ES2402514B1 - DOMESTIC HEATING DEVICE - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de calefacción doméstico, con cámara de combustión (2), para calentar una estancia y calentar agua de circuito de calefacción conectado mediante entradas (13) y salidas (14) circulando impulsado por una bomba aceleradora (22), estando dicha cámara de combustión (2) rodeada por una cámara envolvente (3) que determina un espacio intermedio por donde circula el agua abarcando toda la cámara de combustión (2), a excepción de la puerta (10) de carga, y que presenta un saliente (4) en su parte superior, donde acumula mayor cantidad de agua, que determina una superficie deflectora (5) en la parte superior de la cámara de combustión (2) sobre la que incide directamente llama. Además, cuenta con una válvula superior (6) accionable mediante tirador (7) que abre o cierra la salida de gases, y un deflector ajustable (8), encima del saliente (4), que también regula los gases.Domestic heating device, with combustion chamber (2), to heat a room and heat heating circuit water connected by inlets (13) and outlets (14) circulating driven by an accelerator pump (22), said combustion chamber being (2) surrounded by an enclosure chamber (3) that determines an intermediate space through which water circulates covering the entire combustion chamber (2), with the exception of the loading door (10), and which has a projection (4) in its upper part, where it accumulates a greater amount of water, which determines a deflector surface (5) in the upper part of the combustion chamber (2) on which it directly impacts. In addition, it has an upper valve (6) operable by means of a handle (7) that opens or closes the gas outlet, and an adjustable baffle (8), above the projection (4), which also regulates the gases.
Description
Dispositivo de calefacción doméstico. Home heating device
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo de calefacción doméstico, el cual supone una destacable novedad en su campo de aplicación, ya que aporta a la función a que se destina varias ventajas y características de novedad, que se describirán en detalle más adelante y que suponen una mejora frente a los sistemas de calefacción similares actualmente conocidos en el mercado. The invention, as expressed in the statement of the present specification, refers to a domestic heating device, which is a remarkable novelty in its field of application, since it contributes to the function to which several advantages and characteristics of Novelty, which will be described in detail below and that represent an improvement over similar heating systems currently known in the market.
Más en particular, el objeto de la invención se centra en un dispositivo de calefacción doméstico, del tipo que utilizando, leña, carbón, briquetas o cualquier otro combustible sólido, en una cámara de combustión, además de calentar por convección natural el aire de la estancia donde se encuentre instalado, calienta un fluido, normalmente agua, destinado a un circuito de calefacción mediante radiadores o suelo radiante al que se puede conectar, estando dicho dispositivo diseñado y estudiado para, con una estructura sencilla y funcional, mejorar notablemente las prestaciones del mismo respecto de otros sistemas conocidos en el mercado, centrándose dichas mejoras en el mejor aprovechamiento de la energía ya que consigue mayor potencia calorífica cedida al agua, mediante un aumento de la superficie de intercambio de calor respecto de los sistemas convencionales, y de la cedida tanto al agua como a la estancia mediante la regulación y retención de gases en la cámara de combustión. More in particular, the object of the invention is focused on a domestic heating device, of the type that using wood, coal, briquettes or any other solid fuel, in a combustion chamber, in addition to heating the air in the natural convection room where it is installed, heats a fluid, usually water, destined for a heating circuit by means of radiators or underfloor heating to which it can be connected, said device being designed and studied to, with a simple and functional structure, significantly improve the performance of the same with respect to other systems known in the market, focusing these improvements on the best use of energy since it achieves greater heat output ceded to water, by increasing the heat exchange surface compared to conventional systems, and the yield both to the water and to the room through the regulation and retention of gases in the chamber of c Ombust
El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector técnico de la industria dedicada a la fabricación de dispositivos y aparatos de calefacción doméstica, centrándose particularmente en los destinados a proporcionar energía térmica para calefacción de viviendas mediante radiadores o suelo radiante, produciendo dicho calor por el calentamiento de un fluido caloportador (agua) derivado de la energía obtenida por la quema del combustible sólido en el interior de una cámara de combustión. The field of application of the present invention falls within the technical sector of the industry dedicated to the manufacture of domestic heating devices and appliances, focusing particularly on those intended to provide thermal energy for home heating by radiators or underfloor heating, producing said heat by heating a heat transfer fluid (water) derived from the energy obtained by burning solid fuel inside a combustion chamber.
En la actualidad, y como referencia al estado de la técnica, debe señalarse que, si bien existen en el mercado diferentes tipos y modelos de dispositivos de calefacción doméstica del tipo que aquí concierne, por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ninguno que presente unas características técnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que presenta el que aquí se preconiza, y cuyos detalles caracterizadores se encuentran convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva del mismo. At present, and as a reference to the state of the art, it should be noted that, although there are different types and models of domestic heating devices on the market of the type concerned here, on the part of the applicant, the existence of none that exists is unknown. present technical, structural and constitutive characteristics similar to those presented here, and whose characterizing details are conveniently included in the final claims that accompany this specification.
De forma concreta, lo que la invención propone, como ya se ha apuntado anteriormente, es un dispositivo de calefacción doméstico, que utilizando cualquier combustible sólido, puede generar agua caliente, destinada a un circuito de calefacción. Specifically, what the invention proposes, as already noted above, is a domestic heating device, which using any solid fuel, can generate hot water, destined for a heating circuit.
El principio de funcionamiento consiste en la generación de energía térmica para calefacción de viviendas, mediante radiadores o suelo radiante. Dicho calor se produce por el calentamiento de un fluido caloportador (agua) derivado de la energía generada por la combustión de la leña, en el interior de una cámara de combustión. The principle of operation is the generation of thermal energy for heating homes, using radiators or underfloor heating. Said heat is produced by heating a heat transfer fluid (water) derived from the energy generated by the combustion of the firewood, inside a combustion chamber.
Adicionalmente y derivado de la radicación que se produce a través de paredes y cristal, puede calentar, por convección natural, el aire de la habitación donde se encuentre el dispositivo. Additionally and derived from the radiation that is produced through walls and glass, it can heat, by natural convection, the air in the room where the device is located.
Preferentemente, el dispositivo está destinado a ser instalado en el interior de una chimenea (o revestimiento) generalmente de nueva construcción, si bien cuando las dimensiones lo permitan también se podrá instalar en una chimenea ya existente. Preferably, the device is intended to be installed inside a chimney (or lining) generally of new construction, although when the dimensions allow it, it can also be installed in an existing chimney.
Este tipo de aparatos de calefacción posee también un carácter estético, ya que sirven para embellecer una habitación y hacerla más confortable, al margen del ahorro económico que supone su uso frente a otros combustibles como gasóleo de calefacción, gas natural, etc. This type of heating apparatus also has an aesthetic character, since they serve to beautify a room and make it more comfortable, regardless of the economic savings of its use compared to other fuels such as heating oil, natural gas, etc.
Además presenta la ventaja de que puede ser instalada para reemplazar hogares antiguos, que solo se usaban para la calefacción del aire de la habitación, siempre y cuando estos posean el tubo de evacuación de gases adecuado. It also has the advantage that it can be installed to replace old homes, which were only used for heating the air in the room, as long as they have the proper gas evacuation tube.
Por otra parte, cabe destacar que el dispositivo es particularmente útil, ya que también permite combinarlo con otra instalación convencional compuesta de radiadores y una caldera de calefacción central a gas, gasoil, etc., mediante las conexiones oportunas, reduciendo el consumo de la misma y por tanto proporcionando un ahorro económico importante. On the other hand, it should be noted that the device is particularly useful, since it also allows it to be combined with another conventional installation consisting of radiators and a central heating boiler with gas, diesel, etc., through appropriate connections, reducing its consumption and therefore providing significant economic savings.
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De acuerdo con la invención, sin embargo, el elemento diferenciador del dispositivo de calefacción doméstico propuesto, respecto a otros ya conocidos en el mercado, reside en los siguientes aspectos esenciales: According to the invention, however, the differentiating element of the proposed domestic heating device, with respect to others already known in the market, resides in the following essential aspects:
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- Que la cámara de combustión posee un recubrimiento externo consistente en una cámara envolvente que abarca toda la superficie de la misma, a excepción de la puerta delantera de carga, por donde circula el fluido a calentar, en adelante agua, es decir que dicha agua circula por una porción de la parte frontal, por los laterales, la parte superior, la inferior y la posterior de la cámara de combustión. Con ello se consigue que la superficie de intercambio de calor entre dicha cámara de combustión y el agua sea muy superior a lo que suele ser normalmente, y por tanto la potencia calorífica cedida al agua es más importante. That the combustion chamber has an external coating consisting of an enveloping chamber that covers the entire surface of the same, except for the front loading door, through which the fluid to be heated circulates, hereinafter water, that is, said water circulates by a portion of the front, by the sides, the top, the bottom and the back of the combustion chamber. With this it is achieved that the heat exchange surface between said combustion chamber and the water is much higher than it usually is, and therefore the heat output assigned to the water is more important.
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- Además, que el dispositivo de la invención contempla la existencia, en la parte superior de dicha cámara envolvente, de una concavidad que determina un saliente que actúa de deflector de humos en la cámara de combustión, lo que también aumenta la superficie de intercambio y la capacidad de la misma. Furthermore, that the device of the invention contemplates the existence, in the upper part of said enclosure chamber, of a concavity that determines a projection that acts as a smoke deflector in the combustion chamber, which also increases the exchange surface and the capacity of it.
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- Que el dispositivo de calefacción preconizado cuenta con la posibilidad de regular la retención de los humos mediante dos mecanismos de accionamiento manual, un deflector interior ajustable y una válvula de retención regulable situada en su parte superior para conectar con la salida de humos. That the recommended heating device has the possibility of regulating the retention of the fumes by means of two manually operated mechanisms, an adjustable internal deflector and an adjustable check valve located in its upper part to connect with the smoke outlet.
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- Y, por último, que cuenta con un sistema de seguridad para evitar el sobrecalentamiento del agua, constituido por un serpentín que, gracias a una sonda de temperatura vinculada a una electroválvula prevista en él, provoca el intercambio automático entre el agua de la cámara y el serpentín para conseguir un descenso de temperatura de la misma. And finally, it has a safety system to prevent water overheating, consisting of a coil that, thanks to a temperature probe linked to a solenoid valve provided on it, causes automatic exchange between the water in the chamber and the coil to get a temperature drop of it.
Visto lo que antecede, se constata que el descrito dispositivo de calefacción doméstico representa una estructura innovadora de características estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora en su campo de aplicación, razones que unidas a su utilidad práctica, le dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita. Given the above, it is found that the described domestic heating device represents an innovative structure of structural and constitutive characteristics unknown so far in its field of application, reasons that together with its practical utility, provide it with sufficient foundation to obtain the privilege of exclusivity requested.
Para completar la descripción que se está realizando de la invención, y para ayudar a una mejor comprensión de las características que la distinguen, se acompaña la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente: To complete the description that is being made of the invention, and to help a better understanding of the characteristics that distinguish it, the present descriptive report is attached, as an integral part thereof, of a set of drawings, in which with Illustrative and non-limiting nature has represented the following:
La figura número 1.- Muestra una vista en perspectiva frontal de un ejemplo de realización del dispositivo de calefacción doméstico objeto de la invención, en la que se aprecian su configuración general externa y las principales partes y elementos que comprende. Figure number 1.- Shows a front perspective view of an example of embodiment of the domestic heating device object of the invention, in which its general external configuration and the main parts and elements it comprises are appreciated.
La figura número 2.- Muestra una vista en sección alzada del dispositivo, según la invención, mostrado en la figura precedente. Más concretamente se trata de la sección media del dispositivo mostrado en la figura 1, es decir, que representa un corte vertical por su punto medio. La figura número 3.- Muestra un esquema de un ejemplo de instalación de radiadores a la que se destina el dispositivo de calefacción preconizado. Figure number 2.- Shows an elevational sectional view of the device, according to the invention, shown in the preceding figure. More specifically, it is the middle section of the device shown in Figure 1, that is, it represents a vertical cut at its midpoint. Figure number 3.- Shows a diagram of an example of installation of radiators to which the recommended heating device is intended.
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede apreciar en ellas un ejemplo de realización preferida de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se describen en detalle a continuación. In view of the aforementioned figures, and according to the numbering adopted, an example of a preferred embodiment of the invention can be seen therein, which comprises the parts and elements described in detail below.
Así, tal como se observa en dichas figuras, el dispositivo (1) en cuestión comprende una cámara de combustión (2), constituida por un cuerpo aproximadamente prismático realizado en acero al carbono de espesor adecuado, la cual está rodeada por una cámara envolvente (3) que, determinando un espacio intermedio por donde circula el agua a calentar, abarca la parte inferior, justo bajo el combustible, la parte lateral y trasera, la parte superior y, parcialmente, la parte frontal de dicha cámara de combustión (2), estando realizada dicha cámara envolvente (3) igualmente en acero. Thus, as observed in said figures, the device (1) in question comprises a combustion chamber (2), constituted by an approximately prismatic body made of carbon steel of suitable thickness, which is surrounded by an enveloping chamber ( 3) that, determining an intermediate space through which the water to be heated circulates, covers the lower part, just under the fuel, the lateral and rear part, the upper part and, partially, the front part of said combustion chamber (2) , said envelope chamber (3) being also made of steel.
El agua penetra a la cámara envolvente (3) del dispositivo por su parte inferior y circula, según el sentido de las flechas (A), saliendo finalmente por la parte superior del mismo, bordeando, por tanto, toda la cámara de combustión, con lo que, la transmisión de calor resulta óptima al existir una gran superficie de intercambio. Water penetrates the enclosure chamber (3) of the device through its lower part and circulates, according to the direction of the arrows (A), finally leaving the upper part of the device, bordering, therefore, the entire combustion chamber, with Therefore, heat transmission is optimal because there is a large exchange surface.
Es importante destacar, sin embargo, que dicho proceso de intercambio se incrementa gracias a la existencia en la cámara envolvente (3) de un saliente (4) en su parte superior trasera que determina una superficie deflectora (5) en la parte superior de la cámara de combustión (2) y cuya función es doble ya que por un lado funciona como deflector fijo, reteniendo los gases calientes generados en la combustión, y por otro, proporciona una zona de importante It is important to note, however, that said exchange process is increased thanks to the existence in the enclosure chamber (3) of a projection (4) in its upper rear part that determines a deflector surface (5) in the upper part of the combustion chamber (2) and whose function is twofold since on the one hand it functions as a fixed baffle, retaining the hot gases generated in combustion, and on the other, it provides an important area
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intercambio térmico, puesto que la llama incide directamente sobre dicho saliente (4) en el que, por otra parte, se acumula mayor cantidad de agua. heat exchange, since the flame directly affects said projection (4) in which, on the other hand, a greater amount of water accumulates.
Dentro también del proceso de retención de gases calientes derivados de la combustión, el dispositivo cuenta con dos mecanismos de regulación manual, cuya función es la de retener dichos gases más tiempo en la cámara de combustión y por tanto obtener una relación directa sobre el rendimiento del mismo. Within the process of retention of hot gases derived from combustion, the device has two manual regulation mechanisms, whose function is to retain these gases longer in the combustion chamber and therefore obtain a direct relationship on the performance of the same.
Así, por un lado, cuenta con la existencia de una válvula superior (6) situada a la salida de los gases de la cámara de combustión (2) y que mediante el accionamiento de un tirador (7) previsto lateralmente a tal efecto, abre o cierra en la medida que se desee la salida de los mismos. Thus, on the one hand, it has the existence of an upper valve (6) located at the exit of the gases from the combustion chamber (2) and that by means of the actuation of a handle (7) provided laterally for this purpose, opens or it closes to the extent that it is desired to exit them.
Por otro lado, se contempla la existencia de un deflector ajustable (8), consistente en una pletina situada por encima del saliente (4) de la cámara envolvente, y cuyo desplazamiento sobre dicho saliente cierra o abre el cuello (9) de salida de gases determinado entre el citado saliente (4) y la pared frontal de la cámara de combustión (2), siendo por tanto la función de dicho deflector, según la posición del mismo, retener en mayor o menor medida los gases de la combustión. On the other hand, the existence of an adjustable baffle (8) is contemplated, consisting of a plate located above the projection (4) of the surrounding chamber, and whose displacement on said projection closes or opens the neck (9) of exit of gases determined between said projection (4) and the front wall of the combustion chamber (2), therefore being the function of said deflector, depending on its position, to retain the combustion gases to a greater or lesser extent.
Lógicamente, el dispositivo cuenta con una puerta (10) frontal de carga que hace estanca la cámara de combustión Logically, the device has a front loading door (10) that makes the combustion chamber sealed
(2) tanto a la entrada de oxígeno, como a la salida de gases. Por tanto, para poder regular correctamente el proceso de combustión y la potencia generada por el dispositivo, se han previsto unas entradas de aire regulables, a la cámara de combustión. (2) both at the oxygen inlet and at the gas outlet. Therefore, in order to correctly regulate the combustion process and the power generated by the device, adjustable air inlets are provided to the combustion chamber.
Dichas entradas son una entrada de aire primario (11), situada en la parte inferior, para la entrada de oxígeno a la cámara, que es regulable, y es la responsable de la regulación de la potencia generada y en consecuencia del consumo de combustible, y una entrada de aire secundario (12), se sitúa en la parte superior de la puerta (10), entre ésta y el cristal, favoreciendo que el carbono incombusto generado por la combustión, pueda sufrir una postcombustión, aumentando el rendimiento y proporcionando la limpieza del cristal, ya que crea una cortina de aire sobre la superficie interior del mismo. Said inlets are a primary air inlet (11), located at the bottom, for the entry of oxygen into the chamber, which is adjustable, and is responsible for regulating the power generated and consequently the fuel consumption, and a secondary air inlet (12), is located in the upper part of the door (10), between it and the glass, favoring that the incombust carbon generated by combustion, can suffer afterburning, increasing the yield and providing the cleaning the glass, as it creates an air curtain on the inner surface of it.
Asimismo, el dispositivo contempla la existencia de dos entradas (13) con conexiones con rácor de 1” situadas en la parte inferior de la cámara envolvente (3) a ambos lados de la misma y dos salidas (14), igualmente dotadas de Likewise, the device contemplates the existence of two inputs (13) with connections with a 1 ”connector located in the lower part of the enclosure chamber (3) on both sides of the same and two outputs (14), also equipped with
conexiones con racor de 1’’ situadas a ambos lados de su parte superior, sirviendo, respectivamente para la entrada connections with 1 ’connection located on both sides of its upper part, serving, respectively, for the entrance
– retorno -, a través de las correspondientes conducciones, del agua a calentar (15) procedente del circuito de radiadores (16) y para la salida – ida – del agua caliente (17) hacia dicho circuito de radiadores, tal como se observa en el esquema de la figura 3, sirviendo la existencia de tales entradas (13) y salidas (14) a ambos lados del dispositivo (1) para poder utilizar los de un lado o los del otro según conveniencia de la instalación, lógicamente, los dos racores no utilizados deberán ser tapados con sus correspondientes tapones. - return -, through the corresponding pipes, of the water to be heated (15) from the radiator circuit (16) and for the outward flow of hot water (17) to said radiator circuit, as observed in the scheme of figure 3, serving the existence of such inputs (13) and outputs (14) on both sides of the device (1) to be able to use those on one side or those of the other at the convenience of the installation, logically, both Unused fittings must be covered with their corresponding plugs.
Asimismo, en la parte superior de la cámara envolvente (3) se han previsto otros dos racores de 1/2” incorporados Likewise, in the upper part of the enclosure chamber (3), two other 1/2 ”fittings are provided.
en correspondientes orificios destinados a la inserción en uno de ellos de una sonda de temperatura (18) para el sistema de seguridad que se explicará más adelante y en el otro de una válvula de sobre presión (19). in corresponding holes intended for insertion in one of them of a temperature probe (18) for the safety system that will be explained later and in the other of an overpressure valve (19).
También hay que destacar la existencia de otros dos racores de 3/8” en uno de los laterales de la cámara envolvente It should also be noted the existence of two other 3/8 ”fittings on one of the sides of the enclosure chamber
(3), que constituyen la entrada y salida auxiliar (20) del agua hacia un serpentín (21) de acero inoxidable, que se constituye como parte del sistema de seguridad del dispositivo para que, en caso de estancamiento del agua en la cámara envolvente (3) por donde en condiciones normales circula gracias al impulso de una bomba aceleradora (22), ésta nunca llegue a ebullición, puesto que la sonda de temperatura (18) instalada en la parte superior, al detectar unos 90ºC, enviará una señal a una electroválvula (23) responsable de la entrada de agua fría al serpentín (3), which constitute the auxiliary inlet and outlet (20) of the water towards a stainless steel coil (21), which is constituted as part of the safety system of the device so that, in case of water stagnation in the enclosure chamber (3) where under normal conditions it circulates thanks to the impulse of an accelerator pump (22), it never boils, since the temperature probe (18) installed at the top, when detecting about 90 ° C, will send a signal to a solenoid valve (23) responsible for cold water entering the coil
(21) y por tanto que se produzca un intercambio entre el agua de la cámara envolvente (3) y el serpentín (21), dando lugar a un descenso de la temperatura de la misma (ver figura 3). (21) and therefore that there is an exchange between the water in the enclosure chamber (3) and the coil (21), resulting in a decrease in its temperature (see figure 3).
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental. Describing sufficiently the nature of the present invention, as well as the way of putting it into practice, it is not considered necessary to make its explanation more extensive so that any person skilled in the art understands its scope and the advantages that derive from it, stating that, within its essentiality, it may be carried out in other embodiments that differ in detail from that indicated by way of example, and to which it will also achieve the protection that is sought provided that it does not alter, change or modify its fundamental principle .
ES 2 402 514 A2 ES 2 402 514 A2
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