ES2290633T3 - Dispositivos de calentamiento de agua. - Google Patents
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Abstract
1.- Un dispositivo calefactor de agua (2) que comprende: una cámara de calentamiento de agua (4) que tiene medios de calentamiento del agua (12) asociados; una cámara receptora de agua (16) para recibir agua que ha de calentarse en la cámara de calentamiento de agua (4); un medio de tratamiento de agua (8) dispuesto entre la cámara receptora de agua (6) y la cámara de calentamiento de agua (4), de modo que el agua fluya de la cámara receptora de agua (6) a la cámara de calentamiento de agua (4) a través de los medios de tratamiento (8); en donde dichos medios de calentamiento de agua (12) son conmutables entre una posición de baja potencia y una posición de alta potencia; y se caracteriza porque dicho dispositivo (2) comprende además medios de conmutación (20) sensibles a una cantidad de agua en la cámara receptora de agua (6) y operable en el caso que la cantidad de agua en dicha cámara (6) caiga por debajo de un valor predeterminado para conmutar los medios de calentamiento de agua (12) desde su posición de baja potencia a su posición de alta potencia.
Description
Dispositivos de calentamiento de agua.
El presente invento se refiere a dispositivos de
calentamiento de agua y en particular a dispositivos de
calentamiento de agua que incorporan medios para el tratamiento del
agua calentada en el dispositivo.
Un dispositivo de calentamiento de agua que
incorpora medios de tratamiento de agua para eliminar impurezas,
olores, incrustaciones de cal, etc en el agua, se ha propuesto, por
ejemplo en la Solicitud de patente internacional del solicitante WO
01/47399. Este dispositivo comprende una cámara de calentamiento de
agua, una cámara para recibir agua que ha de calentarse y medios de
tratamiento de agua, mas particularmente un cartucho dispuesto
entre la cámara receptora de agua y la cámara de calentamiento de
agua de modo que el agua debe fluir a través de medios de
tratamiento a la cámara de calentamiento para ser calentada.
Un dispositivo de este tipo se ha producido
también comercialmente por Brita con la marca Acclario^{R} y se
describe en la patente estadounidense nº 6.1782.290. En este
producto la salida del cartucho de tratamiento a la cámara de
calentamiento de agua se abre de modo selectivo y se cierra con una
válvula de control de flujo operable manualmente. Cuando la cámara
receptora de agua se llena primero con agua esta válvula puede
abrirse o cerrarse pero con el fin de permitir que el agua fluya a
través del cartucho de tratamiento debe abrirse. Una vez ha fluido
la cantidad deseada de agua en la cámara de calentamiento de agua la
válvula se cierra manualmente, después de lo cual el calentador
asociado con la cámara de calentamiento puede activarse para
calentar el agua en la cámara. Un dispositivo de bloque impide que
los medios de calentamiento se activen hasta un tiempo en el que la
válvula de control de flujo está cerrada.
La WO 96/22045 describe un hervidor de agua que
tiene un cartucho de filtro montado en la base de una tolva sobre
una cámara de hervir agua. Un flotador magnético en la cámara de
hervir agua impide comience el calentamiento hasta que un nivel
predeterminado de agua está contenido en la cámara de
ebullición.
El motivo por el cual los medios de
calentamiento no pueden activarse antes de completarse el
tratamiento de agua es que los medios de calentamiento son de una
potencia relativamente alta (típicamente de alrededor de 3
kilovatios) y el ratio de flujo a través del cartucho de tratamiento
es relativamente lento. Así pues, en caso que los medios de
calentamiento se activarán sin agua o con muy poca agua en la cámara
de calentamiento de agua, este agua herviría haciendo que los
medios de calentamiento se sobrecalentaran activando así un control
de protección por sobrecalentamiento asociado con el calefactor,
desconectando así el calefactor.
Si bien el sistema utilizado en el
Acclario^{R} supera este problema, tiene la desventaja de que el
usuario debe esperar hasta que se completa el tratamiento de la
masa de agua deseada antes de poder iniciar el calentamiento. Esto
puede consumir tiempo para el usuario.
Así pues, el presente invento tiene por objeto
proporcionar un dispositivo en donde el calentamiento y el
tratamiento puedan llevarse a cabo al mismo tiempo permitiendo de
este modo que hierva el agua mas rápidamente.
Por consiguiente, a partir de un primer aspecto,
el presente invento proporciona un dispositivo de calentamiento de
agua que comprende:
una cámara de calentamiento de agua que tiene
medios de calentamiento del agua asociados;
una cámara receptora de agua para recibir agua
que ha de calentarse en la cámara de calentamiento de agua;
un medio de tratamiento de agua dispuesto entre
la cámara receptora de agua y la cámara de calentamiento de agua,
de modo que el agua fluya de la cámara receptora de agua a la cámara
de calentamiento de agua a través de los medios de tratamiento;
en donde
dichos medios de calentamiento de agua son
conmutables entre una posición de baja potencia y una posición de
alta potencia; y se caracteriza porque dicho dispositivo comprende
además medios de conmutación sensibles a una cantidad de agua en la
cámara receptora de agua y operable en el caso que la cantidad de
agua en dicha cámara caiga por debajo de un valor predeterminado
para conmutar los medios de calentamiento de agua desde su fijación
de baja potencia a su fijación de alta potencia.
A partir de un segundo aspecto el invento
proporciona un método para tratar y calentar un agua que comprende
las etapas de:
suministrar el agua que ha de tratarse y
calentarse a una cámara receptora de agua;
pasar dicha agua a través de un medio de
tratamiento de agua a una cámara de calentamiento de agua; y
activar unos medios de calentamiento de agua
asociados con la cámara de calentamiento de agua en una primera
potencia relativamente baja; y caracterizado por
detectar la cantidad de agua presente en la
cámara receptora de agua;
y, cuando se detecta menos de una cantidad
predeterminada de agua como restante en la cámara receptora de agua
calentar la cámara de calentamiento de agua a una potencia
superior.
Así pues, de conformidad con el invento, los
medios de calentamiento de agua se activan a una fijación de baja
potencia hasta un tiempo en el que quede en la cámara receptora de
agua una cantidad predeterminada de agua, después de lo cual se
conmutan los medios de calentamiento a su posición de alta potencia.
Esto significa que cuando la cámara de calentamiento de agua se
está llenando con agua, el agua se calienta a una potencia baja,
reduciendo de este modo el tiempo global tomado para llevar el agua
en la cámara de calentamiento hasta la ebullición.
De preferencia se proporciona un sensor para
detectar la cantidad de líquido que queda en la cámara receptora de
agua, estando el sensor operativamente acoplado a los medios de
conmutación. De preferencia el sensor detecta el nivel de agua en
la cámara.
En una primera modalidad del invento el sensor
comprende un flotador que opera para conmutar los medios de
calentamiento desde su potencia baja a su fijación alta cuando el
nivel de agua en la cámara receptora de agua cae hasta un nivel
predeterminado.
El flotador puede conectarse mecánicamente a los
medios de conmutación con un mecanismo apropiado. Por ejemplo, en
una modalidad, el flotador puede operar un conmutador en forma de
una llave de bola. Sin embargo, en una modalidad preferida, el
flotador se acopla a los medios de conmutación magnéticamente. Así
pues el dispositivo puede comprender un conmutador flotador
magnético.
En otra modalidad en sensor puede ser un sensor
óptico que detecte la presencia o ausencia de agua a un nivel
predeterminado en la cámara receptora de agua.
En otras realizaciones la cantidad de agua en la
cámara receptora de agua puede determinarse en peso en vez de
nivel, así en una modalidad adicional los medios conmutadores pueden
comprender un sensor de peso tal como una célula de carga o
calibrador de esfuerzo que efectúe la conmutación del calefactor
cuando el peso del líquido en la cámara receptora caiga por debajo
de una cifra predeterminada.
De preferencia la conmutación se efectúa cuando
la cámara receptora de agua se vacía sustancialmente de modo que se
produzca calentamiento de potencia superior solo después que
sustancialmente toda el agua de la cámara receptora de agua haya
pasado a la cámara de calentamiento de agua. Esto impide la
posibilidad de que hierva agua en la cámara de calentamiento antes
de que toda el agua tratada haya entrado en la cámara de
calentamiento de agua. Esto impide que el agua que se está
calentando por el calefactor de agua sea admitida en la cámara de
calentamiento después de se ha detenido el calentamiento.
Las posiciones de alta potencia y baja potencia
de los medios calefactores de los medios calefactores pueden
elegirse con cualquier valor apropiado. De preferencia se elige la
posición de potencia inferior de modo que sea insuficiente para que
hierva el agua que entra en la cámara de calentamiento, reduciendo
así el riesgo de que la cámara de calentamiento hierva en seco.
Por consiguiente, típicamente, la posición de baja potencia de los
medios calefactores pueden fijarse hasta alrededor de 1 kilovatio.
La posición de alta potencia puede ser significantemente superior,
por ejemplo de hasta alrededor de 3 kilovatios.
Mas convenientemente los medios calefactores
comprenden dos calefactores que se conectan de modo selectivo en
paralelo con los medios de conmutación del dispositivo.
Estos calefactores pueden ser elementos
calefactores envainados convencionales, de preferencia elementos
calefactores envainados bajo el piso, o elementos calefactores de
película gruesa.
Una modalidad preferida del invento se
describirá ahora a título de ejemplo solo con referencia a los
dibujos que se acompañan en donde:
La figura l muestra una modalidad esquemática
del invento; y
La figura 2 muestra un diagrama de circuito del
dispositivo mostrado en la figura 1.
Con referencia a la figura l un dispositivo 2 de
ebullición de agua sin hilos de conformidad con el invento
comprende una cámara de calentamiento de agua 4, una cámara
receptora de agua 6 y un filtro de tratamiento de agua 8 dispuesto
entre la cámara receptora de agua 6 y la cámara de calentamiento de
agua 4. La cámara receptora de agua 6 puede montarse
apropiadamente en o sobre la cámara de ebullición de agua 4 y el
cartucho de tratamiento de agua 8 depende de la cámara receptora de
agua 6 en la cámara de ebullición de agua 4.
El cartucho de tratamiento de agua 8 puede ser
recibido en un alojamiento 10 previsto en la base de la cámara
receptora de agua y mostrado en trazos en la figura 1 o puede estar
soportado apropiadamente por la cámara receptora de agua 6 de modo
que dependa libremente de esta.
El agua en la cámara calefactora de agua 4 se
calienta por medios calefactores 12. Los medios calefactores 12
comprenden primero y segundo calefactores 14, 16, conectables en
paralelo. En esta modalidad particular el calefactor 14 se valora
en 1 kilovatio y el calefactor 16 a 2 kilovatios.
En la modalidad mostrada los calefactores 14, 16
son elementos calefactores eléctricos envainados que se unen
apropiadamente al lateral inferior de la base de la cámara de
calentamiento de agua 4.
La energía se suministra a los calefactores 14,
16, a través de un conectador eléctrico sin hilos 18 que empeña un
conectador de suministro de energía complementario sobre una base de
suministro de energía para el dispositivo (no mostrada).
Asociado con la cámara receptora de agua 6 se
encuentra un conmutador 20 que es apto para conmutar de modo
selectivo el calefactor 16 en conexión paralela con el calefactor
14. En esta modalidad el conmutador 20 es un conmutador de
flotación magnético que actúa para cerrar un juego de contactos
dentro del conmutador 20 cuando un flotador 22 deja de alcanzar un
nivel de agua predeterminado dentro de la cámara receptora de
agua.
Se describirá ahora la operación del dispositivo
descrito antes.
Inicialmente la cámara de calentamiento de agua
4 del dispositivo se vaciará y ambos calefactores 14, 16 se
desactivarán mediante un conmutador 24. Este conmutador 24 es, de
preferencia el control sensible al vapor o ebullición para el
dispositivo que tendrá que operar cuando hierva finalmente el agua.
El conmutador 24 es también operable manualmente. Cuando se desea
hervir agua en la cámara 4, se llena de agua la cámara receptor de
agua 6, después de lo cual empieza a pasar agua a través del
cartucho de tratamiento 8 en la cámara de calentamiento de agua. El
conmutador 24 puede luego cerrarse manualmente para activar los
medios calefactores 12.
Cuando el agua haya llenado la cámara receptora
6 sobre un nivel predeterminado, se abrirá el conmutador flotador
20, significando que es solo el elemento calefactor de baja potencia
14 el que se activa. Cuando el agua se filtra a través del cartucho
de tratamiento 8 el agua que se acumula en la cámara de
calentamiento 4 se calentará a la potencia relativamente baja de 1
kilovatio. Este nivel de calentamiento continua hasta un tiempo tal
que el nivel de agua en la cámara receptora de agua 6 cae hasta un
nivel predeterminado (de preferencia cuando la cámara 6 se vacía
sustancialmente), a cuyo nivel el interruptor flotador 20 cierra de
modo que conecta el elemento calefactor 16 en paralelo con el
elemento calefactor 14. Esto aumenta el calentamiento del agua en
la cámara de calentamiento a la potencia relativamente alta de
3
kilovatios.
kilovatios.
El calentamiento del agua en la cámara de
calentamiento 4 proseguirá hasta un tiempo tal que hierva el agua.
En este punto el control sensible al vapor o ebullición 24
desconecta el suministro de energía a los calefactores 14, 16 con
lo que se interrumpe la ebullición del agua.
Convenientemente el control de ebullición puede
ser del tipo descrito en la patente WO 95/34187 de la peticionaria
en donde se integra un control de vapor y protección de
sobrecalentamiento con el conectador eléctrico sin cables 18. Un
sistema de esta índole se encuentra en el comercio como el sistema
de la peticionaria U 1830. Alternativamente el control de
ebullición puede separarse del conectador y control de protección de
sobrecalentamiento, siendo por ejemplo uno de los interruptores de
la peticionaria R 48 o similar.
Se apreciará que pueden llevarse a cabo
modificaciones en la modalidad descrita antes sin apartarse del
alcance del invento. Por ejemplo, el conmutador de flotador
magnético 20 puede ser sustituido por un conmutador mecánico, por
ejemplo un conmutador accionado por grifo de bola.
Claims (14)
1. Un dispositivo calefactor de agua (2) que
comprende:
una cámara de calentamiento de agua (4) que
tiene medios de calentamiento del agua (12) asociados;
una cámara receptora de agua (16) para recibir
agua que ha de calentarse en la cámara de calentamiento de agua
(4);
un medio de tratamiento de agua (8) dispuesto
entre la cámara receptora de agua (6) y la cámara de calentamiento
de agua (4), de modo que el agua fluya de la cámara receptora de
agua (6) a la cámara de calentamiento de agua (4) a través de los
medios de tratamiento (8);
en donde
dichos medios de calentamiento de agua (12) son
conmutables entre una posición de baja potencia y una posición de
alta potencia; y se caracteriza porque dicho dispositivo (2)
comprende además medios de conmutación (20) sensibles a una
cantidad de agua en la cámara receptora de agua (6) y operable en
el caso que la cantidad de agua en dicha cámara (6) caiga por
debajo de un valor predeterminado para conmutar los medios de
calentamiento de agua (12) desde su posición de baja potencia a su
posición de alta potencia.
2. Un dispositivo, de conformidad con la
reivindicación 1, en donde se proporciona un sensor para detectar la
cantidad de líquido que queda en la cámara receptora de agua (6),
estando dicho sensor operativamente acoplado a los medios de con
mutación (20).
3. Un dispositivo, de conformidad con la
reivindicación 1, en donde se proporciona un sensor para detectar la
(6).
4. Un dispositivo, de conformidad con la
reivindicación 3, en donde el sensor comprende un flotador (22).
5. Un dispositivo, de conformidad con la
reivindicación 4, en donde el flotador se acopla magnéticamente a
los medios de conmutación (20).
6. Un dispositivo, de conformidad con la
reivindicación 3, en donde el sensor comprende un sensor óptico.
7. Un dispositivo, de conformidad con la
reivindicación 2, en donde el sensor comprende un sensor de
peso.
8. Un dispositivo, de conformidad con cualquiera
de las reivindicaciones 2 a 7 en donde el sensor se dispone para
operar los medios de interruptor (20) cuando la cámara receptora (6)
está sustancialmente vacía.
9. Un dispositivo, de conformidad con cualquiera
de las reivindicaciones precedentes en donde la posición de
potencia inferior se elige de modo que sea insuficiente para que
hierva el agua que entra en la cámara de calentamiento (4), por
ejemplo hasta alrededor de 1 kilovatio.
10. Un dispositivo, de conformidad con
cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la posición
de potencia alta es de alrededor de 3 kilovatios.
11. Un dispositivo, de conformidad con
cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde los medios
calefactores (12) comprenden dos calefactores (14, 16) que se
conectan selectivamente en paralelo mediante los medios de
conmutación (20).
12. Un dispositivo, de conformidad con
cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde los medios
calefactores (12) comprenden elementos de calentamiento envainados,
de preferencia elementos calefactores envainados bajo el piso, y
elementos calefactores de película gruesa.
13. Un método para el tratamiento y
calentamiento de agua que comprende las etapas de:
suministrar agua que ha de tratarse y calentarse
a una cámara receptora de agua (6);
pasar dicha agua a través de un medio de
tratamiento de agua (8) a una cámara de calentamiento de agua (4),
y
activar un medio calefactor de agua (12)
asociado con la cámara de calentamiento de agua (4), en primer lugar
a potencia relativamente baja; caracterizado por:
detectar la cantidad de agua presente en la
cámara receptora de agua (6);
y, cuando el agua es inferior a una cantidad
predeterminada se detecta como restante en la cámara receptora de
agua (6), calentando el agua en la cámara de calentamiento de agua
(4) a una potencia superior.
14. Un método, de conformidad con la
reivindicación 13, en donde la conmutación se efectúa cuando la
cámara receptora de agua (6) está sustancialmente vacía.
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