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Calentador instantáneo de agua de caudal contínuo por inducción magnética

Resumen: Basado en el efecto de corrientes parasitarias, está constituido por  un motor que mueve un eje sujeto a una carcasa, con un plato de imanes de polaridad alternada, en número par, dibujando un círculo. Unido a la  carcasa  se encuentra  un tubo circular de las mismas dimensiones que el plato de imanes  y a una distancia de éstos proporcional a la temperatura que requerida en el agua. En el interior del tubo se halla una corona metálica. El tubo se halla obstruido por un separador de compartimiento que impide el paso del agua, habiéndose practicado en cada lado del separador un orificio de entrada y otro de salida del agua.

 

 

 

Memoria descriptiva: La presente invención se refiere a un calentador de agua y otros fluidos basado en el fenómeno físico de corrientes parasitarias producidas por campos magnéticos, que tienen la propiedad de calentar materiales metálicos con un consumo muy bajo. Es la primera vez que se ensaya con este fenómeno físico en relación con el calentamiento de agua y otros fluidos, por lo que la presente invención resulta particularmente novedosa.Haciendo girar campos magnéticos situados dibujando un círculo, con polaridad opuesta unos respecto a otros,  cercanos a la presencia de un metal magnético o amagnético, se origina en éste un movimiento molecular que produce el fenómeno de corrientes parasitarias, con una potencia en función de la frecuencia de paso por un punto de la alternancia de los campos magnéticos y de la distancia a que estén situados éstos del metal. Según la potencia de las corrientes parasitarias se calentará el metal con un consumo más bajo que el consumo de las resistencias que se usan en los calentadores convencionales. El calor producido por el metal inducido puede aprovecharse para calentar agua u otro fluido.Su campo de aplicación se encuadra en la industria de los calentadores de agua y singularmente en la industria de los calentadores instantáneos de agua de caudal continuo.            Los calentadores instantáneos de agua de caudal continuo conocidos en este sector de la industria  no aportan al estado de la técnica las características novedosas que propone la presente invención, por lo que su novedad concierne a todo el conjunto. No obstante, para defender su actividad inventiva analizaremos algunos documentos del estado de la técnica referidos a invenciones relativas a esta modalidad de calentadores con el fin de relacionar las ventajas de la invención propuesta. Así, el documento US 6736198 describe un sistema que hace recircular el agua caliente usada por un intercambiador de calor, aprovechando así la temperatura residual que queda en el agua caliente una vez se ha usado. También el documento 1 002 769 propone un calentador de agua instantáneo que consta de una cámara provista de una resistencia eléctrica y una precámara por donde entra el agua fría. Por otro lado, el documento 455339 describe un calentador eléctrico instantáneo consistente en un depósito en cuyo interior se halla instalada una resistencia eléctrica de potencia en función de la temperatura a conseguir.            Existen también calentadores de caudal continuo que funcionan a base de quemar gas, bien almacenado en bombonas o canalizados por tuberías.            En el estado de la técnica se encuentran además calentadores de caudal continuo que calientan el agua en calderas accionadas por combustibles fósiles como gasolina o gasoil.No se conocen en el estado de la técnica calentadores de caudal continuo que consigan calentar agua a partir de las corrientes parasitarias tal como propone la presente invención. Los calentadores eléctricos conocidos presentan frente a la invención propuesta el inconveniente de que funcionan mediante el calor proporcionado por resistencias eléctricas con un consumo muy elevado en relación con la temperatura y el caudal obtenido.  Existe la posibilidad de derivaciones eléctricas con el consiguiente peligro para el usuario. Los calentadores que funcionan con gas presentan frente a la invención propuesta un elevado coste en consumo, la molestia de cambiar la bombona periódicamente, la posibilidad de que se acabe el gas en el momento más inoportuno, peligro de escape de gas pudiendo ocasionar explosiones, deterioro de las tuberías en los casos de gas canalizado.Los calentadores a base de calderas de combustible fósiles, presentan frente a esta invención propuesta el inconveniente de un costo elevado de mantenimiento, también el coste de combustible es elevado y sujeto a las oscilaciones del mercado. la molestia de llenado de los depósitos periódicamente, un espacio desperdiciado para ubicar el depósito, peligro de derrame de combustible, de explosión e incendio.            Ante estos inconvenientes descritos, la presente invención aporta al estado de la técnica unas soluciones novedosas, sencillas y de fácil ejecución que dan como resultado las siguientes ventajas:            Debido a que el calentamiento del agua del calentador propuesto por la presente invención se consigue novedosamente por el efecto de corrientes parasitarias, y éstas calientan el metal con mayor aprovechamiento de la energía, se consigue reducir hasta aproximadamente un cincuenta por ciento de ahorro frente al consumo de los calentadores convencionales.             Para producir calor a través de las corrientes parasitarias no se utiliza ningún tipo de resistencia eléctrica, ni existen contactos eléctricos que se deban proteger, por lo que es imposible que se produzcan derivaciones que puedan ser causa de riesgo para los usuarios.            Frente a los calentadores de gas, el caudal de agua caliente es permanente, sin necesidad de cambiar bombonas de gas que pueden dejar de suministrar agua caliente en los momentos más inoportunos.            El calentador propuesto puede funcionar con baterías que se van recargando  continuamente, previniendo así la interrupción del funcionamiento por posibles apagones.            Al no requerir mecanismos que necesiten para su funcionamiento la aportación de gas, exime la posibilidad de escape o explosión.            No existen tuberías de gas para el correcto funcionamiento del calentador propuesto, por lo que evita el riesgo de deterioro de éstas.            El único desgaste del calentador propuesto por la presente invención se reduce a un eje que gira sobre dos cojinetes, por lo que el mantenimiento es casi nulo, reduciendo el coste por este concepto.            No necesita de ningún depósito de almacenamiento de combustible, agua o gas, evitando la dedicación de un espacio que puede utilizarse para otros usos. Y en el caso del gas y el del combustible el ya mencionado riesgo de escape, derrame de combustible y explosión o incendio.            El hecho de consumir aproximadamente un cincuenta por ciento aproximadamente del consumo de los calentadores convencionales implica un menor deterioro del medio ambiente.            Aporta al estado de la técnica en el sector de los calentadores de agua una novedosa tecnología inexistente hasta ahora.            Todos estos elementos conjugados dan lugar a un resultado final en el que se aportan características diferenciadoras significativas frente al estado de la técnica actual.             Así, la invención se constituye a partir de un motor eléctrico, térmico, hidráulico, turbina u otro tipo de fuerza motriz que hace girar un eje soportado por dos cojinetes sujetos a las dos paredes opuestas de una carcasa cerrada en cuyo interior se encuentra, unido solidariamente al eje por el centro, al menos un plato en forma de  disco, fabricado en plástico antitérmico o material similar no metálico, capaz de soportar altas temperaturas, de diámetro menor al de la zona interior de la carcasa y de grosor igual  al de los imanes permanentes que debe albergar, explicado más adelante, en el que se han practicado unos orificios circulares pasantes, en número par, dibujando todos ellos un círculo cercano al borde del disco.  Una placa de hierro de las mismas dimensiones que el mencionado plato se encuentra unida mediante tornillería u otro medio de unión adecuado a uno de los planos del plato, quedando los orificios pasantes cerrados por una de sus caras por la placa de hierro y abiertos por la otra cara, convirtiéndose así en nichos que servirán de alojamiento a los imanes. Unos imanes permanentes circulares con polaridad en las caras planas están incrustados en los alojamientos circulares practicados en el plato, siendo los imanes del mismo diámetro que el de los alojamientos, aunque con tolerancia suficiente para que entren con la holgura apropiada y de grosor igual al del plato, colocados de forma que cada imán tenga polaridad distinta a los contiguos, quedando adheridos a la placa de hierro una vez introducidos en el alojamiento, evitando así su salida y encajados en el plato impidiendo su desplazamiento lateral producido por el giro del plato cuando gira el eje. Al menos un tubo de material plástico antitérmico o material similar capaz de soportar altas temperaturas se encuentra unido solidariamente a la pared interior de la carcasa mediante separadores de distancia, dibujando un círculo cerrado sobre sí mismo sin solución de continuidad, de las mismas dimensiones que el círculo formado por los imanes permanentes y a una distancia de éstos que guarda proporción a la  temperatura que se precise en el agua. Una corona metálica de perfil rectangular se halla en el interior del tubo ocupando toda su longitud, sujeta al tubo mediante separadores de distancia, con una de sus caras  orientada hacia los imanes.  El tubo se halla obstruido en uno de sus puntos por un separador de compartimiento atravesado de forma hermética por la corona metálica, impidiendo el paso del agua. A cada lado del separador de compartimiento, se encuentran sendos orificios que atraviesan la pared del tubo provistos de un racord cada uno, en los que se incrusta en uno de ellos la entrada del agua fría y en el otro la salida de agua caliente.El funcionamiento del mecanismo comienza cuando se hacer girar el eje y éste a su vez hace girar el plato unido a él. La frecuencia de paso de los imanes alternados provoca en la corona metálica calor, que será más o menos intenso en función de la separación de la corona de los imanes y de la velocidad de giro del plato, de forma que a menos distancia se producirá más calor y a más velocidad también más calor, controlando la temperatura producida incidiendo en la velocidad de rotación del plato o de la separación de éste del tubo.En una realización diferente se encuentran varios platos y tubos, conectados en serie haciendo pasar el agua de un tubo a otro de forma que cada un de los tubos precedentes precalienta el agua entregando ésta al siguiente tubo  a una temperatura mayor, consiguiendo así en el último tubo una mayor temperatura de salida.    En otra realización distinta, todas las entradas de los tubos y todas las salidas están conectadas en paralelo, consiguiendo así más caudal aunque menor temperatura. Distintamente los imanes permanentes son sustituidos por bobinas eléctricas. De forma diferente los imanes permanentes tienen otra forma geométrica.En otra realización diferente el plato no incorpora una placa metálica, sujetándose los imanes por medios de unión apropiados otro procedimiento, pudiéndose así aprovechar ambos polos  para calentar cada una de las caras del plato una corona metálica distinta. De forma distinta el tubo es metálico, sin corona interior, calentándose éste directamente. Alternativamente el tubo es sustituido por una pieza de plástico antitérmico o material similar en la que se ha practicado una cámara, por la que circula el agua, cerrada por una corona metálica con una de sus caras orientada hacia los imanes.            En otra realización diferente, el perfil del tubo o cámara tiene cualquier forma geométrica.            De forma distinta la corona metálica está provista de aletas disipadoras de calor. Para una mejor comprensión de esta memoria descriptiva se acompañan unos dibujos que a modo de ejemplo no limitativo, describen una realización preferida de la invención:                       

Figura 1.- Corte longitudinal                       

Figura 2.- Vista frontal del plato de imanes                       

Figura 3.- Vista frontal del tubo           

En dichas figuras se destacan los siguientes elementos numerados:                         

1.- Motor

2.- Eje

3.- Cojinetes

4.- Carcasa

5.- Plato

6.- Imanes

7.- orificios circulares para alojamiento de los imanes

8.- Placa de hierro

9.- Separadores de distancia del tubo

10.- Tubo

11.- Corona metálica

12.- Separadores de distancia de la corona metálica

13.- Separador de compartimiento del tubo.

14.- Orificio de entrada

15.- Orificio de salida.

Una realización preferida de la invención propuesta, se constituye a partir de un motor eléctrico (1) que hace girar un eje (2) soportado por dos cojinetes (3) sujetos a las dos paredes opuestas de una carcasa cerrada (4) en cuyo interior se encuentra unido solidariamente al eje (2) por el centro al menos un plato (5) en forma de  disco, fabricado en plástico antitérmico, de diámetro menor al de la zona interior de la carcasa (4) y de grosor igual  al de los imanes permanentes (6) que debe albergar, explicado más adelante, en el que se han practicado unos orificios circulares pasantes (7), en número par, dibujando todos ellos un circulo cercano al borde del disco.  A uno de los planos del plato (5) está unida mediante tornillería  una placa de hierro (8) de las mismas dimensiones del mencionado plato (5), quedando así los orificios pasantes (7) cerrados por una de sus caras por la placa de hierro (8) y abiertos por la otra cara, formando los alojamiento de los imanes (6). En los alojamientos circulares (7) practicados en el plato (5), están incrustados  unos imanes permanentes circulares (6) con polaridad en las caras planas, del mismo diámetro al de los alojamientos (7) con tolerancia suficiente para que entren por éste con holgura y de grosor igual al del plato (5), colocados de forma que cada imán (6) tenga polaridad distinta a los contiguos, una vez introducidos en el plato (5), quedan adheridos a la placa de hierro (8), evitando así su salida y empotrados en el plato (5) impidiendo su desplazamiento lateral producido por el giro del plato (5) cuando gire el eje (2).            Unida solidariamente a la pared interior de la carcasa (4) mediante separadores de distancia (9), se encuentra al menos un tubo (10) fabricado en plástico antitérmico, dibujando un círculo cerrado sobre si mismo sin solución de continuidad,  de las mismas dimensiones que el formado por los imanes permanentes (6) y a una distancia de estos adecuada a la temperatura que se precise en el agua. En el interior del tubo (10) y recorriendo toda su longitud se halla una corona metálica (11), sujeta a éste mediante separadores de distancia (12), estando una de sus caras orientadas hacia los imanes (6), de perfil adecuado al diámetro interior del tubo (10). El tubo (10) se halla obstruido en uno de sus puntos por un separador de compartimiento (13), atravesado de forma hermética por la corona metálica (11), que impide el paso del agua, en cada lado del separador de compartimiento (13) se ha practicado unos orificios (14 y 15) que atraviesa la pared del tubo (10), provistos de un racord cada uno, en los que se incrusta en uno de ellos la entrada del agua fría (14) y en el otro la salida de agua caliente (15).

 

Reivindicaciones: 1.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética constituido a partir de un motor eléctrico, térmico, hidráulico, turbina u otro tipo de fuerza motriz que hace girar un eje soportado por dos cojinetes sujetos a las dos paredes opuestas de una carcasa cerrada caracterizado porque en el interior de la carcasa se encuentra unido solidariamente al eje por el centro al menos un plato en forma de  disco, fabricado en plástico antitérmico o material similar no metálico, capaz de soportar altas temperaturas, de diámetro menor al de la zona interior de la carcasa y de grosor igual  al de los imanes permanentes que debe albergar,  en el que se han practicado unos orificios circulares pasantes, en número par, dibujando todos ellos un circulo cercano al borde del disco. 2.-  Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicación 1, caracterizado porque a uno de los planos del plato está unida mediante tornillería u otro medio de unión adecuado,  una placa de hierro de las mismas dimensiones que la del mencionado plato, quedando  los orificios pasantes cerrados por una de sus caras por la placa de hierro y abiertos por la otra cara, convirtiéndose así estos orificios en alojamientos para albergar los imanes permanentes.3.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque en los alojamientos circulares practicados en el plato, están introducidos  unos imanes permanentes circulares con polaridad en las caras planas, del mismo diámetro al de los alojamientos con tolerancia suficiente para que entren por éste con holgura y de grosor igual al del plato.4.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los imanes están colocados de forma que cada imán tenga polaridad distinta a los contiguos.5.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque una vez introducidos en los alojamientos, los imanes quedan adheridos a la placa de hierro, evitando así su salida y encajados  en el plato, impidiendo su desplazamiento lateral producido por el giro del plato cuando gire el eje.            6.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque unido solidariamente a la pared interior de la carcasa mediante separadores de distancia, se encuentra al menos un tubo fabricado en plástico antitérmico o material similar capaz de soportar altas temperaturas, dibujando un círculo cerrado sobre si mismo sin solución de continuidad, de las mismas dimensiones que el formado por los imanes permanentes,  y a una distancia de estos adecuada a la temperatura que se precise en el agua.7.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en el interior del tubo ocupando  toda su longitud se halla una corona metálica de perfil rectangular  sujeta al tubo mediante separadores de distancia.8.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la corona metálica tiene una de sus caras orientada hacia los imanes.9.-  Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el tubo se halla obstruido en uno de sus puntos por un separador de compartimiento atravesado de forma hermética por la corona metálica, que impide el paso del agua.10.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque en cada lado del separador de compartimiento se han practicado sendos orificios que atraviesan la pared del tubo.11.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los orificio de cada lado del separador de compartimiento están  provistos de un racord cada uno, en los que se incrusta en uno de ellos la entrada del agua fría y en el otro la salida de agua caliente.            12.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque    el calentador incorpora varios platos y tubos, conectados en serie, haciendo pasar el agua de un tubo a otro de forma que cada una de los tubos precedentes precalienta el agua entregando ésta al siguiente tubo a una temperatura mayor, consiguiendo así una mayor temperatura de salida en el último tubo            13.- Calentador instantáneo de agua de caudal  continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque  todas las entradas de los tubos y todas las salidas están conectadas en paralelo, consiguiendo así más caudal.            14.- Calentador instantáneo de agua de caudal  continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque los imanes permanentes son sustituidos por bobinas eléctricas.            15.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque  los imanes permanentes tienen otra forma geométrica.            16.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque  el plato no incorpora una placa metálica, sujetándose los imanes por medios de unión apropiados, pudiéndose así  aprovechar ambos polos para calentar cada una de las caras una corona metálica distinta.            17.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque  el tubo es metálico, sin corona  interior, calentándose ésta directamente.             18.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el tubo es sustituido por una pieza de plástico antitérmico o material similar en la que se ha practicado una cámara, por la que circula el agua, cerrada por una corona metálica con una de sus caras orientada hacia los imanes.            19.-  Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 11 y 18, caracterizado porque el perfil del tubo o cámara tiene cualquier forma geométrica.            20.- Calentador instantáneo de agua de caudal continuo por inducción magnética según reivindicaciones 1 a 11 caracterizado porque la corona metálica esta provista de aletas disipadoras de calor.

 

 

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