WO2015173459A1 - Calentador de agua por impacto - Google Patents

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WO2015173459A1
WO2015173459A1 PCT/ES2015/070385 ES2015070385W WO2015173459A1 WO 2015173459 A1 WO2015173459 A1 WO 2015173459A1 ES 2015070385 W ES2015070385 W ES 2015070385W WO 2015173459 A1 WO2015173459 A1 WO 2015173459A1
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impactors
water
water heater
impact
heated
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PCT/ES2015/070385
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English (en)
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Inventor
Elioenai De Freitas Silva
Original Assignee
Salceda Cerdeira, Jose
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium

Definitions

  • the present invention relates to an electric water heater.
  • the object of the invention is to provide a water heating device that provides energy savings of the order of 60%.
  • the device is valid for different electrical supply voltages thereof.
  • the present invention is also intended to present a replaceable character, in order to allow its replacement by the classic heating resistors existing in conventional electric heat heaters.
  • the invention thus falls within the scope of electrical devices for water heating.
  • thermo-heaters are known, based on an electric resistance, conveniently insulated thermally, which is introduced into a fluid, in this case water, so that the heat emitted by the resistance It is absorbed by water.
  • a fluid in this case water
  • This type of device has a contact surface with the fluid to be heated that in many cases may be insufficient, which, in order to counteract this lack of heat transmitting surface, it is necessary to increase the temperature of the resistance, and consequently increase the consumption electric, with the consequent and negative impact at the cost level that this implies.
  • the device that has been recommended has been conceived to solve the problem described above, in a simple way but with great efficiency, thanks to a completely new structuring.
  • the device is constituted from an outer housing, insulating in nature and resistant to high temperatures, based on a tubular central body, and end caps, which are perfectly insulated in their assembly.
  • Both end caps have holes for the passage of water to be heated, having been provided that they are internally assisted by the corresponding filters that prevent the entry of particles to the device that could obstruct it, and may include additional holes to expel the filtered elements in the tasks of filter self-cleaning
  • a porcelain base is established on the lower cover in which an electric power circuit is embedded for a series of impactors, which are coupled to it through the corresponding connection slots, materialized in steel plates metal conductors, conveniently curved, that are arranged parallel and conveniently separated from each other and that occupy mostly the internal volume of the main housing, leaving space for the circulation of water to be heated by these elements, for which, the porcelain base has a diameter slightly smaller than the internal diameter of the housing in order to allow the flow of water through it.
  • These plates may have grooves that define fins on said plates, to improve the heat transmission surface with water.
  • the conductive elements are coated with a porcelain insulator, which is applied at 1200 ° C over the entire conductive surface of the apparatus, so that it insulates said elements, and acts as a heat transfer surface.
  • the device is complemented by a manual or automatic thermostat for the regulation of the current and consequently of the desired temperature in the use determined.
  • the heater is applicable in many different situations, such as water heating, sanitary, industrial, heating, swimming pools, coffee makers, etc. From this structuring, the device allows to obtain energy savings of the order of 60%, with respect to electric heaters, being able to work interchangeably with voltages of 12, 24, 36, 110, 220 and 250 volts without the need for any external modification or internal
  • the device thus described can be integrated in a thermo heater conventional, regardless of its volume and diameter, replacing the classic electrical resistance.
  • thermo heater to heat a volume of 100 liters in the same temperature and heating time conditions compared to a device such as that of the invention, with a 500W input, a thermo heater must be used conventional with a consumption of 1600W.
  • Figure 1 shows a perspective view of an impact water heater made in accordance with the object of the present invention.
  • Figure 2 shows an exploded view of the elements involved in the device of the invention
  • Figure 3 shows, finally, a perspective view of the inner core of the partially mounted device, and devoid of its protective housing and filters PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
  • the device that is recommended has a housing of an insulating nature and resistant to high temperatures, based on a tubular central body (1), and two end caps (2-3).
  • the top cover (2) includes two hot water outlet holes (4), as well as a central hole (5) of smaller size, for expulsion of dirt by the device through filters (6-6 ') in the process of self-cleaning.
  • the lower cover (3) incorporates a pair of cold water inlet holes (7), as well as two end holes (8) for connecting the power supply cables, and a central hole (5 ') for purging the corresponding filter (6 ').
  • an electrical power circuit of a series of impactors is established, embedded in a ceramic plate (9), specifically of porcelain, in which a series of grooves are defined (10-10 ' -10 "-10" ') for connection of the complementary impactors (11-11'-11 "- 1 1' '), materialized in conveniently curved metal conductive steel plates, which are arranged in parallel and conveniently separated from each other and that mainly occupy the internal volume of the main housing, leaving space for the circulation of water to be heated by these elements, and between the space defined between the porcelain plate (9) and the lower cover (2).
  • These plates or impactors have grooves (12) that define fins to improve the heat transmission surface with water.
  • the conductive or impactor elements (11-11'-11 '' - 11 ''') are coated with a porcelain insulator, which is applied at 1200 ° C over the entire conductive surface of the apparatus, so that it insulates said elements, and acts as a heat transfer surface.
  • the impactors (11) and (11 '' ') are of constant connection for voltage protection and static current.
  • the impactors (11 ') are low for domestic hot water.
  • the impactors (11 ) are high for heating water heating.
  • the device is complemented by a manual or automatic thermostat for regulating the current and consequently of the desired temperature in the use determined
  • these filters (6-6 '), these will be about a centimeter thick, and will be composed of several alternate layers of ground ore and charcoal, these layers being one millimeter thick.
  • the filters will be self-cleaning because with the impacts oxygen is produced inside the device and when it accumulates a little pressure, it It will be exerted on the filters by sending any waste out of the housing through the corresponding outlet hole.

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  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Abstract

El objeto de la invención es proporcionar un dispositivo calentador de agua que proporcione unos ahorros energéticos del orden del 60%. Para ello, el dispositivo se constituye a partir de una carcasa de naturaleza aislante y resistente a altas temperaturas, a base de un cuerpo central tubular (1), y sendas tapas extremas (2-3), con sus correspondientes pasos para el agua a calentar, con la particularidad de que en correspondencia con la tapa extrema inferior (3) se establece un circuito eléctrico de alimentación de una serie de impactadores, embebido en una placa de porcelana(9), en la que se definen una serie de ranuras (10-10'-10''-10''') para conexión de los complementarios impactadores (11-11'-11''-11'''), materializados en placas de acero conductor metálicas, convenientemente curvadas, que se disponen paralelamente y convenientemente separadas entre si y que ocupan mayoritariamente el volumen interno de la carcasa principal, dejando espacio para la circulación del agua a calentar por estos elementos, y entre el espacio definido entre la placa de porcelana (9) y la tapa inferior (2), habiéndose previsto que dichos impactadores (11-11'-11''-11''') estén igualmente revestidos de un aislante de porcelana.

Description

CALENTADOR DE AGUA POR IMPACTO
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un calentador de agua eléctrico.
El objeto de la invención es proporcionar un dispositivo calentador de agua que proporcione unos ahorros energéticos del orden del 60%.
Es asimismo objeto de la invención que el dispositivo sea válido para distintas tensiones eléctricas de alimentación del mismo.
Finalmente, cabe destacar que la presente invención tiene igualmente por objeto presentar un carácter recambiable, en orden a permitir su sustitución por las clásicas resistencias calefactores existentes en los termo- calentadores eléctricos convencionales.
La invención se sitúa pues en el ámbito de los dispositivos eléctricos para el calentamiento de agua.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En el ámbito de aplicación de la invención, son conocidos termo- calentadores, a base de una resistencia eléctrica, convenientemente aislada térmicamente, que se introduce en el seno de un fluido, en este caso agua, de manera que el calor emitido por la resistencia es absorbido por el agua. Este tipo de dispositivos presentan una superficie de contacto con el fluido a calentar que en muchos casos puede resultar insuficiente, con lo que, para contrarrestar esa falta de superficie transmisora de calor, es preciso incrementar la temperatura de la resistencia, y consecuentemente aumentar el consumo eléctrico, con la consecuente y negativa repercusión a nivel de costos que ello supone.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El dispositivo que se preconiza ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, de una forma sencilla pero de gran eficacia, merced a una estructuración completamente novedosa.
Para ello, y de forma mas concreta, el dispositivo se constituye a partir de una carcasa exterior, de naturaleza aislante y resistente a altas temperaturas, a base de un cuerpo central tubular, y sendas tapas extremas, que en su montaje quedan perfectamente aisladas.
Ambas tapas extremas disponen de orificios para paso del agua a calentar, habiéndose previsto que las mismas internamente estén asistidas por los correspondientes filtros que impidan la entrada de partículas al dispositivo que pudieran obstruirlo, pudiendo incluir orificios adicionales para expulsar los elementos filtrados en las tareas de auto-limpieza del filtro.
Inmediatamente a continuación, sobre la tapa inferior se establece una base de porcelana en la que está embebida un circuito de alimentación eléctrica para una serie de impactadores, que se acoplan a la misma a través de las correspondientes ranuras de conexión, materializados en placas de acero conductor metálicas, convenientemente curvadas, que se disponen paralelamente y convenientemente separadas entre si y que ocupan mayoritariamente el volumen interno de la carcasa principal, dejando espacio para la circulación del agua a calentar por estos elementos, para lo cual, la base de porcelana presenta un diámetro ligeramente menor que el diámetro interno de la carcasa en orden a permitir el fluyo de agua a través de la misma.
Estas placas pueden presentar ranuras que definan aletas en dichas placas, para mejorar la superficie de transmisión de calor con el agua.
Los elementos conductores están revestidos de un aislante de porcelana, que se aplica a 1200°C en toda la superficie conductora del aparato, de manera que aisla dichos elementos, y actúa como superficie de transmisión de calor.
El dispositivo se complementa con un termostato manual o automático para la regulación de la corriente y consecuentemente de la temperatura deseada en el uso que se determine.
El calentador es aplicable en muy diversas situaciones, como puede ser para calentamiento de aguas, sanitarias, industriales, calefacciones, piscinas, cafeteras, etc. A partir de esta estructuración, el dispositivo permite obtener unos ahorros energéticos del orden del 60%, con respecto a los calentadores eléctricos, pudiendo funcionar indistintamente con tensiones de 12, 24, 36, 110, 220 y 250 voltios sin necesidad de ninguna modificación externa o interna. El dispositivo así descrito puede integrarse en un termo calentador convencional, independientemente del volumen y diámetro del mismo, sustituyendo a la clásica resistencia eléctrica.
De forma mas concreta, experimentalmente se ha podido comprobar que para calentar en las mismas condiciones de temperatura y tiempo de calentamiento un volumen de 100 litros frente a un dispositivo como el de la invención, con un aporte de 500W, es preciso utilizar un termo calentador convencional con un consumo de 1600W.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de un calentador de agua por impacto realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.
La figura 2.- Muestra una vista en despiece de los elementos que participan en el dispositivo de la invención La figura 3.- Muestra, finalmente, una vista en perspectiva del núcleo interno del dispositivo parcialmente montado, y desprovisto de su carcasa protectora y filtros REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Como se puede ver en las figuras referidas, el dispositivo que se preconiza cuenta con una carcasa de naturaleza aislante y resistente a altas temperaturas, a base de un cuerpo central tubular (1), y sendas tapas extremas (2-3).
La tapa superior (2) incluye dos orificios de salida del agua caliente (4), asi como un orificio central (5) de menor tamaño, para expulsión de la suciedad por parte del dispositivo a través de unos filtros (6-6') en el proceso de auto-limpieza.
Por su parte, la tapa inferior (3), incorpora una pareja de orificios de entrada de agua fría (7), así como sendos orificios extremos (8) para conexión de los cables de alimentación eléctrica, y un orificio central (5') para purgado del correspondiente filtro (6').
En correspondencia con la tapa extrema inferior (3) se establece un circuito eléctrico de alimentación de una serie de impactadores, embebido en una placa cerámica (9), concretamente de porcelana, en las que se definen una serie de ranuras (10-10'-10"-10"') para conexión de los complementarios impactadores (11- 11'-11"- 1 1 '''), materializados en placas de acero conductor metálicas, convenientemente curvadas, que se disponen paralelamente y convenientemente separadas entre si y que ocupan mayoritariamente el volumen interno de la carcasa principal, dejando espacio para la circulación del agua a calentar por estos elementos, y entre el espacio definido entre la placa de porcelana (9) y la tapa inferior (2).
Estas placas o impactadores presentan ranuras (12) que definen aletas para mejorar la superficie de transmisión de calor con el agua. Los elementos conductores o impactadores (11- 11'- 11''- 11''') están revestidos de un aislante de porcelana, que se aplica a 1200°C en toda la superficie conductora del aparato, de manera que aisla dichos elementos, y actúa como superficie de transmisión de calor.
De acuerdo con esta estructuración, se han previsto diferentes modos de funcionamiento en función del empleo de unos u otros impactadores.
De forma mas concreta, los impactadores (11) y ( 11''') son de conexión constante para la protección de tensión y para la corriente estática.
Los impactadores ( 11') son de baja para agua caliente sanitaria.
Los impactadores (11") son de alta para calentamiento de agua de calefacción.
El dispositivo se complementa con un termostato manual o automático para la regulación de la corriente y consecuentemente de la temperatura deseada en el uso que se determine
En cuanto a la naturaleza de los filtros (6-6'), estos tendrán mas o menos un centímetro de espesor, y estarán compuestos por varias capas alternas de mineral molido y carbón vegetal, siendo estas capas de un milímetro de espesor.
Los filtros serán auto-limpiantes ya que con los impactos se produce oxigeno dentro del dispositivo y cuando acumula un poco de presión, esta se ejercerá sobre los filtros enviando cualquier desperdicio fuera de la carcasa a través del correspondiente orificio de salida.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
Γ.- Calentador de agua por impacto, caracterizado porque se constituye a partir de una carcasa de naturaleza aislante y resistente a altas temperaturas, a base de un cuerpo central tubular (1), y sendas tapas extremas (2-3), con sus correspondientes pasos para el agua a calentar, con la particularidad de que en correspondencia con la tapa extrema inferior (3) se establece un circuito eléctrico de alimentación de una serie de impactadores, embebido en una placa de porcelana(9), en la que se definen una serie de ranuras (10- 10'- 10"- 10"') para conexión de los complementarios impactadores (11- 11'-11"- 11''' ), materializados en placas de acero conductor metálicas, convenientemente curvadas, que se disponen paralelamente y convenientemente separadas entre si y que ocupan mayoritariamente el volumen interno de la carcasa principal, dejando espacio para la circulación del agua a calentar por estos elementos, y entre el espacio definido entre la placa de porcelana (9) y la tapa inferior (2), habiéndose previsto que dichos impactadores (11-11'-11 "-11''' ) estén igualmente revestidos de un aislante de porcelana. 2a.- Calentador de agua por impacto, según reivindicación 1a, caracterizado porque en correspondencia con ambas tapas extremas (2-3) incorpora sendos filtros (6-6') auto limpiantes.
3a.- Calentador de agua por impacto, según reivindicación 1a, caracterizado porque las tapas extremas (2-3) incorporan sendos orificios centrales (5-5') para purgado de los filtros (6-6').
4a.- Calentador de agua por impacto, según reivindicación 1a, caracterizado porque los impactadores incluyen ranuras (12) sobre su superficie. 5a.- Calentador de agua por impacto, según reivindicación 1a, caracterizado porque incluye un termostato manual o automático para la regulación de la corriente y consecuentemente de la temperatura del agua deseada.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR619317A (fr) * 1926-07-27 1927-03-31 Chauffe-eau
FR2930323A1 (fr) * 2008-04-18 2009-10-23 Peyronny Stephane Dispositif permettant l'obtention d'eau chaude instantanee.
CN201819378U (zh) * 2010-08-30 2011-05-04 湖南鑫澳投资管理有限公司 节能即热式电热水器

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