ES2384842B1 - Termo calentador de agua de inducción por microondas. - Google Patents

Abstract

Termo calentador instantáneo de inducción a microondas. Consta de un intercambiador de calor plástico compuesto por una espiral (6) de plástico transparente, dicha espiral estará conectada a un tubo de plástico (3) en el interior y metal en el exterior, que atraviesa el refrigerador de chasis, que es la caja sarcófago (4) que mantiene a los magnetrones. La conexión plástica (5) entre la espiral (6) y el tubo interno (3) es un conjunto de piezas plásticas que no tiene contactos metálicos. Una vértebra metálica (7) sujeta la espiral (6) manteniéndola fija al chasis (14) frente a la caja (4). El termostato (8), de salida de agua se conecta con la eprom o placa procesadora por un cable. La válvula de registro (2) de paso de agua se conecta a la eprom por un cable. La válvula (1) es la entrada de agua fría. Los magnetrones (11) que, en este conjunto se marcan como cuatro, pueden ser de un número variable. Este conjunto tiene unas pestañas metálicas (12). Las pestañas (13) son de plástico transparente, y cubren los magnetrones, actuando como puertas de la caja (4).#Todo este conjunto es interno a un chasis metálico cobertor (14), con conexiones de entrada de agua y salida de agua.

Description

Termo calentador de agua de inducción por microondas.

En esta memoria se detalla todos aquellos conceptos, que en la solicitud de patente no están lo suficientemente explicados.

El SISTEMA DE ABSORCIÓN DE CALOR: Esta es una pieza principalmente elaborada con distintos tipos de plásticos, es una pieza continua: El agua entrará por una boquilla y saldrá por otra.

En la Fig. 1 apreciamos el aspecto completo de esta pieza, que se divide principalmente en dos objetos. En la (fig. 2) se separa este objeto (1): refrigerador de contacto elaborado en plástico resistente a altas temperaturas, (no metálicos) dicho material permite el intercambio térmico entre el agua y el grupo de magnetrones, diseñado de manera que hace el máximo contacto con estos, a su vez mejora dicho contacto con una resina térmica para el mejor intercambio de calor (cuando esta pieza se reemplace se usaría dicha resina. Planteamiento de uso).

También apreciamos en (fig. 2) (2) EL RECEPTOR DE MICRONDAS, elaborado en material plástico, transparente alas radiofrecuencias de las microondas.

Los dos elementos conforman uno solo, están unidos bajo soldadura plástica, constituidos con materiales plásticos flexibles y con puntos de baja torsión para conseguir una solidez inducida. El objeto bajo el traspaso de agua a altas temperaturas, mantendría siempre su solidez. Por este cuerpo circulará el agua entrando por una de las boquillas (fig. 3) (1), válvula de entrada: por esta válvula entrará el agua que circulará; Dicha válvula es plástica, es de tipo racor y con sistema de rosca resistente. El sistema racor solo se abrirá permitiendo la circulación del agua cuando tope en el enroscado sobre contra válvula. (son muchos los múltiples racor que existen, desde el más básico que se usan para las mangueras de riego, por ello no se describe dichas piezas, hay una amplia opción industrial). Condición indispensables que sean plásticos.

Dichos racor están soldados a todo el cuerpo, debe entenderse que cuando estos se desenrosquen de las contra válvulas permanecerán cerrados, es decir cuando esta pieza necesite ser reemplazada por su uso no presentaría ninguna fuga de agua, y como la capacidad de este elemento no es superior a los tres litros de agua cuando este se cambie; solo pesaría algo más de 3 kilos (agua más plástico).

Es importante analizar que se consigue en una pieza sencilla y elaborada en plástico: El reciclado de todo el termo, ya que esta pieza es la que se somete alas partículas y la cal; Cambiar, reciclar esta pieza regenera todo el termo. Los termos actuales: tanto de tanque, como de paso tienen una vida útil determinada por los elementos que se transportan con yen el agua: siendo por óxidos ocal inutilizados.

El SISTEMA DE ABSORCIÓN DE CALOR: Este pieza, es sencilla, reciclable y económica, fabricada con rigor plantearía dar garantías de seguridad. Se diseña como una pieza única, dicha pieza es un conjunto de diferentes formas de diseño, pudiéndose afirmar que la parte que hace de RECEPTORA DE MICROONDA (Fig. 2 - 2) puede ser diseñada con otras geometrías de trazado: formas en 8, en S, o sistema de radiador, de madeja, o infinitas formas que permitan hacer que el agua adquiera un sistema circulatorio.

No es en su forma donde se plantea la innovación, sí en el concepto general y de utilidad de una pieza completamente aislante y con las características que mejora el reciclado y aporta una verdadera medida de seguridad, (por la separación de esta y de las altas tensiones) y que se plantearán en el sistema de magnetrones de los que forma parte, ya que esta pieza es a su vez sistema de refrigeración.

El MAGNETRÓN aunque en el mercado existen diferentes magnetrones, para el calentamiento de el agua son usados los de cavidad resonante, en esta cavidad es donde se llevan acabo los intercambios de electrones entre el cátodo y el ánodo, la longitud de la onda radiofrecuencia producida está en reciprocidad con la cavidad y con la recepción de voltaje en ciclos, pero aquí no se intenta describir el funcionamiento de dichos magnetrones, pero si explicar que para producir dicho Intercambios entre cátodo y ánodo es necesario aplicar altas tensiones este flujo es obligado a generar trayectoria espiral por potentes imanes, neodimidio, cadmio etc. Estos superimanes en forma de anillo pierden su capacidad si llegan a su temperatura curie, perdida de magnetismo (variables según los materiales de estos imanes). Esto obliga aplicar sistemas de refrigeración forzada por aire en los magnetrones que están dentro de los hornos a microondas, o refrigerados por agua en los llamados magnetrones industriales. Se llama magnetrones industriales a estos últimos, dichos magnetrones llevan una entrada y salida de agua en su cuerpo, estos se refrigeran bajo presión de agua. Este planteamiento mejora la potencia de las Radiofrecuencias obtenidas, permitiendo a los imanes de neodimidio con su mayor potencia magnética, pero también su mayor fragilidad curie ser los preferidos en el mercado de los magnetrones industriales. Estos magnetrones se emplean en el secado de maderas, papel, o baños metálicos. Aunque estos magnetrones se pudieran emplear para el calentamiento de aguas

domésticas plantearían importantes dilemas en las normativas de seguridad. Se debe entender que la energía residual que utiliza el magnetrón en producir radiofrecuencia es aprovechable como energía térmica, pero sin ninguna garantía de seguridad ya que no existen aislamiento garantizados para el uso de esta agua.

Para este Termo calentador de agua se diseña un magnetrón donde la refrigeración aplicada es por agua, pero por un sistema externo al propio magnetrón, se describe (Fig. 4) (1) doble placa de recubrimiento cerámico entre el modulo del capacitor y la cavidad resonante, las aletas de enfriamiento se reemplazan por un cuerpo de porcelana intercambiador de calor (2), su función es intercambiar las temperaturas entre el cuerpo resonante y un fluido que es agua. (3) La cavidad resonante es convencional, (4) disipador convencional aéreo cerca de la antena emisora. En la fig. 5 vemos diagrama del cuerpo cerámico.

La refrigeración de este magnetrón, es llevada acabo por el modulo DE ABSORCIÓN DE CALOR descrito en el punto anterior, en la (fig. 6 apreciarnos las siguientes definiciones) (1) modulo cerámico, hace de puente e intercambiador de calor, conectando el magnetrón (3) con el sistema de absorción (2),

Se explica que para un perfecto contacto y transmisión de calor se emplea resina térmica.

Entendamos que (2) es un material plástico semiflexible que gradas a su forma sinusoidal es de fácil colocación dentro del cuerpo de magnetrones (4) conexión de módulos de refrigeración aérea.

En la Fig. 7 y Fig. 8, se aprecia como quedaría montado el dispositivo completo.

El grupo de magnetrones, será preferiblemente de cuatro y es que estos trabajarán en ciclos yen variaciones de frecuencia. El planteamiento de esta fórmula es para crear un armónico, que permitirá bajar de forma significativa el consumo (básicamente se plantea que para romper la estabilidad térmica del dipolo agua, es más adecuado hacerlo en frecuencias secuenciales progresivas). Se mantendría la misma carga de consumo, pero se alterna la alimentación en ciclos entre los cuatro magnetrones.

Los magnetrones estará ubicados en una caja aislada protegida con esmalte protector RF (fig. 9) (1) es un protector de antenas, manteniéndolas en vacío (2) son quillas con sus puntas esmaltadas, su función quebrar las Radiofrecuencias que por rebote pudieran volver a los emisores.

En este cajetín no se muestran las conexiones eléctricas, pero se debe entender que toda la instalación será hecha en cable de máximo blindaje y con la descarga tierra apropiada, tampoco se muestra la conexión con la placa microprocesador o eprom. Ya que aunque si son relevantes para el diseño industrial, se hacen por referencia en esta patente.

Se muestra el cierre del cajetín Fig. 10, esta pieza que vemos acoplada en la fig.11 debidamente atornillada comprimirá el sistema de refrigeración sobre los magnetrones siendo en su cara interna un porcelánico yen el exterior blindado con esmalte para radiofrecuencias, su función comprimir el sistema de refrigeración sobre los disipadores de los magnetrones y ser disipador de temperatura, principalmente cuando todo el circuito pare su ciclo (no circule agua). En fig. 10 y fig. 11 se aprecia desmontado y montado.

Siendo una pieza doble, hay una a cada lado del cajetín, para su fijación se atornillaría, quedando todo como un sólido, que es desmontable para el reciclado del sistema.

En la fig. 12, se muestra como se monta o desmonta los racor del Sistema de absorción de calor permitiendo el paso de agua a todo el sistema fig. 12 (2) calzan en el racor fig. 12 (3) entradas y salidas exteriores, cuando estos se enrosquen como se muestra en el diagrama se abrirían ambos pasos de agua, cuando se desenrosquen ambos racores se cerrarían, esto facilita el reciclado. Estos racor(3) llevan válvula de cierre automática, también termostato que envía información a la eprom, para que estabilice las funciones de ciclos a temperatura de los magnetrones, un pulso en seco cerrará la válvula puede ser en modo cera o electromecánica. En la fig. 13 vemos los racores preparados para su uso. (no se muestra cable hacia eprom).

Todo el sistema está encerrado en una carcasa, que debidamente esmaltada se convierte en una jaula de Faraday esta se cierra sobre los racor, que están hechos de aleación aislante eléctrica y esmaltada para radiofrecuencia, (las formas son diversas, obedeciendo más al diseño comercial se podría plantear como un cilindro o caja de bordes redondeados), siendo un cierre perfecto blindado alas fugas lo que se debe tener en cuenta. En Fig. 14 se aprecia este que sí es el punto importante el aislamiento de fugas en la entrada y salida de agua.

Forma de una realización preferida

Se ha de entender que por todo lo aquí planteado en esta memoria y por las normas exigidas en la actualidad en materia de seguridad y reciclado por los diversos estamentos de los diferentes estados este Termo calentador cumpliría con los requisitos exigidos, bien es cierto también que los diferentes departamentos energéticos plantean unas medidas en el consumo eléctrico y que también planteamos como superables. Por los expuesto consideramos fabricable, simple seguro y reciclable y que también por la combinación de ciclos en los magnetrones tendrá un consumo nunca superior a os 1800 vatios. Entregando así agua caliente abajo coste.

En la figura 2 y perspectiva observamos el sarcófago de magnetrones como (4) y los magnetrones marcados como (11). Como (12) encontramos los placas separadoras que aíslan un magnetrón de otro, y como (13) un placa transparente a las microondas pero que aísla de fugas de agua al conjunto de (5) magnetrones manteniéndolos en una cámara de vacío evitando ionizar el conjunto. En la Figura 3 se hace un diagrama en corte de como el conjunto de espiral (6) recogido por la pestaña protectora (7) no solo evita fugas de microondas hacia el exterior si no que le dan rigidez al conjunto de espiral (6) permitiendo engancharse al chasis del conjunto (14).

Explicación de la Invención

Termo calentador de agua por inducción a microondas.

Siendo este conjuntado por diferentes elementos agrupados en dos mecanismo principalmente. El elemento generador de energía de microondas. El cual es un conjunto de magnetrones, los cuales están aislados unos de otros dichos magnetrones están distribuidos a lo largo de un sarcófago en vacío (4) que los aísla en su conjunto, permitiendo que la energía magnética de estos solo se defina en una dirección hacia el conjunto de espiral (6), aunque en este estado de la técnica se define un modelo con cuatro magnetrones, estos pueden basarse en un conjunto de magnetrones inferior desde uno por sarcófago, a un número indefinido. Al definirse cuatro en esta descripción solo es por el hecho de ser manejados como un conjunto de intermitencias por la placa controladora alojada junto al refrigerador (3) que manejaría el conjunto. El sistema refrigerador (3) permite que el conjunto de magnetrones trabajen refrigerados por el calor residual que entregarán al sistema de espiral (6), pasando por una válvula de paso (5) que independizan los dos conjuntos facilitando por ello el cambio de piezas. Hay que entender que por la particularidad de las microondas es el agua la que por alineación magnética y a la alta frecuencia que lo hace la que se calienta. Y que la forma en espiral del receptáculo obedece a la razón de permitir un baño más fluidos de las microondas. Están realmente penetran de 1 a 3 centímetros en el agua. Al circular esta dentro del conjunto de espiral (6) ayuda a que se estimule rápida y homogéneamente consiguiendo un ahorro importante de energía eléctrica.

La placa (7) es un elemento protector que consiguen, que por lo que podría ser un punto de fuga de microondas sea un punto sellado y protegido de fugas y dar robustez al conjunto de espiral (6) a la vez que servir de enganche.

El elemento de agua de paso (2) es un dispositivo que informa a la placa procesadora el paso de agua. Haciendo que todo el sistema arranque y cerrando el circuito generador de calor cuando el paso de agua se cierre. El elemento (8) termostato informa a la placa de la temperatura de salida de agua y siguiendo un programa esta maneja el ciclo de los magnetrones. Apagando o encendiendo en dichos ciclos a los magnetrones dentro del sarcófago (4). Consiguiendo así temperaturas definidas. Como importante el termostato y al inicio del funcionamiento detectará una temperatura, siendo una primera lectura desde que comienza a circular el agua desde el punto (1) de entrada de agua. Y todo cuando la válvula de paso (2) enciende el sistema. Este ajuste de lectura permite a la placa procesadora equilibrar con precisión la temperatura de agua.

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Termo calentador de agua de inducción por microondas caracterizado porque consta de un intercambiador de calor plástico compuesto por una espiral (6) de plástico transparente, dicha espiral estará conectada a un tubo de plástico (3) en el interior y metal en el exterior, que atraviesa el refrigerador de chasis, que es la caja sarcófago (4) que mantiene a los magnetrones. La conexión plástica (5) entre la espiral (6) y el tubo interno (3) es un conjunto de piezas plásticas que no tiene contados metálicos. Una vértebra metálica (7) sujeta la espiral (6) manteniéndola fija al chasis (14) frente a la caja (4). El termostato (8), de salida de agua se conecta con la eprom o placa procesadora por un cable. La válvula de registro (2) de paso de agua se conecta a la eprom por un cable. La válvula (1) es la entrada de agua fría. Los magnetrones (11) que, en este conjunto se marcan como cuatro, pueden ser de un número variable. Este conjunto tiene unas pestañas metálicas (12). Las pestañas (13) son de plástico transparente, y cubren los magnetrones, actuando como puertas de la caja (4).

   Todo este conjunto es interno a un chasis metálico cobertor (14), con conexiones (1) entrada de agua y (9) salida de agua.

2. 2.

   Termo calentador de agua de inducción por microondas según reivindicación 1 caracterizado porque en el conjunto de intercambiador de calor compuesto por los elementos (6) en espiral y el tubo de chasis (3), éstos se unen en la válvula de paso (5) como un solo elemento plástico teniendo sólo entrada en la válvula de entrada (1) y salida en la válvula de salida (9).

3. 3.

   Termo calentador de agua de inducción por microondas según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque el tubo plástico refrigerador (3) se bifurca en el chasis (4) contactando con éste y con los magnetrones en una máxima superficie de contacto.

4. 4.

   Termo calentador de agua de inducción por microondas según las reivindicaciones 1 y 3 caracterizado porque la pestaña de protección (7) se aferra a un anillo reforzado de plástico haciendo más grueso el empaque a la espiral (6). El terminal (5) se conecta con el terminal (9) que se une en una sola pieza al termostato (8). Esta pestaña de protección (7) unida al chasis metálico (4) no toca ninguno de estos terminales (6). En el otro extremo en vuelve el tubo (3), sin tocar los terminales (1) o (2), que son metálicos.

5. 5.

   Termo calentador de agua de inducción por microondas según las reivindicaciones 1, 3 y 4 caracterizado porque la caja de magnetrones (4) tiene máxima superficie de contacto con los magnetrones, con una entrada y una salida del tubo refrigerante (3).EI tubo refrigerante (3) hace máximo contacto con los centros de los magnetrones (11).Estos magnetrones están desprovistos de aletas por donde circularía aire y es por la zona donde estarían las aletas por donde contactan con el tubo (3). Esta caja (4) está cerrada por detrás, pero por su frente quedan descubiertos los magnetrones (11) que direccionan sus antenas hacia la espiral (6) separados por una pestaña metálica (12).

   OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

   N.º solicitud: 201000448

   ESPAÑA

   Fecha de presentación de la solicitud: 24.03.2010

   Fecha de prioridad:

   INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

   DOCUMENTOS RELEVANTES

   Categoria

   @ Documentos citados Reivindicaciones afectadas

   A A A DE 202008009523 U1 (MENGEL THORSTEN) 06.11.2008, resumen; figura 1. KR 20100008088 A (PARK YOUNG JA et al.) 25.01.2010, resumen; figura 4. US 4114011 A (STUBBS ELMER L) 12.09.1978, resumen; figuras 2,3. 1 1 1

   Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

   El presente informe ha sido realizado � para todas las reivindicaciones � para las reivindicaciones nº:

   Fecha de realizaci6n del informe 28.06.2012 Examinador M. P. Pérez Moreno Pagina 1/4

   INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

   Nº de solicitud: 201000448

   Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) H05B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

   búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC

   Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

   OPINION ESCRITA

   Nº de solicitud: 201000448

   Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 28.06.2012

   Declaraci6n

   Novedad (Art. .1 LP 11/198 )

   Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO

   Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/198 )

   Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO

   Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

   Base de la Opini6n.-

   La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

   Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

   OPINION ESCRITA

   Nº de solicitud: 201000448

   1. Documentos considerados.-

   A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

   Documento

   Numero Publicaci6n o Identificaci6n Fecha Publicaci6n

   D01

   DE 202008009523 U1 (MENGEL THORSTEN) 06.11.2008

   D02

   KR 20100008088 A (PARK YOUNG JA et al.) 25.01.2010

   D03

   US 4114011 A (STUBBS ELMER L) 12.09.1978

6. 2. Declaraci6n motivada segun los articulos 29. y 29.7 del Reglamento de ejecuci6n de la Ley 11/198 , de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaraci6n

   De todos los documentos recuperados del estado de la técnica se considera que el documento D01 es el más cercano a la solicitud que se analiza. Constituye el antecedente más inmediato a la invención en estudio, sin detallar mucho como se concreta la invención. Se describe como un calentador de agua caliente para ser usado en un horno de microondas, que tiene un generador de microondas como un magnetrón y un klistrón, que genera microondas para calentar agua. Un material permeable a las microondas, como el cobre, se utiliza como cerámica para componer un sistema de tuberías en el área de producción de agua caliente. El generador y el absorbente de energía de microondas se incluyen en una carcasa protectora. También está prevista la electrónica de control, pero no está detallada. El documento D02 describe un calentador instantáneo de agua caliente que utiliza un calentador de inducción de alta frecuencia. La bobina de inducción de alta frecuencia calienta un contenedor y el agua caliente es calentada y se descarga por el fondo del contenedor. El documento D03 describe un sistema un poco diferente, ya que su utilización es para calentar una habitación. Se utiliza un líquido absorbente de las microondas, que circula por unas tuberías y es calentado por las microondas. En consecuencia, ninguno de los documentos citados, tomados solos o en combinación, revelan la invención definida en la reivindicación 1 y la solución al problema planteado en esta reivindicación se considera que implica novedad y actividad inventiva, de acuerdo con los artículos 6 y 8 de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes

   Informe del Estado de la Técnica Página 4/4