EQUIPO DE CALENTAMIENTO DE FLUIDOS PORTÁTIL.

1. Equipo de calentamiento de fluidos portátil que comprende un elemento de control y una resistencia periférica

(9), donde el elemento de control incluye un termostato y tres salidas:

- una primera salida (1) para conexión a la red

- una segunda salida (7) para la conexión a la resistencia periférica (9)

- una tercera salida para la conexión a una sonda sumergible para el control de la temperatura (14)

caracterizado porque el elemento de control incluye adicionalmente:

- un interruptor diferencial (2) para proteger frente a una posible derivación

- un contactor (4) - conmutador (15) para eliminar la posibilidad de choque eléctrico

- un regulador de potencia (5) que permite calentar el fluido con una tasa de calentamiento variable.

- un transformador (10) que permite operar a tensiones de 220 V y 125 V.

2. Equipo de calentamiento de fluidos portátil según la reivindicación 1, caracterizado porque presenta en el elemento de control dos pilotos adicionales (18, 17).

3. Equipo de calentamiento de fluidos portátil según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el elemento de control incorpora un voltímetro (6) para medir la tensión a que se somete la resistencia (9).

4. Equipo de calentamiento de fluidos portátil según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque incluye una bomba sumergible.

5. Equipo de calentamiento de fluidos portátil según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el elemento de control está dispuesto en una caja que está provista de elementos (19) que permiten la entrada y salida de aire, lo que posibilita la refrigeración del equipo con aire mediante convección natural.

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201431698.

Solicitante: CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC).

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MARTIN-LORENTE RIVERA,ENRIQUE, TEJEDO MADUEÑO,Miguel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA... > Calentadores de agua que tienen medios para producir... > F24H1/06 (Portátiles o móviles, p. ej. desmontables)
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Fragmento de la descripción:

SECTOR Y OBJETO DE LA INVENCION

La presente invención pertenece al campo de los dispositivos calentadores de líquidos con medios para producir calor, y más concretamente a calentadores de agua portátiles. El objeto principal de la presente invención es un equipo de calentamiento de fluidos portátil

con regulación de potencia de trabajo, dotado de medios que le confieren ventajas frente a los dispositivos similares del estado de la técnica, tales como: -interruptor diferencial para proteger frente a posibles derivaciones -conmutador para eliminar la posibilidad de choque eléctrico al manipular el baño -módulo de control de potencia que permite variar la intensidad y por tanto una tasa de calentamiento variable -posibilidad de operación tanto a 220 V como a 125 V.

ESTADO DE LA TECNICA Actualmente son conocidos en el estado del arte aparatos calentadores de líquidos,

principalmente agua, de especial aplicación en laboratorios de investigación y análisis, fábricas de productos químicos o farmacéuticos, clínicas, hospitales, etc. Dichos calentadores de agua existentes actualmente en el mercado tienen entre otros los siguientes inconvenientes:

-Calientan el agua con un elemento calefactor y la recirculan con una bomba con el fin de que la temperatura sea homogénea, esto implica movimiento del fluido, lo cual no es apto para este tipo de experimentos.

-Emplean termostatos, cuyo funcionamiento se basa en un continuo corte y rearme de sus 30 dispositivos para volver a alcanzar la temperatura requerida.

-El uso de termostatos implica la lectura, mediante una sonda, de la temperatura del agua. En función de la ubicación de la sonda (coordenadas verticales – horizontales) , se obtiene una lectura de temperatura, que puede coincidir o no, con la que queremos conseguir. De

otra forma, si la sonda se encuentra inmersa en el fondo del canal, el termostato se regirá por la temperatura en el fondo del canal y no por la temperatura en la zona del canal donde de forma habitual se llevan a cabo los experimentos, es decir, en la superficie.

-Dichos termostatos presentan generalmente una bomba para la recirculación del líquido, lo que provoca turbulencias y movimientos del caudal indeseables.

-Uso de resistencias eléctricas de inmersión situadas dentro del líquido a calentar, las cuales producen también unas variaciones de temperatura del líquido muy grandes entre 10 diferentes partes del recipiente, que dependiendo de la longitud, volumen-superficie del canal-líquido y potencia del elemento calefactor, pueden ser del orden de 4 y 5 º C.

-Presentan grandes dimensiones, ocupando un volumen considerable e impidiendo su transporte y manejo en distintos laboratorios o lugares. 15 -Su instalación resulta, por lo dicho en el punto anterior, bastante compleja y dificultosa.

La patente española 2372085 tiene por objeto un baño térmico portátil de especial aplicación en experimentos de laboratorio y centros de investigación, el cual comprende:

-un canal en cuyo interior se encuentra un volumen de líquido a calentar, -un cable calefactor resistivo situado en la cara exterior del canal uniformemente distribuido a lo largo y ancho de su superficie, que se encuentra conectado a una fuente de alimentación externa que le aporta energía eléctrica produciendo su calentamiento, y mediante la cual es posible regular la temperatura del líquido sin más que modificar los valores de tensión e intensidad transmitidos al cable calefactor, y -una capa aislante dispuesta inferiormente a continuación del cable calefactor, envolviendo la superficie exterior del canal, estando dicha capa aislante adaptada para hacer menos influenciable la temperatura ambiente exterior, así como evitar la pérdida de calor, de forma que éste sea transmitido íntegramente hacia el canal, el cual calienta a su vez el líquido contenido en su interior. La operación de este dispositivo ha puesto de manifiesto algunas posibilidades de mejora, especialmente en lo relativo a: -posibilidad de hacer un calentamiento hasta la temperatura designada de forma progresiva. -versatilidad en cuanto al volumen de trabajo -capacidad de operación a tensiones variables

- protección frente a posibles derivaciones -mejor protección para el operario durante la manipulación del baño -portabilidad

El equipo de calentamiento objeto de la presente invención incorpora elementos para dotarlo de las mejores referidas.

EXPLICACION DE LA INVENCION

El equipo de calentamiento de fluidos portátil con regulación de potencia de trabajo permite mantener un baño caliente a la temperatura de consigna, presentando, además, varias cualidades complementarias que lo diferencian de otros dispositivos similares que se encuentran disponibles en el mercado. En primer lugar, muestra la posibilidad de hacer un calentamiento hasta la temperatura designada de forma progresiva, con una tasa de calentamiento que es posible regular a la velocidad que se desee.

En segundo lugar, este calentamiento se puede realizar con resistencias de gran potencia, de hasta 4000 W, lo que permite un calentamiento progresivo, con temperatura de consigna controlada, para un gran volumen de fluido, de hasta 250 L de capacidad. Esta versatilidad 20 en cuanto al volumen de trabajo permite examinar las respuestas de un gran número de unidades experimentales o industriales para todo tipo de fluidos, sólidos o materiales biológicos, ante diversas rampas experimentales de calentamiento. Esta posibilidad de incrementar el número de réplicas experimentales o industriales tiene una doble ventaja: por una parte se incrementa su rendimiento y, en segundo lugar, confiere una mayor fiabilidad y

precisión al experimento o al procedimiento industrial desde el momento que permite reducir el número de sesiones experimentales disminuyendo, por tanto, el error instrumental.

Tercero, el equipo ha sido diseñado para poder operar a tensiones variables de 125 V y 220 V, lo cual permite su empleo en laboratorios con tensiones de trabajo diferentes.

Cuarto, el equipo lleva instalado un diferencial para proteger de una posible derivación. Dispone igualmente de un contactor que permite de manera voluntaria, y a través de un conmutador, cortar la corriente a la bobina del contactor suspendiendo totalmente la

corriente a la resistencia y, por tanto, eliminando la posibilidad de que el operario sufra un choque eléctrico durante la manipulación del baño.

Estas últimas cualidades determinan unas ventajas añadidas en cuanto a seguridad tanto 5 para el operario como para el equipo. Por último, el dispositivo es de pequeño tamaño, lo cual le confiere la cualidad de ser portátil pudiendo trasladarse fácilmente.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

Figura 1: Vista en perspectiva del equipo: A) desde una primera posición B) desde una segunda posición.

Figura 2: Esquema eléctrico del equipo Figura 3: Perfiles térmicos simulando dos ritmos circadianos sometidos a distintas tasas de calentamiento:

A) Rampa Tmax 35, 0 º C Calentamiento: On: 07.30 am, Tinicial 18, 0 º C; Off: 02.30 pm. Tfinal 35, 0 º C (ΔT=17 º C, T=420 min) . Tasa = 0, 040 º C/min 20 B) Rampa Tmax 24, 0 º C. Calentamiento, On: 07.30 am, Tinicial 16, 5 º C; Off: 02.30 pm. Tfinal 24, 0 º C (ΔT=7, 5 º C, T=420 min) . Tasa =0, 017 º C/min Listado de referencias (Figuras 1 y 2)

1. Enchufe del equipo a red con toma de tierra.

2. Diferencial.

3. Magnetotérmico.

4. Contactor.

5. Regulador de potencia.

6. Voltímetro.

7. Enchufe de salida a resistencia con toma de tierra.

8. Enchufe de resistencia con toma de tierra.

9. Resistencia...

 


Reivindicaciones:

1. Equipo de calentamiento de fluidos portátil que comprende un elemento de control y una resistencia periférica (9) , dónde el elemento de control incluye un termostato y tres salidas:

-una primera salida (1) para conexión a la red -una segunda salida (7) para la conexión a la resistencia periférica (9) -una tercera salida para la conexión a una sonda sumergible para el control de la temperatura (14) caracterizado porque el elemento de control incluye adicionalmente:

-un interruptor diferencial (2) para proteger frente a una posible derivación -un contactor (4) – conmutador (15) para eliminar la posibilidad de choque eléctrico -un regulador de potencia (5) que permite calentar el fluido con una tasa de calentamiento variable. -un transformador (10) que permite operar a tensiones de 220 V y 125 V

1.

2. Equipo de calentamiento de fluidos portátil según la reivindicación 1, caracterizado porque presenta en el elemento de control dos pilotos adicionales (18, 17) .

3. Equipo de calentamiento de fluidos portátil según una cualquiera de las reivindicaciones 20 1 y 2, caracterizado porque el elemento de control incorpora un voltímetro (6) para medir la tensión a que se somete la resistencia (9) .

4. Equipo de calentamiento de fluidos portátil según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque incluye una bomba sumergible.

2.

5. Equipo de calentamiento de fluidos portátil según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el elemento de control está dispuesto en una caja que está provista de elementos (19) que permiten la entrada y salida de aire, lo que posibilita la refrigeración del equipo con aire mediante convección natural.

DIBUJOS

Figura 1A

Figura 1B

Figura 2

Figura 3