ES2552995T3

ES2552995T3 - Aparato de calefacción de rendimiento muy elevado, de muy poca profundidad y de amplia visión

Info

Publication number: ES2552995T3
Application number: ES12813330.3T
Authority: ES
Inventors: Rudy Cyris
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: EP2795196B1; US20140299117A1; EP2795196A1; CA2858467A1; CA2858467C; US9945563B2; WO2013092718A1; EP2607788A1

Abstract

Aparato de calefacción (1) de combustible sólido que comprende una cámara de combustión provista de una puerta acristalada (4) que da al exterior, un dispositivo de admisión (11) de aire comburente exterior en la indicada cámara, un conducto de salida para los gases quemados (2) y un recinto estanco de precalentamiento del aire comburente que conduce este último a la cámara de combustión, conectada en un primer extremo al dispositivo de admisión (11) y que se termina en un segundo extremo por una pluralidad de orificios (9) que liberan aire precalentado por el recinto de precalentamiento en la cámara de combustión, estando el recinto de precalentamiento constituido por un juego de conductos estancos e intercambiadores de calor con los gases de combustión y los gases quemados (3, 8, 12, 15, 17, 18, 19), que terminan por los orificios anteriormente citados (9), caracterizado por que los mencionados orificios (9) están dispuestos por una parte en líneas espaciadas las unas de las otras y son por otra parte de tamaño decreciente en altura, sobre una distancia que no sobrepasa la mitad inferior de la altura de la cámara de combustión, con el fin de modular el caudal de aire precalentado liberado en la cámara que envuelve la zona de llama y de combustión según la forma cónica natural de esta última, y por que el juego de conductos estancos e intercambiadores de calor con los gases de combustión y los gases quemados está dispuesto para comprender una sección concéntrica del conducto de precalentamiento (3) del aire comburente, con al menos una sección del conducto de evacuación de los gases quemados (2) y de longitud comprendida entre 20 y 40 cm.

Description

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DESCRIPCION

Aparato de calefaccion de rendimiento muy elevado, de muy poca profundidad y de amplia vision Objeto de la invencion

La presente invencion se refiere al ambito de los aparatos de calefaccion domesticos de combustible solido tal como lena, pellets, carbon, briquetas de lignito, etc. y de alto rendimiento. Estos aparatos comprenden en sus versiones de mas rendimiento medios de precalentamiento del aire primario que alimenta la camara de combustion.

Estado de la tecnica

Siempre, se ha dado a la estufa domestica un aspecto que recuerda los objetos de la vida cuotidiana, por ejemplo por medio de una forma inspirada en un mueble o un reloj. Asf, varias generaciones de estufas se han sucedido con un tiempo de al menos cuarenta anos cada una: la estufa de campana, la estufa Franklin, la estufa de ceramica de escalon, la estufa de tipo Godin, la estufa buffet, la estufa convectora, la estufa de fundicion, la estufa de chimenea, etc. Actualmente, una nueva generacion de estufas, la de las estufas de acero de estilo contemporaneo, sustituye a la de las estufas de fundicion.

Por otro lado, los aparatos de calefaccion domestica de combustible solido, lfquido o gaseoso disponibles actualmente en el mercado son de forma general cubica, cilmdrica, trapezoidal, etc., ya se trate de aparatos autonomos (stand alone) o empotrados en una mampostena o una pared. Una forma de dar a las estufas actuales un diseno contemporaneo, con un recuerdo de objetos de la vida diaria al gusto actual y «actualizados» tales como televisores de pantalla plana, smartphones o tablets electronicas, es darlas a la vez una profundidad pequena, incluso muy pequena y un acceso visual bajo diferentes angulos, incluso panoramica (FIG 1A y 1B).

Sin embargo, la mayona de las estufas disponibles en el mercado tienen dimensiones que se encuentran a menudo dentro de los lfmites siguientes:

- altura : 35 - 120 cm;

- anchura : 30 - 100 cm:

- profundidad: 30 -70 cm.

Las dimensiones anteriormente citadas asf como las demas caractensticas de las estufas actuales proporcionan a estas generalmente un aspecto mas bien pesado, o masivo con sobrecostes asociados en materias, energfa y manutencion.

El peso de estos aparatos puede ser considerable y variar tfpicamente entre 40 y 250 kg segun la potencia. Cuando son empotrados, estos aparatos requieren una obra de albanilena considerable.

La profundidad es un parametro particularmente importante pues determina el espacio disponible para la fijacion de la puerta o del cristal, y del fondo de la estufa, asf como el tamano de la camara de combustion.

Por ejemplo, resulta diffcil, en el caso de las estufas de lena, reducir la profundidad de la estufa vista la restriccion del espacio disponible para la introduccion de los troncos, teniendo tendencia estos, cuando la profundidad se reduce, a amontonarse los unos sobre los otros en el fondo de la estufa y a apagar la combustion.

De forma general, se observa que la combustion en un espacio estrecho, utilizando los sistemas de combustion del estado de la tecnica no es satisfactoria: el rendimiento es muy mediocre y el cristal se ensucia rapidamente.

Hasta finales de los anos 70, las estufas de lena eran alimentadas por aire fresco procedente de la rejilla en el fondo de la camara de ah una tendencia a dar profundidad a la estufa para evitar el manchado del cristal. Otra solucion era suprimir los cristales, o reducirlos o dotar a la estufa de cristales con decorados en fundicion para ocultar las manchas.

Un primer modo de tratar de resolver este problema de manchas ha sido introducir aire fresco a lo largo del cristal para crear una cortina de aire que impida el deposito de los residuos de combustion y los aleje hacia la parte posterior de la camara. Sin embargo, la introduccion de aire fno o a temperatura ambiente en una camara de combustion llevada entre los 300 y 600oC perturba la combustion y por consiguiente el rendimiento no se optimiza y las emisiones contaminantes siguen siendo elevadas.

Con el fin de resolver este problema, se ha precalentado en su totalidad (excepto durante la fase de arranque), o parcialmente el aire primario introducido por contacto con las paredes calientes de la camara en conductos secundarios, incluso terciarios, lo cual define una segunda y una tercera zonas de combustion (ver por ejemplo la patente «Woodbox»® - EP 1.563.228 B1, 100% de aire primario precalentado salvo en el arranque). Las estufas se vuelven entonces muy complejas y muy costosas de fabricar.

Como la combustion se realiza en varias fases, los humos cortan el aire entrante, la apertura de la puerta para la

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carga de combustible puede provocar el ahumado de la sala de la vivienda. Para evitar eso, es preciso mejorar la combustion suprimiendo las entradas de aire parasitas, por consiguiente haciendo la camara lo mas estanca posible, por ejemplo con una puerta de carga de triple pared, lo cual resulta de nuevo muy costoso.

Resulta diffcil igualmente reducir la profundidad de las estufas del estado de la tecnica sin disminuir el volumen de la camara de combustion de forma importante pues un doble conducto de precalentamiento del aire primario esta a menudo previsto en el fondo y las paredes laterales del aparato, para favorecer una buena combustion.

Con el fin de evitar manchas importantes a nivel del cristal, tambien es necesario quemar especies de maderas «nobles», es decir costosas, tales como roble, haya, ojaranzo, abedul por ejemplo.

Varios fabricantes han tratado de dar a sus aparatos de calefaccion un aspecto «estrecho» anadiendo un marco alrededor del aparato existente. La profundidad total de estos aparatos sigue estando no obstante inalterada.

Por otro lado, se conocen aparatos de calefaccion que funcionan por gas en los cuales el precalentamiento del aire primario comprende un doble recinto concentrico al conducto de evacuacion de los gases quemados, lo cual permite recuperar una parte del calor perdido por la evacuacion de los humos para precalentar el aire primario entrante.

El documento EP 1.985.928 A1 describe un aparato de calefaccion multicombustible panoramico, donde el aire primario extrafdo del exterior de la camara se precalienta en un conducto concentrico de doble recinto, con el conducto caliente de evacuacion de los gases quemados. Un intercambiador termico situado en el cielo del hogar sirve a la vez de paso en zigzag para frenar la evacuacion de los gases quemados y de deflector que contribuye a distribuir todo el aire precalentado a lo largo del (o de los) cristal(es), en lo alto de la camara de combustion.

Los documentos US 5113843 y US 5320086 son igualmente pertinentes con relacion al objeto de la invencion.

Fines de la invencion

La presente invencion trata de poner en el mercado una nueva generacion de aparatos de calefaccion domesticos que obedezcan a los imperativos de alto rendimiento actuales y cuya profundidad sea de preferencia maxima de 1220 cm con el fin de darles un aspecto de estufa mucho mas contemporaneo.

La invencion tiene tambien por objeto proporcionar aparatos de calefaccion en los cuales la superficie de vision del hogar este fuertemente aumentada con relacion al estado de la tecnica.

La invencion tiene tambien por objeto proporcionar aparatos rotativos o panoramicos con el fin de asegurar una vision optima del hogar sea cual fuere la posicion del usuario en la sala de la vivienda.

La invencion trata de tambien de encontrar una solucion al problema de escape de los humos en la carga por la puerta frontal.

Principales elementos caracteristicos de la invencion

La presente invencion se refiere a un aparato de calefaccion de combustible solido que comprende una camara de combustion provista de una puerta acristalada que da al exterior, un dispositivo de admision de aire comburente exterior en la indicada camara, un conducto de salida para los gases quemados y un recinto estanco de precalentamiento del aire comburente que conduce este ultimo a la camara de combustion, conectada con un primer extremo al dispositivo de admision y que se termina en un segundo extremo por una pluralidad de orificios que liberan aire precalentado por el recinto de precalentamiento en la camara de combustion, estando el recinto de precalentamiento constituido por un juego de conductos estancos e intercambiadores de calor con los gases de combustion y los gases quemados que terminan por los orificios anteriormente citados, caracterizado por que los mencionados orificios estan dispuestos por una parte en lmeas espaciadas las unas de las otras y son por otra parte de tamano decreciente en altura, sobre una distancia que no sobrepasa la mitad inferior de la altura de la camara de combustion, con el fin de modular el caudal de aire precalentado liberado en la camara que envuelve la zona de llama y de combustion segun la forma conica natural de esta ultima, y por que el juego de conductos estancos e intercambiadores de calor con los gases de combustion y los gases quemados esta dispuesto para comprender una seccion concentrica del conducto de precalentamiento del aire comburente, con al menos una seccion del conducto de evacuacion de los gases quemados y de longitud comprendida entre 20 y 40 cm.

Segun ejemplos de modos de realizacion de la invencion, eventualmente preferidos, el aparato de calefaccion comprende ademas una o una combinacion apropiada de las caractensticas siguientes:

- la seccion concentrica del conducto de precalentamiento comprende una tapa superior o terminal y al menos dos tabiques radiales con una abertura entre el extremo de estos tabiques y la tapa, para crear al menos dos secciones de recinto cilmdrico tales que el aire comburente se dirija de forma ascendente, o en un sentido, en una primera de las indicadas secciones, se extienda a lo largo de la tapa y luego se dirija de forma descendente, o en el sentido opuesto, en otra de las indicadas secciones, calentandose al contacto termico del conducto de evacuacion con los gases quemados;

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- la seccion concentrica del conducto de precalentamiento comprende por una parte el dispositivo de admision del aire comburente ex^do de la sala ambiente o del exterior de esta o de la vivienda y esta conectado por otra parte con una seccion de doble recinto a nivel de los lados no acristalados del aparato para conducir el aire comburente de alto en bajo continuando precalentandolo hasta su admision en la parte baja de la camara de combustion por los indicados orificios;

- en el fondo de la camara de combustion, la seccion de doble recinto esta ademas en comunicacion con tubos horizontales, provistos opcionalmente de morillos igualmente tubulares, estando los indicados tubos y morillos (18) provistos igualmente de orificios de admision, con miras a llevar el aire precalentado a un lecho de brasas;

- el aparato de calefaccion que comprende un fondo y una superficie opuesta acristalada, el dispositivo de admision del aire comburente esta situado en la parte baja de la camara de combustion y esta unido a un conducto vertical de precalentamiento situado en el fondo del aparato que lleva el aire comburente de forma ascendente hacia la indicada seccion concentrica del conducto de precalentamiento, de donde el aire comburente es dirigido hacia al menos una seccion de doble recinto a nivel de al menos uno de los dos lados laterales del aparato para conducir seguidamente el aire comburente de forma descendente continuando precalentandolo hasta su admision en la camara de combustion por los indicados orificios;

- el aparato comprende ademas una pluralidad de conductos y de pasos en zigzag, para aumentar la longitud del recorrido de los gases quemados y de los humos antes de su evacuacion, con miras a disminuir la temperatura de los humos y aumentar el intercambio de calor con el aire comburente;

- el aparato de calefaccion que comprende dos superficies opuestas acristaladas o un fondo y una superficie opuesta acristalada, el dispositivo de admision del aire comburente esta situado en la parte baja de la camara de combustion y esta conectado, por medio de un conducto de doble fondo estanco, con uno o varios conductos verticales de precalentamiento situado en los angulos respectivos del aparato y eventualmente con un conducto de precalentamiento realizado en el fondo del aparato, llevando los indicados conductos el aire comburente de forma ascendente hacia la indicada seccion concentrica del conducto de precalentamiento, de donde el aire comburente se dirige hacia dos secciones de doble cubierta a nivel de los dos lados laterales respectivos del aparato para conducir seguidamente el aire comburente de forma descendente continuando precalentandolo hasta su admision en la camara de combustion por los indicados orificios, estando cada una de las secciones de doble recinto eventualmente en posicion central entre los dos conductos verticales ascendentes respectivos;

- el conducto de doble fondo estanco es una rejilla hueca que comprende una pared inferior provista de un orificio de entrada de aire comburente, una pared superior cerrada y en contacto termico con la camara de combustion, comprendiendo el interior de la rejilla hueca pasos en zigzag para alargar el recorrido del aire comburente por la rejilla hueca, atravesando orificios a uno y otro lado de forma estanca la rejilla hueca para permitir la cafda de cenizas en un cenicero;

- el aparato tiene esencialmente forma paralelepipedica, con una relacion longitud/profundidad o anchura/profundidad al menos superior a 3 y una superficie acristalada que cubre al menos un 70% de la cara de mayor superficie;

- el aparato comprende un acceso por su parte superior por al menos un lado del conducto de evacuacion de los humos o por al menos uno de sus dos lados laterales, para la carga de troncos u otros combustibles solidos;

- el aparato comprende medios que permiten posicionar troncos a diferentes alturas;

- los indicados medios son angulares o carriles;

- el conducto de evacuacion de los gases quemados se prolonga en el cielo de la camara de combustion para crear una seccion de intercambiador o paso en zigzag rectangular, es decir por medio de una placa horizontal y dos placas verticales laterales, permitiendo esta seccion de intercambiador canalizar los humos y gases de combustion, captando estos a media altura de la camara de combustion.

Breve descripcion de las figuras

La figura 1A representa una forma de realizacion de un aparato de calefaccion segun la presente invencion, donde la altura del aparato es superior a su anchura.

La figura 1B representa una forma de realizacion de un aparato de calefaccion segun la presente invencion, donde la altura del aparato es inferior a su anchura.

La figura 2 representa una forma de realizacion del intercambiador de calor en un aparato de calefaccion segun la presente invencion.

La figura 3A representa una forma de realizacion de la invencion en el caso en que el aparato presente dos cristales enfrentados y con conductos tubulares de admision de aire primario precalentado.

La figura 3B corresponde a la forma de realizacion de la figura 3A donde se muestra la conexion de los conductos tubulares con la parte baja de la camara de combustion. Las figuras 4A a 4C representan vistas de una forma de realizacion de la invencion en el caso en que el aparato presente un solo cristal y un fondo enfrentado con una doble pared de admision de aire precalentado que prolonga el intercambiador.

Las figuras 5A y 5B representan vistas de una forma de ejecucion de la invencion en el caso en que el aparato

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presente un solo cristal y un fondo enfrentado con admision de aire comburente en la parte baja de la camara de combustion, subida del aire por un conducto central del fondo hasta dentro de un intercambiador concentrico con una primera seccion de la boquilla de evacuacion de los gases quemados y nueva bajada por conductos laterales con alimentacion de aire precalentado a la base de combustion.

Las figuras 6A a 6C representan vistas de una forma de realizacion de la invencion en el caso en que el aparato presente dos cristales enfrentados, donde el aire comburente es admitido a nivel de un intercambiador concentrico con una primera seccion de la boquilla de evacuacion de los gases quemados que se comunica con conductos laterales que llevan el aire precalentado de alto en bajo a la base de la combustion (orificios verticales, horizontales y/o morillos).

Las figuras 7A a 7C representan vistas de una forma de realizacion de la invencion en el caso en que el aparato presente dos cristales enfrentados, donde el aire comburente es admitido a nivel de un doble fondo en la camara de combustion y luego conducido verticalmente por cuatro conductos que se situan en los angulos del aparato hasta dentro de un intercambiador concentrico con una primera seccion de la boquilla de evacuacion de los gases quemados y con nueva bajada por conductos centrales por los lados laterales con finalmente alimentacion a la base de combustion.

Las figuras 8A a 8C representan vistas de una rejilla hueca con pasos en zigzag que permiten tambien un precalentamiento suplementario del aire comburente en la configuracion de las figuras 7A a 7C.

Descripcion de formas de realizacion preferidas de la invencion

La restriccion impuesta a un aparato de calefaccion de la cual al menos una dimension se reduce, de preferencia su profundidad, con relacion al estado de la tecnica es mantener un rendimiento optimo, para una potencia dada.

Esta condicion puede ser cumplida precalentando el aire primario de forma mas eficaz para aumentar la calidad de la combustion, sin que se tenga que introducir de forma directa aire no precalentado en la camara (salto para «booster» la combustion durante algunos segundos en el encendido o en fase de apagado). Procediendo a numerosos ensayos, el Solicitante ha descubierto que para optimizar el rendimiento no solamente de una estufa con profundidad reducida, sino tambien de una estufa de dimensiones habituales, es preciso, generalmente:

- precalentar al maximo el aire de combustion obtenido de la sala de la vivienda, o incluso del exterior de esta ultima (aire llamado «primario») en una zona confinada estanca llamada «recinto de precalentamiento», y:

- dirigir este aire precalentado hacia la base de la combustion, en la parte inferior de la camara de combustion, gracias a un juego de conductos estancos que prolongan el recinto de precalentamiento;

- modular en altura el caudal del aire precalentado, gracias a juegos de orificios de tamano variable, con el fin de envolver o enmarcar la llama o la combustion segun su forma conica natural.

Esta configuracion produce una eliminacion optima de inquemados y, por lo tanto, permite evitar que se manche el cristal y el conducto de evacuacion de humos.

De forma practica, los requisitos de la vision extensa o panoramica buscada segun la invencion imponen que la entrada del aire de combustion, asf como el precalentamiento de este, en el aparato de calefaccion sean realizados segun un numero relativamente limitado de modalidades posibles:

- bien sea por la parte alta, por medio de un intercambiador de calor situado en el cielo (o en la parte alta) del hogar, constituido por la superficie intermedia estanca entre por una parte una seccion de conducto central para la evacuacion de los gases quemados y por otra parte un recinto externo y concentrico a esta seccion central, presentando el recinto externo por funcion conducir hacia abajo el aire de combustion obtenido de la sala ambiente o del exterior de esta o de la vivienda, siendo este aire de combustion seguidamente canalizado de alto en bajo preferentemente por toda la altura de la camara de combustion, por uno o varios conductos estancos, y liberado por orificios adecuados en la parte inferior de la camara de combustion, de preferencia en la base de esta, envolviendo asf el aire fuertemente calentado la zona conica constituida por las llamas y los gases de combustion. La yuxtaposicion del intercambiador de calor situado en el cielo del hogar y de los conductos estancos de conduccion del aire precalentado hasta la base de combustion constituye lo que se denomina «recinto de precalentamiento»;

- o bien por la parte baja, siendo el aire comburente introducido por el fondo del aparato, seguidamente precalentado utilizando para ello una o varias secciones de canalizacion estanca, por ejemplo en forma de doble recinto, a nivel del fondo, de los dos lados y/o de los angulos del aparato, segun se trate de un aparato de un solo o doble cristal, con seguidamente paso al intercambiador de calor anteriormente citado a nivel del cielo del hogar, siendo el aire precalentado finalmente de nuevo canalizado o forzado a fluir de alto en bajo en el aparato, de preferencia por toda la altura de la camara de combustion para ser liberado a nivel de las llamas, envolviendo asf de nuevo el aire fuertemente calentado los gases de combustion.

En lo que sigue, se hablara indistintamente de cristal y puerta acristalada.

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Estas modalidades de alimentacion de aire precalentado son una condicion previa a la realizacion de un aparato de calefaccion de poca profundidad, como se ha considerado por la presente invencion. Se apreciara sin embargo que los principios de la base de la invencion son igualmente aplicables a un aparato cuyo espesor sea superior a 20 cm.

EJEMPLO 1

Segun una primera modalidad de realizacion de la invencion representada en la FIG. 2, el intercambiador de calor 5 esta situado, en el cielo de la camara de combustion, en el lugar donde el conducto de chimenea de doble recinto 2, 3 entra en contacto con la camara de combustion, es decir con la entrada de aire primario conducido desde el exterior por el conducto 3, siendo este aire primario calentado al ponerse en contacto con la pared caliente del conducto de evacuacion de humos 2, con el exterior de la estufa y con el contacto del intercambiador 5, en el interior de la estufa. Por la presencia del intercambiador 5 y por su configuracion particular, la temperatura del aire primario precalentado es por consiguiente mas elevada. El intercambiador 5 forma asf un todo con este doble conducto 2, 3. El intercambiador 5 se comporta como un obstaculo o un deflector que desviara el aire primario que llega a la camara de combustion en lo alto del aparato, de preferencia por encima de las llamas y de alto en bajo por toda la altura de la camara de combustion, envolviendo asf el aire fuertemente calentado los gases de combustion. Esto produce una eliminacion optima de los inquemados y, por lo tanto, permite evitar manchar el cristal y el conducto de evacuacion de los humos. Su pared externa 6 es de preferencia convexa y curva para facilitar una circulacion fluida del aire de combustion, pero esta pared puede igualmente estar constituida por partes rectas.

El interior del intercambiador 5 que esta en conexion con la evacuacion de los gases quemados en el recinto interno 2 del conducto de doble recinto esta ventajosamente provisto de secciones que constituyen pasos en zigzag 7 que favorecen el intercambio de calor con el recinto externo 3. Estas secciones pueden ser curvas (por ejemplo, chapa de acero) pero tambien rectas si las materias utilizadas no se pueden conformar (por ejemplo, vermiculita).

EJEMPLO 2

Segun otra modalidad de realizacion de la invencion representada en las FIG 3A y 3B, la estufa esta provista de dos cristales 4 enfrentados (estufa llamada «reversible») y se preven ventajosamente cuatro conductos tubulares 8 correspondientes a las cuatro esquinas de la camara de combustion con miras a llevar el aire precalentado desde el intercambiador 5 hacia la parte baja de la camara de combustion. Estos conductos tubulares pueden tener una forma redonda, cuadrada o cualquier otra forma geometrica. Se puede prever en toda la altura de estos conductos 8, y de preferencia solamente en la mitad inferior de la camara de combustion, orificios 9 a distribuir, con diametros respectivos crecientes partiendo de la parte baja, por ejemplo, a tftulo ilustrativo, de 1 cm, 0,75 cm y 0,5 cm respectivamente. En una misma lmea los orificios estan por ejemplo separados 2 cm. Como se ha representado en la FlG. 3B, los cuatro conductos 8 pueden estar unidos con la base 11 de la camara de combustion, completa o parcialmente, para llevar el aire precalentado al indicado lecho de brasas, rodeando completamente este ultimo, al menos en la parte mas baja de la camara. Los orificios 9 pueden igualmente ser sustituidos por aberturas en lmeas (o ranuras).

EJEMPLO 3

Segun una modalidad alternativa de realizacion de la invencion, para los hogares de un solo cristal, como se ha representado en las FIG 4A a 4C, se puede prolongar el intercambiador en el fondo sin acristalar del aparato por medio de una caja o placa conductora 10, por ejemplo de fundicion. Esta comprendera ventajosamente, por ejemplo, 3 hileras de orificios 9 de 0,75 cm en la parte baja, 0,50 cm en el centro y 0,25 cm en la parte alta, estando estos orificios por ejemplo espaciados 2,5 cm y las hileras repartidas por la altura del fondo 10. Se obtiene entonces igualmente una progresividad de las aberturas de alto en bajo para favorecer una buena conduccion del aire de combustion asf precalentado de forma optima. De nuevo, estas aberturas estaran previstas de preferencia en la mitad inferior del hogar.

EJEMPLO 4

Segun otra modalidad de realizacion de la invencion representada en las FIG 5A y 5B, en el caso de un aparato con un solo cristal y provisto de un fondo 10, el aire comburente se introduce por una abertura central 11 que se encuentra en el fondo de la camara de combustion, de forma controlada, por ejemplo por medio de un registro automatizado sometido a un bucle de regulacion. El aire comburente se calienta primeramente en un conducto vertical 12, situado en el fondo del aparato, que lo lleva hacia una camara concentrica 3 con el conducto de evacuacion de los gases quemados 2. Contrariamente al conducto de conduccion del aire comburente considerado en los ejemplos 1 a 3 indicados anteriormente, este conducto de doble cubierta 2 tiene una extension limitada, de preferencia segun una longitud comprendida entre 20 y 40 cm. En las figuras 5A y 5B, este conducto esta representado en la parte posterior de la estufa y perpendicular a la camara, como en una estufa de ventosa, pero la invencion se refiere igualmente al caso en que el conducto de escape de los gases quemados sea vertical.

El conducto concentrico 3 anteriormente citado permite aumentar sustancialmente la extension del recinto de precalentamiento, por consiguiente la superficie de intercambio de calor entre los gases quemados y humos por una parte, el aire comburente por otra parte. Este conducto comprende una tapa 13 y dos tabiques longitudinales 14 diametralmente opuestos, pero que no se extienden hasta la tapa 13. Asf el recorrido en este conducto 3 del aire

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comburente se produce primeramente por una primera parte del doble recinto en semi-cilindro y seguidamente, despues de haber pasado la zona que linda con la tapa, en el segundo semi-cilindro.

El aire comburente cada vez mas caliente es seguidamente conducido de alto en bajo a un doble recinto 15 situado a nivel de cada lado lateral del aparato de calentamiento. Cada una de las paredes laterales de estos dos conductos 15 en contacto con la camara de combustion esta provista de orificios 9 situados de preferencia en la mitad inferior de la camara de combustion. De preferencia tambien, estos orificios son de diametro disminuyente disponiendose de bajo en alto. En particular, los orificios tendran la forma de agujeros o ranuras, estaran de preferencia dispuestos en hileras horizontales situadas a diferentes alturas, siendo la distancia entre estas hileras eventualmente variable. Todos estos parametros permiten modificar el flujo de aire comburente.

Ventajosamente, la camara de combustion esta tambien provista de conductos y de pasos en zigzag 16 por ejemplo en forma de una triple pared, para la conduccion de los gases quemados y de los humos (ver solicitud de patente WO 2011/082936), lo cual permite un mejor intercambio de calor entre estos humos y el aire comburente a precalentar.

Asf, por la presencia del intercambiador de calor concentrico 3 a la altura de la primera parte del conducto de evacuacion de los humos 2, la temperatura de los humos propiamente dicha y de los conductos de humos (bien sea en conexion vertical, o en conexion posterior) es reducida lo cual aumenta el rendimiento del aparato y el aire que entra en la camara de combustion se calienta mas con relacion a la configuracion sin intercambiador de admision, lo cual favorece otro tanto la combustion limitando las emisiones contaminantes.

La disminucion de las temperaturas de humos permite tambien ventajosamente reducir la distancia entre el aparato de calefaccion y la pared contra la cual esta instalado (clearance).

EJEMPLO 5

Segun todavfa otra modalidad de realizacion de la invencion, como se ha representado en las figuras 6A y 6B, en el caso de un aparato con dos cristales enfrentados, el aire comburente se introduce por un orificio 11 realizado a una altura comodamente accesible o al alcance del usuario en el intercambiador de calor concentrico 3 a nivel de la primera parte del conducto de evacuacion de los gases quemados. Aqrn, el intercambiador de calor es vertical, siendo la boquilla de evacuacion de los humos vertical mientras que, en el ejemplo 4 indicado anteriormente, el intercambiador de calor es horizontal, siendo la boquilla de evacuacion de los humos horizontal.

El intercambiador concentrico 3 esta conectado con dos conductos de doble pared 15 que descienden cada uno a lo largo de un lado lateral del aparato (en oposicion a las superficies acristaladas frontales).

Asf el aire precalentado es conducido hasta el fondo de la camara de combustion donde es liberado por varias hileras de orificios 9 situadas de preferencia en la mitad inferior de la camara de combustion. De preferencia tambien, estos orificios son de diametro disminuyente situandose de bajo en alto. En variante, estos conductos laterales se comunican en la parte baja de la camara con dos conductos en forma de tubos 17, provistos de morillos 18 para el mantenimiento de los troncos de madera. Estos conductos tubulares con sus morillos estan igualmente provistos de orificios 9 para la liberacion del aire comburente precalentado. La idea de rodear completamente el lecho de brasas por orificios de alimentacion de aire precalentado, como en el ejemplo 2, se encuentra de nuevo tambien en este modo de realizacion. La utilizacion de morillos tubulares provistos de orificios permite ademas localizar estos orificios a diferentes alturas delante del cristal, para restituir mejor el cono de envolvimiento del aire descrito mas arriba.

En la variante ilustrada en la figura 6C, el conducto de evacuacion de los gases quemados 2 se prolonga en el cielo de la camara de combustion para crear una seccion de intercambiador o pasos en zigzag «rectangular» 7, es decir por medio de una placa horizontal y dos placas verticales, permitiendo esta seccion de intercambiador canalizar los humos y gases de combustion, de preferencia captando estos a media altura de la camara de combustion.

EJEMPLO 6

Segun todavfa otra modalidad de realizacion de la invencion, como se ha representado en las figuras 7A a 7C, en el caso de un aparato con dos cristales enfrentados, el aire comburente se introduce bajo la rejilla situada en el fondo del aparato, luego, por medio de un doble-fondo 19, conducido por cuatro conductos verticales 8 situados en las cuatro esquinas o angulos del aparato. Estos cuatro conductos 8 estan conectados con el intercambiador de calor concentrico 3 a la altura de la primera parte del conducto de evacuacion de los humos 2 (ver mas arriba en el ejemplo 4). A partir de atu, el aire calentado por su recorrido vertical por los cuatro conductos anteriormente citados 8 y por su recorrido en el intercambiador de calor concentrico 3 es seguidamente reconducido hacia abajo a las dos partes laterales centrales 15, situadas cada una entre dos de los cuatro conductos anteriormente citados 8. Segun una variante, solamente una parte de los conductos de esquina (1 a 3 conductos) puede ser utilizada para el precalentamiento del aire.

Como se ha indicado anteriormente, cada una de las dos paredes de estos dos conductos laterales centrales 15 en contacto con la camara de combustion esta provista de orificios 9 situados de preferencia en la mitad inferior de la

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camara de combustion. De preferencia aun, estos orificios 9 son de diametro disminuyente posicionandose de bajo en alto.

Se apreciara que, si el aparato comprende un solo cristal, el fondo del aparato puede igualmente ser utilizado como conducto de precalentamiento, eventualmente ademas de uno o varios de los conductos de esquina, para conducir de bajo en alto y precalentar el aire comburente.

Ventajosamente, como se ha representado en variante en las figuras 8A a 8C, el aire que entra puede primeramente ser precalentado en una rejilla hueca situada en el fondo de la camara por encima del cenicero (no representado), cuya pared inferior 20 esta provista de un orificio 22 de entrada de aire exterior y la pared superior 21 cerrada esta en contacto termico con la camara de combustion. La rejilla hueca 19 esta provista de pasos en zigzag 23 que tratan de alargar el recorrido del aire comburente en el interior de esta, y por consiguiente aumentar el intercambio termico. La rejilla hueca 19 esta provista de orificios 24 que la atraviesan de parte a parte, de forma estanca, de forma que las cenizas puedan atravesarla y caer en el cenicero, sin contacto con el aire de combustion.

Las ventajas de la configuracion segun la invencion son, en potencia intercambiada, que el espacio y las materias primas requeridas para la fabricacion se reducen fuertemente (hasta el 50%), al igual que la manipulacion requerida. Para los hogares encastrados, se podra igualmente prever mucha menos obra de albanilena.

EJEMPLO 7

Segun una variante complementaria de la invencion, la carga de troncos de madera puede ser realizada, en el caso de una estufa autonoma segun la invencion, a partir del alto de cada lado del conducto de evacuacion de los humos o a partir de los dos lados de la estufa (no representada). Estas disposiciones de carga permitiran suprimir la necesidad de abrir la puerta acristalada para la carga. Esta se debera abrir solamente cuando la estufa no este ya en funcionamiento y bien fna, para necesidades de limpieza o de mantenimiento del cristal. En uso, el cristal permanecera limpio incluso a bajo regimen debido a que el aire de combustion esta fuertemente precalentado y envuelve literalmente los gases de combustion. Se ha observado igualmente que, gracias a esta combustion fuertemente mejorada, es posible, por medio de la estufa segun la invencion, quemar maderas resinosas tales como el abeto, que es al menos la mitad menos caro que la madera noble.

Cuando se empotra en una obra de albanilena, el aparato de calefaccion segun la invencion permitira, en variante, igualmente la carga de troncos de madera por los lados de la estufa, por ejemplo gracias a un montaje pivotante del cuerpo de caldeo.

Visto el espesor muy pequeno previsto para la camara de combustion (por ejemplo de 12 - 20 cm), es necesario prever un medio de posicionamiento de los troncos de madera en altura, por ejemplo por medio de carriles, angulares, etc. (no representado). En efecto, esto permite evitar que, los troncos se peguen contra el o los cristales del aparato de calefaccion.

EJEMPLO 8

Segun una variante aun complementaria de la invencion, el problema del escape de humo en la apertura de la puerta puede ser resuelto, evitando la carga lateral descrita anteriormente, optando por un simple paso en zigzag de vermiculita (no representado) que obture el cielo del hogar en toda su extension y con excepcion de su parte posterior: las llamas son atrafdas hacia atras del hogar y los humos no salen por la puerta acristalada en su apertura. Si la estufa esta dotada de dos cristales, el paso en zigzag sera ventajosamente deslizante y se desplazara eventualmente en el momento en que se desee abrir una de las puertas para limpiar el cristal por ejemplo.

EJEMPLO 9

Segun una variante todavfa complementaria de la invencion, la estufa puede alternativamente estar equipada con una admision suplementaria de aire situada en el fondo del aparato. Esta puede mostrarse particularmente util para avivar el fuego o acelerar la combustion de las brasas que se acumulan al final del ciclo de combustion de la madera. Con el fin de permitir una acumulacion racional de las cenizas, la parte inferior de la estufa es ciega. Con el fin de evitar que las cenizas se extiendan por el cristal, es importante que el cristal y el volumen ciego esten en la prolongacion uno del otro. En esta parte inferior, o bajo esta, se encuentra eventualmente un cenicero que permite retirar las cenizas generadas por la combustion (no representado).

Ventajosamente, el cenicero situado en la parte inferior de la estufa estara recubierto por algunos travesanos o por una rejilla. El papel y la madera fina de encendido podran entonces colocarse en el cenicero, colocandose seguidamente el primer tronco sobre estos travesanos o esta rejilla. El cenicero puede estar igualmente provisto ventajosamente de un orificio para adaptar un aspirador de cenizas (no representado).

Otra ventaja que se puede mencionar para la presente invencion se refiere a las variantes de estufas con intercambiador para produccion de agua caliente. Con el aparato de la invencion, la combustion es conseguida en el momento en que los gases de combustion entran en contacto con la caldera de agua o los tubos de agua situados en el cielo del hogar. Asf, la masa «fna» constituida por la caldera de agua (a menos de 100oC) no perturba la

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combustion (por ejemplo a aproximadamente 400oC) como en los aparatos del estado de la tecnica, donde una buena parte de la combustion se desarrolla en el cielo del hogar.

Otra ventaja aun de la invencion esta relacionada con la alimentacion de aire precalentado exclusivamente por la parte alta del aparato. En la alimentacion de aire comburente segun el estado de la tecnica unicamente por la parte baja, sin recarga, la combustion se apaga al cabo de un tiempo bastante limitado. En la alimentacion con aire comburente segun el estado de la tecnica a la vez por la parte baja (aire primario) y por la parte alta (aire secundario precalentado), la duracion de la combustion es mas larga y se aconseja al usuario poner el aparato en funcionamiento lento para alargar la duracion de la combustion. En la practica, el usuario regula a menudo el ralentf mucho mas rapido lo cual causa el ensuciamiento del cristal. La alimentacion con aire comburente precalentado unicamente por la parte alta, segun la invencion no consume el lecho de brasas, ya que ningun aire lo atraviesa. Este subsiste por consiguiente mucho mas tiempo y ya no es necesaria una regulacion del ralentt

Simbolos de referencia

1 aparato de calefaccion

2 conducto de evacuacion de los gases quemados

3 conducto concentrico de precalentamiento del aire primario

4 cristal

5 intercambiador de calor en la admision de aire

6 superficie externa del intercambiador

7 pasos en zigzag

8 conductos tubulares verticales

9 orificio de admision de aire precalentado

10 fondo

11 dispositivo de admision de aire comburente

12 conducto de precalentamiento vertical (ascendente)

13 tapa de conducto concentrico de precalentamiento

14 tabique de conducto concentrico de precalentamiento

15 conducto de precalentamiento vertical (descendente)

16 conductos y pasos en zigzag para los gases quemados

17 conductos tubulares horizontales

18 morillos

19 rejilla hueca

20 pared inferior de rejilla hueca

21 pared superior de rejilla hueca

22 orificio de rejilla

23 pasos en zigzag de rejilla

24 orificios para cenizas.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Aparato de calefaccion (1) de combustible solido que comprende una camara de combustion provista de una puerta acristalada (4) que da al exterior, un dispositivo de admision (11) de aire comburente exterior en la indicada camara, un conducto de salida para los gases quemados (2) y un recinto estanco de precalentamiento del aire comburente que conduce este ultimo a la camara de combustion, conectada en un primer extremo al dispositivo de admision (11) y que se termina en un segundo extremo por una pluralidad de orificios (9) que liberan aire precalentado por el recinto de precalentamiento en la camara de combustion, estando el recinto de precalentamiento constituido por un juego de conductos estancos e intercambiadores de calor con los gases de combustion y los gases quemados (3, 8, 12, 15, 17, 18, 19), que terminan por los orificios anteriormente citados (9), caracterizado por que los mencionados orificios (9) estan dispuestos por una parte en lmeas espaciadas las unas de las otras y son por otra parte de tamano decreciente en altura, sobre una distancia que no sobrepasa la mitad inferior de la altura de la camara de combustion, con el fin de modular el caudal de aire precalentado liberado en la camara que envuelve la zona de llama y de combustion segun la forma conica natural de esta ultima, y por que el juego de conductos estancos e intercambiadores de calor con los gases de combustion y los gases quemados esta dispuesto para comprender una seccion concentrica del conducto de precalentamiento (3) del aire comburente, con al menos una seccion del conducto de evacuacion de los gases quemados (2) y de longitud comprendida entre 20 y 40 cm.
2. Aparato de calefaccion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la seccion concentrica del conducto de precalentamiento (3) comprende una tapa superior o terminal (13) y al menos dos tabiques radiales (14) con una abertura entre el extremo de estos tabiques y la tapa, para crear al menos dos secciones de recinto cilmdrico tales que el aire comburente se dirija de forma ascendente, o en un sentido, en una primera de las indicadas secciones, se extienda a lo largo de la tapa y luego se dirija de forma descendente, o en el sentido opuesto, en otra de las indicadas secciones, calentandose al contacto termico con el conducto de evacuacion de los gases quemados (2).
3. Aparato de calefaccion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la seccion concentrica del conducto de precalentamiento (3) comprende por una parte el dispositivo de admision del aire comburente (11) tomado de la sala ambiente o del exterior de esta o de la vivienda y esta conectado por otra parte con una seccion de doble recinto (15) a nivel de los lados no acristalados del aparato para conducir el aire comburente de alto en bajo continuando precalentandolo hasta su admision en la parte baja de la camara de combustion por los indicados orificios (9).
4. Aparato de calefaccion segun la reivindicacion 3, caracterizado por que en el fondo de la camara de combustion, la seccion de doble recinto (15) esta ademas en comunicacion con tubos horizontales (17), provistos opcionalmente de morillos (18) igualmente tubulares, estando los indicados tubos (17) y morillos (18) provistos igualmente de orificios de admision (9), con miras a llevar el aire precalentado a un lecho de brasas.
5. Aparato de calefaccion segun la reivindicacion 1, que comprende un fondo (10) y una superficie opuesta acristalada (4), caracterizado por que el dispositivo de admision del aire comburente (11) esta situado en la parte baja de la camara de combustion y esta unido a un conducto vertical (12) de precalentamiento situado en el fondo (10) del aparato que lleva el aire comburente de forma ascendente hacia la indicada seccion concentrica del conducto de precalentamiento (3), de donde el aire comburente es dirigido hacia al menos una seccion de doble recinto (15) a nivel de al menos uno de los dos lados laterales del aparato para conducir seguidamente el aire comburente de forma descendente continuando precalentandolo hasta su admision en la camara de combustion por los indicados orificios (9).
6. Aparato de calefaccion segun la reivindicacion 5, caracterizado por que el aparato comprende ademas una pluralidad de conductos y de pasos en zigzag (16), para aumentar la longitud del recorrido de los gases quemados y de los humos antes de su evacuacion, con miras a disminuir la temperatura de los humos y aumentar el intercambio de calor con el aire comburente.
7. Aparato de calefaccion segun la reivindicacion 1, que comprende dos superficies opuestas acristaladas (4) o un fondo (10) y una superficie opuesta acristalada (4), caracterizado por que el dispositivo de admision del aire comburente (11) esta situado en la parte baja de la camara de combustion y esta conectado, por medio de un conducto de doble fondo estanco (19), con uno o varios conductos verticales (8) de precalentamiento situado en los angulos respectivos del aparato y eventualmente en un conducto de precalentamiento realizado en el fondo (10) del aparato, llevando los indicados conductos aire comburente de forma ascendente hacia la indicada seccion concentrica del conducto de precalentamiento (3), de donde el aire comburente se dirige hacia dos secciones de doble recinto (15) a nivel de los dos lados laterales respectivos del aparato para conducir seguidamente el aire comburente de forma descendente continuando precalentandolo hasta su admision en la camara de combustion por los indicados orificios (9), estando cada una de las secciones de doble recinto (15) eventualmente en posicion central entre los dos conductos verticales (8) ascendentes respectivos.
8. Aparato de calefaccion segun la reivindicacion 7, caracterizado por que el conducto de doble fondo estanco (9) es una rejilla hueca que comprende una pared inferior (20) provista de un orificio (22) de entrada de aire comburente, una pared superior (21) cerrada y en contacto termico con la camara de combustion, comprendiendo el interior de la rejilla hueca pasos en zigzag (23) para alargar el recorrido del aire comburente en la rejilla hueca,

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atravesando orificios (24) a uno y otro lado de forma estanca la rejilla hueca para permitir la ca^da de cenizas en un cenicero.
9. Aparato de calefaccion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el aparato tiene esencialmente forma paralelepipedica, con una relacion longitud/profundidad o anchura/profundidad al menos superior a 3 y una

5 superficie acristalada que cubre al menos un 70% de la cara de mayor superficie.
10. Aparato de calefaccion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el aparato comprende un acceso en su parte superior por al menos un lado del conducto de evacuacion de los humos o por al menos uno de sus dos lados laterales, para la carga de troncos u otros combustibles solidos.
11. Aparato de calefaccion segun la reivindicacion 10, caracterizado por que el aparato comprende medios que 10 permiten posicionar troncos a diferentes alturas.
12. Aparato de calefaccion segun la reivindicacion 11, caracterizado por que los indicados medios son angulares o carriles.
13. Aparato de calefaccion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el conducto de evacuacion de los gases quemados (2) se prolonga en el cielo de la camara de combustion para crear una seccion de intercambiador o

15 pasos en zigzag rectangular (7), es decir por medio de una placa horizontal y dos placas verticales laterales, permitiendo esta seccion de intercambiador (7) canalizar los humos y gases de combustion, captando estos a media altura de la camara de combustion.