ES A1. Número de publicación: PATENTES Y MARCAS. Número de solicitud: Int. Cl. 7 : F24H 1/28

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1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 k Número de publicación: k Número de solicitud: k Int. Cl. 7 : F24H 1/28 k 12 SOLICITUD DE PATENTE A1 k 22 Fecha de presentación: k 43 Fecha de publicación de la solicitud: k 71 Solicitante/s: VULCANO-SADECA S.A. Ctra. Vicálvaro-Rivas, km., Madrid, ES k 72 Inventor/es: Uceda, Juan y Santodomingo, Gonzalo k 43 Fecha de publicación del folleto de la solicitud: k 74 Agente: Díez de Rivera de Elzaburu, Alfonso k 4 Título: Generador de agua caliente para funcionamiento a condensación. k 7 Resumen: Generador de agua caliente para funcionamiento a condensación, del tipo pirotubular de hogar presurizado y dos placas de gases de combustión. Entre los componentes del generador se encuentra un haz tubular constituido por tubos de paso de gases o humos (TH). Por el interior de los tubos de paso de gases o humos (TH) discurren turbuladores de gases (TG) de forma helicoidal, con un diámetro exterior igual al diámetro interior de los tubos (TH). Estos turbuladores de gases (TG) tienen por misión crear un régimen turbulento de los productos de la combustión, consiguiendo así un mayor intercambio entre los gases y las superficies de intercambio. Los tubos de paso de gases o humos tienen una inclinación dada hacia la zona trasera de la caldera, a saber la caja de humos (CH), con respecto al eje horizontal del hogar (H). ES A1 Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES A1 2 DESCRIPCION Generador de agua caliente para funcionamiento a condensación. La presente invención se refiere a un generador de agua caliente para funcionamiento a condensación, de tipo pirotubular de hogar presurizado y con dos pasos de gases. Son ya conocidos una serie de sistemas para el calentamiento de agua, así como calderas de calefacción, bien domésticas o industriales, con funcionamiento a condensación. La patente española con el número de publicación , presentada el 7 de febrero de 1986 a nombre de SAUNIER DUVAL EAU CHAUDE CHAUFFAGE-SDECC.SOCIETE recoge una caldera de gas modulante del tipo estanco de condensación, de funcionamiento silencioso, que consta de una caja de forma generalmente oblonga que está cerrada en su parte superior por una tapa provista de un orificio para el escape de los productos de combustión; de un cambiador formado Por una capa cilíndrica de tubos de agua, unidos en su parte inferior y superior a un colector circular; de una placa perforada en forma de cesta que envuelve el cambiador, siendo el paso y tal diámetro de las perforaciones de la cesta regulares y constantes; y de un medio complementario de amortiguación para la eliminación de los ruidos residuales. La patente española , presentada el 24 de julio de 1986 a nombre de GAZ DE FRANCE, recoge una caldera de condensación de estela atenuada que comprende un conducto de alimentación de aire fresco a partir de la atmósfera y un conducto de evacuación de los productos de combustión diluidos hacia la atmósfera, situados después del ventilador-extractor, esencialmente paralelos pero no coaxiales y que presentan un mínimo de intercambios térmicos. Por encima del cuerpo de calefacción se dispone un primer cambiador de aire-humos. Se han previsto deflectores para canalizar una parte del aire procedente del citado primer cambiador y provocar un barrido del espacio libre situado entre el cuerpo de calefacción y el recinto estanco, dirigiéndose hacia el quemador el resto del aire procedente del primer cambiador y por lo menos un orificio calibrado que sirva para introducir el aire que ha barrido el cuerpo de calefacción en el conductor de evacuación de los productos de combustión antes del ventilador-extractor. La caldera, así constituida, permite reducir la estela de vapor en el momento de la expulsión de los humos a la atmósfera. La patente europea número a nombre de FONDERIE E OFFICINE SAN GIOR- GIO PRA S.P.A., presentada el 2 de febrero de 1987, reivindica una caldera de condensación, es decir una caldera con intercambiadores primario o secundario, en la que una parte de los humos procedentes del intercambiador primario es conducida directamente a la chimenea mediante un conducto que evita el intercambiador secundario. La patente europea N , presentada el 24 de noviembre de 1989 a nombre de GE- MINOX, SOCIETE ANONYME, reivindica una caldera de condensación para calefacción de fluido térmico. Esta caldera consta de un quemador invertido en la parte alta de la caldera, por encima de un cambiador térmico por el que circula el fluido térmico y que está formado por variasfases que se comunican entre sí, teniendo cada fase uno o varios tubos de forma que se crea una longitud de circulación de fluido creciente de una fase alaotradesdeabajohaciaarriba,mientrasque la llegada de fluido a calentar está bifurcada en la fase más baja y la salida de fluido calentada en la fase más alta, existiendo bajo dicho cambiador un colector de los condensados y los gases de combustión. La caldera se caracteriza, además, porque las fases se comunican entre sí de forma que el caudal de fluido térmico se divide en relación al caudal de alimentación de la caldera en al menos ciertos tubos de al menos aquellas fases más alejadas del quemador, mientras que el caudal se recupera completamente en todos los tubos de al menos la fase más próxima del quemador. En la patente europea , presentada el 10 de mayo de 1991 a nombre de GEMINOX, SOCIETE ANONYME, se reivindica una caldera de condensación y fluido conductor de calor dotado de un quemador, de un intercambiador de calor destinado a los intercambios térmicos entre los gases de combustión y dicho fluido conductor de calor y de un condensador en el que circula el fluido y que está dispuesto en serie con dicho intercambiador, siendo éste y el condensador sensiblemente verticales y comunicándose entre sí para permitir el paso de los gases de combustión por sus partes altas, mientras que las evacuaciones de estos últimos y de los condensados se prevén en la parte baja del condensador y de arriba a abajo en el condensador, circulando los condensados en el mismo sentido que los gases de combustión. La caldera se caracteriza porque el quemador está dispuesto en la parte inferior del intercambiador de calor, el cual presenta una mayor altura que la del condensador. Por otra parte, en la actualidad se comercializan básicamente los siguientes tipos de calderas: - Caldera pirotubular de hogar a sobrepresión de ejecución horizontal y construcción en chapa de acero al carbono, en la cual se ha instalado un serpentín condensador entre la salida de gases de la caldera y la chimenea. - Caldera de hogar a sobrepresión y ejecución horizontal de acero inoxidable. Con superficies de intercambio dispuestas al final del hogar en situación perpendicular a éste, construidas en acero inoxidable. Frente a las anterioridades reseñadas, la presente invención tiene por objeto desarrollar un generador de agua caliente mejorado para funcionamiento a condensación, siendo éste un generador pirotubular de hogar presurizado y dos pasos de gases. El primero de ellos lo constituye el hogar propiamente dicho, abarcando éste desde la acometida del quemador a la parte ciega del hogar formada por el fondo trasero interior y retornando los gases en este punto para ser invertidos en la puerta de limpieza del generador. El segundo paso está dispuesto en el generador y abarca desde la puerta de limpieza hasta la caja

3 3 ES A1 4 de gases, en donde estos gases pasan a través de unos tubos de paso de gases o humos, para posteriormente ser desalojados por la chimenea. Así pues, es objeto de la presente invención, un generador de agua caliente para funcionamiento a condensación, del tipo pirotubular de hogar presurizado y dos pasos de gases de combustión, de los que el primero constituye el hogar, refrigerado por agua, que abarca desde la acometida del quemador a la parte ciega del hogar formada por el fondo trasero interior en los que los gases de combustión retornan para ser invertidos en la puerta de limpieza del generador, y el segundo paso está dispuesto en el generador y abarca desde la puerta de limpieza hasta la caja de gases de combustión, en donde estos gases pasan a través de unos tubos de humos y son desalojados posteriormente por la chimenea. El generador se caracteriza porque consta de un circuito de gases que está formado por los elementos que están en contacto con los gases de la combustión, a saber el hogar diseñado para alojar el desarrollo de la llama, un haz tubular constituido por tubos de paso de gases o humos y dispuestos con una inclinación dada hacia la zona trasera de la caldera, a saber la caja de humos, con respecto al eje horizontal del hogar, turbuladores de gases, uno por tubo de paso de gases, de forma helicoidal, con un diámetro exterior igual al diámetro interior de los tubos de humos. El generador consta asimismo de un circuito de agua constituido por los elementos del generador que están en contacto con el agua, como son una toma de salida de agua situada en la generatriz superior de la envolvente o virola exterior destinada a conducir el agua del generador al circuito de calefacción, una toma de retorno de agua situada en la zona posterior de la generatriz de la virola exterior, destinada a conducir el agua del generador al circuito de calefacción, una toma de retorno de agua situada en la zona posterior de la generatriz de la virola exterior, destinada a conducir el agua del circuito de calefacción al generador, y una toma de seguridad dispuesta en la zona central de la virola exterior que incorpora una válvula de seguridad tipo alivio. Los turbuladores de gases del generador objeto de la invención crean un régimen turbulento de los productos de la combustión, con lo que se crea un mayor intercambio entre los gases y las superficies de intercambio. De acuerdo con la invención, la inclinación del haz tubular constituido por los tubos de paso de gases con relación al eje horizontal del hogar, que se encuentra en un intervalo de 2-10,originala expulsión del 100 % de los condensados hacia la zona trasera de la caldera (caja de humos). Por otra parte, es lana característica adicional del generador objeto de esta invención el hecho de que la válvula de seguridad sea capaz de evacuar todo el fluido producido sin que aumente de manera indebida la presión en el interior del generador. Seguidamente se describirá una realización preferida del generador de agua caliente para funcionamiento a condensación objeto de esta solicitud, debiéndose entender que esta forma de realización es simplemente a título ilustrativo y de ejemplo y que no debe limitar en modo alguno el alcance de la invención. Los dibujos, muestran: - la figura 1 una vista en sección transversal del generador de agua caliente de acuerdo con la invención; y - la figura 2, una vista en sección transversal del tubo de paso de gases del generador de acuerdo con la invención. Haciendo referencia a la figura 1, en ella se muestra una vista en sección transversal del generador de agua caliente para funcionamiento a condensación objeto de la invención. Como se puede observar, este generador está constituido por dos pasos de gases de la combustión, siendo el primero de ellos el hogar (H) que comprende desde la acometida del generador a la parte ciega del hogar (H), formada ésta por el fondo trasero interior (FT), retornando los gases en este punto para ser invertidos en la puerta de limpieza (PL) del generador, entre el fondo delantero (FD) y el cemento refractario de la citada puerta de limpieza (PL). El segundo paso está ubicado en el generador y abarca desde la puerta de limpieza (PL) hasta la caja de humos (CH) a través de los tubos de humos (TH), para posteriormente ser desalojados por la chimenea (no mostrada). El generador de acuerdo con la invención consta de dos circuitos totalmente diferenciados, como son el circuito de gases y el circuito de agua. El primero de ellos es el formado por los elementos del generador que están en contacto con los gases de la combustión, como son el hogar (H) que es el elemento diseñado para alojar el desarrollo de la llama, estando este elemento totalmente refrigerado por agua que no se encuentra ubicado en el centro del generador. El circuito de gases consta asimismo de un haz tubular que es el formado por tubos de humos (TH) y turbuladores de gases (TG) (véase la figura 2). Los tubos de humos (TH) son tubos que, en esta forma de realización, son de acero estirado sin soldadura de calidad (St.) XCr Ni 18,9 según la norma DIN Son tubos resistentes al calor a través de los cuales circulan los gases procedentes de la combustión. Como ya se ha indicado precedentemente, el generador de acuerdo con la invención consta asimismo de un circuito de agua que es el formado por los elementos del generador que están en contacto con el agua. En este circuito se diferencian una toma de salida de agua (TSA) que está situada en la generatriz superior de la envolvente o virola exterior (VE). Esta toma de salida de agua (TSA) está dispuesta asimismo en la zona delantera del generador, siendo ésta la zona donde se alcanzan la temperaturas más altas del circuito hidráulico y teniendo como misión la de conducir el agua del generador al circuito de calefacción. Asimismo, situada en la zona trasera de la generatriz de la virola exterior (VE) está dispuesta una toma de retorno de agua (TRA). Esta zona es la de menor temperatura del circuito hidráulico y tiene como misión conducir el agua del circuito de calefacción al generador. 3

4 ES A1 6 En la zona central de la virola exterior (VE), en su generatriz superior, está dispuesta una toma de expansión o seguridad (TEX) la cual tiene como misión instalar en la misma una válvula de seguridad tipo alivio (no mostrada), capaz de evacuar todo el fluido producido, sin que pueda aumentar la presión en el interior del generador más de un 10 % de la presión de timbre del generador. Con referencia a la figura 2 de los dibujos, en ella se muestra un detalle de algunos elementos (TH, TG) del circuito de gases. Como se puede apreciar en esta figura, en el interior del tubo de humos (TH) está incorporado un turbulador de gases (TG) que está constituido por un redondo de acero calibrado fabricado en forma helicoidal y con el mismo diámetro exterior que el diámetro interior del tubo de humos (TH). Este turbulador de gases (TG) tiene como misión la de crear un 10 1 régimen turbulento de los productos de la combustión, consiguiendo así un mayor intercambio entre los gases y las superficies de intercambio. En esta figura se representa el turbulador de gases (TG) con una inclinación de 2 con relación al eje horizontal del hogar, si bien dicha inclinación puede oscilar ventajosamente en un intervalo de Ha de entenderse que lo que antecede constituye una forma de realización preferida del generador objeto de la invención, debiéndose entender que por parte de los expertos en la técnica podrán efectuarse una serie de modificaciones en el mismo, los cuales han de considerarse incluidas dentro del alcance de la presente invención, que queda únicamente delimitada por las reivindicaciones adjuntas

5 7 ES A1 8 REIVINDICACIONES 1. Generador de agua caliente para funcionamiento a condensación, del tipo pirotubular de hogar presurizado y dos pasos de gases de combustión, de los que el primero constituye el hogar (4), refrigerado por agua, que abarca desde la acometida del generador a la parte ciega del hogar formado por un fondo trasero (FT) interior en el que los gases de combustión retornan para ser invertidos en la puerta de limpieza (PL) del generador, y el segundo paso está dispuesto en el generador y abarca desde la puerta de limpieza (PL) hasta la caja de gases de combustión (CH), en donde estos gases pasan a través de unos tubos de humos (TH) y son desalojados posteriormente por la chimenea, caracterizado porque el generador consta de un circuito de gases que está formado por los elementos que están en contacto con los gases de la combustión, como son el hogar (H) diseñado para alojar el desarrollo de la llama, un haz tubular constituido por tubos de paso de gases o humos (TH), turbuladores de gases (TG) de forma helicoidal, uno por tubo de paso de gases o humos y dispuestos con una inclinación dada hacia la zona trasera de la caldera, a saber la caja de humos, con respecto al eje horizontal del hogar, con un diámetro exterior igual al diámetro interior de los tubos de humos (TH), y de un circuito de agua constituido por los elementos del generador que están en contacto con el agua, como son una toma de salida de agua (TSA) situada en la generatriz superior de la envolvente o virola exterior (VE) destinada a conducir el agua del generador al circuito de calefacción, una toma de retorno de agua (TRA) situada en la zona posterior de la generatriz de la virola exterior (VE), destinada a conducir el agua del generador al circuito de calefacción, y una toma de seguridad (TEX) dispuesta en la zona central de la virola exterior (VE) que incorpora una válvula de seguridad tipo alivio. 2. Generador de agua caliente según la reivindicación 1, caracterizado porque el hogar (H) está totalmente refrigerado por agua. 3. Generador de agua caliente según la reivindicación 1, caracterizado porque los tubos de humos (TH) están construidos con una inclinación de 2-10 que permite aumentar la diferencia de la producción de condensados. 4. Generador de agua caliente según la reivindicación 1, caracterizado porque los turbuladores de gases (TG) crean un régimen turbulento de los productos de la combustión, con lo que se crea un mayor intercambio entre los gases y las superficies de intercambio.. Generador de agua caliente según la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula de seguridad es capaz de evacuar todo el fluido producido sin que aumente de manera indebida la presión en el interior del generador

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8 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA k 11 ES k 21 N. solicitud: k 22 Fecha de presentación de la solicitud: k 32 Fecha de prioridad: INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA k 1 Int. Cl. 7 : F24H 1/28 DOCUMENTOS RELEVANTES Categoría Documentos citados Reivindicaciones afectadas Y ES A (VULCANO SADECA, S.A.) , 1- todo el documento. Y GB A (KEEPING S C S) , página 1, líneas A ES U (VULCANO SADECA, S.A.) , columna 4, 1,2,4, líneas 4-7; figuras. A ES U (PHILOPATENT, S.A.) , todo el documento. 1,2,4 A US A (SCHWÖRER, EMIL) , todo el documento. 1,2,4 Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado para todas las reivindicaciones para las reivindicaciones n : Fecha de realización del informe Examinador Página J. A. Celemín Ortiz-Villajos 1/1