ES2624603B1

ES2624603B1 - Dispositivo de calentamiento por inducción magnética

Info

Publication number: ES2624603B1
Application number: ES201531808A
Authority: ES
Inventors: Manuel MARTÍNEZ RUIZ
Original assignee: Maxwell and Lorentz SL
Current assignee: Maxwell and Lorentz SL
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2035-12-14
Also published as: ES2624603A1; AR106979A1; WO2017103305A1

Abstract

Dispositivo de calentamiento por inducción magnética, que comprende un cuerpo cilíndrico (4) accionable en giro y provisto con imanes (2) longitudinalmente dispuestos en la periferia del cuerpo cilíndrico (4) según una distribución con polaridades alternas de los sucesivos imanes (2) en la distribución, yendo alrededor de dicho cuerpo cilíndrico (4) un serpentín (1) de circulación de un fluido a calentar, donde el serpentín (1) se aloja dentro de una carcasa (9) de un material conductor eléctrico y conductor térmico, en la cual por influencia magnética de los imanes (2) en movimiento se genera un calor que se transmite al serpentín (1).

Description

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DESCRIPCIÓN

DISPOSITIVO DE CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN MAGNÉTICA Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con la generación de calor para aplicaciones de calentamiento, como por ejemplo para obtener agua caliente, proponiendo un dispositivo de producción de calor mediante inducción magnética, con el cual se puede desarrollar dicha función en unas condiciones mejoradas de eficacia y rentabilidad.

Estado de la técnica

Es conocido que, cuando en el ámbito del campo magnético de un imán en movimiento se dispone un elemento de material conductor eléctrico, la influencia del campo magnético variable que actúa sobre dicho elemento genera en él un calor que le produce un calentamiento.

Basándose en ese fenómeno, se han desarrollado soluciones orientadas al calentamiento de fluidos, como por ejemplo agua circulante por un tubo de cobre u otro material conductor, disponiéndose en relación con el tubo un disco portador de una distribución de imanes, asociando el disco a un motor de accionamiento giratorio.

Soluciones de este tipo son, por ejemplo, las contempladas en los documentos ES1077579U, US2549362, US20090223948, US5012060, US7339144, US8408378 y US20110272399, todas ellas basadas en la utilización de un soporte portador de imanes accionado giratoriamente por un motor, para crear mediante los imanes en movimiento un campo magnético variable en relación con un tubo metálico de circulación de un fluido. Pero tales soluciones no han tenido éxito de implantación práctica, debido al bajo rendimiento de producción de calor en relación con el consumo de energía necesario para accionar el soporte portador de los imanes.

La solicitud de Patente española P201431476, de la misma solicitante que la presente invención, contempla una realización para mejorar el rendimiento de la producción de calor por inducción magnética mediante imanes en movimiento, empleando dos o más discos

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giratorios portadores de imanes, dispuestos de manera que los imanes de los discos consecutivos se influencian favoreciendo el accionamiento giratorio de los discos. Esta solución requiere sin embargo un exacto sincronismo del movimiento de los discos para que la influencia magnética entre ellos sea adecuada, lo cual dificulta y encarece el montaje.

El documento JP2004316943 plantea otra realización al respecto, utilizando un cuerpo cilíndrico giratorio portador de imanes dispuestos longitudinalmente en su periferia, yendo alrededor del cuerpo cilíndrico un serpentín de circulación de un fluido a calentar. Por la dimensión de los imanes que se utilizan, esta solución es más eficaz que la de un disco portador de imanes en donde la dimensión de los imanes está muy limitada. Sin embargo, el rendimiento de la producción de calor es también bajo en relación con el consumo de energía que se requiere para accionar el movimiento giratorio del cuerpo cilíndrico portador de los imanes.

Objeto de la invención

De acuerdo con la presente invención se propone un dispositivo para generar calor por inducción magnética mediante imanes en movimiento, con una realización que permite mejorar el rendimiento de las soluciones conocidas en ese sentido y, por consiguiente, las prestaciones de aplicación.

El dispositivo objeto de la invención comprende un cuerpo cilíndrico que es acoplable axialmente a un medio de accionamiento giratorio, yendo provisto el cuerpo cilíndrico en su periferia con una distribución de imanes longitudinales de polaridades alternas en la distribución, y yendo alrededor de dicho cuerpo cilíndrico un serpentín de circulación de un fluido a calentar.

Según la invención, el serpentín que rodea al cuerpo cilíndrico portador de los imanes se aloja dentro de una carcasa metálica de un material conductor eléctrico y conductor térmico, la cual determina una masa de acumulación del calor que produce el movimiento de los imanes incorporados en el cuerpo cilíndrico, para transmitir dicho calor al serpentín de circulación del fluido a calentar.

Se obtiene de esta manera una realización que, debido a la dimensión de los imanes incorporados en el cuerpo cilíndrico, produce una gran influencia magnética generadora de

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calor sobre la carcasa que aloja al serpentín de circulación del fluido a calentar y, por otro lado, debido al efecto acumulador térmico de dicha carcasa que aloja al serpentín, se logra también un máximo aprovechamiento de la influencia magnética de los imanes para el calentamiento del serpentín.

En el eje de accionamiento giratorio del cuerpo cilíndrico se dispone además un disco provisto en la cara orientada hacia el cuerpo cilíndrico con una distribución de imanes radiales, también de polaridades alternas en su distribución. Con lo cual, mediante el accionamiento giratorio se logra un complemento de influencia magnética sobre la carcasa que aloja al serpentín de circulación del fluido a calentar y, por consiguiente del calor que se produce para calentar el serpentín, siendo dicho complemento también de una notable intensidad debido a la dimensión de los imanes dispuestos radialmente en el disco.

Por lo tanto, dicho dispositivo objeto de la invención resulta de unas características que le hacen eficazmente ventajoso para la función a la que está destinado, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de los dispositivos convencionales de la misma aplicación, ya que mejora las condiciones funcionales y el rendimiento de los mismos.

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra en perspectiva un ejemplo de realización del dispositivo objeto de la invención.

La figura 2 muestra una perspectiva del dispositivo de la figura anterior, con la carcasa de alojamiento del serpentín de circulación del fluido a calentar diametralmente seccionada, habiéndose eliminado los imanes del cuerpo cilíndrico y del disco incorporados en un eje giratorio.

La figura 3 es una perspectiva del conjunto del cuerpo cilíndrico y el disco incorporados en un eje giratorio, sin los imanes de los mismos.

La figura 4 es una perspectiva como la anterior, con el cuerpo cilíndrico y el disco provistos de sus imanes.

La figura 5 es una perspectiva de la pared interna y la tapa inferior de la carcasa de

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alojamiento del serpentín en el dispositivo de la invención.

La figura 6 es una perspectiva como la anterior, con algunas mitades de soportes radiales de sujeción del serpentín en la carcasa de alojamiento.

La figura 7 es una perspectiva como la de la figura anterior con el serpentín incorporado sobre las mitades de los soportes radiales.

La figura 8 es una perspectiva como la de la figura anterior con los soportes radiales de sujeción completos con las dos mitades.

La figura 9 es una perspectiva de la carcasa de alojamiento del serpentín completa, sin la tapa superior.

Descripción detallada de la invención

El objeto de la invención se refiere a un dispositivo destinado para calentar un fluido circulante por un serpentín (1) de cobre, u otro material conductor térmico, mediante generación de calor por inducción magnética de unos imanes (2 y 3) que van incorporados en un cuerpo cilíndrico (4) y en un disco (5), los cuales a su vez van dispuestos sobre un eje (6) que es accionable en giro mediante un motor, o cualquier otro medio convencional de accionamiento giratorio.

El dispositivo comprende una distribución de imanes (2) dispuestos longitudinalmente en la periferia del cuerpo cilíndrico (4), con polaridades alternas de los sucesivos imanes (2) en la distribución, yendo dichos imanes (2) encajados en unas ranuras (7) longitudinales que el cuerpo cilíndrico (4) tiene en su periferia.

Otra distribución de imanes (3) está prevista en una disposición radial en el disco (5), a su vez con polaridades alternas de los sucesivos imanes (3) en la distribución, yendo dichos imanes (3) encajados en unas ranuras (8) radiales que el disco (5) tiene en su cara orientada hacia el cuerpo cilíndrico (4).

Alrededor del cuerpo cilíndrico (4) va dispuesta una carcasa (9) de material conductor eléctrico y conductor térmico, como por ejemplo bronce, sin que este material sea limitativo,

alojándose dentro de dicha carcasa (9) el serpentín (1) de circulación del fluido a calentar.

La carcasa (9) comprende dos paredes (9.1 y 9.2) cilíndricas concéntricas y dos tapas extremas (10 y 11) que cierran las dos paredes (9.1 y 9.2). A través de una de las (10) pasa 5 el eje (6) al que están unidos el cuerpo cilíndrico (4) portador de los imanes (2) y el disco (5) portador de los imanes (3), yendo el serpentín (1) incluido entre las dos paredes (9.1 y 9.2), en sujeción respecto de ellas mediante unos soportes (12) radiales que van unidos a las paredes (9.1 y 9.2).

10 Los soporte (12) están formados por dos mitades complementarias que se disponen unidas respectivamente a las paredes (9.1 y 9.2) de la carcasa (9), encajando en unas ranuras (13) que dichas paredes (9.1 y 9.2) tienen longitudinalmente en sus respectivas caras enfrentadas de la una hacia la otra, mientras que en sus bordes enfrentados entre ellas dichas mitades complementarias de los soportes (12) tienen unas escotaduras (14)

15 mediante las se acoplan sobre las espiras del serpentín (1).

Las tapas (10, 11) se unen a la carcasa (9) mediante unos tornillos (15) de un material no magnético, como por ejemplo bronce, de manera que dichos tornillos (15) no se ven influenciados por los campos magnéticos impidiéndose que puedan aflojarse.

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Con todo ello así el montaje estructural de la carcasa (9) y la incorporación del serpentín (1) en ella resultan muy sencillos, y disponiendo un número elevado de soportes (12) en la sujeción del serpentín (1), el conjunto de dicha carcasa (9) determina una masa muy compacta que favorece el aprovechamiento de la influencia magnética de los imanes (2 y 3),

25 cuando giran el cuerpo cilíndrico (4) y el disco (5), para generar un calor que se transmite con gran eficiencia al serpentín (1) a efectos de calentar el fluido de aplicación circulante por el mismo.

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REIVINDICACIONES

1. - Dispositivo de calentamiento por inducción magnética, que comprende un cuerpo cilindrico (4) accionable en giro y provisto con imanes (2) longitudinalmente dispuestos en la periferia del cuerpo cilíndrico (4) según una distribución con polaridades alternas de los sucesivos imanes (2) en la distribución, yendo alrededor de dicho cuerpo cilindrico (4) un serpentín (1) de circulación de un fluido a calentar, caracterizado por que el serpentín (1) se aloja dentro de una carcasa (9) de un material conductor eléctrico y conductor térmico, en la cual por influencia magnética de los imanes (2) en movimiento se genera un calor que se transmite al serpentín (1).
2. - Dispositivo de calentamiento por inducción magnética, según la reivindicación 1, caracterizado por que el cuerpo cilíndrico (4) va incorporado axialmente en un eje (6) accionable en giro, en el cual eje (6) se incorpora axialmente un disco (5) provisto con imanes (3) en una distribución con polaridades alternas, los cuales imanes (3) generan calor por influencia magnética en la carcasa (9).
3. - Dispositivo de calentamiento por inducción magnética, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la carcasa (9) comprende dos paredes (9.1 y 9.2) cilíndricas concéntricas, y dos tapas extremas (10 y 11) que cierran las paredes (9.1 y 9.2), yendo el serpentín (1) incluido entre las dos paredes (9.1 y 9.2) en sujeción mediante unos soportes radiales (12) que va unidos a las paredes (9.1 y 9.2).
4. - Dispositivo de calentamiento por inducción magnética, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los imanes (2) se disponen encajados en unas ranuras (7) longitudinales que el cuerpo cilíndrico (4) tiene en su periferia.
5. - Dispositivo de calentamiento por inducción magnética, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por que los imanes (3) están encajados en unas ranuras (8) radiales que tiene el disco (5) en su cara orientada hacia el cuerpo cilíndrico (4).
6. - Dispositivo de calentamiento por inducción magnética, según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por que los soportes radiales (12) están formados por dios mitades complementarias, las cuales se disponen encajadas, respectivamente, en unas ranuras (13) que las paredes (9.1 y 9.2) tienen longitudinalmente en sus respectivas caras

enfrentadas de la una hacia la otra, poseyendo dichas mitades complementarias de los soportes radiales (12) en sus bordes enfrentados entre ellas unas escotaduras (14) mediante las que se acoplan sobre las espiras del serpentín (1).