para resistir la corrosión.
El documento
EP-A-0 674 muestra un calentador de
agua fabricado uniendo dos carcasas de un único material plástico,
en particular polipropileno.
El documento
FR-A-2 620 803 muestra un calentador
de agua con una carcasa de material expandido termoaislante,
revestido con una camisa de espuma de poliuretano.
Todos los calentadores de agua de un tipo
conocido mencionados anteriormente tienen una capacidad pequeña y
no pueden soportar altas presiones, por ejemplo presiones de
funcionamiento de 8 bar, a temperaturas de hasta 90º-100ºC. Sin
embargo, pueden soportar presiones de pico de al menos 16 bars tal
como requieren los reglamentos del campo vigentes. Además, los
calentadores de agua de un tipo conocido necesitan fabricarse con
capas bastantes gruesas de material expandido aislante con el fin de
evitar una pérdida rápida de calor hacia el exterior.
Un objetivo de la presente invención se
constituye por el hecho de que la selección de diferente material
termoplástico se realiza de la manera para obtener del calentador de
agua en cuestión características de alta fiabilidad y resistencia
mecánicas en el tiempo cuando estén presentes altas presiones.
Un objetivo adicional de la presente invención
es fabricar un calentador de agua pueda reciclarse fácilmente y
cuyos componentes estén hechos de materiales de plástico altamente
compatibles.
En particular, el calentador de agua hecho de
material plástico, que comprende un cuerpo principal que incluye,
preferiblemente pero no exclusivamente, dos semicarcasas que están
soldadas para crear un cuerpo resistente a la temperatura y a la
presión, y que comprende además una cubierta externa, está
caracterizado porque las dos semicarcasas y la cubierta externa
están hechas de materiales termoplásticos compatibles y reciclables,
clasificados en un conjunto de los siguientes grupos:
- Grupo A)
- semicarcasas hechas de una mezcla de PPE y PS reforzado con fibras de vidrio, cubierta externa hecha de PS (con cargas minerales);
- Grupo B)
- semicarcasas hechas de una mezcla de PPE y PA 6/6 reforzada con fibras de vidrio, cubierta hecha de PA 6/6 (con cargas minerales);
- Grupo C)
- semicarcasas hechas de una mezcla de PPE y PBT reforzado con fibras de vidrio, cubierta hecha de PBT (con cargas minerales);
- Grupo D)
- semicarcasas hechas de PA 6/6 reforzada con fibras de vidrio, cubierta hecha de PA 6/6 (con cargas minerales);
- Grupo E)
- semicarcasas hechas de PET reforzado con fibras de vidrio, cubierta hecha de PET (con cargas minerales);
- Grupo F)
- semicarcasas hechas de PP reforzado con fibras de vidrio, cubierta hecha de PP (con cargas minerales).
Características y ventajas adicionales de la
presente invención se entenderán mejor a partir de la descripción
detallada de una realización preferida que sigue, en la forma de un
ejemplo, con referencia particular a la figura del dibujo adjunto,
que es una sección transversal esquemática de un calentador de agua
fabricado según la presente invención.
Con referencia a la figura, un calentador 1 de
agua hecho de material plástico resistente a presiones relativamente
altas comprende un cuerpo 2 principal que consiste en dos
semicarcasas 2a, 2b, en el que se encuentra un calentador 3
eléctrico que está fijado a un reborde 4 montado para cubrir una
abertura 5 en una de las dos semicarcasas 2a, 2b. Los conductos 6
fluyen dentro del cuerpo principal para suministrar agua dentro y
fuera del calentador 1 de agua. Un contenedor 7 externo, que tiene
principalmente una función estética, encierra al cuerpo 2
principal.
Las dos semicarcasas 2a, 2b están hechas de
material termoplástico, seleccionado con el fin de garantizar una
alta resistencia mecánica y una baja transmisión de calor del cuerpo
2 principal. La utilización de material termoplástico garantiza la
total reciclabilidad del calentador 1 de agua, una vez que se haya
desmontado el único reborde 4 que sostiene al elemento 3 de
calentamiento eléctrico. Para este fin, los conductos 6 también
pueden hacerse de material termoplástico o de un material
termoendurecible. En el último caso, aunque los conductos 6 no
puede reciclarse como tales, sin embargo, pueden pulverizarse en el
proceso de reciclado junto con el cuerpo 2 principal y permanecer,
por tanto, presentes como una carga en el material termoplástico con
el que se hacen las dos semicarcasas 2a, 2b.
Los materiales enumerados en lo sucesivo son
particularmente adecuados para la construcción del calentador de
agua que es el objeto de la presente invención, con referencia
particular a sus características que les permiten trabajarse
fácilmente a temperaturas que son superiores a las temperaturas de
funcionamiento máximas del calentador de agua (aproximadamente
90º-100ºC), a su alta resistencia de utilización, su baja
permeabilidad al agua y sus bajas temperaturas de transición
vítrea, que son definitivamente superiores, al menos en 50ºC, a las
de funcionamiento.
Por ejemplo, se ha demostrado que el PPE/PPO
(poli(éter de fenileno)/poli(óxido de fenileno)) ofrece varias
posibilidades para mezclar, en diversos porcentajes, materiales
tales como PS (poliestireno), PA (poliamidas), PBT
(poli(butilen-terftalato)), PEK (poliéteres
de cetona acrílicos), para crear aleaciones que pueden trabajarse a
temperaturas que son muy superiores a las temperaturas de
funcionamiento típicas de calentadores de agua iguales a
aproximadamente 90-100ºC. A continuación se tratan
algunos de los materiales que se ha detectado que tienen
características de resistencia y trabajabilidad apropiadas.
Las mezclas de PPE y PS ofrecen buena
trabajabilidad y son resistentes a casos de degradación
oxidativa.
La presencia de poliestireno puede determinar,
en algunos casos, el riesgo de grietas de tensión, que pueden
ajustarse con porcentajes apropiados de PS. Desde este punto de
vista, se ofrecen mejores características mediante las mezclas de
PPE/PA 6.6 secas o mediante las mezclas de PPE/PBT. Éstas se
caracterizan por una resistencia superior a grietas de tensión
internas que el PPE, grietas que podrían implicar roturas en el
caso, previsible, de cargas repetidas y cíclicas.
Por tanto, dichas mezclas, son más adecuadas
para su aplicación en la producción de un calentador de agua según
la presente invención.
Los materiales mencionados anteriormente
alcanzan los fines previstos cuando contienen un porcentaje de
fibras de vidrio que es generalmente igual o superior al 30%, según
las mezclas y el tipo de polímero que contienen.
Además, la presencia de fibras de vidrio
garantiza una absorción de agua reducida hasta la saturación del
material plástico, que es generalmente inferior a aproximadamente el
3%.
Una característica importante de la presente
invención se representa mediante la compatibilidad de los materiales
con los que se fabrican las partes componentes del calentador de
agua. En particular, se ha detectado que los siguientes grupos de
materiales se caracterizan por una buena compatibilidad para la
producción de la carcasa (que debe resistir temperatura y la
presión), del contenedor o cubierta 7 externos (que debe ser ligero,
barato y fácil de manejar), y de una posible capa aislante (no
ilustrada en la figura) colocada entre la carcasa y el
contenedor
externo.
externo.
- Grupo A)
- carcasa hecha de una mezcla de PPE y PS reforzado con fibras de vidrio, cubierta externa hecha de PS (con cargas minerales) y posible capa aislante hecha de EPS (poliestireno expandido);
- Grupo B)
- carcasa hecha de una mezcla de PPE y PA 6/6 reforzada con fibras de vidrio, cubierta hecha de PA 6/6 (con cargas minerales) y posible capa aislante hecha de EPA 6/6 (PA 6/6 expandida);
- Grupo C)
- carcasa hecha de una mezcla de PPE y PBT reforzado con fibras de vidrio, cubierta hecha de PBT (con cargas minerales) y posible capa aislante hecha de PBT expandido;
- Grupo D)
- carcasa hecha de PA 6/6 reforzada con fibras de vidrio, cubierta hecha de PA 6/6 (con cargas minerales) y posible capa aislante hecha de EPA 6/6 (PA 6/6 expandida);
- Grupo E)
- carcasa hecha de PET (poli(etilenterftalato)) reforzado con fibras de vidrio en un porcentaje igual a o superior al 30%, cubierta hecha de PET (con cargas minerales) y posible capa aislante hecha de PET expandido;
- Grupo F)
- carcasa hecha de PP reforzado con fibras de vidrio en un porcentaje igual a o superior al 30%, cubierta hecha de PP (con cargas minerales) y posible capa aislante hecha de PP expandido.
El último grupo de materiales, en particular, se
utiliza para fabricar calentadores de agua de una clase inferior,
que están sometidos a presiones de funcionamiento que no superan
generalmente 3-4 bar.
La capa aislada que puede colocarse posiblemente
entre la carcasa y la cubierta externa puede hacerse, en
particular, mediante un polímero expandido compatible con aquéllos
que forman la carcasa y la cubierta externa. Como una alternativa,
el material aislante está constituido por una capa termoformada que,
a partir de una chapa plana inicial, enrolla la cubierta del
calentador de agua.
Realizaciones adicionales de la capa aislante
prevén:
- -
- una capa sinterizada con granos expandidos,
- -
- una capa moldeada por inyección con espumación en molde y una forma adecuada para cubrir la carcasa, o
- -
- una capa expandida inyectada mediante coextrusión, aplicada dentro o fuera de la carcasa utilizando líneas de impresión de un tipo conocido con dos extrusores.
Ya que los tecnopolímeros, es decir, las mezclas
de polímeros utilizadas para fabricar la carcasa, tienen una calidad
y valor intrínseco altos, es necesario y conveniente que se
reciclen totalmente con el fin de utilizarse de nuevo para fabricar
nuevos productos. Dicha reciclabilidad total se garantiza por la
compatibilidad de los materiales utilizados para fabricar los otros
componentes del calentador de agua, tal como se mencionó en los
grupos anteriores.
Con el fin de aumentar las características
aislantes del cuerpo 2 principal, es posible, por tanto, fabricar
una envoltura externa para cada semicarcasa 2a, 2b utilizando
técnicas de coextrusión de un tipo generalmente conocido o
envolviendo la superficie de las semicarcasas 2a, 2b.
Claims (5)
1. Calentador de agua hecho de material
plástico, que comprende un cuerpo (2) principal que incluye,
preferiblemente pero no exclusivamente, dos semicarcasas (2a, 2b)
que están soldadas para crear un cuerpo resistente a temperatura y
presión, y que comprende además una cubierta (7) externa,
caracterizado porque las dos semicarcasas (2a 2b) y la
cubierta externa están hechas de materiales termoplásticos
compatibles y reciclables, clasificados en un conjunto de los
siguientes grupos:
- Grupo A)
- semicarcasas hechas de una mezcla de PPE y PS reforzado con fibras de vidrio, cubierta externa hecha de PS (con cargas minerales);
- Grupo B)
- semicarcasas hechas de una mezcla de PPE y PA 6/6 reforzada con fibras de vidrio, cubierta hecha de PA 6/6 (con cargas minerales);
- Grupo C)
- semicarcasas hechas de una mezcla de PPE y PBT reforzado con fibras de vidrio, cubierta hecha de PBT (con cargas minerales);
- Grupo D)
- semicarcasas hechas de PA 6/6 reforzada con fibras de vidrio, cubierta hecha de PA 6/6 (con cargas minerales);
- Grupo E)
- semicarcasas hechas de PET reforzado con fibras de vidrio, cubierta hecha de PET (con cargas minerales);
- Grupo F)
- semicarcasas hechas de PP reforzado con fibras de vidrio, cubierta hecha de PP (con cargas minerales).
2. Calentador de agua hecho de material plástico
según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende
una capa aislante térmica colocada entre las dos semicarcasas (2a,
2b) y la cubierta externa, hecha de un material compatible con
dichas semicarcasas y cubierta externa y clasificado en un conjunto
de los siguientes grupos con respecto al grupo correspondiente de
materiales utilizados para las semicarcasas y la cubierta
externa:
- Grupo A)
- capa aislante hecha de EPS (PS expandido);
- Grupo B)
- capa aislante hecha de EPA 6/6 (PA 6/6 expandida);
- Grupo C)
- capa aislante hecha de PBT expandido;
- Grupo D)
- capa aislante hecha de EPA 6/6 (PA 6/6 expandida);
- Grupo E)
- capa aislante hecha de PET expandido;
- Grupo F)
- capa aislante hecha de EPP (PP expandido).
3. Calentador de agua hecho de material plástico
según la reivindicación 1, en el que el material de las semicarcasas
(2a, 2b) contiene un porcentaje de fibras de vidrio igual a o
superior al 30%.
4. Calentador de agua hecho de material plástico
según la reivindicación 1, en la que las semicarcasas (2a, 2b)
están sometidas, en funcionamiento, a presiones de funcionamiento de
aproximadamente 8 bar y temperaturas de hasta 100ºC, resistiendo
dichas semicarcasas presiones de hasta 16 bar a la presión de
funcionamiento y hechas de un material clasificado en el grupo que
comprende: una mezcla de PPE y PS reforzado con fibras de vidrio,
una mezcla de PPE y PA 6/6 reforzada con fibras de vidrio, una
mezcla de PPE y PBT reforzado con fibras de vidrio, PA 6/6
reforzada con fibras de vidrio.
5. Calentador de agua hecho de material plástico
según las reivindicaciones 1 a 4, en el que el porcentaje de fibras
de vidrio es igual a o superior al 30%.
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