ES2822626T3 - Caldera de gas en la que se evita sobrecalentamiento de la brida del quemador y fugas de gas - Google Patents

Caldera de gas en la que se evita sobrecalentamiento de la brida del quemador y fugas de gas Download PDF

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Abstract

Caldera de gas que comprende: un quemador (110) sobre el cual está dispuesta una brida del quemador (111) en una dirección circunferencial, quemando el quemador (110) un gas premezclado; una cámara de suministro de gas (130) asentada y acoplada a una parte superior del quemador (110) para suministrar el gas premezclado al quemador (110), incluyendo la cámara de suministro de gas (130) una brida de la cámara (131) con una forma adaptada a la brida del quemador (111) para hacer contacto con la superficie de la brida del quemador; y un elemento de sellado (150) dispuesto entre el quemador (110) y la cámara de suministro de gas (130) para evitar que el gas premezclado suministrado desde la cámara de suministro de gas (130) al quemador (110) tenga fugas entre la cámara de suministro de gas (130) y el quemador (110); caracterizado por el hecho de que en la brida (131) de la cámara de suministro de gas (130) hay definida una ranura (133), en la cual está instalado el elemento de sellado (150); el elemento de sellado (150) comprende: un cuerpo (151) insertado en la ranura (133); y una pluralidad de protuberancias (153) de las cuales una parte sobresale desde el cuerpo (151) hacia la cámara de suministro de gas (130) y la otra parte sobresale hacia el quemador (110), en el que la pluralidad de protuberancias (153) se extiende desde el cuerpo (151), en el que una parte de la pluralidad de protuberancias (153) sobresale inclinada hacia arriba hacia la cámara de suministro de gas (130), y la otra parte de la pluralidad de protuberancias (153) sobresale inclinada hacia abajo hacia el quemador (110), y cuando el elemento de sellado (150) está dispuesto en la ranura (133) y el quemador (110) está acoplado a la cámara de suministro de gas (130), la pluralidad de protuberancias (153) quedan dispuestas y son empujadas hacia el cuerpo (110).

Description

DESCRIPCIÓN
Caldera de gas en la que se evita sobrecalentamiento de la brida del quemador y fugas de gas
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se refiere a una caldera de gas en la que se evita sobrecalentamiento de una brida del quemador y fugas de gas y, más concretamente, a una caldera de gas que tiene una estructura que es capaz de impedir que se sobrecaliente un quemador para recibir un gas premezclado desde una cámara de suministro de gas para quemar el gas premezclado.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Las calderas que se utilizan en hogares para proporcionar calefacción y agua caliente pueden clasificarse, en general, en calderas de petróleo y calderas de gas según el combustible que se utilice. Las calderas de gas pueden utilizar GLP como combustible. Sin embargo, el GNL se utiliza principalmente para las calderas de gas, que es un combustible limpio el cual es capaz de minimizar la contaminación del aire ya que el GNL presenta un menor contenido de azufre en comparación con el combustible diésel o queroseno. En las calderas de petróleo y gas, se calientan fluidos utilizando el calor generado mientras se oxida el petróleo y el gas, y los fluidos calentados para intercambio térmico circulan para aumentar la temperatura interior y suministrar agua caliente.
Recientemente se están utilizando calderas de condensación a las cuales se aplican intercambiadores de calor de condensación de modo que se dispone un quemador en una superficie superior o lateral de un intercambiador de calor para permitir que un gas de combustión fluya hacia abajo, y una temperatura de un gas de escape del intercambiador de calor se reduce hasta una temperatura de punto de rocío o menos.
Sin embargo, cuando el quemador quema el gas en la caldera de gas, puede reducirse la longitud de las llamas del quemador generadas por la combustión de acuerdo con una combustión de baja carga. Si se reduce la longitud de las llamas del quemador, las llamas pueden sobrecalentar una superficie del quemador. En particular, en el tipo de combustión descendente, como la caldera de condensación, dado que las llamas del quemador quedan muy cerca de la superficie del quemador, la superficie (especialmente, una brida del quemador) se sobrecalienta aún más. Además, en este entorno de temperaturas elevadas, para el elemento de sellado hay una pequeña variedad de materiales.
Por ejemplo, de KR 20-0363824 Y1, KR 20-2000-0019135 U, KR 10-0242970 B1 y JP 2530119 B2 se conocen diferentes configuraciones de calderas de gas de acuerdo con la técnica anterior.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN PROBLEMA TÉCNICO
Un objetivo de la presente invención es una caldera de gas capaz de evitar el sobrecalentamiento de un quemador mediante el intercambio de calor de un gas premezclado y evitar que el gas escape mientras el quemador hace contacto estrecho con la superficie de una cámara de suministro de gas, e incluye un empaque que tiene una amplia variedad de materiales.
La presente invención sugiere una caldera de gas que presenta las características de la reivindicación 1.
SOLUCIÓN TÉCNICA
La presente invención presenta una caldera de gas que incluye: un quemador en el cual se dispone una brida de quemador en una dirección circunferencial, quemando el quemador un gas premezclado; una cámara de suministro de gas asentada y acoplada a una parte superior del quemador para suministrar el gas premezclado al quemador, presentando la cámara de suministro de gas una brida de la cámara que se adapta a la forma de la brida del quemador para hacer contacto superficial con la brida del quemador; y un elemento de sellado dispuesto entre el quemador y la cámara de suministro de gas para evitar que haya fugas del gas premezclado suministrado desde la cámara de suministro de gas al quemador entre la cámara de suministro de gas y el quemador, en el que, en la brida de la cámara de suministro de gas, se define una ranura en la cual se encuentra instalado el elemento de sellado; y en el que el elemento de sellado comprende: un cuerpo y una pluralidad de protuberancias de las cuales una parte sobresale del cuerpo hacia la cámara de suministro de gas y la otra parte sobresale hacia el quemador, en el que la pluralidad de protuberancias se extiende desde el cuerpo, en el que una parte de la pluralidad de protuberancias sobresale inclinada hacia arriba hacia la cámara de suministro de gas, y la otra parte de la pluralidad de protuberancias sobresale inclinada hacia abajo hacia el quemador y, cuando el elemento de sellado se encuentra dispuesto en la ranura, y el quemador está acoplado a la cámara de suministro de gas, la pluralidad de protuberancias quedan dispuestas y son empujadas hacia el cuerpo.
EFECTOS VENTAJOSOS
La caldera de gas de acuerdo con la presente invención presenta los siguientes efectos.
En primer lugar, dado que la brida del quemador y la brida de la cámara de suministro de gas tienen una forma adaptada para hacer contacto superficial entre sí para permitir que el calor del propio quemador se disipe a la brida de la cámara de suministro de gas cuando el quemador está funcionando, puede evitarse el sobrecalentamiento del quemador (en particular, la brida del quemador).
En segundo lugar, puede evitarse que la fuga del gas premezclado que se suministra desde la cámara de suministro de gas al quemador se escape entre el quemador y la cámara de suministro de gas mediante el elemento de sellado dispuesto entre el quemador y la cámara de suministro de gas.
En tercer lugar, dado que la protuberancia que sobresale inclinada del cuerpo del elemento de sellado queda dispuesta hacia el cuerpo cuando el quemador está acoplado a la cámara de suministro de gas, la brida del quemador puede hacer un contacto superficial más estable con la brida de la cámara mientras que se adapta a la forma para impedir que el quemador se sobrecaliente a través del intercambio de calor entre la brida del quemador y la brida de la cámara. Por tanto, puede haber una amplia variedad de materiales para el elemento de sellado.
En cuarto lugar, una realización especial de la invención presenta una aleta de disipación de calor. Dado que la aleta de disipación de calor queda dispuesta entre el quemador y la cámara de suministro de gas, puede evitarse aún más el sobrecalentamiento del quemador mediante la aleta de disipación de calor la cual está refrigerada por el gas premezclado que tiene una baja temperatura suministrado desde la cámara de suministro de gas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una vista en perspectiva de una estructura completa de una caldera de gas de acuerdo con una realización de la presente invención.
Las figuras 2 y 3 son vistas en sección transversal parcialmente ampliadas que amplían e ilustran parcialmente una sección de la caldera de gas de acuerdo con la realización de la figura 1.
La figura 4 es una vista en sección transversal de un elemento de sellado de las figuras 2 y 3.
Las figuras 5 y 6 son vistas en sección transversal parcialmente ampliadas que amplían e ilustran parcialmente una sección de una caldera de gas de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La figura 7 es una vista en perspectiva de una aleta de disipación de calor de las figuras 5 y 6.
La figura 8 es una vista en perspectiva que ilustra un ejemplo modificado de la aleta de disipación de calor de la figura 7.
^Descripciones de números de referencia**
110: Quemador 111: Brida del quemador
130: Cámara de suministro de gas 131: Brida de la cámara
133: Ranura 150: Elemento de sellado
151: Cuerpo 153: Protuberancia
170: Aleta de disipación de calor
MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
En las figuras 1 a 4 se ilustra una caldera de gas de acuerdo con una realización de la presente invención.
Haciendo referencia a las figuras 1 a 4, la caldera de gas incluye un quemador 110, una cámara de suministro de gas 130 y un elemento de sellado 150. La caldera de gas de acuerdo con una realización de la presente invención tiene una forma y una estructura tal como se ilustra en la figura 1. Por tanto, con referencia a la figura 1, pueden reconocerse posiciones precisas del quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130 en la caldera de gas. El quemador 110 puede recibir un gas premezclado para quemar el gas premezclado. El quemador 110 puede recibir el gas premezclado en el cual se mezcla previamente aire con un gas en una relación de mezcla de combustión óptima desde la cámara de suministro de gas 130 la cual se describirá más adelante. El gas premezclado puede quemarse completamente. El quemador tiene, por lo tanto, una alta eficiencia de combustión y puede realizar una combustión completa con una baja proporción de aire. Generalmente, al quemador 110 puede aplicarse un quemador de fibra metálica. En la Patente Coreana n° de Publicación 10-2002-0069530 se describe un ejemplo del quemador de fibra metálica.
El quemador 110 descrito anteriormente no se limita a la forma del mismo y puede tener varias formas. Además, en una superficie lateral del quemador 110 puede disponerse una brida de quemador 111 a lo largo de una dirección circunferencial.
La cámara de suministro de gas 130 puede suministrar al quemador 110 el gas premezclado que será quemado por el quemador 110 tal como se ha descrito anteriormente. La cámara de suministro de gas 130 está asentada y acoplada a una parte superior del quemador 110. En la cámara de suministro de gas 130 se dispone una brida de la cámara 131 que está adaptada a la forma de la brida del quemador 111 cuando la cámara de suministro de gas 130 está asentada y acoplada a la parte superior del quemador 110. Dado que la brida del quemador 111 tiene una forma que coincide con la de la brida de la cámara 131, la brida del quemador 111 hace contacto superficial con la brida de la cámara 131.
En general, tanto el quemador 111 como la cámara de suministro de gas 130 están formados de un material metálico. Dado que la brida del quemador 111 está adaptada a la forma de la brida de la cámara 131, puede evitarse la fuga del gas premezclado suministrado desde la cámara de suministro de gas 130 al quemador 110. Sin embargo, dado que la fuga del gas premezclado no se evita perfectamente por el acoplamiento por la forma adaptada de la brida del quemador 111 y la brida de la cámara 131, se necesita un componente que sea capaz de evitar la fuga de gas entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130.
Por lo tanto, entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130 se dispone un elemento de sellado. Sin embargo, el quemador 110 puede estar ligeramente separado de la cámara de suministro de gas 130 sin que se adapte a la forma debido a la instalación del elemento de sellado. Así, el elemento de sellado 150 de acuerdo con la presente invención resuelve la limitación. Por lo tanto, la brida 111 del quemador 110 puede adaptarse completamente a la forma de la brida 131 de la cámara de suministro de gas 130 y acoplarse a la misma de modo que la brida del quemador 111 haga contacto superficial con la brida de la cámara 131. Más particularmente, el elemento de sellado 150 queda dispuesto entre la brida del quemador 111 y la brida de la cámara 131 cuando la brida del quemador 111 se adapta a la forma de la brida de la cámara 131. De este modo, se define una ranura 133 en la brida de la cámara 131 de modo que el elemento de sellado 150 queda dispuesto en su interior.
El elemento de sellado 150 incluye un cuerpo 151 y una protuberancia 153 formada en el cuerpo 151. El cuerpo 151 presenta una anchura que es menor que la altura de la ranura 133 para que el cuerpo 151 se inserte en la ranura 13. El cuerpo 151 puede tener forma de columna con una sección circular o rectangular y varias formas.
En el cuerpo 151 se forma una pluralidad de protuberancias 153 que sobresalen del cuerpo 151. Cuando el elemento de sellado 150 se instala entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130, una parte de las protuberancias 153 puede inclinarse hacia una superficie interior de la ranura 133 definida en la brida 131 de la cámara de suministro de gas 130, y la otra parte de las protuberancias 153 puede estar inclinada hacia la brida 111 del quemador 110.
Particularmente, con referencia a la figura 4, la protuberancia 153 de la pluralidad de protuberancias 153, que está formada hacia la brida de la cámara 131, puede inclinarse hacia arriba desde el cuerpo 151. Además, la protuberancia 153 de la pluralidad de protuberancias 153, que está formada hacia la brida del quemador 111, puede estar inclinada hacia abajo desde el cuerpo 151. Es decir, la pluralidad de protuberancias 153 están formadas hacia el interior de la cámara de suministro de gas 130 y el quemador 110.
Cuando se instala el elemento de sellado 150 entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130, la pluralidad de protuberancias 153 quedan dispuestas e instaladas hacia el interior del quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130. El elemento de sellado 150 puede tener una altura que sea mayor que la de la ranura 133 por la pluralidad de protuberancias 153. Sin embargo, dado que el elemento de sellado 150 está formado en un material de caucho flexible, la pluralidad de protuberancias 153 puede moverse de manera flexible para permitir instalar el elemento de sellado 150 entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130. Es decir, cuando el elemento de sellado 150 se instala en la ranura 133, tal como se ilustra en las figuras 3 y 4, la pluralidad de protuberancias 153 del elemento de sellado 150 puede instalarse en la ranura 133 mientras quedan dispuestas hacia el cuerpo 151 en la dirección de la flecha.
Por tanto, la brida 111 del quemador 110 puede adaptarse perfectamente a la forma y acoplarse a la brida 131 de la cámara de suministro de gas 130 incluso aunque el elemento de sellado 150 esté instalado, y la brida 111 del quemador puede hacer contacto superficial con la brida de la cámara.131. Dado que la brida del quemador 111 hace contacto con la superficie de la brida de la cámara 131, si una superficie del quemador 110 se sobrecalienta porque las llamas del quemador 110 tienen poca longitud debido a la combustión con una baja cantidad de generación de calor, puede realizarse un intercambio de calor entre la brida del quemador 111 y la brida de la cámara 131 para evitar que el quemador 110 se sobrecaliente.
El gas premezclado suministrado desde la cámara de suministro de gas 130 al quemador 110 puede tener fugas entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130. Sin embargo, tal como se ha descrito en la presente invención, cuando el elemento de sellado 150 está dispuesto entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130, puede evitarse la fuga del gas premezclado mediante el elemento de sellado 150. Particularmente, dado que la pluralidad de protuberancias 153 formadas en el elemento de sellado 150 están formadas hacia el interior de la cámara de suministro de gas 130 y el quemador 110, una vez más la pluralidad de protuberancias 153 puede evitar que el gas premezclado se escape.
En las figuras 5 a 8 se ilustra una caldera de gas de acuerdo con otra realización de la presente invención. Los números de referencia similares en la realización anterior indican elementos similares y, por tanto, principalmente se describirán las diferencias entre la realización anterior y la realización siguiente.
Si el gas premezclado se quema en el quemador 110, puede reducirse longitud de las llamas del quemador en el momento de una combustión de baja carga para sobrecalentar la superficie del quemador 110. Para esta limitación, la caldera de gas puede incluir, además, una aleta de disipación de calor 170. Tal como se ilustra en las figuras 5 y 6, la aleta de disipación de calor 170 está dispuesta entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130. Más concretamente, la aleta de disipación de calor 170 tiene un extremo que está fijado a la brida del quemador 111 y el otro extremo que se extiende hacia el interior de la cámara de suministro de gas 130. El otro extremo de la aleta de disipación de calor 170 que se extiende hacia el interior de la cámara de suministro de gas 130 hace contacto con el gas premezclado suministrado desde la cámara de suministro de gas 130. Aquí, dado que el gas premezclado tiene una baja temperatura, puede realizarse un intercambio de calor entre el otro extremo de la aleta de disipación de calor 170 enfriada por el gas premezclado y el extremo de la aleta de disipación de calor 170 fijada a la brida del quemador 111 para enfriar el quemador 110.
Haciendo referencia a una forma detallada de la aleta de disipación de calor 170 de la figura 7, la aleta de disipación de calor 170 incluye una primera placa 171 fijada a la brida del quemador 111 para extenderse hacia el interior del quemador 110 y una segunda placa 172 que se extiende desde un extremo delantero de la primera placa 171, donde la segunda placa 172 está doblada inclinada hacia arriba hacia la cámara de suministro de gas 130 cuando la aleta de disipación de calor 170 está instalada entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130.
La segunda placa que entra en contacto con el gas premezclado puede doblarse varias veces mientras se forma alternativamente una parte convexa 172a y una parte cóncava 172b para aumentar el área de contacto con el gas premezclado. Haciendo referencia a la figura 7, cada una de la parte convexa 172a y la parte cóncava 172b se dobla bruscamente y tienen una forma tal como una rosca.
La figura 8 es una vista que ilustra un ejemplo modificado de una aleta de disipación de calor 170'. Haciendo referencia a la figura 8, aunque la aleta de disipación de calor 170' incluye una primera y una segunda placa 171' y 172' como la aleta de disipación de calor 170 descrita anteriormente, cada una de las cuales tiene una parte convexa 172a' y una parte cóncava 172b' formadas en la segunda placa 172', ésta presenta una forma diferente a la de la figura 7. Aunque cada una de la parte convexa 172a y la parte cóncava 172b de la aleta de disipación de calor 170 de la figura 7 tiene una forma afilada, tal como una rosca, tal como se ha descrito anteriormente, cada una de la parte convexa 172a' y la parte cóncava 172b' de la aleta de disipación de calor 170' de la figura 8 tiene una superficie curva.
La forma de las segundas placas 172 y 172' no se limita a de las figuras 7 y 8 y pueden tener varias formas capaces de aumentar un área de contacto con el gas premezclado.
Dado que cada una de las aletas de disipación de calor 170 y 170' tiene que enfriarse fácilmente cuando cada una de las aletas de disipación de calor 170 y 170' hace contacto con el gas premezclado e intercambiar calor con el quemador 110 al cual está fijada cada una de las aletas de disipación de calor 170 y 170', es preferible que cada una de las aletas de disipación de calor 170 y 170' pueda estar formada en un material metálico que tenga una buena eficacia de transferencia de calor o de un material plástico conductor del calor.
Así, cuando cada una de las aletas de disipación de calor 170 y 170' se encuentra dispuesta entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130, tal como se ha descrito anteriormente, cada una de las aletas de disipación de calor 170 y 170' puede enfriarse mientras hace contacto con el gas premezclado suministrado desde la cámara de suministro de gas 130 para enfriar el quemador 110 a través del intercambio de calor entre cada una de las aletas de disipación de calor 170 y 170' y el quemador 110. En particular, en el momento de la combustión de baja carga, cuando el gas premezclado es quemado por el quemador 110, puede reducirse la longitud de las llamas del quemador 110 para sobrecalentar la superficie del quemador 110. Sin embargo, la aleta de disipación de calor 170 puede evitar que la superficie del quemador 110 se sobrecaliente.
Cuando la superficie del quemador 110 se sobrecalienta, puede haber una variedad de materiales del elemento de sellado 150, dispuesto entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130 para evitar que escape el gas premezclado. En particular, cuando la superficie del quemador 110 se sobrecalienta, debe proporcionarse un elemento de sellado formado en un material que tenga una mayor resistencia al calor. Por tanto, hay una pequeña variedad de materiales para el elemento de sellado y también se incrementa el coste del material o el coste de producción debido al uso de un material de elevada funcionalidad. Por lo tanto, cuando la aleta de disipación de calor 170 está dispuesta entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130, puede evitarse el sobrecalentamiento de la superficie del quemador 110 por el intercambio de calor. Por tanto, puede haber una amplia variedad de materiales para el elemento de sellado 150 dispuesto entre el quemador 110 y la cámara de suministro de gas 130 y un efecto de ahorro de costes.
Si bien la presente invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a unas realizaciones de ejemplo de la misma, los expertos en la materia entenderán que pueden realizarse varios cambios en la forma y detalles sin apartarse del alcance de la presente invención tal como se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Caldera de gas que comprende:
un quemador (110) sobre el cual está dispuesta una brida del quemador (111) en una dirección circunferencial, quemando el quemador (110) un gas premezclado;
una cámara de suministro de gas (130) asentada y acoplada a una parte superior del quemador (110) para suministrar el gas premezclado al quemador (110), incluyendo la cámara de suministro de gas (130) una brida de la cámara (131) con una forma adaptada a la brida del quemador (111) para hacer contacto con la superficie de la brida del quemador; y
un elemento de sellado (150) dispuesto entre el quemador (110) y la cámara de suministro de gas (130) para evitar que el gas premezclado suministrado desde la cámara de suministro de gas (130) al quemador (110) tenga fugas entre la cámara de suministro de gas (130) y el quemador (110);
caracterizado por el hecho de que
en la brida (131) de la cámara de suministro de gas (130) hay definida una ranura (133), en la cual está instalado el elemento de sellado (150);
el elemento de sellado (150) comprende:
un cuerpo (151) insertado en la ranura (133); y
una pluralidad de protuberancias (153) de las cuales una parte sobresale desde el cuerpo (151) hacia la cámara de suministro de gas (130) y la otra parte sobresale hacia el quemador (110),
en el que la pluralidad de protuberancias (153) se extiende desde el cuerpo (151),
en el que una parte de la pluralidad de protuberancias (153) sobresale inclinada hacia arriba hacia la cámara de suministro de gas (130), y la otra parte de la pluralidad de protuberancias (153) sobresale inclinada hacia abajo hacia el quemador (110), y
cuando el elemento de sellado (150) está dispuesto en la ranura (133) y el quemador (110) está acoplado a la cámara de suministro de gas (130), la pluralidad de protuberancias (153) quedan dispuestas y son empujadas hacia el cuerpo (110).
2. Caldera de gas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que comprende, además, una aleta de disipación de calor (170) dispuesta entre la cámara de suministro de gas (130) y el quemador (110), en el que la aleta de disipación de calor (170) presenta un extremo que está fijado entre la brida del quemador (111) y la brida de la cámara (131), y el otro extremo que se extiende hacia la cámara de suministro de gas (130) e intercambia calor con el gas premezclado para enfriar el quemador (110).
3. Caldera de gas de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que la aleta de disipación de calor (170) comprende:
una primera placa que se extiende desde la brida del quemador (111) hacia el interior del quemador (110); y una segunda placa que se extiende desde un extremo delantero de la primera placa, y estando dispuesta la segunda placa inclinada hacia arriba hacia la cámara de suministro de gas (130).
4. Caldera de gas de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada por el hecho de que la aleta de disipación de calor (170) comprende una parte convexa y una parte cóncava que se doblan alternativamente varias veces en la segunda placa de modo que se aumenta un área de contacto entre la aleta de disipación de calor (170) y el gas premezclado.
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